автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Методы управления проектами при организационно-технологическом моделировании строительного производства

На правах рукописи

Чередниченко Надежда Дмитриевна

МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТАМИ ПРИ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

05.23.08 - Технология и организация строительства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 5 т 2211

Ростов-на-Дону 2014

005548266

Работа выполнена на кафедре «Городского строительства и хозяйства» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Шеина Светлана Георгиевна

Официальные оппоненты: Воробьев Валерий Степанович - доктор

технических наук, профессор, декан факультета «Строительство железных дорог», заведующий кафедрой «Технология, организация и экономика строительства» ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения»

Бабкин Олег Александрович - кандидат технических наук, региональный управляющий ООО "ЮниЭл Дистрибьюшн"

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Южно-Российский

государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова»

Защита состоится «05» июня 2014 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.207.02 при Ростовском государственном строительном университете по адресу: 344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162, ауд. 1125, тел/факс 8(863) 20-19-099; E-mail dis_sovet_rgsu@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного строительного университета и на официальном сайте РГСУ: www.rgsu.ru

Автореферат разослан «28» апреля 2014 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ______ _

канд. техн. наук, доцент д.В. Налимова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основной задачей организационно-технологаческого проектирования строительного производства является: с одной стороны, осуществить подготовку к возведению сложного здания, сооружения или целого комплекса, а с другой - подготовить конкретные строительные предприятия к выполнению работ по возведению этого здания сооружения или же комплекса. Такая подготовка предполагает, что в заданное время, в заданном месте, у конкретного предприятия будут производственные возможности выполнить свою часть работ. Исходя из этой основной задачи вполне понятно, что основным документом организационно-технологической проектирования будет являться календарный план, определяющий параметры ресурсного обеспечения и временные границы реализуемого строительного проекта.

Анализ причин неудачи при реализации проектов, показал, что основной причиной является нехватка либо ресурсов, либо времени, что может служить убедительным свидетельством неэффективности самой процедуры подготовки производства, которая заключается в разработке календарных планов различной степени детализации. Таким образом, полученные на стадии еще подготовки производства ресурсные и временные параметры предполагаемого к реализации проекта будут основной причиной успешной или неудачной его реализации. То есть, на стадии планирования необходимо принять адекватные организационно-управленческие решения, обеспечивающие успешность выполнения запланированных работ. Это приводит к необходимости решения задачи составления расписания работ с учетом ограниченных ресурсов, необходимых для их выполнения. При этом следует отметить, что одной из основных задач календарного планирования является привязка по времени наступления ключевых событий проекта, а также согласование действий всех участников проекта во времени. Таким образом, время является одним из определяющих факторов в оценке успеха проекта. Будучи основным ресурсом проекта, оно требует особого внимания, поскольку потерянное время не может быть восполнено.

Сам процесс управления характеризуется многовариантностью, то есть имеется несколько возможных путей достижения поставленной цели.

При этом следует учесть основные особенности строительного производства, к которым следует отнести длительный производственный цикл, территориальное

закрепление объектов строительства, необходимость привлечения большого количества субподрядчиков на различных стадиях реализации строительного проекта, которые должны перемещаться с одного объекта на другой. Анализируя сроки реализации строительных проектов, следует отметить, что достаточно значительные временные потери возникают в процессе взаимодействия с субподрядными организациями, что объясняется простоями фронтов работ. Следовательно, одной из основных задач подготовки строительного производства является определение сроков выполнения субподрядных работ на объектах, включенных в производственную программу предприятия, выполняющего функции генерального подрядчика.

Имеющиеся исследования процесса управления ресурсным обеспечением строительных проектов, к сожалению, не позволяют системно решать задачи распределения ресурсов с учётом имеющихся ограничений по их объёму, многокритериальности параметров, характеризующих работы проекта, применяемым организационно-технологическим схемам возведения объектов, а также взаимоотношениям участников проекта ещё недостаточно разработаны.

Актуальность диссертации определяется необходимостью на основе методов теории управления проектами разработать комплекс моделей управления ресурсным обеспечением строительных проектов применительно к различным условиям реализации проектов.

Область исследования. В диссертации рассмотрены вопросы совершенствования методов организации строительства Содержание диссертации соответствует пункту 8. «Разработка новых и совершенствование существующих методов организационно-технологического проектирования» специальности 05.23.08 - «Технология и организация строительства» Паспорта специальности ВАК РФ.

Цель и постановка задач исследования. Целью диссертационной работы является разработка комплекса моделей управления ресурсным обеспечением строительных проектов при организационно-технологическом моделировании строительного производства.

Для достижения цели работы необходимо было выполнить решение следующих задач:

1. Выполнить анализ ресурсов строительного проекта, описать их характеристики, провести классификацию и выявить степень влияния на целевые показатели проекта.

2. Предложить эвристические правила распределения ресурсов.

4

3. Разработать алгоритм построения интегральной оценки работ в проекте.

4. Получить модель формирования календарного плана, оптимального по критерию отклонения от договорных сроков выполнения работ.

5. Построить модель формирования календарного плана, оптимального по критерию минимизация штрафных санкций за нарушение договорных сроков.

6. Предложить модель разработки календарного плана, оптимального с точки зрения сокращения штрафных санкций за нарушение договорных сроков завершения работ на основе метода ветвей и границ.

Методы исследования. В работе использованы методы теории графов, моделирования организационных систем управления, системного анализа, математического программирования.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Предложены эвристические правила распределения ресурсов по возрастанию первых разностей работ проекта, по возрастанию величины комплексных оценок работ проекта и по максимальным эффекгивностям работ в проекте; определены условия применения этих правил.

2. Разработан алгоритм построения интегральной оценки работ в проекте, отличающийся тем, что экспертами заполняется матрица парных сравнений, размерность которой равна числу анализируемых работ в проекте, а не числу критериев оценки работы, что позволяет получить более простой и устойчивый алгоритм.

3. Получена модель формирования календарного плана, отличающаяся формированием вспомогательной задачи о максимальном потоке через построенный определенным образом граф, что позволяет получить календарный план, оптимальный по критерию отклонения от договорных сроков выполнения работ.

4. Построена модель формирования календарного плана оптимального по критерию минимизация штрафных санкций за нарушение договорных сроков, отличающаяся тем, что сводится к задаче максимизации взвешенного объема выполненных работ, позволяющая минимизировать объем невыполненных работ.

