автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Оптимизация поточной организации строительства по критерию минимальной себестоимости работ

Санкт-Петербургский государственный АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

г б с:

2 7- ОИ-Т 1998 .БАЛАБАН

Игорь Семенович

ОПТИМИЗАЦИЯ ПОТОЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ПО КРИТЕРИЮ МИНИМАЛЬНОЙ СЕБЕСТОИМОСТИ РАБОТ

05.23.08 - Технология и организация промышленного и гражданского

строительства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Санкт-Петербург 1998

Работа выполнена на кафедре Организации строительства Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.

Научный руководитель — доктор технических шук, профессор В.А.

Афанасьев.

Официальные оппоненты — доктор технических н^к, профессор

Величкин В.З.

кандидат технических наук, доцент Корешков НА.

Ведущая организация - Акционерное общество "Сгройкорпарация

Санкт-Петербурга"

Защита состоится " 1998 г. в час. На заседании

специализированного Совета К 063.31.02 по строительному производству Санкт-Петербургского государственного архитеюурно-сгроигельного университета по адресу. 197005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, СПбГАСУ, зуд. £2/~С.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "М " 1998 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук *Е.А. Козлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность исследования. Причины продолжающегося в стране кризиса строительного производства условно можно разделить на две группы - внешние и внутренние. Первые обусловлены труднопрогнозируемым развитием экономики, социальной и политической нестабильностью. Вторые - внутренним кризисом самого строительного производства. Одной из причин которого является низкий уровень организации строительного производства и соответственно высокая стоимость работ, завышенная продолжительность строительства, ремонта и реконструкции' объектов, низкая производительность труда и низкое качество работ. Это, в частности, подтверждается тем обстоятельством, что несмотря на недогруженность отечественных строительных организации тендеры на строительство объектов часто выигрывают зарубежные строительные организации, которые как правило строят быстрее и с более высоким качеством.

Одним из способов сокращения продолжительности, стоимости строительства и повышения производительности труда является совмещение во времени выполнения разнотипных комплексов работ (специализированных потоков), составлющих в совокупности процесс возведения объектов. Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью совершенствования поточной организации строительства объектов в условиях требующих существенного повышения технических и экономических показателей производства работ.

Цель исследования заключается в развитии теории и практики поточной организации строительства в области ей оптимизации по критерию достижения минимальной2 себестоимости производства работ, повышения качества продукции и производительности труда

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

♦ проведено обобщение и анализ отечествешюго и зарубежного опыта проектирования и осуществления поточной организации строительства объектов и их комплексов;

♦ разработана методика оптимизации объектных потоков по критерию себестоимости выполнения работ за счет измена шя очередности освоения фронтов;

♦ разработана методика оптимизации комплексных потоков по критерию себестоимости выполнения работ за счет изменения очередности освоения объектов;

1 Далее для краткости термины строительство, ремонт и реконструкция объединяются термином строительство.

2 Здесь и далее термин минимальная означает; что конкретный вариант организации работ имеет минимальную себестоимость из множества вариантов, формирующихся изменением очередности освоения фронтов в объектных потоках или изменением очередности строительства объектов в комплексных потоках.

♦ разработано программное обеспечение предлагаемых методик оптимизации потоков и осуществлено внедрение результатов исследования в учебный процесс и в практику проектирования организации работ с определением экономической эффективности.

Теоретической основой исследования стали труды отечественных и зарубежных ученых в области экономики, организации, планирования строительного производства и управления строительством: Афанасьева A.B., Афанасьева В.А., Васильева В.М., Величкина В.З., Гусакова A.A., Джонсона С.М., Келли Дж. О., Пани братова ЮЛ, ТянаР.Б., УокераМЕ., ХибухинаВ.П, ЦаяТ.П и других ученых, труды научно-исследовательских и проектных институтов, а также высших учебных заведений, занимающихся вопросами организации строительства.

В диссертационной работе широко использовались результаты исследований в области теории и практики поточной организации строительства Батурина В.И., Будникова М.С., Вавилова М.В., Вутке O.A., Гармаша A.A., Горбушина Б.П., Клиндуха A.M., Мамед-Заде НА., Недавнего ПИ, Неровецкого А.И., Пентковскою Н.И., Чихачева В.В. и других.

Научная новизна работы заключается в развитии теории и разработке методик оптимизации поточной организации строительства за счет изменения очередности освоения фронтов работ и ввода объектных потоков в состав комплексного, обеспечивающих достижение минимальной себестоимости работ.

Основными научными результатами являются:

♦ результаты обобщения и анализа литературных источников и непосредственного опыта поточной организации строительства, позволившие определить цель и задачи исследования;

♦ теория и методика оптимизации объектных потоков по критерию себестоимости выполнения работ за счет изменения очередности освоения фронтов;

♦ теория и методика оптимизации комплексных потоков по критерию себестоимости выполнения работ за счет изменения очередности освоения объектов;

♦ предлагаемые алгоритмы и программы оптимизации потоков по критерию себестоимости, обеспечивающих выполнения расчетов с использованием ПЭВМ.

Практическая значимость работы определяется доведением результатов исследования до возможности их практического использования при проектировании организации строительства, а также использованием предлагаемых рекомендаций в учебном процессе СПбГАСУ.

Реализация работы. Результаты исследования, разработанные алгоритмы и программы внедрены в строительной компании "ТВЭЛ - СТРОЙ" при разработке

календарных планов строительства первой и второй очередей спортивно-туристического горнолыжного комплекса "Корпорация ТВЭЛ".

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Новые технологии и техника в строительстве и реконструкции зданий и сооружений в современных экономических условиях? (С-Петербург, ноябрь 1996 г.), на 53-55 научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов СПбГАСУ (С-Петербург 1996-98 гг.), па 51-53 Меяедународных научно-технических конференциях молодых ученых и студентов (С-Петербург, 1996-98 гг.). По результатам исследования опубликовано 8 работ (4 в соавторстве).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 120 страницах печатного текста (гарнитура Итев, 14 пт), состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложения и списка литературы, включающего 154 наименования. В работе представлено 36 рисунков и 2 таблицы. Общий объем работы 239 страшщ.

На защиту выносятся:

♦ теория оптимизации потоков (за счет итенения очередности освоения фронтов работ и строительства объектов) по критерию достижения минимальной себестоимости производства работ,

♦ методика оптимизации по критерию себестоимости (за счет изменения очередности освоения фронтов) объектных потоков:

■ с непрерывным использованием ресурсов;

■ с непрерывным освоением фронтов;

■ с критическими работами, выявленными при учете ресурсных и фронтальных связей (при ранних и поздних сроках выполнения некритических работ);

♦ методика оптимизации по критерию себестоимости (за счет изменения очередности строительства объектов) комплексных потоков:

■ агрегированных (характеризующихся отсутствием простоев бригад при переходе с объекта на объект)',

" комбинированных (характеризующихся сохранением структуры предварительно составленных объектных)',

" уплотненных при ранних и поздних сроках выполнения некритических работ (характеризующихся максимальным сближением ресурсных и фронтальных комплексов работ в составе комплексного потока).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В введении показана актуальность темы диссертации, определены цель и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая значимость

полученных результатов, сформулированы основные положения выносимые на защиту.

В первой главе—" Обзор развития и анализ современного состояния попючной организации строительства " показаны этапы развития теории и практики организации работ, выполнен анализ современного состояние науки в этой области и осуществлено сравнение тенденций развития вопросов организации работе стране и за рубежом.

