автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Модели управления содержанием комплекса объектов муниципальной собственности

10-3

641

АКАДЕМИЯ УПРАВЛЕНИЯ МВД РОССИИ

На правах рукописи

АНОПРИЕНКО Елена Геннадьевна

МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЕМ КОМПЛЕКСА ОБЪЕКТОВ МУНИЦИПАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

Специальность 05.13.10-управление в социальных и экономических системах (технические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2010

„ 3

** 'О М" ¿?/ /о

Академия управления МВД России

на правах рукописи

АНОПРИЕНКО Елена Геннадьевна

МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЕМ КОМПЛЕКСА ОБЪЕКТОВ МУНИЦИПАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

Специальность 05.13.10 - Управление в социальных и экономических

системах (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2010

Работа выполнена на кафедре информационных технологий управления ОВД Академии управления МВД России

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Горошко Игорь Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Костин Александр Львович

кандидат технических наук, доцент Киреева Галина Ивановна

Ведущая организация: Липецкий государственный технический

университет

Защита состоится «11» марта 2010 г. в 14-30часов на заседании диссертационного совета Д-203.002.04 при Академии управления МВД России, 125171, Москва, ул. Зои и Александра Космодемьянских, д. 8, ауд.№415-417

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии управления МВД России

Автореферат разослан ^ » января 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук, профессор

В.И. Кирин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. К объектам муниципальной собственности относятся: здания (сооружения), расположенные на конкретном земельном участке с поземными коммуникациями и сооружениями, относящимися к данному участку; обособленные водные объекты, многолетние насаждения; инженерные сооружения и сети, осуществляющие подключение земельного участка и находящихся на нем зданий (сооружений) к объектам инфраструктуры района или населенного пункта; другие строительные и технологические объекты, которые составляют неразделимое (с точки зрения физической целостности и сохранения потребительских качеств) имущество. Все вышеперечисленные объекты, несмотря на различную природу, имеют общие свойства: материальную (вещную) природу, стационарность (неподвижность), долговечность и сложность, что делает возможным отнести их к объектам недвижимости.

Имущественный комплекс, переданный в собственность муниципальным образованиям служит основой для выполнения главной цели деятельности администрации: повышения уровня жизни населения. Для этой цели осуществляются работы по сохранению и улучшению потребительских свойств объектов имущественного комплекса. Следует отметить, что основные проблемы муниципальных образований, напрямую связанные с качеством жизни населения, относятся к содержанию и эксплуатации жилой недвижимости. При этом необходимо отметить, что из 3 млрд. кв. м жилищного фонда России более половины нуждается в ремонте. Некоторые дома не ремонтировались по 40-50 лет. По данным 2008 года объем ветхого жилья по стране составляет 93 млн. кв. м, из них аварийного - более 11 млн. кв. м.

Основной особенностью объектов недвижимости является их высокая стоимость, большая продолжительность жизненного цикла и способность на всем протяжении своего существования приносить владельцу некоторый доход. Интересы владельца заключаются в том, чтобы обеспечить получение максимально возможного дохода в течение максимально возможного времени. Это требует от владельца осуществление на протяжении жизненного цикла объекта недвижимости неких затрат, направленных на восстановление или приобретение новых функциональных свойств. Таким образом, владелец для реализации своих глобальных целей должен осуществлять инвестиции в объект недвижимости на протяжении его жизненного цикла, объем которых может быть достаточно значительным и составлять примерно 15 - 20 % от первоначальной стоимости. Объем вложений и время их осуществления сильно зависят от выбранного варианта содержания объектов недвижимости.

К существенным особенностям работ, направленных на содержание объектов недвижимости, следует отнести, то, что в процессе их производства не происходит создания новых основных фондов, а происходит восстановление утраченных свойств уже существующих основных фондов. Другая особенность этих работ заключается в том, что по ним, как правило, не выполняется технико-экономическое обоснование. Связано это с тем, что работы

по содержанию и восстановлению потребительских свойств объекта недвижимости определяются не степенью необходимости выполнения некоторого комплекса, а исходя из собственных финансовых возможностей собственника конкретного объекта. Поэтому, используя тот факт, что продолжительность жизненного цикла объекта недвижимости составляет десятки лет, планирование работ по содержанию этого объекта может осуществляться с большим временным лагом при сохранении основных функциональных свойств этого объекта в течение длительного времени. То есть возникает эффект отложенных затрат, когда средства в объект недвижимости не вкладываются в течение длительного времени, а затем, когда возникает реальная угроза потери объекта, происходит реализация необходимых срочных мер в экстренном порядке, что соответствует выделению финансовых средств в значительно больших объемах, чем это было необходимо ранее.

С другой стороны, процесс формирования производственной программы предприятий, занимающихся работами по содержанию объектов недвижимости, происходит во многом случайным образом. Это объясняется отсутствием методики оценки приращения уровня потребительских свойств объекта в результате выполнения на нем некоторого комплекса работ, предусмотренного вариантом содержания этого объекта.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью разработки новых подходов к созданию на основе введенного понятия показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта моделей оптимального выбора стратегии содержания и эксплуатации объектов муниципальной собственности в рамках выделенного бюджета и формирования производственной программы для специализированных ремонтно-строительных предприятий.

Основные исследования, получившие отражение в диссертации, выполнялись по планам научно-исследовательских работ:

- федеральная комплексная программа «Исследование и разработки по приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения»;

- госбюджетная научно - исследовательская работа «Разработка и совершенствование моделей и механизмов внутрифирменного управления».

Степень разработанности темы исследования. Вопросам разработки моделей управления содержанием комплекса объектов недвижимости посвящены работы Российских и зарубежных ученых: В.Н. Буркова, П.Г. Грабового, A.M. Котенко, А.К. Шрейбер С.Г. Шеина, Л.Б. Зеленцов, Б.В. Пры-кина.

Вопросам теории управления проектами недвижимости исследовались в трудах следующих ученых - В.И. Воропаев, И.И. Мазур, В.Д. Шапиро; моделям и механизмам управления проектами - С.А. Баркалов В.Н. Бурков, В.А. Ириков, Д.А. Новиков, М.Л. Разу, Д.А. Голенко-Гинзбург, Г.А. Секле-това, А.Д. Цверкун, В.В. Циганов.