5. Предложена модель разработки календарного плана оптимального с точки зрения сокращения штрафных санкций за нарушение договорных сроков завершения работ, отличающаяся тем, что до завершения работ невозможно переместить ресурсы на другую работу (случай, когда такое перемещение разрешено был уже исследован в

5

работах В.Н. Буркова, в этом случае работы выполняются в очередности убывания приоритетов); для решения был адаптирован метод ветвей и границ.

Достоверность научных результатов. Научные положения, теоретические выводы и практические рекомендации, включенные в диссертацию, обоснованы математическими доказательствами. Они подтверждены вычислительными и производственными экспериментами, а также многократной проверкой при внедрении в практику управления строительными проектами.

Практическая значимость и результаты внедрения. На основании исследований, выполненных автором, разработаны модели и алгоритмы, позволяющие управлять ресурсным обеспечением строительных проектов на стадии организационно-технологического проектирования.

Использование разработанных в диссертации моделей и механизмов позволяет многократно применять разработки, тиражировать их и осуществлять их массовое внедрение с выполнением сроков и бюджета строительных проектов.

Разработанные в 'диссертационной работе модели применяют на практике управления реализацией строительных проектов в ООО «СК Мегаполис» и ООО «Концерн Покровский». Внедрены на этапе формирования строительных программ при министерстве строительства, архитектуры и территориального развития Ростовской области.

Модели, алгоритмы и механизмы, разработанные автором, включены в состав специальных учебных курсов и дисциплин для специальностей «Городское строительство и хозяйство» и «Экспертиза и управление недвижимостью» в ФБГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет», а также использованы при подготовке и проведении научно-практических семинаров для руководителей и специалистов предприятий и организаций, участвующих в реализации городской строительной программы.

Апробация работы. Материалы диссертации, ее основные положения и результаты доложены и обсуждены на международных конференциях и семинарах: Международные научно-практические конференции «Строительств О-2005», «Строительство-2006», «Строительство-2007» (г. Ростов н/Д, 2005 - 2007 гг.); XV Российско-Словацко-Польский семинар "Теоретические основы строительства" (Москва, Ростов-на-Дону, Варшава, 2006 г.); Международная научно-техническая конференция, посвященная 100-летию "Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) им. М.И. Платова", (г. Новочеркасск, 2006 г.)

6

Публикации. По теме диссертации опубликованы 13 печатных работ общим объемом 4 п.л. (авт. 3 пл.), в том числе 7 работ — в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состой? из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Она содержит 151 страницу основного текста, 38 рисунков, 28 таблиц и приложения. Библиография включает в себя 196 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность, описываются цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе приводится характеристика строительного проекта его временных и ресурсных параметров. Определены виды ресурсного обеспечения строительных проектов и выделены основные: материальные, трудовые, финансовые, ресурсы технического оснащения: строительные машины и механизмы. Показано, что, как правило, все ресурсы можно классифицировать на невоспроизводимые или складируемые, накапливаемые и воспроизводимые, нескладируемые, ненакапливаемые.

Во второй главе исследованы общие правила формирования эвристических правил распределения ресурсов типа мощности.

Процедура ресурсного планирования представляет собой некое правило, согласно которому осуществляется распределение ресурсов в принятой организационной схеме управления проектом. Как показал анализ задач управления ресурсным обеспечением проекта, наиболее применимыми являются эвристические подходы к формированию календарного плана. Рассмотрим наиболее общие правила, позволяющие сформировать данные принципы.

Работы, выполняемые строительной организацией, как правило, имеют технологическую взаимосвязь, то есть далеко не всегда выбор работы, подлежащей выполнению будет определяться только представлениями менеджера о значимости данной работе в общей производственной программе предприятия. Зачастую последовательность, в которой должны выполняться работы задается особенностями технологией возведения конкретного объекта и, следовательно, на этапе распределения ресурсов такая зависимость должна быть учтена. Это обстоятельство накладывает дополнительные ограничения при формальном описании

оптимизационных задач. Такого рода технологические ограничения, получили название аналитических. Причем математическая формализация таких ограничений традиционно вызывает затруднения. В настоящее время наиболее подходящим инструментом такой формализации является теория графов, позволяющая отобразить в графической форме технологические последовательности выполняемых работ. Такой граф получил название технологического.

К сожалению, в этом случае не учитываются ограничения, накладываемые на величину используемых ресурсов, которые, следуя принятой терминологии, будем называть ресурсными. Следовательно, возникает задача одновременного учета ограничений ресурсного и логического типов, то есть ограничений, имеющих различную природу и описываемых различными инструментами.

Для этой цели предлагается применение двойной сетевой модели, требующей построения двух типов графов: А-сеть - граф, задающий технологическую последовательность выполнения работ, то есть граф, учитывающий ограничения логического типа и Л-сеть — граф перемещения ресурсов, то есть граф, учитывающий ограничения ресурсного типа. Но остается проблема увязки этих двух графов.

В этой связи имеет смысл рассмотреть проблему распределения ресурса по работам произвольного технологического графа комплексно, то есть с учетом ресурсных ограничений.

Для этой цели рассмотрим способ объединения А-сети и Л-сети в единую, объединенную, АЯ-сеть. Это достигается следующим образом:

В качестве исходной, используем А-сеть. Как правило, каждая работа в такой сети характеризуется временными параметрами, то есть продолжительностью выполнения. Известно, что продолжительность выполнения работы связана с количеством ресурса, направленного на ее выполнение. Поэтому алгоритм предполагается следующий: считаем, что каждая работа технологического графа может быть выполнена при различном ресурсном обеспечении, причем величина ресурса носит дискретный характер.

Утверждение 1. Технологический граф для строительного проекта является агрегируемым, то есть его можно представить в виде цепи параллельно и последовательно выполняемых работ.

Доказательство утверждения можно осуществить методом от противного, то есть пусть анализируемый граф не является агрегируемым. Это будет означать, что невозможно все работы графа представить в виде одной работы, которую можно

8

назвать как выполнение проекта. Понятно, что это не так. Следовательно, исходная предпосылка неверна.

Пусть имеется технологический агрегируемый граф. (В том случае, если граф не является агрегируемым, его можно привести к этому виду с помощью следующего алгоритма, приведенного в литературе).

1-й шаг. Предполагаем, что все работы выполняются одной единицей ресурса. Определяем в этом случае временные параметры технологического графа.

2-й шаг. Выделяем группы работ, имеющих общий ресурс.

