автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Организация и планирование ремонта функциональных помещений с использованием информационных технологий

ОПАРИН Роман Юрьевич

Организация и планирование ремонта функциональных помещений с использованием информационных технологий

Специальность: 05.02.22. - «Организация производства (строительство)»

□□3471200

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 0ад

Иваново 2009

003471200

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет».

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук, доцент

Пухова Галина Владимировна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

КараваПков Владимир Михайлович

кандидат технических наук, доцент ТатиевскиК Пётр Борисович

Ведущая организация:

ГОУВПО «Ярославский государственный технический университет»

Защита состоится 19 июня 2009 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.060.01 при Ивановском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 153037, г. Иваново, ул. 8 Марта, 20, ауд. Г-204

Факс: (4932) 30-00-74, E-mail: inf@ieasu.m. http://www.igasu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан 17 мая 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор ЮЛ. Щепочкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Одной из самых актуальных и первоочередных проблем большинства предприятий и организаций современной России остаётся проблема изношенности основных фондов. При этом наиболее остро эта проблема стоит для общественных зданий. Для коммерческих организаций основной причиной высокого физического износа общественных зданий является отнесение расходов на их ремонт к постоянным расходам, поскольку они не влияют напрямую на производственный процесс, а в условиях экономического кризиса первоочередной задачей коммерческих организаций являлось снижение постоянных расходов. Общественные здания государственных учреждений имеют высокий износ вследствие отсутствия достаточного финансирования со стороны бюджетов всех уровней, что подтверждается неоднократными чрезвычайными происшествиями, даже обрушениями зданий в сфере образования и здравоохранения.

Одной из задач реализуемых в настоящее время в России национальных проектов «Образование» и «Здравоохранение» является проведение капитального и текущего ремонта соответствующих учреждений - общественных зданий. При разработке этих программ, как правило, не проводится детального анализа обоснованности расходования средств на ремонт, подлежащие ремонту здания зачастую не имеют даже технических паспортов.

В то же время своевременная, полная и достоверная информация о фактическом количестве, местоположении и состоянии помещений общественных зданий в сочетании с продуманным алгоритмом использования ее для формирования планов ремонтно-строительных работ является источником значительной экономии денежных ресурсов за счет сокращения издержек на преждевременный и неэффективный ремонт или удорожания ремонта при упущенной возможности его своевременного проведения.

Затраты на содержание зданий, их текущий и капитальный ремонт составляют 8-10% от их восстановительной стоимости в год. При этом до 70% указанных затрат приходится на ремонт сменяемых элементов.

Минимальной структурной единицей здания с точки зрения описания состояния сменяемых элементов является помещение, так как особенностью сменяемых элементов является их принадлежность не зданию в целом, а его функциональным элементам (помещениям). Поэтому базовым методическим допущением данного исследования является группировка сменяемых элементов здания по функциональным помещениям.

Таким образом, разработка организационного механизма планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений с использованием новых информационных технологий (НИТ) является актуальной и своевременной. Именно НИТ дают возможность оперативного анализа состояния помещений, его прогноза и планирования ремонтно-строительных работ.

Степень разработанности проблемы. Разработка методов и средств мониторинга состояния сменяемых элементов зданий, прогнозирования их состояния и моделирования организационного механизма осуществления ремонтных работ с учетом состояния несменяемых элементов на основе широкого использования новых информационных технологий является достаточно новой и малоизученной

областью исследований. Оценка состояния общественных зданий в настоящее время производится по методикам, не предусматривающим ведение мониторинга, и используется в первую очередь для оценки их стоимости. Отдельные вопросы, посвященные научным подходам к разработке исследуемого организационного механизма, нашли своё отражение в работах таких российских учёных, как A.A. Сазонов, C.B. Горбунов, П.Е. Брунов, О.Г. Гордеева и некоторых других. В разработку теоретических основ надежности эксплуатируемых зданий и инженерных систем с 1960-х гг. наибольший вклад внесли работы Б.М. Колотилкина, Г.А. Порывая, А.Г. Ройтмана, В.А. Рогонского, А.И. Кострица, Н.Г. Смоленской, Г.Т. Попова, Л.Я. Бурака и др. Весомый вклад в разработку экономико-математических моделей рынка воспроизводства жилья внесли специалисты ЦЭМИ РАН Н.Е. Егорова, А.Н. Кириллова, ЕЛО. Фаерман и другие. За рубежом известны исследования Ф.В. Росса, Р. Брахмана, Я. Седлачека, И. Кери по изучению физического и морального износа зданий и их взаимодействия.