Современное состояние в области моделей управления и содержанием комплекса объектов муниципальной собственности включает несколько направлений исследования в зависимости от использования аппарата моделирования:

-разработка оптимизационных моделей управления объектов муниципальной собственности;

-разработка теоретико-игровых моделей учитывающих активность хозяйствующих субъектов;

-разработка методов решения оптимизационных задач;

-разработка и проведение деловых игр моделирующих процесс взаимодействия хозяйствующих субъектов.

Необходимость разработки оптимизационных моделей и методов решения соответствующих задач оптимизации послужила основанием для проведения диссертационного исследования, определила его цели и задачи.

Объект исследования. Объектом исследования в диссертационной работе является комплекс недвижимости муниципального образования.

Предмет исследования. Предметом исследования является процесс управления эксплуатацией и содержанием комплекса недвижимости, находящегося в собственности муниципального образования.

Цель и задачи диссертационного исследования - является разработка моделей выбора вариантов содержания объектов недвижимости.

Для достижения указанной цели автором были поставлены следующие задачи:

1. Учитывая, что работы по содержанию и эксплуатации объектов недвижимости относятся к строительным работам, и выполняются специализированными ремонтно-строительными предприятиями, необходимо проанализировать существующие модели управления строительным производством и определить особенности ремонтно-строительного производства.

2. Разработать модель повышения показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта недвижимости при различных свойствах функции затрат.

3. Построить модель оптимизации планов по содержанию комплекса объектов недвижимости при произвольной глубине планирования.

4. Разработать модель управления взаимодействием системы «заказчик - исполнитель» при выполнении проектов по содержанию комплекса объектов недвижимости.

5. Предложить алгоритм построения функции стоимость проекта в зависимости от степени его освоения.

6. Построить модель построения комплексной оценки проекта, когда часть критериев носит качественный характер.

Методологическая база исследования. В работе использованы методы моделирования организационных систем управления, системного анализа, математического программирования, экспертного оценивания, теории игр.

Эмпирическая база исследования. В работе использовались аналитические материалы Российской ассоциации Управления проектами «СОВ-НЕТ», специализированные отчеты ЗАО «Воронеж-Дом» и ООО «Компа-нияСтройгрупп», а так же информационные, аналитические, статистические материалы, опубликованные в научной литературе, периодической печати и представленные в сети Internet.

Й5

Научная новизна заключается в разработке комплекса моделей, направленных по совершенствования процесса управления содержанием объектов муниципальной собственности. В этих моделях происходит оценка потребительских свойств, приобретаемых объектом недвижимости в результате ремонта и увязка такой оценки с вариантами производства работ в зависимости от принятой стратегии содержания.

В работе доказано, что такие стратегии могут быть сведены к десяти различным комбинациям имеющихся комплексов мероприятий, от "нулевой стратегии" до стратегии с полным использованием всей номенклатуры работ.

В работе была решена задача моделирования взаимодействия между заказчиком и исполнителем ремонтно-строительных работ, условия деятельности которых часто приводят к различию в целевых функций.

Научной новизной характеризуются и основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработана модель повышения показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта недвижимости при различных свойствах функции затрат, что позволяет выбрать для каждого из объектов оптимальный вариант его содержания.

2. Построена модель оптимизации планов по содержанию комплекса объектов недвижимости при произвольной глубине планирования. Это позволяет создать оптимальную программу реализации стратегии содержания комплекса объектов недвижимости с позиции интересов владельца и исполнителя работ.

3. Получена модель управления взаимодействием системы «заказчик-исполнитель» при выполнении проектов по содержанию комплекса объектов недвижимости, отличающаяся учетом технологической связи между работами внутри каждого проекта, что позволяет согласовать интересы заказчика и исполнителя в процессе реализации последовательности проектов по содержанию объектов недвижимости.

4. Предложен алгоритм построения функции стоимость проекта в зависимости от степени его освоения, отличающийся произвольным характером зависимости между работами, что дает возможность решения задачи исполнителя в модели управления взаимодействием системы «заказчик - исполнитель».

5. Построена модель комплексной оценки проекта с использованием критериев, носящих качественный характер и отличающаяся тем, что по данным критериям производится последовательное построение вектора приоритетов и итогового вектора группового ранжирования, в котором наилучшим образом представлены индивидуальные предпочтения заказчика.

Теоретическая и практическая значимость исследования. На основании выполненных автором исследований созданы модели, позволяющие осуществлять выбор вариантов содержания комплекса объектов недвижимости, формирования производственной программы специализированного предприятия, реализующего функции по содержанию объектов недвижимости и моделирования взаимоотношений заказчика (владельца комплекса объектов недвижимости) и исполнителя работ по его содержанию.

Использование разработанных в диссертации моделей и механизмов позволяет многократно применять разработки, тиражировать их и осуществлять их массовое внедрение с существенным сокращением продолжительности трудозатрат и средств.

Материалы исследования могут быть использованы в учебном процессе при преподавании таких учебных дисциплин как «Организационно-технологическое проектирование» и «Управление проектами».

Обоснованность и достоверность научных результатов. Научные положения, теоретические выводы и практические рекомендации, включенные в диссертацию, обоснованы математическими доказательствами, подтверждены расчетами на примерах и результатами внедрения. Для решения поставленных задач использовались математические методы обработки статистических данных.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные результаты исследований и научных разработок докладывались и обсуждались на следующих конференциях: 6-й международная научно-практическая конференция «Высокие технологии в экологии» (Воронеж - 2004, 2005 гг.); 1-я международная научно-практической конференции «Оценка риска и безопасность строительных конструкций (Воронеж - 2006 г.); 4-я международная конференция «Строительство и недвижимость: экспертиза и оценка» (Прага - 2007 г.); на международных конференциях «Современные сложные системы управления» (Воронеж - 2005 г., Старый Оскол - 2008 г.); 60 - 66 научно-технические конференции по проблемам архитектуры и строительных наук (Воронеж, ВГАСУ, 2004-2008 гг.).

