Содержание к диссертации
Введение
Глава 1, Анализ и проблемы развития теории ц практики аварийно-восстанонигельных работ 10
1.1. Конструктивные особенности разрушений и Причины их возникновения 11
1.2. Технология и организация производства аварийно-восстановительных работ 15
1.3. Методы имитационного моделирования 20
1.4. Эффективность производства аварий но-восстановительных работ 25
Глава 2. Методика организации аварийно-восстановительных работ на основе системного подхода 31
2.1. Принципы построения организационно-технологической строительной системы производства аварийно-восстановительных работ 31
2.2. Организация аварийно-восстановительных работ 36
2.3 .Моделирование стратегий выбора решений производства 49
2.3. Гибкость производства аварийно-восстановительных работ 56
Глава 3. Сбалансированность производства аварийно-восстановительны к работ 52
3.1 Формирование и анализ модели, обеспечиваютцєя сбалансированность производства 62
3.2. Сбалансированное управление производством 70
33. Эффективность аварий но-восстановительных работ 75
Глава 4. Моделирование организационно-технологической работ 80
4,1 Применение экспертных оценок для определения организационно -технологического уровня производства аварийно-восстановительных работ и продолжи re льн ости веления аварийных работ 80
4.2 Календарное планирование аварийно -во останов ительных работ 93
4.3 Разработка производственной программы аварийно-восстановительных работ 101 Заключение 108
Список использованных источников 110
Приложения 121
Данные по экспертным оценкам
- Эффективность производства аварий но-восстановительных работ
- Гибкость производства аварийно-восстановительных работ
- Эффективность аварий но-восстановительных работ
- Разработка производственной программы аварийно-восстановительных работ
Введение к работе
В настоящее время актуальна проблема производства аварийно-восстановительных работ, связанная с осваиванием неблагоприятных районов строительства, усложнением возводимых объектов, повышением техногенных нагрузок, военной опасностью отдельных регионов России, Возникающие аварии сопровождаются потерями невосполнимых ресурсов, большими затратами на восстановление эксплуатационных свойств зданий, людскими жертвами.
Слабо предсказуемый характер развития аварий создает неопределенность в формировании принципов и подходов по выполнению аварийно-восстановительных работ. Происходящие изменения в экономической и социальной сферах страны, переход к частным формам собственности и свободной конкуренции строительных организаций вызвали их разукрупнение и снижение мощностей- Критерием участия в работах преимущественно становится прибыль, а не социально-экономический эффект. Не обеспечивается производство конечного продукта и, зачастую, подменяется промежуточными результатами восстановления.
Возможности строительных организаций позволяют восстанавливать здания, однако специфика аварийно-восстановительнык работ требует по вышения организационно-технологического уровня, качества подготовки и производства. Не соблюдается принцип сбалансированности производ ства работ. Динамичность процессов выполнения аварийно- восстановительных работ создает потребность в расширенном использо вании средств САПР и проектировании ориентированных строительных систем, Суп^ествующие решения не позволяют учитывать особенности организации и управления производством, что приводит недопустимому разбросу решений.
Следовательно, необходимо разрабатывать и внедрять системные принципы ликвидации возникающих аварий гражданских зданий.
5 Таким образом, актуальность темы обусловлена: необходимостью использования системного подхода по выполнению аварийно-восстановительных работ строительными организациями; сложностью получения конечного результата по ликвидации аварий и незавершенностью работ по восстановлению гражданских зданий; недостаточным организационно-технологическим уровнем подготовки и производства аварийно-восстановительных работ; необходимостью совершенствования управления принятием решений но организации аварийно-восстановительных работ. .
Целью настоящего исследования является разработка организационно-технологической строительной системы (ОТСС) производства аварийно-восстановительных работ с заданным уровнем качества.
Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи: разработана методика организации аварийно-восстановительных работ гражданских зданий; предложен методы оценки сбалансированности и критерии эффективности производства апариоо-восстановительных работ на уровне строительной организации; определены принципы формирования модели экспертного определения организационно-технологического уровня производства аварийно-восстановительных работ и коэффициентов, учитывающих изменение продолжительности ведения аварийных работ; разработана модель учета поправочных экспертных "и стохастических коэффициентов продолжительности аварийно-восстановительных работ в календарном планировании; предложен метод формирования производственной программы аварийно-восстановительных работ.