Обобщение и анализ литературных источников и непосредственного опыта организации строительства позволили установить, что накоплен большой опыт поточной организации работ, положенный в основу постоянно развивающейся теории взаимной увязки работ во времени и пространстве, расчета потребности и рациональной динамики расхода ресурсов.

В настоящее время нашли наиболее широкое применение теория и практика управления проектами, базирующаяся главным образом на основе теории и практики сетевого планирования (зарубежом), а также на основе теории и практики формирования и оптимизации (по принятым критериям) поточных методов организации работ, сравнения вариантов и выбора наиболее соответствующего конкретным условиям производства (петербургская школа поточной организации работ).

Указанные направления развития теории и практики организации работ не носят антагонистического характера, а дополняют друг друга. Вместе с тем они не исчерпывают всех проблем организации работ. В частности не получили своего решения и требуют дальнейшего исследования следующие вопросы, положенные в основу данной диссертационной работы:

♦ оптимизация по критерию себестоимости объектных потоков за счет изменения очередности освоения фронтов;

♦ оптимизация по критерию себестоимости комплексных потоков за счет изменения очередности строительства объектов;

♦ разработка программного обеспечения предлагаемых методов оптимизации потоков и их проверка в производственных условиях.

Во второй главе — " Оптимизация объектных потоков по критерию себестоимости за счет изменения очередности освоения частных фронтов работ" предложена методика оптимизации по критерию достижения минимальной себестоимости строительства (за счет изменения очередности освоения фронтов) объектных потоков с непрерывным использованием ресурсов, непрерывным освоением фронтов робот и с критическими работами при ранних и поздних сроках выполнения работ.

Автор предлагает дополнительно к традиционному учету критерия минимальной общей продолжительности потока, учитывать критерии минимальной продолжительности выполнения видов работ (простои ресурсов), минимальной продолжительности выполнения фронтальных комплексов работ (простои фронтов)

и рациональности сроков выполнения видов работ на частных фронтах (определяющих динамику капиталовложении). Предлагается учитывать критерии в совокупности путем объединения их в обобщенный критерий — критерий минимальной себестоимости выполнения работ:

с=саяы+С(Т)+с(пррес)+с(лр<яр)+c(tH0ME,tEND) ...(1).

Здесь

4 ^сопа . часть себестоимости, состоящая из расходов, не зависящих от организации работ (параметров потока);

♦ С(Т) - функция, выражающая зависимость соответствующей части себестоимости (С) от продолжительности строительства (Г). Например -

С(Т) = Т х kd ...(1.1), где к°Б- расходы, зависящие от продолжительности

строительства, понесенные строительной организацией за время равное единицы измерения продолжительности потока (Т);

♦ с{ПРГЕС^ - функция, выражающая зависимость соответствующей части себестоимости (С) от продолжительности выполнения видов работ (простоев ресурсов (I7PfEC)). Например

С{ПРРЕС) = £*fс х ПР[ВС = ¿*fc х(т[ЕС-T}№C("ri) ...(1.2) (

М /=1

где TfEC - расчетное (с простоями) значение продолжительности выполнения

• - с тРЕС(н up) _ лр f . ..

j-ои работы; ~ 2Llij - продолжительность j-ои рабо-ты при ее

■ РЕС

иепрерьтном вьтолнешш; kj - стоимость простоев ресурсов;

♦ C^/ZP<apJ - функция, выражающая зависимость соответствующей части себестоимости (С) от продолжительности выполнения фронтальных комплексов работ (простоев фронтов ( ПР?*')). Например,

c(72P<SP) = i>i<BP х Щ» х(тГ-ТГ("°^) -(1-3),

i=i 1=1

где Tf - расчетное (с простоями) значение продолжительности выполнения i-

Т&>(но4р) _ у1/

го фронтального комплекса; 'i ~ Ail'J - продолжительносты-го

7=1

фронтального комплекса работ при его непрерывном выполнении; А/ЕР -стоимость простоев ¡-ш фронтального комплекса работ;

. „(лЮМЕ ,Ет\ ,

4 СИу I - функция, выражающая зависимость соответствующей части

себестоимости (С) от сроков вьтолнения работ (( ¡¡!0МЕ ) или Например,

с^ош^ = Б% х £ Д ^ (14);

2. = -И;

3 =

¿=1 у=1

Кг. х 1--

.нош

...(1.6)

где Б% - кредитная ставка банка в относительных единицах за время равное единице измерения К у - стоимость прямых затрат (размер капиталовложений), необходимых для выполнения .¡-ой работы на ¡-ом фронте (объекте) К у = 3^ЛТ + ЗуЮ1 + 3?/"; Еш - нормативный коэффициент эффективности.

Сущность поиска оптимальных (по критерию себестоимости) очередностей освоения частных фронтов заключается в направленном переформировании исходной матрицы сначала в промежуточные (условные), а затем в конечные (реальные) матрицы за счет последовательного закрепления строк. При этом развитие дерева (порфириана) осуществляется в наиболее перспективных по критерию себестоимости направлениях (см. рис. 1). В основу такого подхода к оптимизации положены работы В.А. Афанасьева и В.З. Величкина по оптимизации потоков по критерию времени.

Перспективность направления определяет показатель предельно возможного минимума себестоимости (ПВМС, см. рис. 1, блок 2), который рассчитывается по формуле:

и

ПВМС = Ссот' + ПВМП ж^ + Х кр:с X ПВМПР] +

)=1

т

X к^ х ПВМПФ, + ПВМРК ... (2), ы\

вде ПВМП - предельно возможный минимум продолжительности потока определяется по разработанным В.А. Афанасьевым и В.З. Величкиным алгоритмам;

ПВМПР - предельно возможный минимум простоев ресурсов, ПВМПФ - предельно возможный минимум простоев фронтов и ПВМРК- предельно возможный минимум

ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

(ПРОДОЛЖИТИЬНОСТИ И СЕБЕСТОИМОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБООТ НА ФРОНТАХ)

11 ФОРМИРОВАНИЕ УСЛОВНЫХ МАТРИЦ ПЕРВОГО УРОВНЯ м (С ОДНОЙ ЗАКРЕПЛЕННОЙ СТРОКОЙ)

2| ВЫЯВЛЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНОГО НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ДЕРЕВА

1. РАСЧЕТ ПВМС СФОРМИРОВАННЫХ МАТРИЦ

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПВМС

4| ФОРМИРОВАНИЕ МАТРИЦ СЛЕДУЮЩЕГО УРОВНЯ НА БРОШЕННОМ РАЗВИТИЕМ НАПРАВЛЕНИИ

ОЧЕРЕДНОСТИ ОСВОЕНИЯ ФРОНТОВ, ПРИ КОТОРЫХ СЕБЕСТОИМОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА МИНИМАЛЬНА

Рис. 1. Блок-схема методики оптимизации потоков по критерию себестоимости.

расходов по обслуживанию кредитов определяются по разработанным авторомдля каждого метода организации работ алгоритмам и расчетным формулам, представленными ниже.

Для объектного потока с непрерывным использованием ресурсов:

♦ Простои ресурсов исключены: ПВМПР=0;

♦ Предельно возможный минимум простоев первого (в очередности освоения фронтов) частного фронта зависит от периодов развертывания второго и последующих видов работ и продолжительностей выполнения всех (кроме последнего) видов работ на этом фронте, и определяется по формуле:

тмпФх=у(т™*<Л<<>-Ч]) ,..{з>)

ще периоды развертывания второго и последующих видов работ () рассчитываются на оптимизированных по алгоритму С.М. Джонсона парных матрицах3;

♦ Предельно возможный минимум простоев любого кроме первого (в очередности освоения) частного фронта I зависит от параметров предшествующих ему (в очередности освоения) фронтов (расчетной с учетом простоев продолжительности первого фронтального комплекса работ и продолжительности выполнения на нем последнего вида работ, суммы разностей продолжительностей выполнения первого и последнего видов работ на остальных предшествующих фронтах), параметров исследуемого ¡-ю фр01гта работ (его исходной (без простоев) продолжительности и продолжительности выполнения на нем последнего вида работ), и определяется по формуле:

ПВМПФ1 = Т^(ноф) -,,„ + ПВМПФХ -[т^(""М-ип + ПВМ^Нп -(4>.