3-й шаг. Распределяем ресурсы по каждой группе работ по следующему правилу: если работы выполняются последовательно, то весь ресурс направляется на эти работы; если работы должны выполняться параллельно, то распределение ресурса осуществляется по возрастанию первых разностей.

Если же рассматривается сложный технологический граф произвольной структуры, который содержит элементы неприводимые к агрегированному виду типа, приведенного на рис. 1, то возможно воспользоваться алгоритмом, позволяющим неприводимую сеть привести к виду, допускающему агрегирование. Причем, как показано в исследованиях С. А. Баркалова и В.Н. Буркова, свойства преобразованной сети будут аналогичны исходной, неприводимой сети. При этом применяется следующий алгоритм преобразования исходной сети:

1-й шаг. Определяем все последовательные множества дуг и заменяем их одной

дугой.

2-й шаг. Определяем все параллельные множества дуг и заменяем их одной

дугой.

Рис. 1

3-й шаг. Берём произвольную вершину (исключая вход и выход) (рис. 2).

Заменяем эту вершину на три вершины (рис. 3).

Мы получили два последовательных множества дуг. Агрегируя их, получаем сеть (рис. 4).

Действуя аналогично, мы приходим к сети, изображенной на рис. 5, не содержащей вершины г. Далее процедура повторяется для любой другой вершины, кроме входа и выхода.

Рис. 5

Результаты, полученные в работах С.А. Баркалова и В.Н. Буркова, доказывают эквивалентность проведенных преобразований, что означает соответствие свойств исходной и преобразованной сетей и, таким образом, каждому пути в исходной сети будет соответствовать некоторый путь в преобразованной сети.

Применяя алгоритм приведения исходного графа, изображенного на рис. 1 к агрегированному виду получаем следующий граф (рис. 6).

Данный граф уже будет агрегируемым, то есть его можно представить в виде комбинации последовательных и параллельно соединенных участков.

Достаточно часто распределение ресурсов осуществляется на основе принципа максимальной эффективности использования распределяемых ресурсов. В этом случае распределение осуществляется согласно убыванию эффективности, то есть имеет место правило, аналогичное правилу Данцига при решении известной задачи о «ранце». Таким образом, для того, чтобы воспользоваться данным эвристическим правилом, необходимо знать эффект от каждого варианта распределения ресурсов и связанные с этим вариантом затраты. Основная трудность в данном случае возникает при определении эффекта, получаемого от каждого варианта распределения ресурсов, так как затраты в данном случае представляют собой размер распределенного ресурса.

Рис.6

Для преодоления данной трудности предлагается использовать алгоритм построения комплексной оценки для различных вариантов распределения ресурса типа мощности, который и предлагается в диссертационной работе.

1-й шаг. Проведение экспертного опроса, в результате которого получаем т матриц парных сравнений |а[/|, произвольный элемент которой показывает, какую

часть имеющегося ресурса, по мнению эксперта, необходимо выделить на реализацию г-го проекта с тем, чтобы оставшуюся часть направить на выполнение 7-го проекта. Осреднение матриц парных сравнений.

2-й шаг. Получим матрицу |[д,.||, составленную по следующему правилу: произвольный элемент матрицы Ду вычисляется из выражения

/>,=о,/в/=а,/(1-в»). «,=£,/(!+ /»,)• 0)

3-й шаг. Переход к вспомогательной матрице |<5:у||, элементы которой вычисляются по формуле

дд=1п Ру. (2)

4-й шаг. Проведение сглаживания данных с целью получения согласованной матрицы ||<^ ||; для этой цели используется условия транзитивности

д]д= ' ЗЫ+ 3/д. (3)

5-й шаг. По согласованным матрицам Ц^.Ц получаем единственную согласованную матрицу с помощью процедуры осреднения.

6-й шаг. По матрице ||<^|| находим матрицу используя операцию потенцирования

/?; = ехр(^).

7-й шаг. По матрице вычисляем интегральные оценки проектов, используя выражение

1

Ъ = ~—•

Предлагается в качестве эффекта, характеризующего вариант распределения ресурса, использовать данную комплексную оценку. В этом случае возникает задача выбора пути максимальной эффективности по заданному графу.

Пусть задана сеть, в которой для каждой дуги (/;/) определены два числа <% -эффект, достигаемый при применении ресурса в количестве т/^Мк на объекте ¿ит^ — количество ресурса, направленного на объект г; М^ - общее количество распределяемого ресурса. Эффективность использования ресурса на операции (г, /) будет определяться соотношением

3:,

Каждый путь в такой сети будет характеризоваться суммарной эффективностью дуг, входящих в него, то есть эффективность произвольного пути I можно охарактеризовать выражением

Необходимо найти пуп. максимальной эффективности, то есть целевая функция имеет вид

Если решение Э =Э(/*) этой задачи известно, то по определению эффективности должно выполняться следующее соотношение:

¿{1)-Э'(Г)-М{1)< 0. (4)

Таким образом, мы приходим к необходимости поиска пут, имеющего минимальное значение эффективности, для которого будет выполняться соотношение (4), то

есть следует наити минимальное значение эффективности, при котором все пути в сети имеют неположительную длину (неравенство (4) должно выполняться, в том числе, и для пути максимальной длины). При этом длина пути в рассматриваемой сети будет определяться из соотношения

ЦЭ) =ду—Э* Му-.

Данная задача может быть решена с использованием следующего алгоритма.

Шаг 1. Положим Э*=0. Находим путь /1 максимальной длины. Положим Э1=ё{1\)/М(1\) (заметим, что при Э=Э 1 длина пути 1(Э\) равна нулю).

Шаг 2. Находим максимальный путь /2 при Э - Эь Если длина пути ¡2, которую мы обозначим ЦЭ\), равна нулю, то задача решена. Если ЦЭ{) > 0, то вычисляем Э2=Щг)/М{1-2) и находим максимальный путь /2 при Э = Э2и т.д.

В общем случае, правило распределения ресурсов по возрастанию эффективности является обобщением эвристического правила распределения ресурсов по возрастанию первых разностей на случай произвольного ресурса, имеющего непрерывный характер (например, финансовые ресурсы).

В третьей главе отмечается, что реализация производственной программы строительной организации может выполняться различными способами с учетом имеющихся ограничений ресурсного типа. Как правило, на стадии предварительного планирования ресурсного обеспечения портфеля строительных проектов решающим ограничением является ограничение на ресурсы типа мощности. В данном случае примем, что в качестве ограничения ресурсного типа используется ограничение на численный состав бригад, привлекаемых для реализации портфеля проектов. Рассмотрим возможные постановки задач ресурсного планирования в этом случае.