Объект исследования: организационно-технологии ее кие процессы при аварийно-восстановительных строительных работах.
Предмет исследования: закономерности организации аварийно-восстановительных работ, ОТСС.
Научно-техническая гипотеза. Применение системного полхода по организации аварийно-восстановительных работ способствует эффективному их ведению, кратчайшему достижению целей по восстановлению эксплуатационных свойств объектов при оптимальных затратах, а также совершенствованию предпринимательской деятельности строительных организаций.
Теоретической и методологической основой исследования в области организации строительства, системного анализа, имитационного моделирования послужили труды отечественных и зарубежных ученых. Многие из них внесли большой вклад в исследование организации восстановления зданий и сооружений, поврежденных в результате различных природных и техногенных воздействий: П.Н. Анисимов, X. Асамов, А.Б, Ашрабов, М.Д. Бойко, А.И. Мартемьяноа, ЕЛ. Михно, Б,В, Сендеров, В.А. Харитонов, В,А. Шолохов, К.А. Шрейбер и многие другие.
Широкое развитие получила паука организации строительства с се универсальными системными принципами, применяемыми для описания любых ситуаций, в том числе и аварийного характера. Значительный вклад внесли такие ученые, как В.А. Афанасьев, Н.П. Бусленко, В.М. Василиев, ИХ. Галкин, А.А, Гусаков, Э.-К.К. Завадкас, Л,Б, Зеленцов, В,В, Костюченко, Ю.А. Куликов, Ю,Н. Мурзепко, В.Г. Прыкип, В,И. Рыбаль-ский, В.А, Спектор, Р.И. Фоков, Т.Н. Цай. Результаты их работ способствовали решению многих вопросов теории организации и технологии строительства, системного анализа в строительстве и применимы в рабо-
Однако ряд важных аспектов проблемы требует дальнейшей разработки. В частности, организация аварийно-восстановительных работ не отвечает современным социально-экономическим условиям, организаци-
7 онно-технологическая подготовка производства требует дальнейшей автоматизации» мощности строительных организаций используются неэффективно, недостаточно сбалансировано выполнение различных видов работ.
Научная новизна исследования в том, что предлагается организационно-технологическая строительная система, комплексно отражающая процессы, происходящие при ликвидации аварийного состояния зданий, состоящая из методики организации аварийно-восстановительных работ гражданских зданий; метода оценки сбалансированности и критериев эффективности производства аварийно-восстановитепьных работ на уровне строительной организации; - модели экспертного определения организанионно-технологического уровня производства аварийно-восстановительных работ и коэффициен тов, учитывающих изменение продолжительности ведения аварийных ра бот; - модели учета поправочных экспертных и стохастических коэффициен тов продолжительности аварийно-восстановительных работ в календар ном планировании; метода формирования производственной программы аварийно-восстановительных работ.
Достоверность исследования обусловлена преемственностью научных подходов к организации аварийно-восстановительных работ, использованием нормативно-технической документации, сравнением получен-,кых pv^vjiKxaxrm г ^члагл-скам^ других лятг]гю^ ,цпимйнйним лклгизпг-ных оценок при проектировании организационно-технологической строительной системы.
Практическая ценность работы исследованы проблемы организации аварийно-восстановительных работ и предложена методика по их проведению; предложен метод оценки сбалансированности производства аварийно-восстановительных работ; определены критерии оценки эффективности аварийно-восстановительных работ; разработана автоматизированная система по оценке организационно-технологического уровня производства аварийно-восстановительных работ и определению коэффициентов, учитывающих изменения продолжительности ведения аварийных работ; предложена автоматизированная система календарного планирования, учитывающая неопределенность информации о поврежденных объектах при аварийно-восстановительных работах. предложен метод формирования производственной программы аварийно-восстановительных работ.