♦ Предельно возможный минимум расходов по обслуживанию кредитов зависит от продолжительности и себестоимости выполнения работ; а также от периодов развертывания видов работ (рассчитываемых на оптимизированных по алгоритму С.М. Джонсона парных матрицах) и определяется по оптимизированным (оптимизация заключается в распределении по фронтам внутри каждого вида работ себестоимостей по возрастанию, а продолжительностей по убыванию) матрицам продолжительностей и себестоимостей работ по формуле:

3 Здесь и ниже список и расшифровка используемых, но не расшифрованных в основном тексте обозначений представлены в конце автореферата.

ПВМРК = ПВМРК1ак «™*»«»Р'>* + ПВМрКнч^пле,.ыхЯрок:

я Р-Г

= Блх

н '=1

я-1

,0ЛГ . V т'РЛЩДк )

V

+Е Е СГ * Е'Г+Е^

^Н=«>«ЧЧ1 V I 1

, »у РЕС от» РЕС

...(5)

где оптимизация параметров ( С,?^, ) заключается в переформировании исходных матриц продолжительностей и себестоимостей так, чтобы выполнялись условия С, £ С(му И ¡¡) > ...(6).

Для обьекпюго потока с непрерывным освоением фронтов работ:

♦ Простои фронтов работ исключены : ПВМПФ=0;

♦ Предельно возможный минимум простоев последнего вида работ в потоке с непрерывным освоением фронтов зависит от соотношения укрывающих и укрываемых частей входящих в поток фронтальных комплексов работ и определяется по формуле:

ПВМПР. = ПР.

_ ттр 3 акР-с ПР>

я-1

у=1

Я1-1

тах

ы'-г

О

я-1

ХХ'+и*

ОПТ

( - лопг - ъА

ЧА=/+1 У

...(7)

где оптимизация укрываемых ( Л'('+!)* ) и укрывающих (I I )

частей фронтальных комплексов работ заключается в расположении их по убыванию и включении в расчет укрываемых только незафиксированных строк, а укрывающих - незафиксированных строк и обязательно последней зафиксированной строки;

♦ Предельно возможный минимум простоев любого, кроме последнего, вида ресурсов (]) зависит от расчетной (с простоями) продолжительности выполнения последующего вида работ 0+1), продолжительности выполнения последующего вида работ на последнем (в очередности освоения фронтов) фронте и определяется по формуле:

_ ____/И М т

ПВМПР]^=тМПР]+1+ЪЧ()+\)-?:Ч] + Ч]-тах .за1<р -(в).

♦ Предельно возможный минимум расходов по обслуживанию кредитов зависит

от распределения по фронтам и видам себестоимости выполнения работ (С„), от

распределения по фронтам продолжительностей (Х^* )> и простоев )

■ ¡+1

последнего вида рабог и от распределения по фронтам сумм промежуточных

л—1

видов работ ( X ) (влияющих на продолжительность пользования кредитом) И определяется по формуле:

ПВМРК = ПВМРК3"" 'ял°"»а»Ч>°* + ПВМрК«'^Г'птняиХЩ,ок =

Б-х

К ¡"V

£ х

м ы\

ПВМП-Т,

РАЗВ

Ф")

I с?' у

/+1

о/лл

...(9)

где оптимизация параметра себестоимости С°,1Г заключается в распределении по фронтам внутри каждого вида работ по возрастанию, а параметров

к-1

продолжительностей (1 = 1,т), (1 = 2,т), Х'у - по убыванию.

Для объектного потока с критическими работами, выявленными при учете ресурсных и фронтальных связей при ранних сроках выполнения некритических работ:

♦ Предельно возможный минимум простоев ]-го вида ресурса зависит от периода развертывания .¡-го вида работ (определяемого как е потоке с непрерывным использованием ресурсов), от расчетной (с простоями) продолжительности . выполнения предшествующего вида работ и определяется по формуле:

ПВМПР}Л = тах

ТРАЗЗ(»с) ,

ПВМПРм + £ -1л- 11(Н) + тп Зо

...(10)

♦ Предельно возможный минимум простоев любого (кроме первого в очередности освоения фронтов) частного фронта работ зависит от соотношения укрываемых и укрывающих (всех уровней) частей смежных фронтальных комплексов и определяется по формуле:

V

ПВМПФм = тах

О

тах

] я(1,*изшг) [о

¡ 2 1 /,=1

■■■<»>

♦ Предельно возможный минимум расходов по обслуживанию кредитов зависит от распределения по фронтам и видам себестоимостей (Су) и продолжителыгостей вьшолнения работ и определяется по формуле:

ПВМРК = ПВМРК зак!"п"нн"х"Рок + _

П ¡"V

-Бь х

.V I I I * ' 1 . . 7( ГО .

ы

7=1

...(12)

где оптимизация параметра себестоимости Су^ заключается в распределении

по фронтам внутри каждого вида работ по возрастанию, а параметра предельно возможного минимума продолжительности части потока, ограниченного

координатами у-шп ( ПВМП?"^ ) за счет включения (при определении ПВМП по алгоритму В.А. Афанасьева и В.З. Величкина для потоков с критическими работами) в суммы по столбцам и по строкам минимальных (из возможных) значений продолжительностей выполнения работ на частных фронтах.

Для объектного потока с критическими работами, выявленными при учете ресурсных и фронтальных связей при поздних сроках выполнения некритических работ:

Расчет ПВМПР, ПВМПФ и ПВМРК выполняется по формулам, разработанными для потока при ранних сроках вьшолнения работ (с необходимой корректировкой), на переформированных матрицах исходных данных продолжительности и себестоимости. Переформирование заключается в изменении порядка вьшолнения работ на обратный (см. рис 2).

ОФР 1 2 3 П

1 1,2 1,3 «т

2 »2, «22 <23

3 «31 «32 «з„

т «т1 «т2 «тЗ «тп

ОФР п 3 2 1

т «тп 1тЗ «т2 «т,

3 «Зп <33 «32 «3,

2 «2п 123 «22

1 4,3 »,2 «11

Рис. 2. Схема переформирования исходных матриц для расчета характеристик потока с поздними сроками.

Отличие заключается в том, что при расчете ПВМРК расчет продолжительности пользования кредитом определяется как продолжительность минипотока ограниченного координатами 1,1 -у на матрице с обратным порядком работ.

Достоинством предлагаемых во второй главе алгоритмов оптимизации (за счет изменения очередности освоения фронтов) объектных потоков по критерию достижения минимальной себестоимости заключается в возможности осуществления направленного поиска вариантов организации работ с совокупным оптимумом (по выбранному критерию) параметров потока - общей продолжительности строительства, продолжительности выполнения видов работ, продолжительности выполнения фронтальных комплексов работ и динамики капиталовложений.

Все основные положения данной главы сформулированы в виде 10 теорем и доказаны.