Созданные модели управления содержанием объектов недвижимости, используются в практике выбора вариантов осуществления комплексов работ по восстановлению потребительских свойств объектов недвижимости в корпорации ЗАО «Воронеж - дом» (г. Воронеж) и ООО «Компания Строй-Групп» (г. Москва)

Модели, алгоритмы и механизмы включены в состав учебного курса «Управление проектами», читаемого в Воронежском государственном архитектурно - строительном университете, «Организационно-технологическое проектирование» и «Управление инвестиционными проектами», читаемого в Российской экономической академии им. Г.В. Плеханова.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Она содержит 187 страниц основного текста, 28 рисунков, 49 таблиц. Список литературы включает 135 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность, описывается цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе дается характеристика муниципального имущественного комплекса как объекта управления. Рассматривается состав имущественного комплекса административно - территориального образования, определяется, что его основу составляют объекты недвижимости и дается опреде-

ление объекта недвижимости согласно существующего законодательства. Указывается различие в деятельности менеджмента корпорации и муниципальной администрацией. Подчеркивается, что основная цель муниципальной администрацией заключается в обеспечении повышения уровня жизни населения соответствующего административно - территориального образования. Из этого вытекают основные задачи администрации муниципального образования, среди которых одно из главных мест занимает организация работ по содержанию комплексов объектов муниципальной собственности с целью сохранения или улучшения их потребительских свойств. Достигается это за счет выполнения ремонтно-строительных работ на объектах имущественного комплекса подведомственных администрации соответствующего уровня.

Ремонтно-строительные работы являются одним из вариантов выполнения общестроительных работ, отличающихся, как правило, особыми условиями выполнения (стесненность, ограниченная номенклатура и т.п.). Подчеркивается, что для общестроительных работ, а для ремонтных в особенности, характерна многовариантность выполнения, когда каждая работа может быть выполнена несколькими способами, как с точки зрения ее технологии, так и с точки зрения организации ее выполнения. Поэтому в первой главе рассмотрены вопросы, связанные с моделированием процесса управления строительным производством на основе многовариантности выполняемых работ.

С другой стороны существующая система нормативных документов нацеливает на многовариантное проектирование выполнения работ. Это означает, что предварительному анализу должны подвергаться наиболее перспективные варианты ее выполнения, из которых должен отбираться самый рациональный в рассматриваемых условиях. Поиск рациональных вариантов, как правило, предполагает целесообразность решения задач оптимизации. В действительности оптимальное решение может оказаться труднореализуемым или вообще не реализуемым на практике, но получение такого решения является предпочтительным, так как дает граничную оценку моделируемой ситуации, показывая пределы улучшения моделируемых параметров в рамках рассматриваемой модели. Поэтому в главе приводится основной обзор методов дискретной оптимизации.

Во второй главе рассматривается задача определения вариантов содержания объектов недвижимости, так как в процессе выполнения работ по содержанию объектов недвижимости возникает задача использования имеющихся средств с максимальной эффективностью.

Целью работ по содержанию объектов недвижимости является повышение потребительских свойств ремонтируемого объекта. Для оценки изменения уровня потребительских свойств объекта введем показатель оценочного уровня потребительских свойств к - го объект - рк.

Возникает задача: какой вариант содержания по каждому из объектов выбрать, чтобы достичь заданного приращения потребительских свойств ремонтируемых объектов с минимальными затратами.

Рассмотрим формальную постановку задачи. Пусть имеется п объектов. Каждый объект может ремонтироваться по га вариантам. Известна сметная стоимость выполнения работ по 1 -ому варианту на ]-ом объекте С^. Введем независимую переменную хЦ) которая принимает значение равное 1 в том случае,, если ¡-ый объект ремонтируется по ¿-ому варианту и ноль в противоположном случае. Тогда задача будет заключаться в том, чтобы минимизировать функцию

л т

Е X сихч т*п , (1)

при ограничениях

п т ш _

ЕХО- / = 1,л (2)

М М

х-0 - двоичные переменные, где Р - заданный уровень приращения потребительских свойств объектов.

Задача (1) - (2) относится к классу задач комбинаторного программирования и в общей постановке может быть решена одним из известных методов решения целочисленных задач типа метода ветвей и границ. Но алгоритм решения поставленной задачи может быть значительно упрощен, если воспользоваться свойствами функции затрат.

Допустим, функция затрат выпукла. Случай выпуклости функции затрат иногда называют случаем убывающей эффективности при увеличении масштаба, то есть каждое последующее улучшение показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта требует больших финансовых вложений. Это обстоятельство позволяет выработать общую стратегию осуществления ремонта объектов в данном случае: в первую очередь общее увеличение интегрального индекса потребительских свойств комплекса объектов должно производится за счет выполнения самых дешевых вариантов работ на как можно большем количестве объектов.

Если использовать свойства выпуклых функций, задача (1) - (2) будет решаться достаточно просто. Рассмотрим алгоритм решения такой задачи более детально.

1 шаг. Находим на сколько возрастут затраты при увеличении показателя оценочного уровня потребительских свойств каждого объекта на одну единицу, то есть находим первые разности.

2 шаг. Располагаем значения первых разностей в порядке возрастания затрат, при этом фиксируем для какого объекта и какого значения показателя оценочного уровня потребительских свойств будет соответствовать данное значение первой разности.

3 шаг. Строим таблицу возрастающих затрат в зависимости, от возрастающего показателя оценочного уровня потребительских свойств. Фиксируем при этом, какому варианту распределения интегрального показателя оценочного уровня потребительских свойств между объектами будет соответствовать данное значение суммарных затрат.

На основе этого алгоритма возможно сформулировать следующее эвристическое правило:

Эвристическое правило для выпуклых функций затрат: при выборе из двух альтернатив, дающих одинаковое приращение показателя уровня потребительских свойств, выбирается альтернатива, обеспечивающая выполнение ремонтных работ на большем числе объектов, а не вариант, обеспечивающий выполнение более сложных работ на меньшем количестве объектов.