Цели и задачи диссертационного исследования. Целью диссертационного исследования является разработка и совершенствование научных и методических принципов мониторинга и прогнозирования состояния функциональных помещений и планирования ремонтно-строительных работ на основе моделирования и оптимизации указанных процессов. Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:

> анализ и сравнительная характеристика подходов к организации мониторинга состояния функциональных помещений общественных зданий;

> исследование отечественного и зарубежного опыта планирования ремонтно-строительных работ;

выявление основных условий, сдерживающих развитие механизма планирования ремонтно-строительных работ;

У исследование и анализ различных организационных, технологических и технических решений сбора и хранения информации о техническом состоянии элементов зданий и проведенных ремонтно-строительных работах на основе широкого использования новых информационных технологий;

У создание структуры базы данных для хранения информации об основных технических параметрах зданий и их элементов с учетом динамики их физического износа;

> описание принципов работы информационной системы планирования ремонтно-строительных работ, использующей информацию из базы данных для планирования ремонтно-строительных работ;

> разработка методических подходов к прогнозированию технического состояния элементов функциональных помещений на основе данных, полученных в результате мониторинга, с использованием средств информатизации и компьютеризации;

У формирование оптимизационных моделей перспективного планирования ремонтно-строительных работ с учетом динамики физического износа по группам элементов функциональных помещений и капитального ремонта несменяемых элементов зданий;

Предметом исследования является организационный процесс эксплуатации сменяемых элементов зданий, выражающийся в мониторинге и прогнозировании физического износа элементов и в планировании ремонтно-строительных работ функциональных помещений.

Объектом исследования являются организационные и управленческие аспекты эксплуатации зданий, а также проблемы создания, эффективного функционирования и совершенствования методов и средств мониторинга и прогнозирования состояния пассивной части основных фондов.

Теоретическая и методологическая основа диссертации. Решение поставленных задач осуществлялось с учетом законодательных актов РФ и постановлений Правительства РФ, нормативных, методических и программных документов федеральных, региональных и муниципальных органов управления.

Обоснованность выводов и предложений, полученных в процессе исследования, обусловлена методологией исследования, логической последовательностью выводов и подкрепляющими теоретические выводы практическими расчетами. Особое значение в процессе исследования имело применение новых программных продуктов при автоматизированных расчетах.

Теоретической и методологической базой исследования явились труды отечественных и зарубежных ученых в области оценки, мониторинга и прогнозирования состояния элементов зданий и планирования ремонтно-строительных работ. Исследование проводилось с применением общих методов научного познания: наблюдения, сравнения, оптимизации, анализа и синтеза. Для решения поставленных задач в работе применялись статистические, математические и инструментальные методы. Кроме этого, использовалась статистическая информация, а также результаты исследования динамики состояния помещений, проведённого автором.

Теоретические положения, выводы и практические рекомендации, содержащиеся в диссертации, являются результатом самостоятельного исследования.

Научная новизна. В результате проведённого исследования получены результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Разработана инфологическая модель системы планирования ремонтно-строительных работ общественных зданий на основе анализа информационных потоков, возникающих в процессе планирования ремонтно-строительных работ, и выявлены основные функции, требующие применения средств информатизации и компьютеризации.

2. Осуществлена принципиально новая классификация элементов зданий для целей формализации и описания физических характеристик и степени изношенности элементов, с учетом их иерархии.

3. Предложена система мониторинга состояния элементов здания на основе баз данных с применением карманных персональных компьютеров для обеспечения оперативности и точности вводимых данных.

4. Сформированы методические подходы к определению размера ремонтного фонда на основе стоимостной оценки физического износа, в отличие от существующей методики оценки стоимости ремонтно-строительных работ, основанной на сметной стоимости.

5. Обосновано применение методов статистической экстраполяции для прогнозирования значений физического износа по группам элементов на основе информации, содержащейся в базе данных.

6. Разработана экономико-математическая модель перспективного планирования ремонтно-строительных работ, отличающаяся применением стоимостной оценки износа сменяемых элементов функциональных помещений и вариантностью ремонтных программ.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в том, что разработанный организационный механизм планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений с использованием новых информационных технологий для мониторинга, экспресс-оценки состояния элементов и стоимости ремонтных работ, а также для перспективного планирования посредством разработанных экономико-математических моделей выводит систему технического обслуживания и ремонта на качественно новый уровень, что позволит существенно повысить эффективность функционирования зданий и обосновать минимальные затраты на их эксплуатацию.