В третьей главе - " Оптимизация комплексных потоков по критерию себестоимости за счет изменения очередности строительства объектов " -предложена методика оптимизации по критерию достижения минимальной себестоимости строительства комплекса объектов (за счет изменения очередности строительства отдельных объектов) комплексных потоков агрегированных (с отсутствием простоев бригад при переходе с объекта на объект), комбинированных (с сохранением структуры предварительно составленных объектных потоков) и уплотненных (с максимальным сближением ресурсных и фронтальных комплексов работ в составе комплексного потока) при ранних и поздних сроках выполнения работ.

Автор предлагает дополнительно к традиционному учету критерия минимальной общей продолжительности комплексного потока, учитывать критерии минимальной продолжительности выполнения видов работ, минимальной продолжительности строительства объектов (простои объектов), рациональности сроков выполнения видов работ на объектах (определяющих динамику капиталовложений) и порядка строительства объектов (определяющего расходы на перебазирование бригад и техники с объекта на объект). Предлагается учитывать критерии в совокупности путем объединения их в обобщенный критерий -критерий минимальной себестоимости выполнения работ:

с =ссоп* +Т х кл Х(ТПС _тРЕС(нир)у

№

+£*« ж (тГ - Т<* '«") + Б* ж ±±с9 х + 1Ж, -<13>-/=1 1=1 /=1 /=1

Методика оптимизации комплексных потоков (см. схему на рис. 1) базируется на методе ветвей и границ. Сущность поиска оптимальных очередностей

ввода объектных потоков в комплексный заключается в направленном переформировании исходной матрицы сначала в промежуточные (условные), а затем в конечные (реальные) матрицы, с определением на каждом этапе перспективного направления развития дерева (порфириана) по минимальному значению предельно возможного минимума себестоимости строительства:

ПВМС = Cconst + ГГВМПxkd + £ к?ЕС *ПВМПР} +

7=1 1

£ к?Е х nSMnOi + ПВМРК + ПВМРП ...(14), /=1

где предельно возможный минимум продолжительности комплексного потока (ПВМП) определяется по алгоритмам A.B. Афанасьева, дополненным JI.JI. Пронченко для различных методов организации работ; предельно возможный минимум простоев ресурсов (ПВМПР), предельно возможный минимум расходов по обслуживанию кредитов (ПВМРК), предельно возможный минимум простоев объектов4 (ПВМПО), предельно возможный минимум расходов по перебазированию строительных организаций с объекта на объект5 {ПВМРП) определяются для каждого метода организации работ по разработанным автором расчетным формулам .

Для комплексных потоков агрегированных:

♦ Предельно возможный минимум простоев ресурсов (при переходе с одного объектного потока в другой ) ПВМПР=0;

♦ Предельно возможный минимум расходов по перебазированию строительных организаций с объекта на объект (ПВМРП) определяется по формуле:

(W"1) тр т тр

ПВМРП = £ Е min Pf , - max

l-(l + l) s- l-l

l-haip l=haip+\

minP...(15),

4 За счет того, что в комплексных потоках на каждом отдельном объекте происходит совмещение времени выполнения видов работ, то в реальности объекты не простаивают в том смысле как

фронты работ, а простой объекта определяется по формуле ПО} = Т^ - ^ (т е. простой

фронта работ в объектном потоке - это время в течении которого на фронте не выполнялись ни какие работы, простой объекта в комплексном потоке - это либо время в течении которого в соответствии с исходными значениям совмещения можно было выполнять несколько видов работ, а выполнялись не все виды работы, либо время в течении которого не выполнялись пи какие работы на объекте).

5 Идея учета стоимости расходов по перебазированию строительных организаций при оптимизации потоков позаимствована у A.B. Афанасьева , предложившего учитывать время на перебазирование при оптимизации потоков по времени.

где г -{¡ЗЛКР +1)>т - диапазон незафиксированных объектов (объектов место

в очереди строительства которых неизвестно).

♦ Предельно возможный минимум простоев первого (в очередности ввода объектов) объекта зависит от периодов развертывания второго и последующих видов работ в комплексном потоке и продолжителыюстей выполнения всех (кроме последнего) видов работ на этом объекте, и

определяется по формуле ПВМПОх = 1 ~ '/+1 ), где периоды

развертывания второго и последующих видов работ в комплексном потоке(Т^38№-') рассчитываются на оптимизированных по алгоритму С.М.Джонсона парных матрицах, составленных из периодов развертывания (С"»)

и свертывания (<" ) второго и последующих видов работ в объектных потоках;

♦ Предельно возможный минимум простоев любого кроме первого (в очередности ввода объектов) объекта 1 зависит от параметров предшествующих ему (в очередности ввода объектов) объектов {расчетной с учетом простоев продолжительности строительства первого объекта и продолжительности выполнения на нем последнего вида работ, суммы разностей продолжительностей выполнения первого и последнего видов работ на остальных предшествующих объектах), параметров Исследуемого ьго объекта (его исходной продолжительности и продолжительности выполнения на нем последнего вида работ), и определяется по формуле:

ПВМП01 = ПВМТЮх + {т°Б(ис *-(1п)-{т?Б<ис Чп) + ПВМЪ (Пп-Ч\) -(16).

♦ Предельно возможный минимум расходов по обслуживанию кредитов зависит от распределения по объектам и видам работ продолжительностей и себе стоимостей выполнения работ, а также периодов развертывания видов работ (рассчитываемых на оптимизированных по алгоритму С.М. Джонсона парных матрицах) и определяется по оптимизированным (оптимизация заключается в распределении по объектам внутри каждого вида работ себестоимостей по возрастанию, а продолжительностей по убыванию) матрицам продолжительностей и себестоимостей работ по формуле:

СЦ1* х^ПВМП-^Т/^^' -¿С")

...(17),

ПВМРКкш =Б%

где аббревиатура "опг обозначает, что параметры с оптимизированы так,

чтобы выполнялись условия С, ^ С(м)] и 2: '(»-ну

Дня комплексных потоков комбинированных: ♦ В данной разновидности организации работ простои объектов, вызванные

16

сведением объектных потоков в комплексный отсутствуют ПВМ1Ю=0;

♦ Предельно возможный минимум расходов по перебазированию строительных организаций с объекта на объект (ПВМРП) определяется как в комплексном потоке агрегированном (см. выше);

♦ Предельно возможный минимум простоев последнего вида работ в комплексном потоке комбинированном зависит от соотношения укрывающих и укрываемых (всех уровней) частей входящих в комплексный поток объектных комплексов работ и определяется по формуле:

ПВМПР. = ПРИ"4""" пр"к +

л-1

+ з-'А

т-\

]Г тах-

О

Лм * \опг ( j-x j-\ Лопг

zw -z« - т?(х* -ли +ix-H -(19)'

j ) V 12/

где оптимизация укрываемых (I — 1 ) и укрывающих

чу-1 )

( Œ ис М Н соХт

( 1 "С — ""] ) частей объектных комплексов работ

2

заключается в расположении их по убыванию и включении в расчет

укрываемых только незафиксированных строк, а укрывающих незафиксированных строк и обязательно последней зафиксированной

строки.

♦ Предельно возможный минимум простоев любого, кроме последнего, вида ресурсов (]) зависит от расчетной (с простоями) продолжительности выполнения последующего вида работ 0+1), продолжительности выполнения последующего вида работ на последнем (в очередности строительства объектов) объекте и определяется по формуле:

__Ш Ш ПЛ1 д /Я|

пвмпр^п=ПЗМПР^ +д 'ТУ+и " Д'</+ " тахшз ащ> \1(]+\) -<20>.