Имеются п строительных проектов, подлежащих реализации. Обозначим Щ -объём работ по г-у проеюу, с/,- наиболее ранний момент возможного начала работ по г-у проекту, Д - поздний срок возможного окончания работ по г-у проекту, а, -максимальная численность бригады, допустимая при выполнении работ по /-у проекту, N - общая численность бригад, привлекаемых для реализации портфеля строительных проектов.

Возникает задача построения калецдарных планов, оптимальных по следующим критериям:

1. Минимизация возможных нарушений договорных сроков

шах(7;-£»1), (5)

<

где 7} - момент завершения работ по г-у проекту.

2. Минимизация штрафных санкций за нарушение договорных сроков выполнения работ, считая, что величина санкций будет пропорциональна объему невыполненных работ. Тогда

где § - объем невыполненных работ по г'-му проекту, с,-норматив штрафа.

3. Минимизация штрафных санкций за нарушение договорных сроков

1

где с,- - норматив штрафных санкций (примем, если 7}<Д).

4. В том случае, когда при досрочном завершении работ выплачивается стимулирующая премия, то критерий (7) может был, записан в виде

Ь,Ф-Т,), если Т,<Ц;

4 1с,.(7;-£>,.), если Т,>Ц. (8)

Как правило Ь0 < 6, < с,, \ =Цп.

Для решения задачи построим двудольный граф, отражающий анализируемую сшуацию. С этой целью определим первый слой вершин графа состоящим из п величин (по числу проектов, принятых к реализации), а второй - из тп величин, соответствующих т интервалам времени, в которые могут был. начаты работы. Для этой цели необходимо упорядочить по возрастанию все моменты <И, и Д .

Превратим двудольный граф в сеть, добавив вершину, называемую входом сети, которую обозначим через 0 и вершину - выход сета, обозначенную через соединив новые вершины дугами с уже соответствующими.

Примем в данном случае в качестве характеристик дуг, выходящих из начальной вершины 0, их пропускные способности, равные объемам работ по соответствующим проектам, то есть Со1=Щ.В качестве характеристик дуг, входящих в конечную вершину г, принимаем пропускные способности этих дут (у, г), равные объёмам работ, выполняемых N единицами ресурса за время Д,, то есть Са =N^!. В качестве характеристик дуг, соединяющих вершины двух слоев, принимаются их пропускные способности, равные максимальным объемам работ, которые могут быть выполнены а,- единицами ресурсов в промежуток времени, равный £ то есть Сь=а4, для всех дуг (г,л), / = 1=

Пусть х„ - объем работ по г-му проекту, выполненный в 5-м интервале

Хо1 = у

где Д, - множество промежутков времени, в которых могут выполняться работы по /-у проекту,

объем работ по г'-у проекту,

объем работ, выполняемый в л-м интервале. Очевидны ограничения

0<хо1<сы, / = й 0<хй<сй> 1бР„1 = Ът, 0<.ха<са, 5 = 1 ,т. Набор чисел {хй} образует поток в сети, величина которого определяется выражением вида

I я

Заметим, что если X = ^ н>, = , то это содержательно означает, что все

(

проекты могут быть выполнены вовремя.

Величина разности №'1 - хш = дь будет характеризовать объем невьшолненных работ по 1-у проекту. Рассмотрим алгоритмы решения задач, оптимальных по критериям (5)-(8).

Анализ критерия минимизации ппрафов за нарушение договорных сроков (Р3), показывает, что он будет равносилен следующему критерию:

(9)

I

отличающемуся наличием слагаемого •

I

Рассмотрим сначала случай а, > N.

Процесс решения задачи начинаем с нахождения теоретически возможных для данного производственного случая минимального времени выполнения работ по /-у проекту. Эта величина будет определяться следующим выражением:

В том случае, когда для всех значений г/, выполняется соотношение вида

¿, =¿,«=1,71,

то есть все работы могут начинаться одновременно, получен известный из литературы. Алгоритм решения такой задачи известен и заключается в том, что определяются приоритеты работы

Р,= (11)

и порядок их выполнения осуществляется по мере убывания приоритетов.

Теперь рассмотрим возможные алгоритмы решения поставленной задачи в наиболее общей постановке, учитывая два возможных варианта:

1. В том случае, когда в произвольный момент времени появляется работа, имеющая более высокий приоритет, чем выполняемая, то разрешается прерывание выполнения уже начатой работы с тем, чтобы начать выполнение работы с более высоким приоритетом. Но в данном случае следует отметить, что в момент принятия такого решения в связи с тем, что начатая работа уже какое-то время выполнялась и ее оставшийся объем уменьшился, поэтому необходимо пересчитать приоритет частично выполненной работы и сравнивать уже новое значение приоритета.

2. Ситуации, описанные в пункте первом, запрещены, то есть однажды начатая работы должна продолжаться до полного своего завершения.

Для решения задачи в том случае, когда перерывы в выполнении работ запрещены, применяется известный метод ветвей и границ. В этом случае моменты ветвления выполняются при возникновении конфликтных ситуаций, то есть когда имеется несколько работ, которые могут быть начаты. Д ля выявления таких ситуаций необходимо определить имеется ли на всем протяжении выполнения г-й работы, то есть в интервале +т,) (где - момент начала 1-й работы) работа у с большим приоритетом. Если такая работа имеется, то необходимо разбил, множество возможных решений на два подмножества. Дальнейшие действия заключаются в следующим:

1. Фиксируется произвольная работа г и рассматриваются все работы к, для которых выполняется условие т. < т,, а значит и все подмножества моментов времени возможного начала работы к.

2. Процесс выполнения всех работ прекращается до момента времени г" +т,, и начинается работау.

В данном случае нижнюю оценку будет давать решение, получаемое при условии возможности перерывов в процессе выполнения работ.

Алгоритм локальной оптимизации. Для применения метода локальной оптимизации необходимо предложить способ получения начального решения и способ получения последующих решений. Опишем алгоритм получения начального решения.

Из числа работ, выполнение которых может был. начато в рассматриваемый момент времени, выбираем работу с максимальным приоритетом.