Положения и рекомендации, разработанные автором в настоящей диссертационной работе, могут быть использованы в качестве учебно-методических материалов студентами технических и экономических специальностей ВУЗов.

Апробация результатов исследования. Результаты исследования и методические рекомендации по организации механизма планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений с использованием новых информационных технологий использованы Ивановским предприятием ООО «ТДЛ Энерго» для формирования ремонтного фонда по административному корпусу котельной, а также в учебном процессе Ивановского государственного архитектурно-строительного университета при планировании ремонтно-строительных работ по учебному корпусу №3. Основные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на IX, X, XI, XII Международных научно-технических конференциях "Информационная среда вуза" в 20022005 гг., Четвертом, Шестом и Седьмом всероссийских симпозиумах «Стратегическое планирование и развитие предприятий» ЦЭМИ РАН в 2003,2005 и 2006 гг.

На защиту выносятся следующие положения: классификация элементов зданий для целей формализации описания их физических характеристик;

методика определения размера ремонтного фонда на основе стоимостной оценки физического износа;

методика прогнозирования значений физического износа по группам элементов с применением методов статистической экстраполяции; комплекс экономико-математических моделей перспективного планирования ремонтных работ функциональных помещений;

информационная система планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений посредством автоматизации рабочего места инженера по эксплуатации.

Публикации. По теме исследования опубликовано 10 печатных работ, отражающих основное содержание диссертационной работы, в том числе в изданиях по списку ВАК - 1 статья.

Состав и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, выводов и предложений. Работа содержит 138 страниц основного текста, 3 приложения, 32 таблицы, 11 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, формируются цель и задачи, предмет и объект исследования, показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе «Обзор существующих подходов к организации и планированию ремонтно-строительных работ» уточнен понятийный аппарат для целей планирования ремонтно-строительных работ общественных зданий, проведен анализ существующих нормативных документов и рекомендаций в области планирования ремонтно-строительных работ, выявлены недостатки существующей системы технического обслуживания и ремонта, произведен обзор существующих решений в области информационных систем управления ремонтами, подходов к прогнозированию состояния помещений, рассмотрены основные экономико-математические модели, применяемые при планировании ремонтно-строительных работ.

В соответствии с существующей практикой элементы здания предлагается разделять на сменяемые и несменяемые. К первой группе относятся те элементы здания, срок службы которых меньше срока службы здания (инженерные системы, окна, двери, кровля и т.д.). Ко второй - срок службы которых определяет срок службы всего здания в целом (несущие стены, фундамент, перекрытия). При этом несменяемые элементы принадлежат зданию в целом, поскольку их принадлежность к определенному пространству внутри здания определить затруднительно. Также невозможно определить принадлежность к конкретному помещению инженерных систем теплоснабжения, электроснабжения, сигнализации и пр. Принадлежность к помещениям таких сменяемых элементов, как отделочные поверхности, окна и двери определить возможно, в связи с чем автором исследования предлагается ввести определение функционального помещения, описывающее помещение не только как пространство внутри здания, но и как совокупность сменяемых элементов (отделочных поверхностей и проемов), непосредственно к нему прилегающих.

Функциональное помещение - это объект недвижимости, часть пространства общественного здания, в котором оно находится, ограниченное со всех сторон строительными конструкциями, являющееся совокупностью сменяемых элементов здания в виде отделочных поверхностей, оконных и входных дверных проемов, имеющее самостоятельный выход на улицу, во двор, коридор общего пользования, лестничную площадку.

Под понятием «ремонтно-строительные работы» в настоящем исследовании следует понимать ремонтные мероприятия, устраняющие повреждения конструк-

ции, элемента, системы или здания в целом. Таким образом, в этом понятии объединены понятия текущего, капитального ремонта и модернизации. В данном исследовании сделано допущение, что работы по текущему ремонту проводятся на сменяемых элементах, а работы по капитальному ремонту проводятся при необходимости ремонта несменяемых элементов с устранением износа сменяемых элементов. Под модернизацией функциональных помещений подразумевается устранение их морального износа путем использования при производстве ремонтно-строительных работ новых, более долговечных и эргономичных материалов без изменения объемно-планировочных решений.

Автором диссертационного исследования проанализирована действующая схема организации системы технического обслуживания и ремонта (далее система ТОиР), приведенная на рис. 1. и представляющая собой перечень основных участников процесса поддержания состояния зданий и основных документов, возникающих в этом процессе, расположенных в функциональной взаимозависимости, с указанием основных информационных потоков и экономических ограничений.