Па защиту выносятся методика организации аварийно-восстановительных работ для гражданских зданий; метод оценки сбалансированности и критерии эффективности производства аварийно-восстановительных работ на уровне строительной организации; - модель экспертного определения организационно-технологического уровня производства аварийно-восстановительных работ и коэффициен тов, учитывающих изменение продолжительности ведения аварийных ра бот; - модель учета поправочных экспертных и стохастических коэффициен тов продолжительности аварийно-восстановительных работ в календар ном планировании; метод формирования производственной программы аварийно- восстановительных работ.
Апробация работы. Основные положения доложены и одобрены на Международных научно-практических конференциях преподавателей, научных работников и аспирантов РГСУ (г. Ростов-на-Дону), 2000 - 2001 гг.; на третьей Всероссийской научной конференции молодых ученых и аспирантов ТГРТУ (г. Таганрог), 2000 г.
По результатам исследования опубликовано II работ, в том числе получены 2 свидетельства на полезную модель и свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена па 169 страницах печатного текста (гарнитура Times 14 пт.); состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии, включающей 131 наименование, приложения, 24 рисунков и 20 таблиц.
Эффективность производства аварий но-восстановительных работ
Модель Mz представляет собой имитацию процесса принятия решений о распределении ресурсов по работам возведения объектов и содержит средства описания ДСС, средства формирования ситуативных отношений, а также способов обобщения ситуаций.
Модель Мз отображает классы ситуаций на множестве обобщенных решений, определяющих особенности методов возведения объекта. Ко-манды управления реализуются на микроуровне в соответствии с установленными приоритетами.
Рассмотрение ситуационных методов управления показываем что они могут быть применены при производстве аварийно-восстановительных работ, однако требуется адаптация описательно го аппарата.
При рассмотрении методов моделирования следует прогнозировать достигаемые результаты с применением различных методов, рассматриваемых в (1011. В организационно-технологических задачах необходим поиск среди альтернативных и новых решений. Альтернативные маршруты технологии формируются на трех множествах применяемых механизмов и оборудования. Первое множество объединяет базовое оборудование, второе - серийное, третье - разрабатываемое. Проведение сложных работ требует применения высокотехнологичного оборудования, эффективность которого для конкретных условий зачастую неизвестна, что увеличивает производственный риск, но и возможности. Альтернативные организационные решения имеют более сложный качественный характер. Рассматриваются арофили деятельности, выполнимость, этичность. Тогда в имитационные модели необходимо включать блок анализа возможных альтернатив Оценка эффективности работ является обязательной частью их орта- -низации и характеризует достигнутый результат. Аварийно-восстановительные работы имеют ряд особенностей, связанных с повышенными требованиями к гибкости, сбалансированности, качеству. Поэтому традиционные решения должны адаптироваться к заданным условиям.
Первой составляющей эффективного производства является гибкость, т.е. возможность видоизменяться и адаптироваться к ситуациям, в резуль тате чего происходит повышение уровня результативности. Так, в работе [100] указывается, что гибкость - интегральная величина, которая охватывает весь строительный процесс, направленный на получение максимального эффекта. Автором полно рассмотрены вопросы построения гибких строительных технологий, что позволяет аппроксимировать полученные результаты и на организацию аварийно-восстановительных работ. Для, обеспечения гибкости необходимо осуществить формализацию процессов производства с последующим формированием принципов по их реально-му исполнению. Такими принципами являются модульность, вариантность, многокритериальное , автоматизация, системность. Модульность заключатся в объединении модулей-задач, модулей-решений, модулей-процессов. Вариантность предусматривает проработку большого числа сочетаний модулей. Многокритериальное- позволяет выбирать рациональный вариант гибкого производства. Особая роль принадлежит автоматизации, оперирующей информационной средой строительного процесса - числами, документами, данными, статистикой и т.д., и заключается в необходимости привлечения информационных технологий на всех стадиях строительства- Комплексность обеспечивает учет функционирования каждого элемента в системе.
Оценка действий производится по выбранным критериям в зависимости от условий и решаемых задач. В целом гибкость приобретает свойство собирательности характеристик конструктивных, информационных, one- . рационных, технологических и организационных решений.
Организационная гибкость заключается п создании многопрофильных подразделений, придании им свойств всей строительной системы ЛЯРХПРНСНИИ .ИХ лтймодлЙАтаия .Ипкалателч- лфга тпщия ппанилщтилн-ную гибкость, опосредуют знание о системе. Для аварийно-восстановительных работ это означает необходимость формирования комплексных бригад.