♦ Предельно возможный минимум расходов по обслуживанию кредитов зависит от распределения по объектам и видам работ себестоимостей выполнения

т

работ (С.), от распределения по объектам продолжителыюстей ( £ 'и ), и

простоев (14. ) последнего вида работ и от распределения по объектам сумм

m

я-1

промежуточных видов работ ( Е '<)') (влияющих на продолжительность

пользования

кредитом) и определяется по формуле:

пвмрк = тмрк,"крпжнны"4""'+пвмрк""а'""*нн"хпро* =

= Б* х

с9 X(пвмпк/ж-¿'¡,+¿'5"")-

;=1 /=1 V 1 1 2 у

+Е Е с™*

к / ¿+1 /

олтЛ

...<21),

где оптимизация параметра себестоимости заключается в распределении по объектам внутри каждого вида работ значений себестоимости по возрастанию, а параметров продолжительностей (¡-\,т),

. __разе

Л^ (I = 2,т), ^ '¡} -поубыванию.

Для комплексных потоков уплотненных при ранних сроках выполнения некритических работ:

♦ Предельно возможный минимум расходов по перебазированию строительных организаций с объекта на объект (ПВМРП) определяется как в комплексном потоке агрегированном (см. выше);

♦ Предельно возможный минимум простоев .¡-го вида ресурса зависит от периода развертывания (в комплексном потоке) ут вида работ (определяемого как в комплексном потоке агрегированном), от расчетной (с простоями) продолжительности выполнения предшествующего вида работ и определяется по формуле:

ГШМПР]ф\ = тах-

-Р АЩДк ) .разе

...{22}

♦ Предельно возможный минимум простоев любого (кроме первого в очередности строительства объектов) объекта зависит от соотношения укрываемых и укрывающих (всех уровней) частей смежных объектных комплексов и определяется по формуле:

тмпо-1Ф\ =

fo

n

max

;=2

...(И)

♦ Предельно возможный минимум расходов по обслуживанию кредитов зависит от распределения по объектам и видам работ себестоимостей (Су) и продотжителы гостей выполнения работ и определяется по формуле:

ПВМРК = П■вмРК"ар"'я"""а"рок + ПъмРКн"аг'пя:ян"хщ""' = ±Р£с, х(тМП-<ГЕ) + ± ±С°*хПВМ17^1 ...(24).

7=1 /=1 У=1/=»"~!Р+Х

где оптимизация параметра себестоимости заключается в

распределении по объектам внутри каждого вида работ по возрастанию, а параметра предельно возможного минимума части потока, ограниченного

координатами ij-mn ( ПВМПу^ ) за счет включения (при определении ПВМП по

алгоритму A.B. Афанасьева для комплексных потоков уплотненных ) в суммы по столбцам и по строкам минимальных (из возможных) значении продолжительностей выполнения работ на объектах.

Для комплексных потоков уплотненных при поздних сроках выполнения некритических работ расчет ПВМПР, ПВМПО, ПВМРП и ПВМРК

выполняется по формулам, разработанными для потока при ранних сроках выполнения работ (с необходимой корректировкой), на переформированных матрицам исходных данных продолжительности и себестоимости. Переформирование заключается в изменении порядка выполнения работ на обратный (см. рис 3.).

Отличие заключается в том, что при расчете ПВМРК расчет продолжительности пользования кредитом определяется как продолжительность минипотока ограниченного координатами 1,1-ij на матрице с обратным порядком работ.

Достоинством предлагаемых в третьей главе алгоритмов оптимизации (за счет изменения очередности строительства объектов) комплексных потоков по критерию достижения минимальной себестоимости заключается в возможности осуществления направленного поиска вариантов оргашгзации работ с совокупным оптимумом (по выбранному критерию) параметров потока — общей продолжительности строительства, продолжительности выполнения видов работ, продолжительности строительства объектов в составе комплекса, динамики капиталовложений и порядка возведения объектов.

Все основные положения данной главы сформулированы в виде 10 теорем и доказаны.

ООП 1 2 3 П ООП n 3 2 1

1 tu tl2 tl3 t,„ m tmn tm3 tm2 tm1

2 tj, t22 t23 t2„

3 Ь, t32 tw t3n 3 t*. t» t» til

2 t2„ t23 t22 t2,

m tm1 tm2 t|Tl3 tfnn 1 t,„ t.3 t,2 tl,

Рис. 3. Схема переформирования исходных матриц для расчета характеристик потока с поздними сроками выполнения работ.

В четвертой главе - " Внедрение результатов исследований в практику и оценка эффективности алгоритмов оптимизации " - приводятся сведения о реализации предлагаемых рекомендаций, в частности алгоритмов и программ выполнения расчетных операций на ЭВМ в практике строительства.

Разработана программа позволяющая выполнять формирование, расчет и оптимизацию поточных методов организации работ. В основу процедур формирования и расчета потоков положены исследования представителей Санкт-Петербургской школы поточной организации работ и, в частности, в основу процедур оптимизации потоков - работы A.B. Афанасьева, В.А. Афанасьева, В.К. Ванеевой , В.З. Величкина, В.Н. Власова, JI.JI. Пронченко и автора. Программа разработана на языке Delphi 3.0 и поддерживает стандартные для windows-приложений функции и интерфейс.

Реализация разработанных методик, алгоритмов и программ в практике строительства при возведении сооружений первой и второй очереди горнолыжного туристического комплекса "ТВЭЛ Корпорация" позволила получить экономический эффект за счет улучшения динамики капиталовложений и сокращения расходов по статьям - "Материалы" (заготовительно-складских расходов); "Расходы на оплату труда рабочих" (оплаты в соответствии с действующим законодательством простоев по вине администрации трудовых ресурсов); "Расходы по содержанию и эксплуатации строительных машин и механизмов" (арендной платы за пользование арендованными строительными машинами и механизмами в размерах установленных договором, затрат на перебазирование строителых машин и механизмов и др.); "Накладные расходы" (административно-хозяйственные расходов, расходов на обслуживание работников строительства, расходов на организацию работ на строительных площадках и др.). Размер экономического эффекта составил для первой очереди строительства комплекса - 429 тысяч рублей в ценах 1998 года (2,9 %), для

второй очереди - 162 тыс.руб. в ценах 1998 г. (2,7 %) (см. таблицы 1 и 2).

Таблица 1. Результаты оптимизации комплексных потоков по строительству первой очереди.

Свойства варианта организации Метод Очередность Продолжи тельность, дни Себестоимость, тыс. руб. (в ценах 1998 г.)

Исходный КПУ 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10 522 14597

Оптимальный по продолжительност КПУ 7.10.4.3.6.5.1.2.9.8 433 14288

Оптимальный по себестоимости КПК 3.8.7.10.4.6.5.9.1.2 471 14168

Таблица 2. Данные по расчету экономического эффекта при строительстве первой очереди6.

Свойства варианта организации Метод Эффект от сокращения продолжит. стр-ва комплекса, тыс.руб Эффект от сокращения продолжит. стр-ва объектов, тыс.руб Эффект от оптимизации динамики капиталовложений, тыс.руб. Общий эффект, тыс. руб. (в ценах 1998 г.)

Исходный КПУ 0 0 0 0

Оптимальный по продолжительност КПУ +178(1,2%) +6 (0,04%) +125 (0,8%) +309 (2,1%)

Оптимальный по себестоимости КПК +102 (0,7%) +204 (1,4%) +123 (0,8%) +429 (2,9%)

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Обобщение и анализ литературных источников и непосредственного опыта организации строительства позволили установить, что накоплен большой опыт поточной организации работ, положенный в основу постоянно развивающейся теории взаимной увязки работ во времени и пространстве, расчета потребности и рациональной динамики расхода ресурсов. В настоящее время нашли широкое применение теория и практика формирования и оптимизации (по принятым критериям) поточных методов организации работ, сравнения вариантов и выбора наиболее соответствующего конкретным условиям производства (петербургская школа поточной орг анизации работ), а также теория и практика управления проектами, базирующаяся главным образом на основе теории и практики сетевого планирования. Указанные направления развития теории и практики организации работ не носят антагонистического характера, а дополняют друг 6 В скобках указан удельный вес эффекта в процентах от стоимости строительства по исходному варианту.