Выше уже было предложено определять приоритеты работ на основании сопоставления параметров штрафных санкций и времени выполнения, то есть приоритет определяется выражением

Другой возможный вариант заключается в том, чтобы при вычислении приоритета учесть объемы работ ^^ и по-прежнему параметры штрафных санкций, то есть приоритеты, вычислять на основании следующего выражения:

Логика применения подобного способа вычисления приоритетов заключается в том, что чем меньшее значение имеет а„ тем выше приоритет, то есть чем меньше ресурсов необходимо для выполнения работы, тем лучше, так как будет больше оставаться на другие работы.

Теперь рассмотрим возможные подходы к решению задачи построения оптимальных календарных планов по минимизации штрафных выплат, в том случае, когда за досрочное выполнение работ назначается премия.

Рассмотрим сначала случай с,>Ьь г = 1,и. Обозначив г, -- с, — Ь1У представим критерий Б4 в виде

= 2( - А) + - А) = Гз + . (12)

Анализируя выражение (12), приходим к заключению, что первое слагаемое выражения (12) представляет собой значение для критерия, обозначенного через а второе - это критерий из задачи минимизации штрафных выплат за нарушение договорных сроков.

Задача, представляемая первым слагаемым выражения (12), известна своей сложностью. Для ее решения положим

dí=0,at > N^Ti = WJN,i = l,n.

В этом случае решение задачи будет представлять собой убывающую последовательность приоритетов выполняемых работ, то есть

<?¡ = bjTui^Xñ.

Рассмотрим возможный алгоритм построения календарного плана, оптимального по критерию, представленному вторым слагаемым выражения (12), то есть критерию F¡.

Рассмотрим случай, когда все моменты времени D¡ одинаковы, то есть выполняется соотношение

D¡ =D,i = Vñ.

В этом случае работы, начинающиеся в моменты времени t*> D, необходимо выполнять по убыванию значений их приоритетов, то есть величин q¡. Объясняется это тем, что работы будут завершаться с нарушением договорных сроков и в этом случае для таких работ будет справедлив критерий F3. Следовательно, для решения задачи необходимо найти все возможные последовательности выполнения работ по убыванию приоритетов с моментами начала t" > D.

Приведем описание алгоритма.

Рассматриваем процесс выполнения работ в обратном времени, то есть, начинаем с конца. Тогда работы естественно упорядочивают по возрастанию q¡. Пусть рабогы пронумерованы по возрастанию q¡, то есть á qz S ••• <. qn. Возьмем систему координат, в которой ось абсцисс соответствует номерам работ, а ось ординат суммарной продолжительности работ (в обратном времени).

Предварительный шаг. Полагаем индекс начальной вершины >о=0. Пусть определены индексы всех вершин к-го слоя.

(А+1)-й шаг. Принимаем индексы вершин (£+1)-го слоя:

Д(к, 0 = тЫЛ^) + l[Qk - 1,/); (fc, i)],

где Рц - множество дуг, заходящих в вершину (к, г).

Мы рассмотрели случай c¡> b¡, i = 1, п.

Рассмотрим другой случай с( < Ъи i = 1,п, когда норматив штрафов меньше чем норматив премии.

Обозначим ^ = Ь1 — с1 и представим также в виде двух критериев

где = £,?пал[0;0 - С,].

С целью получения нижних оценок необходимо решить задачу минимизации критерия ^з и задачу максимизации Содержательно задача максимизации будет соответствовать максимизации премий за досрочное завершение работ, алгоритм решения которой во многом аналогичен алгоритму решения задачи по критерию F5. Единственным исключением в таком алгоритме будет являться то, что определяется путь максимальной длины, а не минимальной, как в случае критерия В связи с идентичностью алгоритмов проиллюстрируем его работу на примере.

Исследуем наиболее характерные частные случаи, возникающие при решении задачи по критерию

I. Пусть все с,- = с, г =1,и.

Утверждение 2. Оптимальное решение для случая обратного времени будет соответствовать выполнению работы по убыванию значения г,.

Доказательство. Пусть найдутся две соседних работы 1 и ] такие, что т^т] (в обратном времени), переставим эти работы местами. В этом случае штраф за работу j будет равен штрафу за работу i в начальном порядке, а штраф за работу I будет меньше штрафа за работу j в начальном порядке. Суммарный штраф при этом уменьшится. Утверждение доказано.

П. Пусть г,=т, 1 = 1,71.

Представим число (Т - Б) в виде

Т — В = + т] — г + т], где г =

Утверзвдение 3. Если т) = 0, то оптимальному решению будет соответствовать последовательность из г работ с минимальными значениями с,-. Если г| >0, то первыми выполняются (г + 1) работы, причем последней (в обратном времени) выполняется работа с минимальной величиной с,- из числа первых (г + 1) работ.

Доказательство. При т) = 0 доказательство очевидно. Если т| >0, то последняя работа (в обратном времени) должна быть работой с минимальной величиной штрафов из числа (г +1) работ. Утверждение доказано.

Пусть¡7, = то есть г=1,...,и.

В данном случае ситуация является более сложной: если с, близки мювду собой, то получаем случай I, то есть в первую очередь выполнять работы с максимальными г„

20

а значит и с,- (в обратном времени); если же х, близки между собой, то получаем случай Пив первую очередь необходимо выполнять работы с минимальными с,- (а значит и г,).

Рассмотрим доказательство одного свойства оптимального решения. Пусть работа продолжительностью г выполняется с моментом начала > В и существует некоторое множество работ Q такое, что Еш<зт( =т- Тогда осуществим замену

работы длительности г на множеств Q работ суммарной длительности г и сравним величины штрафов.

Для первого случая величина штрафных санкций составит

¡ее V ¡¡¡а )

а для второго

+ т1)г2 + (г„ + Ч + т2)гг +... + (х„ + тг + - + т„)гт] =

, 2

I \ i /

Заметим, что

(I 4=I+■г/ > I+

Следовательно, замена одной работы продолжительностью г, на несколько работ, суммарная продолжительность которых составляет также величину т, уменьшает величину штрафных выплат. Из этого заключения можно сформулировать следующее эвристическое правило: в первую очередь выполняются работы с минимальными временами (в обратном времени). Проведение вычислительного эксперимента на большом числе примеров показало справедливость этого правила, но строгого доказательства этого факта получить не удалось.

Рассмотрим теперь общий случай, когда выполняется условие вида

а, < ¡V, I = ТТгс.

Такая задача может бьпъ решена с применением эвристических правил, основанных на приоритетах работ, которые в данном случае могут вычисляться по одной из следующих формул:

,Ь(. г- — £1. „ _

Чх = -; Р< = 7; г, = в, = ■

Для определения приоритета работ возможно использование и линейных комбинаций приоритетов. Таких, например, как

тг( = + (1 — а)р4,1 = 1,71.