Операционная гибкость понимается как первый уровень гибкости на частном фронте работ и связана с эффективностью действий бригад, отражает их поведение, характеризует адаптивность системы к внешним воздействиям технического характера.
Операционная гибкость также отражает свойства возводимого объекта, поэтому по данному показателю можно судить о сложности процессов восстановления.
Информационная гибкость - гибкость АСУ - понимается как система с многократной реализацией в зависимости от числа обратных связей. Она определяется скоростью и полнотой передачи информации по отклонениям процессов при производстве работ. По заранее выработанным критериям производится сбор информации, дешифровка и адаптация. Кроме того, повышается надежность исполнения в связи с контролируемостью.
Для действий в чрезвычайных ситуациях конструктивная гибкость может рассматривается как многообразие форм использования материалов Й конструкций. При имеющихся ограниченных ресурсах важным фактором является их многофункциональность, т.е. максимально широкий круг задач, решаемых с их использованием. Конструктивная гибкость отражается на социально-экономическом результате восстановления зданий и формирует общую гибкость процессов.
Гибкость производства аварийно-восстановительных работ
При организации аварийно-восстановительных работ возникают различные по характеру непредвиденные ситуации, негативно влияющие на организационно-технологический уровень производства и эффективность действий строительных организаций. Одним из составляющих решения является придание свойств гибкости строительной системе.
Будем понимать под гибкостью способность строительной системы видоизменяться и адаптироваться под воздействием непредвиденных ситуаций. Особенностью гибкости является наличие развитых связей в системе и как следствие - адаптация и воздействие на внешнюю среду. Гибкость строительное системы зависит от ее динамического состояния, способности менять форму, образовывать новые связи, следовать за ситуацией, а в некоторых случаях и опережать ее.
В обшем случае будем рассматривать процесс производства аварийно-восстановительных работ как систему организация - среда, где атрибутами организации являются ее целостность и гибкость. Целостность выражает полноту строения и законченность, т.е. выделенность из среды, гибкость, наоборот, полноту связей, но не связанности. Рассмотрим систему обеспечения гибкости аварийно-восстановительных работ (рис. 2.8).
Ядром внутренней среды (1) является организационно-технологический уровень производства аварийно-восстановительных работ. Состав и композиция элементов, определяющих интегральный уровень, может быть представлена как сумма взвешенных показателей по группам, таким, как организация работ, организация труда, технология работ, качество работ.
Вторым компонентом выступает организационная гибкость, отражающая изменение схем выполнения работ, і Третьим - технологическая гибкость, отражающая изменение состава работ. Четвертым - конструктивная гибкость, определяющая совместимость, универсальность конструкций. Пятым - гибкость управлення, определяющая возможности структурных изменений. Шестым - гибкость контроля, т.е. придание свойств самоорганизации труда. Внешние составляющие системы представлены по следующим широким направлениям. Множества конкурирующих систем (7), Учет этого воздействия является необходимым при выборе стратегии организации и расчете рисков. Упорядоченность среды (8) определяет принадлежность работ к аварийным или восстановительным. Концептуальное управление (9) учитывает поведение мотивирован- ных групп людей, привлеченных к работам. Критичность (10) отражает время на реализацию аварийно-восстановительных работ. При организации системы необходимо связать компоненты с целью обеспечения потоков информации" между ними и создания законченного представления о системе. Рассмотрим математическую модель гибкости, представленную: -совокупностью внутренних связей Ni; -внешних связей Ne; -уровнем взаимодействия Li, определяемым организационно-технологическим уровнем; -внешними компонентами Le, Тогда гибкость (F) представляется в виде: жесткая. Для обеспечения необходимых свойств гибкости при производстве аварийно-восстановительных работ следует руководствоваться следующими правилами. 1, Создание подразделений с разным временем реагирования на си туации, что обеспечит быстрое развертывание производства. 