друга. Вместе с тем они не исчерпывают всех проблем организации работ. В частности не получили своего решения и требуют дальнейшего исследования вопросы, явившиеся предметом исследования в данной диссертационной работе.

2. Предлагается теория, методики и алгоритмы оптимизации объектных потоков по критерию себестоимости за счет изменения очередности освоения частных фронтов работ. Сформулированы и доказаны 10 теорем, определяющие основные положения оптимизации объектных потоков с непрерывным использованием ресурсов, с непрерывным освоением фронтов, с критическими работами при ранних и поздних сроках работ. Специфика предлагаемых методик заключается в оценке перспективности направления развития порфириана по совокупному критерию, включающему в себя значения предельно возможного минимума продолжительности потока (ПВМП), предельно возможного минимума простоев ресурсов (ПВМПР), предельно возможного минимума простоев фронтов работ (ПВМПФ) и предельно возможного минимума расходов по обслуживанию кредитов (ПВМРК). Предлагаемые алгоритмы имеют строгий (математически доказанный) характер.

3. Предлагается теория, методики и алгоритмы оптимизации комплексных потоков по критерию себестоимости за счет изменения очередности строительства объектов. Сформулированы и доказаны 10 теорем определяющие основные положения оптимизации комплексных потоков агрегированных, комбинированных и уплотненных при ранних и поздних сроках выполнения работ. Специфика предлагаемых методик заключается в оценке перспективности направления развития порфириана по совокупному критерию, включающему в одну функцию значения предельно возможного минимума продолжительности потока (ПВМП), предельно возможного минимума простоев ресурсов (ПВМПР), предельно возможного минимума простоев объектов (ПВМПО), предельно возможного минимума расходов по обслуживанию кредитов (ПВМРК) и предельно возможного минимума расходов по перебазированию бригад и техники с объекта на объект (ПВМРП). Предлагаемые алгоритмы имеют строгий (математически доказанный) характер.

4. На основе предлагаемых методик и алгоритмов составлена программа оптимизации объектных и комплексных потоков по критерию достижения минимальной себестоимости строительства. Реализация разработанных методик, алгоритмов и программы при проектировании календарных планов строительства в составе проектов организации строительства, организации и производства работ показало их работоспособность и эффективность.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

1. Афанасьев В.А., Балабан И.С. Объединение программ формирования потоков - насущная задача совершенствования организации строительного производства // Материалы докладов 53 Научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов СПбГАСУ, Санкт-Петербург, 1996;

2. Афанасьев В.А, Афанасьев A.B., Балабан И.С., Пронченко JT.JI. Определение рационального состава бригад при строительстве, ремонте и реконструкции объектов. //Сборник трудов Новосибирского государственного университета, Новосибирск, 1996;

3. Афанасьев В.А., Афанасьев A.B., Балабан И.С. Совершенствование технологии управления строительством и реконструкции объектов. //Сборник докладов "Новые технологии и техника в строительстве и реконструкции зданий и сооружений в современных экономических условиях", Санкт-Петербург, 1996.;

4. Балабан И.С.. Алгоритм направленного поиска оптимальной по критерию себестоимости очередности освоения частных фронтов работ.//Материалы 52-ой международной научно-технической конференции молодых ученых и аспирантов. С-Петербург, СПбГАСУ, 1998;

5. Балабан И.С. К вопросу о совершенствовании организации работ при строительстве, ремонте и реконструкции. //Материалы докладов 51 Международной научно-технической конференции молодых ученых и студентов, Санкт-Петербург, 1997;

6. Балабан И.С. Опыт автоматизированного проектирования календарных и строительных генеральных планов. // Материалы докладов 53 Научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов СПбГАСУ, Санкт-Петербург, 1996;

7. Балабан И.С.. Оптимизация параметров потоков. //Материалы 55-ой научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета. С-Петербург, СПбГАСУ, 1998.

8. Балабан И.С., Василевский Г.И. Управление проектами и пути его совершенствования. //Материалы докладов 54 Научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов СПбГАСУ, Санкт-Петербург, 1997.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

í = 1,/я- количество частных фронтов работ;

] =\,п - количество видов работ;

¡д - продолжительность выполнения ^го вида работ на ¡-ом фронте;

"" - продолжительность совместного выполнения З-ой и (¡-1)-ой работ на ¡-ом объекте;

Сц - себестоимость вьшолнения .¡-го вида работ на ¡-ом фронте;

Т- общая продолжительность строительства (продолжительность потока);

Т]ЕС - продолжительность вьшолнения .¡-го вида работ;

Г*р - продолжительность освоения 1-го фронта работ;

■р<№(иофр)_ продолжительность непрерывного освоения ¡-го фронта работ;

ТРБ - продолжительность строительства ¡-го объекта в составе комплекса;

Т^ ("с * - исходная (при независимом формировании) продолжительность строительства ¡-го объекта;

Т[АЗВ - период развертывания ^го вида работ; необходимый для его непрерывного выполнения;

грРлгхФ) _ перИОд развертывания ¡-го фронтального (объектного) комплекса

работ, необходимый для его непрерывного выполнения (для сохранения структуры объектного потока);

грРлзв(Дж) ^ перИОД развертывания ]-го вида работ в парной матрице,

оптимизированной по критерию времени по алгоритму С.М. Джонсона;

¡><"ч>- количество закрепленных строк в промежуточной матрице;

^!0МЕ - время от начала строительства до начала выполнения ]-ой работы на ¡-ом фронте (объекте);

время от начала вьшолнения ]-ой работы на ¡-ом фронте (объекте) до окончания строительства;

расходы по перебазированию бригад и техники с объекта / на объект г;

ПР.. простой >го вида ресурса;

ПФГ простой ¡-го фронта работ;

ПО-, - простой ¡-го объекта;

ПВМПФ1 - пределы ю-возможт гый минимум простоев 1-го частного фронта работ; ПВМПО1 - предельно-возможный минимум простоев 1-го объекта; ПВМП - предельно возможный минимум продолжительности потока; ПВМПР] - предельно возможный минимум простоев ]-го вида ресурсов; ПВМРК- предельно возможный минимум расходов по обслуживанию кредитов; ПВМ(х)- предельно возможный минимум переменной л:; ПВМС- предельно возможный минимум себестоимости строительства.

Санкт-Петербургский государственный АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

БАЛАБАН Игорь Семенович

УДК 69.003.658.022

ОПТИМИЗАЦИЯ ПОТОЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ПО КРИТЕРИЮ МИНИМАЛЬНОЙ СЕБЕСТОИМОСТИ РАБОТ

05.23.08 - Технология и организация промышленного и гражданского

строительства

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Научный руководитель доктор технических

наук профессор В.А. Афанасьев

/1

,1 ■ ?

Санкт-Петербург, 1998

СОДЕРЖАНИЕ.

введение ___

глава 1. обзор развития и анализ современного состояния теории поточной организации строительства. _

1.2.Зарубежный опыт планирования организации работ и современное состояние теории поточной организации строительства.___ _ _ _

Выводы по главе 1.