Как уже говорилось, приведенный алгоритм решения будет справедлив только для случая выпуклых зависимостей Су(рк). Естественно интересным является вопрос о способе решения поставленной оптимизационной задачи для случая вогнутых зависимостей. Основным свойством вогнутых зависимостей является возрастающая предельная эффективность при увеличении масштаба, то есть последующее улучшение показателя оценочного уровня потребительских ремонтируемого объекта достигается при меньших удельных затратах. Учитывая это обстоятельство, а также то, что независимая переменная является дискретной и изменяется в фиксированном диапазоне, можно предложить эффективный алгоритм решения поставленной задачи, который можно сформулировать в виде следующего эвристического правила:

Эвристическое правило для вогнутых функций затрат: при выборе из двух альтернатив, дающих одинаковое приращение показателя оценочного уровня потребительских свойств, выбирается альтернатива, обеспечивающая выполнение более сложных работ на меньшем количестве объектов, а не вариант, обеспечивающий выполнение ремонтных работ на большем числе объектов.

Рассмотрим процесс взаимодействия между владельцем комплекса объектов недвижимости, который является заказчиком и специализированным предприятием, осуществляющим работу по содержанию объектов недвижимости, который является исполнителем. Условия деятельности, которых часто приводят к различию их целевых функций. Исполнитель, как правило, выполняет для заказчика работы по содержанию нескольких объектов недвижимости. В этом случае возникает явление «незавершенки», когда исполнитель, не окончив целиком необходимые на одном объекте, уже принимается за другие, чтобы обеспечить себе по возможности больший объем освоенных вложений и, как следствие этого, большую оплату работ. Такое поведение может противоречить интересам заказчика, и он может попытаться использовать имеющиеся в его распоряжении средства (например, штрафы или премии) для борьбы с «незавершенкой».

Рассмотрим одну из возможных схем описания такой конфликтной ситуации. Будем считать, что выполняемые исполнителем для заказчика комплексы работ представлены сетевыми графиками, для реализации которых требуется определенное количество ресурса при известной гарантированной оплате. Исполнитель, обладая определенным количеством ресурса, стремится максимизировать свою оплату, складывающуюся из гарантированной и премиальной частей, а заказчик с помощью своих премиальных фондов стремится минимизировать «незавершенку».

Рассмотрим следующую задачу распределения ресурса на сети в игровой ситуации. В задаче имеются два субъекта — заказчик и исполнитель. Последний может выполнять для первого работы, причем все множество работ

А разбито на непересекающиеся подмножества А/..., А„ — проекты. Проекты представлены сетевыми графиками, т. е. частичными порядками 1ь..., Ьп (технологическими отношениями предшествования) на множествах входящих в них работ. Для каждой работы а е А известно количество г(а)единиц скалярного суммируемого ресурса, необходимого для ее выполнения, а также стоимость работы с(а), получаемая Исполнителем после ее завершения. Полный ресурс Я, предоставленный в распоряжение Исполнителя, ограничен, и он не может выполнить все множество А], ... ,4„ работ. Выполнив ту или иную совокупность работ допустимую по технологическим

х е Х)&у Ц х =>>• € X, и ресурсным ограничениям ]Гг(а)+... + [ ]^\(а)<Н., исполнитель получает

яеА, аеЛп

оплату ф= ^с(а)+...+ ^с(а)+р

аеЛ1 аеЛ„

равную сумме стоимостей выполненных работ, и, добавочно, премии р заказчика, размер которой не превосходит данной величины Р и условия получения которой оговорены ниже. Исполнитель заинтересован в повышении оплаты <р. Что касается целевого функционала у/. Заказчика, то в него входят лишь полностью завершенные проекты. Более точно, проекты Л,, . . . ,А„ обладают для заказчика определенными ценностями V/, ... , ¥„, и целевой функционал заказчика — это сумма

41 = ^8,+... + УЛ,

где (5/ — булева переменная, принимающая значение 1, если г - й проект завершен и 0 в противном случае. Следует отметить, что частными случаями функционала у/ является полное число завершенных проектов и случай, когда заказчик устанавливает на множестве проектов приоритеты.

Заказчик собирается использовать премию р для увеличения своего функционала у/, т. е., говоря неформально, для борьбы с «незавершенкой». Другими словами, стратегии заказчика — это договоры с исполнителем, в которых оговорен булевый вектор 5=(8ь . . ., 5„), проектов, подлежащих завершению, а также размер премии ре [0,Р], выплачиваемой заказчиком исполнителю при действительном выполнении указанных проектов. С точки зрения заказчика, договор {<5, р) является надежным, если, нарушив его и выполнив другую совокупность работ X/,. . ., Хп. допустимую по технологическим и ресурсным ограничениям, исполнитель не сможет компенсировать потерю премии более выгодной оплатой работ. Кроме того, договор допустим, если у исполнителя хватает ресурса для его выполнения. Рассматриваемая задача состоит в следующем: найти допустимый надежный договор, максимизирующий целевой функционал заказчика у/.

Указанную задачу будем называть задачей заказчика. Для решения задачи заказчика необходимо предварительно решить следующую задачу исполнителя: найти максимальную оплату с(К), которую может себе гарантировать без премии исполнитель, обладая ресурсом К

Задача заказчика представляет собой следующую задачу булевого программирования: максимизировать зависящий от п булевых переменных линейный функционал

У,8! +-.. + Уп5п =\|/->тах при условии выполнения двух линейных ограничений

5М„) аеА, 8, +...+ Zr(a) аеА, 8„ < R, 2>(а) aeA¡ S, + ...+ 2>(а) аеА„

8„ ¿ c(r)-p .

Отметим, что первое из ограничений выражает допустимость, а второе — надежность договора. Кроме того, по самому определению величины с(К) к указанным двум ограничениям можно добавить ещё одно

5>(а)

8,+...+

2»

6„ác(R),

справедливое для любого ресурсно-допустимого набора проектов. Введем следующие обозначения:

5>(а)

/R,c,=

2>(а)

/c(R),

где г, — отношение количества ресурса, неооходимого для выполнения г-го проекта, к полному ресурсу К Очевидно, что если г,>1, то проект ресурсно недопустим и <5,=0, поэтому в дальнейшем без ограничения общности считаем 0 <г,< 1 для всех проектов в задаче заказчика; с\ — отношение оплаты, получаемой исполнителем при выполнении г-го проекта, к гарантированной оплате с (Я). Поскольку г,< 1 т. е. все проекты по отдельности ресурсно допустимы, то 0 <с,< 1. Проекты, для которых г*>1, тем но менее должны рассматриваться в задаче исполнителя, т. к. там они могут выполняться неполно.