2, Для поддержки необходимой интенсивности ведения аварийно восстановительных работ при больших объемах восстановления необхо димо искать и привлекать все доступные ресурсы. Под ресурсами в широ ком смысле понимается совокупность материально-технического обеспе чения, используемых технологий и кадров. При этом резервы мощности строительной организации заключены в рациональном перераспределении имеющихся в наличии собственных ресурсов. Кроме того, для проведения работ в условиях чрезвычайных ситуаций могут привлекаться и сторон ние ресурсы местности. Тогда гибкость обеспечит трансформируемость строительной организации. При определении действий, вес работы делят ся на основные, главные, вспомогательные и транспортные- Основные и главные работы отнесены к важным и выполняются постоянным составом высококвалифицированных кадров. При необходимости для выполнения вспомогательных работ привлекается неквалифицированный персонал, высвобождая подготовленный состав для выполнения главных, что способствует повышению гибкости. Но это не означает, что строительная организация заранее планирует использование сторонних дополнительных мощностей, так как это искажает показатели эффективности производства. 3. Наличие вариантности решений при выполнении аварийно восстановительных работ существенно повышает уровень использования имеющихся технологий за счет выбора их оптимального сочетания. 4. В зависимости от степени и направления влияния того или иного внешнего компонента происходит реакция соответствующих подразделений, изменяются технические, организационные и экономические показатели производства. Экономическое воздействие воспринимается структурой организации и управления, отражаясь на потоках материальных ресурсов- Социальное - отражается на наличии кадров, имидже организации. Техническое воздействие отражается на поставках ресурсов, взаимодействии с другими строительными организациями при проведении работ в одной местности. 5. Во время аварийных работ возникают непредвиденные ситуации, и тогда наличие гибких производственных связей позволяет перераспределять ресурсы, включать в пропесс дополнительные мощности, не изменяя установленные технологические схемы. В ситуации, когда задана загруженность мощностей и отсутствуют резервы, единственной возможно- стью успешного функционирования строительной организации при аварийно-восстановительных работах будет выступать гибкое перераспределение ресурсов, поэтому и необходимо придание свойств гибкости всей системе, начиная с самых низких звеньев. Гибкость на уровне подразделений понимается как видоизменяемость процессов управления ими. Основой является создание комплексных бригад, обладающими технологиями и механизмами для выполнения ряда работ.
Эффективность аварий но-восстановительных работ
Выставляются логические отметки по соблюдению качественных показателей, обеспечивающих сбалаисироваЕіность производства. 3. Автоматически строятся функциональные зависимости, текущие пока-затели производства в маркерном виде и выводятся краткие результирующие заключения по состоянию производства.
Для обеспечения интерактивного воздействия на построенные функции допускается внесение изменений в составляющие уравнения коэффициенты, что позволяет моделировать динамику условий производства. Предусматривается сохранение и открытие данных в текстовой форме, вывод на печать (рис.3.6).
Эффективность аварийно-восстановительных работ Одним из значимых моментов успешного функционирования строительной организации является определение эффективности ведения ава рий но-восстановительных работ и внесение изменений в процесс производства при недостаточном ее уровне. Под эффективностью понимается интегральная оценка показателей: соблюдение норм затрат времени на проведение работ, качество производства, сохранение принятого организационно-технологического уровня производства. 8 связи с невозможностью точного расчета значения эффективности выполненных аварийно-восстановительных работ на аварийной стадии необходимо искать приближенные достоверные решения для его нахождения. Для этого приме Е нимы методы экспертных оценок, основанные па опыте и данных квалифицированных специалистов.
При заданном ОТУПАВР следует рассматривать отклонения от требуемых показателей качества и вырабатывать решения по недопущению критического состояния - больших дополнительных затрат и потерь матери aj і ьн о - тех иич ее ких р е сур со в Для этого необходимо установить влияющие факторы и критерии оценки.
Определим факторы производства: хг качество организации работ; Х2- качество материально-технического обеспечения и материально-технической базы; х3-качество продукции.
Приведенные факторы имеют наибольшее влияние на общий показатель -качества выполняемых работ. При оценки эффективности критериями выступят; сроки выполнения аварийно-восстановительных работ Hj; затраты на обеспечение качества ведения работ Н2; принятый организационно-технологический уровень уровня производства Нз В табл. ЗД и 3,2 представлены экспортно определенные отклонения значений факторов производства и критериев качества, исходя из вопросов о реальных границах отклонений показателей.