Осуществив решение задачи для всего выбранного многообразия возможных способов определения приоритета работ, для получения конечного решения выбирается лучшее из множества полученных решений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведен анализ существующих методов и моделей организационно-технологического проектирования, было установлено, что основной задачей является построение календарного плана выполнения работ на объектах, составляющих производственную программу строительной организации с учетом ограничений, накладываемых на численность бригад (рабочих). Выполнен анализ ресурсов строительного проекта, описаны их характеристики, проведена классификация и выявлена степень влияния на целевые показатели проекта.

2. Предложены эвристические правила распределения ресурсов: по возрастанию первых разностей работ проекта, по возрастанию величины комплексных оценок работ проекта и по максимальным эффекгивностям работ в проекте; определены условия применения этих правил.

3. Разработан алгоритм построения интегральной оценки работ в проекте, отличающийся тем, что экспертами заполняется матрица парных сравнений, размерность которой равна числу анализируемых работ в проекте, а не числу критериев оценки работы, что позволяет получить более простой и устойчивый алгоритм.

4. Получена модель формирования календарного плана, отличающаяся формированием вспомогательной задачи о максимальном потоке через, построенный определенным образом, граф, что позволяет получить календарный план, оптимальный по критерию отклонения от договорных сроков выполнения работ.

5. Построена модель формирования календарного плана, оптимального по критерию минимизация штрафных санкций за нарушение договорных сроков, отличающаяся тем, что сводится к задаче максимизации взвешенного объема выполненных работ, позволяющая минимизировать объем невыполненных работ.

6. Предложена модель разработки календарного плана оптимального с точки зрения сокращения штрафных санкций за нарушение договорных сроков завершения

22

работ, отличающаяся тем, что до завершения работ невозможно переместил, ресурсы на другую работу (случай, когда такое перемещение разрешено, был уже исследован в работах В.Н. Буркова, в этом случае работы выполняются в очередности убывания приоритетов); для решения был адаптирован метод ветвей и границ.

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

- в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Ангипова Н.Д. Мероприятия по снижению затрат на строительство жилья в рамках приоритетного национального проекта - «Доступное и комфортное жилье -гражданам России» / С.Г. Шеина, Н.Д. Ангипова // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. - Новочеркасск: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова", 2006. Приложение №12. Проблемы строительства и архитектуры. Часть 1. -143-146 с.

2. Чередниченко Н.Д. Моделирование строительного процесса на этапе предпроектной подготовки строительства / Н.Д. Чередниченко // Инженерный вестник Дона (электронный журнал). -2012. - Т. 22. № 4-1 (22). - С. 174.

3. Чередниченко Н.Д. Модели распределения ресурсов в строительном проекте / П.Н. Курочка, АН. Симоненко, Н.Д. Чередниченко // Технология и организация строительного производства. - Москва: AHO "Международный центр по развитию и внедрению механизмов саморегулирования". -2013. №4(5). - С. 46^8.

4. Чередниченко Н.Д. Разработка календарных планов выполнения строительно-монтажных работ // С А Баркалов, Н.Д. Чередниченко // Технология и организация строительного производства. - Москва: AHO "Международный центр по развитию и внедрению механизмов саморегулирования". -2014. -№1(6). -С. 41-45.

5. Чередниченко Н.Д. Исследование эвристических правил распределения ресурсов // Интернет-журнал «Науковедение». - 2014. - №1 (20). - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://mukovedeme.ru/PDF/81TVNl 14.pd£

6. Чередниченко Н.Д. Моделирование процесса разработки календарных планов / С.Г. Шеина, Н.Д. Чередниченко //Интернет-журнал «Науковедение». - 2014.

№1 (20). - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http -Лnaukovedenie.ru/PDF/74TVN 114.pdf

■f '

7. Чередниченко Н.Д. Формирование целей, предпочтений и критериев эффективности проектов / С.А. Баркалов, С.Г. Шеина, Н.Д. Чередниченко // Интернет-журнал «Науковедение». — 2014. — №1 (20). - [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http ://шико vedenie.ru/PDF/75TVN 114.pd£

- в других изданиях:

1. Антипова H Д. Шаги реализации государственной программы «Строительство доступного жилья» в г. Ростове-на-Дону / С.Г. Шеина, Н.Д. Антипова // материалы Международной научно-пракшческой конференции «Строигельство-2005». - Ростов н/Д: РГСУ, 2005. - С. 87.

2. Антипова НД. Снижение стоимости строительства жилья в рамках реализации национального проекта "Доступное жилье - гражданам России" / Н.Е. Морозова, Н.Д. Антипова // материалы Международной научно-пракшческой конференции "Строительство-2006". - Ростов н/Д: РГСУ, 2006. - С. 205-206.

3. Антипова НД. Спрос и предложение на рынке доступного жилья в г. Ростове-на-Дону / Н.Д. Антипова // Известия Ростовского государственного строительного университета. -2006. -№10/2006. - С. 371-372.

4. Антипова ИД. Комплексный подход к решению государственной задачи -"Доступное и комфортное жилье - гражданам России" от планирования и проектирования до эксплуатации / С.Г. Шеина, Н.Д. Антипова // XV Российско-Словацко-Польский семинар "Теоретические основы строительства". - Москва, Ростов-на-Дону, Варшава; 2006. - С. 391-396.

5. Чередниченко НД. Использование метода математического моделирования при оптимизации затрат на строительство социального жилья / Шеина С.Г., Чередниченко НД. // материалы Международной научно-пракшческой конференции «Сгроигельство-2007». - Ростов н/Д: РГСУ, 2007. - С. 188.

6. Чередниченко НД. Математическая модель альтернативной сети // Е.А. Сидоренко, Н.Д. Чередниченко // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Управление строительством. -Выпуск №2 (5), 2013. - С. 49-52.

Подписано в печать 04.04.2014. Формат 60x84/16.

Ризограф. Бумага писчая. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 120 экз. Заказ 104/14.

Редакционно-издательский центр Ростовского государственного строительного университета.