Обозначим через р=Р/с(К) отношение размера премии к гарантированной оплате с (К). Ясно, что при р,>1 любой договор надежен, поэтому считаем 0 <о,< 1. С учетом введенных обозначений задачу заказчика можно переписать в следующем виде:

У,8, +... + Уп8п = ц/ —»тах , г,8, +... + г„8„ 51, 1-р2с,8, +... + с„5„ <1.

Исполнитель в своей задаче не обязан выполнять проекты целиком. Пусть он расходует на г-й проект Щ единиц ресурса. Обозначим через ^ = ^ / 2г(а) степень освоения г-го проекта. Отметим, что теперь ¿¡- не

ЯЕА|

булева, а непрерывная переменная из интервала [0, 1]. Обозначим также через 1^(8,) е [0,1] максимальную долю стоимости г'-го проекта, которую может получить исполнитель при степени освоения этого проекта <5,-; Задача определения функции есть 1-я локальная задача исполнителя или, можно сказать, задача г'-го подисполнителя. Предположим, что функции известны. В этом случае для решения задачи Исполнителя

Ес(а)

F(6, )+...+

2>(а)

F(0

—> тах

= c(R),

г,61 +... + г 8п <1 1, 51,...,6П е [од].

представляющей собой простейшую сепарабельную задачу математического программирования, можно использовать следующий подход динамического программирования, использующий «слияние» проектов. Объединим вместе

12

первый и второй проекты, образовав из них единый проект Аа = А, и Л2. Для проекта А ¡2 положим

£с(а)= £с(а)+ Ес(а)

"■„ = Г, + г, = I /к( )

\аеА, аеА2

а в качестве функции Р12(ё12) возьмем функцию

F„(0 = -

maxj

Ic(a)

Fi(5i) +

5>(a)

5>(а)+ £с(а) '

абА1 аеЛг

где максимум в правой части берется по значению 5„52 е[0,1], удовлетворяющим условию

_г,5, +г262

12 , > Г + Г

11 -I 12

при фиксированном значении 6 п.

Через и шагов «слияний» все проекты сольются в один, и мы получим функцию Ри......„(ё п ...п)е[0, 1], через которую нетрудно выразить искомую величину с (Я).

Итак, если для каждого проекта в отдельности известна функция ¥;(£;)— стоимость проекта в зависимости от его освоения, то задача исполнителя решается просто.

Рассмотрим вопрос о построении функций Р|(<5 ¡), т. е., по сути дела, точную постановку задачи исполнителя для произвольных (не блочных) проектов.

Используя понятие агрегированной сети, возможно получить искомую зависимость ^(<?) для сети произвольного вида. В работах В.Н. Буркова показано, что сети, достаточно общего вида, могут быть приведены к виду, допускающему агрегирование.

Это возможно на основании алгоритма, предложенного в работах В.Н. Буркова такое агрегирование в результате приводит к сетям, эквивалентным исходным, то есть каждому пути в исходной сети будет соответствовать некоторый путь в преобразованной сети.

Для решения поставленной задачи можно предложить достаточно простой эвристический алгоритм, использующий особенности поточной организации ремонтно-строительных работ:

Предварительный шаг. Находим эффективность выполнения каждой работы, то есть для каждой из работ находится отношение с(х)/г(х). Находим необходимое количество ресурсов для выполнения всего проекта. Решение начинаем от нижней правой, то есть юго-восточной, клетки матрицы.

к-ый шаг. Проверяем, достаточно ли ресурсов для выполнения рассматриваемого комплекса работ. Если «да», вычисляем по матрице соответствующую стоимость выбранного комплекса работ. Для этой цели суммируем данные о стоимости работ по всем оставшимся клеткам, после чего вычисления прекращаются. Если «нет», то переходим к следующему шагу.

k+1-ый шаг. Переходим к следующей клетке матрицы. Выбор осуществляется согласно эффективностям, рассматриваемых работ, то есть выбирается для исключения наименее эффективная работа из всех допустимых, то есть лежащих на одной диагонали матрицы. Из общего количества ресурсов вычитаются ресурсы, необходимые для рассматриваемой работы, после чего происходит переход к k-му шагу.

В третьей главе показано, что в процессе реализации работ по содержанию объектов недвижимости возникает задача сопоставления различных вариантов содержания.

Теоретической основой содержания объектов недвижимости является сохранение надежности и повышение долговечности конструкций за счет своевременного выполнения в необходимом (научно-обоснованном) объеме комплекса мероприятий на различных этапах функционирования сооружения. К таким «мероприятиям» относятся достаточно разнообразная номенклатура работ, которые можно разделить на четыре группы:

- уход - нормативные, постоянно выполняемые работы с целью сохранения первоначального состояния и исключения появления дефектов и повреждений в раннем возрасте объекта недвижимости;

- профилактика - сверхнормативные работы, выполняемые с интервалом 2-5 лет с целью снижения темпов начавшихся деградационных процессов в материалах и элементах;

- планово-предупредительные работы (ППР) - специальные работы, выполняемые с целью предупреждения нарушения (раннего исчерпания) работоспособности элементов и конструкций за счет устранения накопившегося в них износа, размер которого еще не превысил допустимого уровня;

- ремонт.

В связи с этим возникает задача оценки различных стратегий по содержанию комплекса объектов недвижимости, которые могут варьироваться от так называемой "нулевой стратегии" ("Do Nothing" - ничего не делаем, то есть не вкладываем средств в сооружение после его строительства) до стратегии с полным использованием всей номенклатуры работ.