Определение количественного значения общего показателя эффек і тивности производится через приведение критериев к единой шкале измерений через безразмерные значения чисел (-1;-2;-3; 0,-f-l:-f2;+3) (рис. ЗЛ). Для полученных значений находят среднегеометрическую величину
Номограмма оценки эффективности ОТСС Выводы по третьей главе і. Предложена укрупненная модель производства аварийно-восстановительных работ, обеспечивающая сбалансированность по основным показателям, в составе которой исследованы эмпирические про изводственные функции, определягошие сбалансированность работ, что позволяет боле повысить штанируемостъ, прогнозируемостъ процесса ав ар ийно- во с ст ано в ите льыых работ. 2. Разработана схема сбалансированного управления производством и полутены расчетные данные для автоматизированный системы, позволяющей оценивать возникающие отклонения в производстве аварийно-, восстановительных работ.
Разработка производственной программы аварийно-восстановительных работ
При организации аварийно-восстановительных работ как части строительных применимы традиционные методы планирования деятельности строительных организаций. Одним из таких методов является имитационное моделирование, которое получило широкое распространение в последние десятилетия, благодаря работам А.А. Гусакова, К достоинствам данного вида моделирования следует отнести его системность и гибкость, что с успехом можно применить в изменяющихся реальных ситуациях, технического, экономического и социального характера. Таким условиям удовлетворяют имитационные модели, определяющие организационно-технологические условия ведения аварийно-восстановительных работ. К особенностям этих работ следует отнести нечеткость информации об объекте восстановления и невозможность заранее определить объемы потребляемых ресурсов.
Поэтому необходимо разработать производственную программу, которая бы определяла характер работ, строительные объемы и управляющие правила. Реализация программы является одной из частей системного подхода к производству аварийно-восстановительных работ. Решение такой задачи производственной сферы позволит установить характер используемых технологий, организации, материально-технического обеспечения. Особенность предлагаемой производственной программы - переопределение свойств комплексных бригад, позволяющее привлекать сторонние ресурсы, т.е. ресурсы местности на аварийном этапе. Другой важной особенностью является разделение этапов на аварийный и восстановительный в зависимости от степени информированности об объекте, от принадлежности работ к группе аварийных или восстановительных. Так, для аварийного этапа характерно экспертное определение продолжительности работ, а для восстановительного- вероятностное (рис. 4.6).
Разделение работ на аварийные и восстановительные с использованием соответствующих методов организации позволяет более точно определять срок и характер их производства, 2. Определен организационно-технологический уровень производства аварийно-восстановительных работ и интегральные коэффициенты продолжительности ведения аварийных работ. Создана информационная система, реализующая в автоматизированном режиме расчет. Это позволяет более точно оценивать возможности строительной организации, уменьшить неопределенность процесса восстановления зданий. 3. Разработана модель, позволяющая автоматизировано решать задачи по календарному планированию аварийно-восстановительных работ в интерактивном режиме, что ускоряет и оптимизирует производственный процесс. 4. Использование предложенной производственной программы, учиты вающей характер аварийно-восстановительных работ, позволяет решать поставленные задачи с высокой степенью надежности результата. Изложенные в диссертации исследования позволяют сделать следующие выводы: 1. Определены основные принципы и разработана методика организации выполнения аварийно-восстановительных: работ, включающая организационно-технологическую подготовку, процесс j восстановления на основе системного рассмотрения и учета влияющих факторов неопределенности информации о свойствах объектов, ресурса исполнителей, стратегического планирования альтернативных решений, гибкости производства- Это позволяет повысить эффективность и адаптивность строительных организаций к неопределенным внешним условиям. 2. Предложен сбалансированный подход но выполнению аварийно восстановительных работ на основе анализа производственных функций и требований качества. Предложена модель по оценке сбалансированности работ, реализованная в виде автоматизированной системы, что позволяет более эффективно планировать вложения средств. 3.. Разработана модель экспертного определения организационно-технологического уровня производства аварийно-восстановительных работ и коэффициентов, учитывающих изменение продолжительности выполнения аварийных работ.