14

1.1.Развитие теории поточной организации строительства и методов проектирования оптимальных по различным критериям вариантов организации работ. -

20

26

[ *

глава 2. оптимизация по критерию себестоимости объектных потоков за счет изменения очередности освоения фронтов. - - -■

2.1 .Критерии и методики оптимизации объектных потоков. 28

2.2.0птимизация объектных потоков с непрерывным использованием ресурсов. _ _ — —

I 38

2.3. Оптимизация объектных потоков с непрерывным

освоением фронтов. м ^

2.4.0птимизация объектных потоков с критическими работами, выявленными при учете ресурсных и фронтальных связей, при ранних сроках выполнения некритических работ.--— I

2.5. Оптимизация объектных потоков с критическими работами, выявленными при учете ресурсных и

Содержание_;_

фронтальных связей, при поздних сроках выполнения некритических работ. ^=======================

Выводы по главе 2.

глава 3. оптимизация по критерию себестоимости комплексных потоков за счет изменения очередности строительства объектов.

3.1 .Критерии оптимизации комплексных потоков. —

3.2.0птимизация комплексных потоков агрегированных.

3.5.Оптимизация комплексных потоков уплотненных при поздних сроках выполнения некритических работ. ^=====

Выводы по главе 3. _

¿0

~79|

4.3.Оценка эффективности алгоритмов оптимизации. Выводы по главе 4. _

заключение. --=

список литературы. приложение.

81_

84

3.3.Оптимизация комплексных потоков комбинированных. _

3.4.0птимизация комплексных потоков уплотненных при ранних сроках выполнения некритических работ. -

107

119

123

глава 4. внедрение результатов исследований в практику и оценка эффективности алгоритмов оптимизации. [\2

4.1.Программное обеспечение алгоритмов оптимизации ! ^

4.2.Внедрение результатов исследований в практику. _ 127

124

133

ВВЕДЕНИЕ.

Одной из причин продолжающегося в стране кризиса строительного производства является низкий уровень его организации и соответственно высокая стоимость работ, завышенная продолжительность строительства, ремонта и реконструкции1 объектов, низкая производительность труда и низкое качество работ. Это, в частности подтверждается тем обстоятельством, что несмотря на недогруженность отечественных строительных организации тендеры на строительство объектов часто выигрывают зарубежные строительные организации, которые по общему мнению, (это не всегда так) строят быстрее и с более высоким качеством.

Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью совершенствования поточной организации строительства объектов в условиях требующих существенного повышения технических и экономических показателей производства работ.

Цель исследования заключается в развитии теории и практики поточной организации строительства в области её оптимизации по критерию достижения минимальной себестоимости производства работ, повышения качества продукции и производительности труда.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

♦ проведено обобщение отечественного и зарубежного опыта проектирования и осуществления поточной организации строительства объектов и их комплексов;

♦ разработана методика оптимизации объектных потоков по критерию себестоимости выполнения работ за счет изменения очередности освоения фронтов;

1 Далее для краткости термины строительство, ремонт и реконструкция объединяются термином строительство

♦ разработана методика оптимизации комплексных потоков по критерию себестоимости выполнения работ за счет изменения очередности освоения объектов;

♦ разработано программное обеспечение предлагаемых методик оптимизации потоков и осуществлено внедрение результатов исследования в учебный процесс и в практику проектирования организации работ с определением экономической эффективности.

Областью исследования явились методы планирования организации работ (см. рис. В.1).

Предметом исследования явились методы поточной организации работ, оптимизируемые по принятому критерию (себестоимости строительства) за счет изменения очередности освоения фронтов (объектов).

Теоретической основой исследования стали труды отечественных и зарубежных ученых в области экономики, организации, планирования строительного производства и управления строительством: Афанасьева A.B., Афанасьева В.А., Васильева В.М., Величкина В.З., Гусакова A.A., Джонсона С.М., Келли Дж. О., Панибратова Ю.П., Тяна Р.Б., Уокера М.Е., Хибухина В.П., Цая Т.Н. и других ученых /[4], [6], [7], [51], [64], [66], [139], [143], [146], [148-154]/, труды научно-исследовательских и проектных институтов, а также высших учебных заведений, занимающихся вопросами организации строительства..

В диссертационной работе широко использовались результаты исследований в области теории и практики поточной организации строительства Батурина В.И., Будникова М.С., Вавилова М.В., Вутке O.A., Гармаша A.A., Горбушина Б.П., Клиндуха A.M., Мамед-Заде H.A., Недавнего П.И., Неровецкого А.И., Пентковского H.H., Чихачева В.В. и других /[19-21], [28-34], [36], [57-63], [88], [90-93], [107], [118-119], [124], [133-134], [136138], [144]/.

Научная новизна работы заключается в развитии теории и разработке методик оптимизации поточной организации строительства за счет изменения очередности освоения фронтов работ и ввода объектных потоков в состав комплексного, обеспечивающих достижение минимальной себестоимости работ.

"ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОЕКТА

Г

замысел инвестора i

1 анализ I разработка1 разработка! рвдизшия | эксплуата-1 И . проблемы концепции ■ проекта ■ гроша ция И .

ликвидация

РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА

¡1 разработка проектно-сметной документации материально-техническая подготовка проекта |

• ' ..... . к ..... 1 ..... '.У 1 1 к:

1 планирование проекта поставки |

ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЕКТА

ФОРМИ-

РОВАНИЕ

И ОПТИ- 4

МИЗАЦИЯ /

ОБЪЕКТ- /

НЫХ И

КОМПЛЕК-

СНЫХ

ПОТОКОВ

в \

СОСТАВЕ V

пос

УКРУПНЕННЫХ НА ОСНОВЕ СМЕТНОЙ СТОИМОСТИ, НОРМ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ОБЪЕКТОВ, ПРОЕКТОВ АНАЛОГОВ И Т.Д.

ДЕТАЛИЗИРОВАННЫХ НА ОСНОВЕ НОРМ

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ОБЪЕКТОВ, ПЕРЕЧНЯ

ВИДОВ РАБОТ, РАЗБИВКИ ОБЩЕГО ФРОНТА НА ЧАСТНЫЕ ПО ВИДАМ РАБОТ, СОВМЕЩЕННОСТИ ВИДОВ РАБОТ И СООТНОШЕНИЯ ИХ ИНТЕНСИВНОСТИ

ПЕРЕГОВОРЫ

ТЕНДЕР

ФОРМИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ в СОСТАВЕ ППР ИНДИВИДУАЛЬНЫХ и ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТНЫХ

КОНТРАКТЫ

т

ФОРМИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ В СОСТАВЕ ППР КОМПЛЕКСНЫХ ПОТОКОВ

ОЦЕНКА

J

СРАВНЕНИЕ

] •

ВАРИАНТ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ, ДОКУМЕНТАЦИЯ

ПО ПАКЕТУ ПЛАНОВ

9*р

Рис. В.1. Связь области исследования с фазами и подфазами инвестиционного цикла. Область исследования помечена затемнением

прямоугольников.

Основными научными результатами являются:

♦ результаты обобщения и анализа литературных источников и непосредственного опыта поточной организации строительства, позволившие определить цель и задачи исследования;

♦ теория и методика оптимизации объектных потоков по критерию себестоимости выполнения работ за счет изменения очередности освоения фронтов;

♦ теория и методика оптимизации комплексных потоков по критерию себестоимости выполнения работ за счет изменения очередности освоения объектов;

♦ предлагаемые алгоритмы и программы оптимизации потоков по критерию себестоимости, обеспечивающих выполнения расчетов с использованием ПЭВМ.