Как и любым управленческим решениям, выбору варианта стратегии содержания комплекса объектов недвижимости, сопутствует риск, определяемый как вероятность определенного уровня потерь. Одним из возможных способов уменьшения риска при принятии управленческих решения является формализация управленческой проблемы с последующим ее моделированием с помощью современных методов исследования операций и системного анализа.

Осложнения возникают в том случае, когда часть критериев носит качественный характер, так как основные алгоритмы решения многокритериальных задач предполагает количественное задание критериев. Это не всегда оказывается возможным, так как человек во многих случаях предпочитает использовать понятия нечеткой логики, к которым относятся так называемые лингвистические переменные, то есть утверждения типа «высокая надежность», «низкая надежность» и т.п. В этом случае оказывается возможным

построение эффективных алгоритмов решения задачи на основе понятий теории нечетких множеств.

Таким образом, имеется п объектов, которые характеризуется т параметрами (критериями), позволяющими оценивать степень его соответствия квалификационным требованиям, предъявляемым лицом принимающим решения (ЛПР). Обозначим через ху оценку ¿-ого критерия у ¡-го варианта. Тогда исходные данные для задачи могут быть заданы в виде матрицы

Х12 Х[щ

Х22 Х2т

Фактическое определение элементов матрицы Б будет зависеть от характера, показателей. В общем случае можно выделить количественные и качественные показатели.

Для количественных показателей необходимо провести предварительную нормировку показателей. Для этих целей наилучшим образом подойдет полная нормализация.

Данная нормировка позволяет свести все показатели к диапазону изменения от 0 до 1 и привести все показатели к одному типу, то есть к показателям, ориентированным на максимум. Это дает возможность легко построить вектор У* идеального соответствия требованиям, предъявляемым к исполнителю. Компоненты этого вектора находятся в общем случае по формуле

У; ^ тах у^.

I

Качественные показатели задаются вербально, в виде лингвистических высказываний: «высокий», «низкий», «средний» и т.п. Как правило, в таких случаях неявно используют пятибалльную шкалу: «очень высокий», «высокий», «средний», «низкий», «очень низкий». Но в данном случае, предлагаемый алгоритм не требует выделения лингвистических оценок, вполне достаточно будет упорядочить предлагаемые альтернативы, то есть задать приоритетность.

Используя матрицу нормированных исходных данных, строим матрицу потерь А = ||а~||.

Для количественных показателей элементы матрицы потерь строятся по следующему правилу: произвольный элемент матрицы а ¡.есть суммарные

потери по всем показателям в том случае если ¡-ый вариант будет поставлен на ¿-ое место.

В целях получения матрицы потерь необходимо построить вспомогательные вектора я1* по каждому из количественных показателей. Компоненты произвольного вектора для к-го показателя представляют собой значения этого показателя расположенные в порядке убывания приоритетности. Таким образом, первая компонента вектора будет соответствовать наилучшему значению рассматриваемого показателя, последняя, п-ая - наихудшему.

Для количественных показателей вычисление производится по фор-

щ]

муле: а,' = ]Гя;к -хл1, где ш1 - число количественных показателей. к=1

Для качественных показателей подсчет потерь происходит на основании векторов предпочтений. Каждый к-ый качественный критерий дает свой вектор предпочтений Рк = (Рк, Рк,..., Рпк), к = 1,ш1, где Рк - порядковый номер варианта, занимающего в ранжировании по к-му критерию ьое место; т2 - число качественных показателей.

В каждом ранжировании первое место занимает наиболее привлекательный, с точки зрения рассматриваемого критерия вариант и далее по убыванию.

Затем каждому вектору Рк поставим в соответствие вектор 7гк = (як, я',..., 7гк), сформированный по правилу: координата як - число вариантов, которые согласно к-му качественному критерию являются более предпочтительными, чем вариант имеющее порядковый номер подсчет

потерь осуществляется по формуле а" = ~ I

Подсчет потерь для случая, когда часть показателей задана в количественном виде, а часть в качественном осуществляется с использованием выражения вида

т1 т 2

С3)

к=1 1;=!

Матрица потерь будет характеризовать потери при выборе конкретного варианта.

Следующим шагом является поиск группового ранжирования, в котором наилучшим образом будут представлены индивидуальные предпочтения. В качестве такового рассматривается медиана Кемени.

Для отыскания медианы Кемени, используем полученную матрицу потерь.

Отыскание медианы Кемени эквивалентно решению задачи о назначениях, коэффициенты целевой функции которой определяются формулой (1), а сама задача записывается следующим образом:

„ „ п _

Ё£аы -хи ->пип, £хы=1, 1 =1,п, (4)

к=1

п ___

1хк1=1, к = 1,11, хы е {0,1} к, 1 = 1,п, (5)

1=1

В результате получаем матрицу X* = {х^ }, по которой восстанавливаем вектор группового предпочтения Р . Для этой цели анализируем матрицу X* по строкам: если ху = 1, то в векторе Р* полагаем р! = к.

Полученные результаты можно использовать для получения количественных оценок каждого из вариантов. При этом применяется следующий алгоритм:

• по упорядочению Р составляем матрицу парных сравнений Ь ={ащ}, к, 1 = 1, п для группового предпочтения, элементы которой определяются: а^ = 2, если согласно ранжированию Р вариант, имеющий порядковый номер к, является более предпочтительным, чем 1-ый вариант;

= 1, если к-ый и 1-ый варианты равнопредпочтительны; и ау = 0, если к-ый менее предпочтителен, чем 1-ый;

• считаем сумму элементов каждой строки и сумму всех элементов

п п

матрицы: а ¡< = £ а у и а'=]Га'к;

1=1 к=1

• находим оценки, соответствующие каждому варианту:

Хк=«к/а' к=1,п.

Полученные количественные оценки вариантов содержания могут быть использованы при решении задачи дискретной оптимизации, определяющей оптимальные варианты содержания комплекса объектов недвижимости.

В этом случае приходится отметить, что в процессе планирования работ по содержанию объектов недвижимости, как правило, приходится иметь дело не с одним объектом, а с целой группой сооружений, в которой для каждого объекта недвижимости необходимо определить вариант его содержания при условии достижения максимальных значений по критерию долговечности.