344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162 24

ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»

На правах рукописи

04201457785

Чередниченко Надеада Дмитриевна

МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТАМИ ПРИ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ

СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

05.23.08 - «Технология и организация строительства»

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Шеина Светлана Георгиевна

Ростов-на-Дону 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................................................3

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕСУРСНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ......12

1.1. Характеристики ресурсного обеспечения строительных проектов.....12

1.2. Модели организационно-технологического проектирования строительного производства....................................................................30

1.3. Управление ресурсным обеспечением строительных проектов..........43

1.4. Анализ существующих методов распределения ресурсов...................48

1.5. Выводы и постановка задач исследования.............................................57

2. ЭВРИСТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПРОЦЕССУ РЕСУРСНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТА....................................60

2.1. Эвристические способы распределения ресурсов.................................60

2.2. Распределение ресурсов при многофакторном описании работ..........67

2.3. Механизм формирования календарного плана при произвольном технологическом графе.............................................................................81

2.4. Выводы по главе 2.....................................................................................87

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗРАБОТКИ КАЛЕНДАРНЫХ ПЛАНОВ......................................................................................................................89

3.1. Оптимизационные задачи календарного планирования.......................89

3.2. Построение календарного плана минимизирующего отклонения

от договорных сроков...............................................................................93

3.3. Оптимизация календарного плана по критерию минимизации штрафных санкций за нарушение договорных сроков.......................108

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..............................................................................................................128

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..............................................130

ПРИЛОЖЕНИЯ.............................................................................................................148

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Основной задачей организационно-технологического проектирования строительного производства является: с одной стороны - осуществить подготовку к возведению сложного здания, сооружения или целого комплекса, а с другой - подготовить конкретные строительные предприятия к выполнению работ по возведению этого здания сооружения или же комплекса. Такая подготовка предполагает, что в заданное время, в заданном месте, у конкретного предприятия будут производственные возможности выполнить свою часть работ. Исходя из этой основной задачи вполне понятно, что основным документом организационно-технологической проектирования будет являться календарный план, определяющий параметры ресурсного обеспечения и временные границы реализуемого строительного проекта.

Анализ причин неудачи при реализации проектов, показали, что основной причиной является нехватка либо ресурсов, либо времени, что может служить убедительным свидетельством неэффективности самой процедуры подготовки производства, которая заключается в разработке календарных планов различной степени детализации. Таким образом, полученные на стадии еще подготовки производства ресурсные и временные параметры, предполагаемого к реализации, проекта, будут основной причиной успешной или неудачной его реализации. То есть, на стадии планирования необходимо принять адекватные организационно-управленческие решения, обеспечивающие успешность выполнения запланированных работ. Это приводит к необходимости решения задачи составления расписания работ с учетом ограниченных ресурсов необходимых для их выполнения. Одной из основных функций календарного планирования является определение временных параметров работ проекта, что позволяет осуществить увязку во времени производственных усилий всех участников проекта. Следовательно, временные параметры работ будут относиться к одним из ключевых факторов, влияющих на успешность

реализации проекта. Это обстоятельство придает процедуре контроля временных параметров особое значение, что объясняется невозможностью компенсации потерянного времени.

Процесс организационно-технологического моделирования осложняется характерными особенностями строительного производства: значительные временные затраты на реализацию строительного проекта, территориальная рассредоточенность объектов, большое количество участников реализации строительного проекта (генподрядчик и субподрядчики) участие которых сильно разнесено по времени и в пространстве, многовариантность строительного производства, когда имеется несколько возможных путей реализации поставленных задач.

Исследуя процесс выполнения строительных проектов, необходимо заметить, что из-за несогласованности действий субподрядчиков возникают простои, т.е. увеличивается продолжительность работ. Следовательно, еще на стадии проектирования необходимо назначить оптимальные сроки выполнения работ субподрядчиками и согласовать их с производственным планом генподрядчика.

Многочисленные работы по теме управления ресурсным обеспечением строительства не дают полной картины планирования обеспечения ресурсами, тем более с учетом того, что приходится иметь дело с многокритериальностью параметров, которыми определяются работы строительного проекта. Кроме того, не затрагиваются в достаточно полном объеме вопросы, связанные с организационно-технологическими схемами строительного производства, а также отношениями подрядных и субподрядных организаций.

Актуальность данной диссертационной работы определяется возможностью разработки на основе методов теории управления проектами комплекса моделей, обеспечивающих организационно-технологическое моделирование процесса ресурсного обеспечения строительных проектов, адаптированных к условиям реализации проектов.

Область исследования. Содержание диссертации содержит совершенствование методов организации строительства и соответствует пункту 8. «Разработка новых и совершенствование существующих методов организационно-технологического проектирования» специальности 05.23.08 -«Технология и организация строительства» Паспорта специальности ВАК РФ.

Цель и постановка задач исследования. Целью диссертационной работы является разработка комплекса моделей ресурсного обеспечения строительных проектов при организационно-технологическом моделировании строительного производства.

Для достижения цели работы необходимо было выполнить решение следующих задач:

1. Осуществить анализ процедуры ресурсного планирования строительных проектов, выделить основные характеристики данного процесса, выполнить классификацию и определить степень влияния процесса ресурсного планирования на целевые показатели проекта.

2. Предложить эвристические правила распределения ресурсов.

3. Разработать алгоритм построения интегральной оценки работ в проекте.

4. Получить модель формирования календарного плана оптимального по критерию отклонения от договорных сроков выполнения работ.

5. Построить модель формирования календарного плана оптимального по критерию минимизация штрафных санкций за нарушение договорных сроков.

6. Предложить модель разработки календарного плана оптимального с точки зрения сокращения штрафных санкций за нарушение договорных сроков завершения работ на основе метода ветвей и границ.

Методы исследования. В работе использованы методы теории графов, моделирования, математического программирования, системного анализа.

Научная новизна. В диссертационной работе научной новизной отличаются следующие результаты:

1. Предложены эвристические правила распределения ресурсов: по возрастанию первых разностей работ проекта, по возрастанию величины комплексных оценок работ проекта и по максимальным эффективностям работ в проекте; определены условия, при которых целесообразно применение данных правил.

2. Разработан алгоритм построения интегральной оценки работ в проекте, отличающийся тем, что экспертами заполняется матрица парных сравнений, размерность которой равна числу анализируемых работ в проекте, а не числу критериев оценки работы, что позволяет получить более простой и устойчивый алгоритм.

3. Получена модель формирования календарного плана, отличающаяся формированием вспомогательной задачи о максимальном потоке через, построенный определенным образом, граф, что позволяет получить календарный план, оптимальный по критерию отклонения от договорных сроков выполнения работ.

4. Построена модель формирования календарного плана оптимального по критерию минимизация штрафных санкций за нарушение договорных сроков, отличающаяся тем, что сводится к задаче максимизации взвешенного объема выполненных работ, позволяющая минимизировать объем невыполненных работ.