Практическая значимость работы определяется доведением результатов исследования до возможности их практического использования при проектировании организации строительства, а также использованием предлагаемых рекомендаций в учебном процессе СПбГАСУ.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Новые технологии и техника е строительстве и реконструкции зданий и сооружений в современных экономических условиях" (С-Петербург, ноябрь 1996 г.), на 53-55 научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов СПбГАСУ (С-Петербург 1996-98 гг.), на 51-53 Международных научно-технических конференциях молодых ученых и студентов (С-Петербург, 1996-98 гг.). По результатам исследования опубликовано 8 работ (4 в соавторстве).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 120 страницах печатного текста (гарнитура Times, 14 пт), состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложения и списка литературы, включающего 154 наименований. В работе представлено 36 рисунков и 2 таблицы. Общий объем работы 250 страниц.

На защиту выносятся:

♦ теория оптимизации потоков (за счет изменения очередности освоения фронтов работ и строительства объектов) по критерию достижения минимальной себестоимости производства работ;

Введение_б

♦ методика оптимизации по критерию себестоимости (за счет изменения очередности освоения фронтов) объектных потоков:

с непрерывным использованием ресурсов; с непрерывным освоением фронтов;

с критическими работами, выявленными при учете ресурсных и фронтальных связей (при ранних и поздних сроках выполнения некритических работ);

♦ методика оптимизации по критерию себестоимости (за счет изменения очередности строительства объектов) комплексных потоков:

агрегированных; комбинированных;

уплотненных (при ранних и поздних сроках выполнения некритических работ).

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ ТЕРМИНЫ.

(по В.А. Афанасьеву).

1. Метод организации работ - система увязки работ во времени и пространстве, определяющая потребность в ресурсах и их использование.

2. Вид работ - совокупность совместно выполняемых операций, обеспечивающая создание определенной продукции.

3. Работа (отдельная) - выполнение вида работ на частном фронте.

4. Частный фронт - отдельный объект комплекса или часть объекта, на котором выполняется только одна работа (один вид работ).

5. Связь - общность между элементами, образующими систему (например, между работами, входящими в состав комплекса и формирующими метод организации работ ).

6. Ресурсная связь - связь между смежными работами одного вида (одного ресурсного комплекса), выполняемых на разных фронтах.

7. Фронтальная связь - связь между смежными работами разных видов, выполняемых на одном частном фронте.

8. Ранговая связь - связь между смежными работами одного ранга. Ранг работы определяется его порядковым номером в наиболее длинной цепи предшествующих работ.

9. Специальная связь - связь между несмежными по виду, фронту и рангу работами.

Ю.Поточный метод организации работ (поток) - одновременное выполнение разнотипных работ (работ разных видов).

11.Частный (специализированный ) поток (ресурсный комплекс) -совокупность работ одного вида, выполняемая на ряде частных фронтов.

Используемые в работе термины_ _10

12.Фронтальный комплекс работ - совокупность работ разных видов, выполняемых на одном частном фронте.

13.Объектный поток - совокупность видов работ, выполняемых на всех частных фронтах объекта, обеспечивающая его создание.

М.Комплексный поток - совокупность объектных потоков, обеспечивающих создание всего комплекса объектов..

15.Поток с непрерывным использованием ресурсов - метод организации работ, в котором отсутствует растяжение ресурсных связей и обеспечивается минимальное растяжение фронтальных связей.

16.Поток с непрерывным освоением фронтов работ - метод организации работ, в котором отсутствует растяжение фронтальных связей и обеспечивается минимальное растяжение ресурсных.

17.Поток с критическими работами (сетевой метод планирования)- метод организации работ, в котором имеет место один или несколько критических путей, связывающих первую и последнюю работы.

18.Комплексный поток комбинированный (КПК) - метод организации работ, обеспечивающий сохранение структуры предварительно сформированных объектных потоков.

19.Комплексный поток агрегированный (КПА) - метод организации работ, обеспечивающий беспростойный переход ресурсов (бригад ) из одного объектного потока в другой .

20.Комплексный поток уплотненный (КПУ) - метод организации работ, обеспечивающий минимальную продолжительность всего комплекса работ (за счет максимального уплотнения объектных потоков).

21.Календарный график - графическая форма фиксации метода (варианта) организации работ.

Используемые в работе термины_11

22.Оптимизация метода организации работ - его совершенствование по принятому критерию (например, за счет изменения принятых параметров, очередности освоения фронтов работ и введения объектных потоков в комплексный).

23.Критерий - мерило оценки свойств рассматриваемого объекта, явления или совокупности свойств, т.е. качества.

24.Период развертывания вида работ (ресурсного комплекса) или фронтального комплекса - разница между сроком начала данного вида работ (ресурсного комплекса) или данного фронтального комплекса и сроком начала предшествующего вида работ (ресурсного комплекса) или предшествующего фронтального комплекса.

25.Простой вида работ (ресурсного комплекса) или фронта работ -

разница между сроком окончания вида работ (ресурсного комплекса) на предшествующем фронте (захватке) и начала на последующем или разница между сроком окончания на данном фронте предшествующего вида работ (ресурсного комплекса) и начала последующего.

26.Предельно возможный минимум продолжительности потока -

условный показатель, определяющий (при принятых допущениях) возможную минимальную продолжительность потока, преобразующийся в реальную продолжительность потока при нормальной (технически и организационно увязанной) очередности выполнения всего комплекса работ.

Термины предлагаемые диссертантом.

27.Предельно возможный минимум простоев фронта работ (объекта) -

условный показатель, определяющий (при принятых допущениях) возможные минимальные простои фронта работ (объекта), преобразующийся в реальное значение простоев фронта работ (объекта), при нормальной (технически и организационно увязанной) очередности выполнения всего комплекса работ.

28.Предельно возможный минимум простоев ресурса - условный показатель, определяющий (при принятых допущениях) возможные минимальные простои ресурса, преобразующийся в реальное значение простоев ресурса при нормальной (технически и организационно увязанной) очередности выполнения всего комплекса работ.

29.Предельно возможный минимум расходов по обслуживанию кредитов

- условный показатель, оценивающий эффективность динамики капиталовложений и определяющий (при принятых допущениях) минимальное значение расходов по обслуживанию кредитов, преобразующийся в реальное значение расходов при нормальной (технически и организационно увязанной) очередности выполнения всего комплекса работ.

30.Предельно возможный минимум расходов по перебазированию бригад и техники - условный показатель, определяющий (при принятых допущениях) возможное минимальное значение расходов по перебазированию бригад и техники, преобразующийся в реальное значение расходов по перебазированию при нормальной (технически и организационно увязанной) очередности выполнения всего комплекса работ.

31 .Предельно возможный минимум себестоимости - условный показатель, определяющий (при принятых допущениях) возможную минимальную себестоимость строительства, преобразующийся в реальное значение себестоимости строительства при нормальной (технически и организационно увязанной) очередности выполнения всего комплекса работ.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

т - количество частных фронтов в составе объектного потока (объектов в составе комплексного);

17 - количество видов работ в составе объектного (комплексного) потока; / = 1 ,т- порядковый номер частного фронта (объекта); у = 1 ,п - порядковый номер вида работ;

tij - продолжительность выполнения ]-го вида работ на ьом фронте; Су - себестоимость выполнения ]-го вида работ на ьом фронте; Т- общая продолжительность строительства (продолжительность потока); т?ес - продолжительность выполнения }-го вида работ (использования ]-го вида ресурса);

Т®р - продолжительность освоения ьго фронта работ;

Т?АЗВ - период развертывания ]-го вида работ, необходимый для его

непрерывного выполнения;

грРлзв(Дж)_ перИОД развертывания ]-го вида р