В этом случае возникает несколько постановок оптимизационных задач.

Пусть имеются я объектов недвижимости, требующих ремонта. Обозначим q¡ - ущерб (ожидаемые потери) в случае, если объект недвижимости I не будет включен в план ремонта планируемого периода, Ь( — затраты на ремонт ¡-го объекта недвижимости, а; - ущерб в случае, если объект недвижимости 1 включен в план ремонта планируемого периода. Ущерб а; возникает в силу того, что на время ремонта эксплуатация объекта недвижимости прекращается. Ущерб q¡ включает потери, вызванные ограничениями на эксплуатацию объекта недвижимости, требующего ремонта, а также будущие потери, связанные с ремонтом объекта недвижимости. Как правило qi > . Введем переменные х* =1, если объект недвижимости 1 включен в план ремонта и XI =0, в противном случае.

Задача 1. Определить { Х[}, 1 = 1.п, минимизирующие

Х[а,х,+(1-х,)Ч1] (6)

при ограничении

2>,Ь,*В (?)

где В - величина средств, выделенных на ремонт объектов недвижимости в планируемом периоде.

Обозначим через с, -а^ ¡ = 1.п. Тогда, как легко показать, задача минимизации (6) эквивалентна задаче максимизации

С(х) = 2сЛ (8)

при ограничении (7). Задача (8), (7) называется «задачей о ранце».

Эффективные алгоритмы ее решения основаны на методах динамического и дихотомического программирования.

Рассмотрим задачу формирования перспективных планов ремонта на несколько периодов. Обозначим Х|к=1, если ремонт объекта недвижимости л включен в план ремонта к-го периода, Хш=0 в противном случае, qik - ущерб в случае, если ремонт объекта недвижимости 1 включен в план ремонта к-го периода, - затраты на ремонт объекта недвижимости ¡, если ремонт производится в периоде к, Вк - величина средств, выделенных на ремонт объектов недвижимости в периоде к.

Возможны два варианта. В первом варианте средства, выделенные в периоде к, могут быть использованы только в этом периоде. Во втором варианте средства, неиспользованные в периоде к, можно использовать в более поздних периодах. Соответственно, получаем две задачи оптимизации планов ремонта.

Задача 2. Определить { х,к }, ¡ = 1.п, к = 1.Т (Т-число периодов планирования) минимизирующие

<2« = 1ЧЛ (9)

при ограничении

2>Л<вк, к=ц (ю)

5Х=1 00

к=1

Условия (10) отражают ограниченность средств, выделенных в периоде к, а ограничения (11) отражают условия ремонта любого объекта недвижимости в одном и только одном периоде.

Задача 3. Определить {х]к}, ¡ = 1.п, к = 1.Т (Т - число периодов планирования) минимизирующие (9) при ограничениях (11) и

¿2>Л<0Ь, (12)

5=1 ¡«1

где

= аз)

5=1

Ограничения (11) отражают требования ремонта всех объектов недвижимости за Т периодов. Отметим, что даже задача существования допустимого решения в общем случае является сложной задачей дискретной оптимизации.

Рассмотрим задачу 2 для двух периодов. Обозначим хп=хь а хц=1-хь В этом случае задача принимает вид: минимизировать ХЧпх1 +2ч!г(1-х1)пРи

ограничениях £ь,кх1 <В,, 5Х(1-х,)<В2.

Обозначим Ci=qi2-q¡l, ¡ = 1.п В2 -В2,

Можно показать, что задача 2 эквивалентна задаче максимизации

. (14)

при ограничениях

ЕМ^В,, (15)

£ь13х,>О2, (16)

Рассмотрим частный случай, когда Ьп = Ь, ■ ^, Ь|2 = •12, > 1,.

В этом случае ограничения (15), (16) принимает вид

2 '

Получаем задачу максимизации (14) при ограничениях

(17)

Это задача о ранце с двухсторонними ограничениями на общий вес предметов в ранце. Необходимым условием существования решения является, очевидно, Однако, это условие не является, достаточным, что видно из следующего примера.

В общем случае двух периодов получаем задачу целочисленного линейного программирования в переменных 0;1 с двумя ограничениями.

Применим метод сетевого программирования. Сформируем оценочную задачу. Она представляет собой совокупность двух задач о ранце. Разделим на две части с^сц+сп.

Первая оценочная задача заключается в максимизации ]£)Смх,, при ограничении (15), а вторая в максимизации , при ограничении (16).

1

Возьмем С|2 =-Ь2. В этом случае вторая оценочная задача сведется к минимизации

5Х*,, (18)

при ограничении (16).

Обозначим А^С^ значение целевой функции в оптимальном решении первой оценочной задачи, а А2(Сг) - второй, тогда верхняя оценка целевой функции оптимального решения исходной задачи будет равна

А(С)=А1(С1)-А2(С2)

Описанный метод получения верхних оценок служит основой для метода ветвей и границ.

1 шаг. Решаем первую оценочную задачу о ранце. Если полученное решение является оптимальным решением для второй задачи, то оно является оптимальным для исходной задачи. В противном случае переходим к шагу 2.

2 шаг. Выбираем одну из переменных 1 (рекомендуется выбрать переменную, которой соответствует максимум отношений С,, /Ьи ). Рассматриваем два подмножества решений. В первом подмножестве х,=1, а во втором -

хрО. Получаем верхние оценки для целевых функций подмножеств решая первую и вторую оценочные задачи. Выбираем подмножество с максимальной оценкой. Далее действуем согласно стандартной процедуре метода ветвей и границ, то есть выбранное подмножество делим на два, оцениваем их, выбираем из всех полученных подмножеств то, которое имеет наибольшую верхнюю оценку и т.д., пока не получим решение исходной задачи, значение целевой функции которого не меньше, чем верхние оценки остальных подмножеств.

В случае трех периодов задача по аналогии с случаем двух периодов может быть представлена в виде задачи целочисленного линейного программирования.