5. Предложена модель разработки календарного плана оптимального с точки зрения сокращения штрафных санкций за нарушение договорных сроков завершения работ, отличающаяся тем, что до завершения работ невозможно переместить ресурсы на другую работу (случай, когда такое перемещение разрешено был уже исследован в работах В.Н. Буркова, в этом случае работы выполняются в очередности убывания приоритетов); для решения был адаптирован метод ветвей и границ.

Достоверность научных результатов. Включенные в диссертационную работу теоретические выводы, научные положения и практические рекомендации, обеспечены математическими доказательствами.

Вычислительные и производственными эксперименты, а также многочисленные внедренческие проверки при практическом использовании подтверждают полученные закономерности.

Практическая значимость и результаты внедрения. На основании исследований, выполненных автором, разработаны модели и алгоритмы, позволяющие осуществлять целенаправленное управление ресурсным обеспечением строительных проектов на стадии организационно-технологического проектирования.

Модели и механизмы, предложенные в данной диссертационной работе, возможно использовать на практике, внедрять в массовое производство с выполнением временных и бюджетных ограничений строительных проектов.

Разработанные в диссертационной работе модели применяются на практике управления реализацией строительных проектов в ООО «СК Мегаполис» и ООО «Концерн Покровский». Внедрены на этапе формировании строительных программ при Министерстве строительства, архитектуры и территориального развития Ростовской области.

Модели, алгоритмы и механизмов, разработанные автором, включены в состав специальных учебных курсов и дисциплин для специальностей «Городское строительство и хозяйство» и «Экспертиза и управление недвижимостью» в ФБГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет», а также использованы при подготовке и проведении разного рода семинаров с участием руководящего состава участников городской строительной программы.

Апробация работы.

Материалы диссертации, ее основные положения и результаты доложены и обсуждены на международных конференциях и семинарах: Международные научно-практические конференции «Строительство-2005», «Строительство-2006», «Строительство-2007» (г. Ростов н/Д, 2005 - 2007 гг.); XV Российско-Словацко-Польский семинар "Теоретические основы строительства" (г. Москва, Ростов-на-Дону, Варшава 2006 г.); международная научно-техническая

конференция посвященной 100-летию "Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) им. М.И. Платова", (г. Новочеркасск, 2006 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ общим объемом 4 п.л. (авт. 3 п.л.), в том числе 7 работы - в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Она содержит 151 страницу основного текста, 38 рисунка, 28 таблиц и приложения. Библиография включает 196 наименований.

В первой главе. Приводится характеристика строительного проекта его временных и ресурсных параметров. Определены виды ресурсного обеспечения строительных проектов и выделены основные: материальные, трудовые, финансовые, ресурсы технического оснащения: строительные машины и механизмы. Показано, что, как правило, все ресурсы можно классифицировать на: невоспроизводимые или складируемые (накапливаемые) иначе материально-технические ресурсы; воспроизводимые, нескладируемые (ненакапливаемые) или ресурсы типа мощности.

Ресурсы типа мощности дают обобщенное представление о кадровом и техническом оснащении строительной организации и их неэффективное использование, приводящее к простоям, неполной загрузке, несоответствие квалификации уровню выполняемых работ, является первопричиной возникновения сверхнормативных затрат, что отрицательно влияет на временные и стоимостные характеристики реализуемого строительного проекта. Учитывая многообразие применяемых в строительстве кадровых и технических ресурсов, необходимо провести унификацию и определить величину единичного ресурса типа мощности. В качестве единицы такого ресурса принимается бригада рабочих, имеющая необходимое техническое оснащение и необходимый кадровый состав.

Таким образом, основные проблемы организационно-технологического моделирования в настоящее время связаны именно с распределением ресурсов типа мощности при формировании различных критериев оптимальности, а также с учетом многокритериального характера выполняемых работ. Для решения задачи проанализированы методы моделирования календарных планов: линейны, циклограммный и сетевой. Анализ показал, что для решения поставленных задач ресурсного планирования самыми эффективными являются представление сетевых моделей по технологии «вершина - работа». В существующих исследованиях отмечается, что в этом случае самыми полезными будут такие эвристические правила, как:

• по степени критичности работ; выполнение работ осуществляется в порядке возрастания минимальных поздних сроков начала работ, который часто называют степенью критичности работы;

• по минимальной продолжительности работ\ работы выполняются по возрастанию продолжительности;

• по минимальному позднему сроку окончания.

Практика показывает, что в общем случае, каждое из правил дает свое, несовпадающее с другим, решение. Это послужило основой для проведения исследований, определяющих условия применения этих правил, позволяющих получать наиболее эффективные решения.

Применение правила 1 целесообразно в том случае, когда работа выполняется одной единицей ресурса с заданной интенсивностью и временными характеристиками. Хорошие результаты дает также данное правило и в том случае, когда технологический граф, выполняемых работ, является монотонным, характеризующимся невозрастающими фронтами работ.

Эвристическое правило 2 рекомендуется применять для случая применения дефицитных ресурсов, например, уникальных видов строительной техники и т.п. для которых фронты работ должны открываться в первую очередь за минимальное время.

Специфика применения правила 3 отражает ситуацию, характеризующуюся наличием двух групп работ, ресурсы для первой являются дефицитными, а для второй - нет.

Естественно, учитывая динамический характер строительного производства, вряд ли можно рекомендовать какое-то правило для применения на всем протяжении реализации проекта, именно поэтому получили распространение адаптивные правила распределения ресурсов, характерные учетом конкретной ситуации, складывающейся в данный момент времени. Такой подход дает возможность определять временные и ресурсные параметры на отдельных участках графика проекта.

Во второй главе. Исследованы общие правила формирования эвристических правил распределения ресурсов типа мощности. При этом основным критерием оптимизации являются временные параметры строительного проекта.

Широко применяемые правила, исследованные в первой главе, дополнены новыми, обобщенными: по возрастанию первых разностей работ проекта, по возрастанию величины комплексных оценок работ и по максимальным эффективностям работ в проекте и определены условия эффективного применения данных эвристических правил ресурсного планирования.

Правило 1 применимо для случая, когда сокращение времени выполнения работ осуществляется за счет насыщения фронта работ ресурсами, то есть на одну работу может направляться не единица ресурса, а больше, то есть количество ресурсов типа мощности превышает количество работ, которые необхо