В заключении диссертации изложены выводы, которые в концентрированном виде отражены в положениях, выносимых на защиту и, по мнению диссертанта, представляют наибольший интерес и практическую значимость. Основные из них выражены в следующем:

- в результате анализа было установлено, что процесс формирования производственной программы специализированного предприятия, выполняющего работы по содержанию объектов недвижимости, под выделенный объем денежных средств, происходит во многом случайным образом, что объясняется отсутствием методики оценки приращения уровня потребительских свойств объекта в результате выполнения на нем некоторого комплекса ремонтно-строительных работ, моделей, позволяющих осуществлять выбор вариантов содержания комплекса объектов недвижимости и моделирование взаимоотношений заказчика (владельца комплекса объектов недвижимости) и исполнителя работ по его содержанию.

- разработана модель повышения показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта недвижимости при различных свойствах функции затрат, отличающаяся учетом изменения уровня потребительских свойств объекта недвижимости в результате реализации различных вариантов по содержанию этого объекта, что позволяет выбрать для каждого из объектов оптимальный вариант его содержания.

- построена модель оптимизации планов по содержанию комплекса объектов недвижимости при произвольной глубине планирования, отличающаяся тем, что средства, выделенные в произвольном периоде, могут быть использованы только в этом периоде или могут быть использованы в более поздних периодах, что позволяет построить оптимальную программу реализации стратегии содержания комплекса объектов недвижимости с позиции интересов ее владельца и исполнителя работ по ее содержанию.

- получена модель управления взаимодействием системы «заказчик -исполнитель» при выполнении строительных проектов, отличающаяся учетом технологической связи между работами внутри каждого проекта, что позволяет согласовать интересы заказчика и исполнителя в процессе реализации последовательности проектов по содержанию объектов недвижимости.

- предложен алгоритм построения функции стоимость проекта в зависимости от его освоения, отличающийся тем, что зависимость между работами по проекту носит произвольный характер и используя понятие агрегирован-

ной сети, возможно получить искомую зависимость, это дает возможность решения задачи исполнителя при использовании модели управления взаимодействием системы «заказчик - исполнитель» при выполнении строительных проектов.

- построена модель построения комплексной оценки проекта, когда часть критериев носит качественный характер, отличающаяся тем, что по лингвистическим критериям осуществляется построение вектора приоритетов, что позволяет построить вектор группового ранжирования, в котором наилучшим образом будут представлены индивидуальные предпочтения.

В приложениях представлены результаты внедрения диссертационного исследования.

Основные выводы и положения диссертационного исследования отражены в 11 научных статьях общим объемом 2,79 пл., три из них в журналах рекомендованных ВАК:

научные статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК России:

1. Алферов В.И., Кравцов А.Е., Аноприенко Е.Г Неманипулируемые механизмы распределения финансовых ресурсов при управлении недвижимостью.// Системы управления и информационные технологии, №2.1(32), Москва - Воронеж, 2008г. - 0,18 п.л. (соавторство не разделено).

2. Аноприенко Е.Г., Барканов С.А., Курочка П.Н. Модель построения комплексной оценки проекта недвижимости при лингвистических критериях.// Вестник Воронежского гос. Технического университета, том 4, №8, 2008 г. - 0,18 п.л. (соавторство не разделено)

3. Амплеев A.C., Аноприенко Е.Г., Буркова КВ. О применимости метода сетевого программирования в задачах управления недвижимо-стью.//Вестник Воронежского гос. Технического университета, том 4, № 6, 2008г. - 0,16 п.л. (соавторство не разделено).

научные статьи опубликованные в других научных изданиях:

4. Мищенко В.Я., Емельянов Д.И., Аноприенко Е.Г., Мышовская Л.П. Планирование мероприятий по технической эксплуатации объектов недвижимости на основе анализа жизненного цикла.// Оценка риска и безопасность строительных конструкций: сборник тр. по материалам первой международной научно-практической конференции, Воронеж, 2006 - 0,16 п.л. (соавторство не разделено).

5. Аноприенко Е.Г., Москалев A.C. Текущее состояние и тенденции развития отечественного рынка консалтинговых услуг в сфере коммерческой недвижимости. // Известия Тульского гос. Университета, вып. 12, 2008 г. -0,21 п.л. (соавторство не разделено)

6. Мищенко В.Я., Емельянов Д.И., Аноприенко Е.Г., Мышовская Л.П. Оптимизация распределения ресурсов в задачах организации работ по технической эксплуатации объектов недвижимости. // Оценка риска и безопасность строительных конструкций : сборник тр. по материалам первой между-

народной научно-практической конференции, Воронеж 2006. 2006 - 0,18 п.л. (соавторство не разделено).

7. Емельянов, Д.И., Аноприенко Е.Г„ Зубеико К.Ю. Экспертиза процесса управления объектами жилищной недвижимости.// Строительство и недвижимость: экспертиза и оценка. Материалы .4-й международной конференции, Прага-Москва, М. 2007. 2006 - 0,21 п.л. (соавторство не разделено).

8. Аноприенко Е.Г., Оптимальная стратегия повышения индекса потребительских свойств объекта при различных свойствах функции затрат. //В кн. Модели и механизмы управления недвижимостью/ М.: «Уланов -пресс», 2007. - 0,71 п.л. (соавторство не разделено).

9. Аноприенко Е.Г. Формирование производственной программы ре-монтно - строительного предприятия. //В кн. Модели и механизмы управления недвижимостью/ М.: «Уланов - пресс», 2007. - 0,34 п.л.

10. Аноприенко Е.Г. Интегральный эффект от выполнения ремонтно-строительных работ по содержанию объектов недвижимости. //В кн. Модели и механизмы управления недвижимостью/ М.: «Уланов - пресс», 2007. - 0,21 п.л.

11. Аноприенко Е.Г. Модель определения вариантов выполнения работ на объектах. //В кн.: Системный анализ и его приложения/ Воронеж «Научная книга» 2008. - 0,24 п.л.

АНОПРИЕНКО Елена Геннадьевна

модели управления содержанием комплекса объектов муниципальной собственности

Подписано в печать 24.12.2009 г. Усл. печ. л. 1,4. Тираж 120 экз. Зак. 693

Издательство РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44 Тел.: 977-00-12, 977-40-64

!

2008175999

2008175999