Существующая схема функционирования системы ТОиР построена по единым условным обозначениям, которые соответствуют ее следующим элементам:

- участники системы ТОиР внутри организации;

- участники системы ТОиР вне организации;

- документы, возникающие в процессе функционирования системы ТОиР;

- информационные потоки;

- действия, выполняемые участниками системы ТОиР.

На представленной схеме прослеживается цикличность функционирования системы ТОиР, при этом центральным элементом этой системы являются журналы состояния элементов здания, то есть записи о состоянии элементов зданий, на основании которых создаются основные документы, а именно:

• ведомость объемов работ;

• сметы на выполнение работ;

• график (план) выполнения работ.

В результате анализа информационных потоков выявлены основные функции системы ТОиР в ее существующем варианте, а также раскрыты причины неэффективности их исполнения. Под эффективностью исполнения функций в данном контексте понимается максимально короткое время качественного выполнения задач. В случае если это время можно сократить без ущерба качеству, выполнение функции считается неэффективным. Результаты анализа представлены в таблице I.

ИЗ Е=>

Таблица 1

Анализ функций системы ТОиР _

Функция системы ТОиР Возможность повышения производительности Причины неэффективности выполнения Пути повышения производительности

Мониторинг состояния зданий и их элементов ДА Большой состав комиссии Ведение журналов на бумажных носителях Применение реляционных баз данных и карманных компьютеров

Принятие решений о необходимости привлечения специализированных организаций ДА Большое количество согласований Согласование документов в бумажной форме Увеличение полномочий инженера по эксплуатации

Расчет трудовых, материальных и финансовых ресурсов на техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонт ДА Использование дорогостоящих смет Применение новых методов оценки стоимости работ по тех. обслуживанию и текущему ремонту

Планирование ремонтных работ с учетом различных ограничений ДА Невозможность прогнозирования состояния Применение новых методов прогнозирования физического износа

Контроль за выполнением плана ДА Трудоемкость сопоставления разнородных документов, выполняемых различными организациями Отслеживание в рамках информационной системы включенных в план и выполненных работ

Отражение результатов в журналах учета состояния ДА Ведение журналов на бумажных носителях Применение баз данных

Из приведенной таблицы видно, что эффективность большинства функций системы ТОиР, предлагаемой существующими нормативными документами, и использующейся в большинстве организаций РФ, может быть существенно повышена путем использования новых информационных технологий.

В диссертации проанализированы основные модели, используемые для прогнозирования физического износа. Выявлено, что в настоящее время в основу моделирования физического износа элементов зданий и сооружений положен принцип аппроксимации выборочных статистических данных подходящими аналитическими зависимостями специального вида, сглаживающими данные динамического ряда. Главным недостатком предлагаемых моделей является их зависимость только от времени эксплуатации. Предлагаемые модели не учитывают накопленной динамики нарастания физического износа, полученного в результате диагностирования и контроля. По мнению автора исследования, это делает их непригодными для прогнозирования физического износа.

В экономико-математическом моделировании планирования ремонтно-строительных работ в настоящее время можно различить два сложившихся подхода. Это балансовые модели, увязывающие потребные и наличные ресурсы, и оптимизационные модели, цель которых - нахождение наилучшего решения в со-10

ответствии с поставленной задачей. Однако все рассмотренные модели не отражают влияние следующих факторов:

> инфляции;

> нормы дисконтирования;

> увеличения стоимости ремонтных работ с течением времени;

У здания в рассматриваемых моделях разделяются на типы исходя из степени износа, т.е. сделано допущение о равной стоимости, трудоемкости, ресурсоемкости ремонтных работ в зданиях разной группы капитальности, этажности, планировки и пр.

Во второй главе «Предложения по возможному повышению эффективности функционирования системы ТОиР на основе информационных технологий» предложена классификация элементов зданий для их формализованного описания в базе данных, разработана структура базы данных состояния сменяемых и несменяемых элементов общественных зданий, предложен организационный механизм планирования ремонтных работ на основе мониторинга и прогнозирования состояния с применением экономико-математических моделей.

Структура базы данных элементов зданий основана на предлагаемой классификации элементов здания, приведенной в табл. 2. Предлагаемая классификация элементов зданий построена по принципу иерархической базы данных и в ее основе лежит разделение элементов по уровням иерархии. Наивысший уровень иерархии принят за единицу.

Таблица 2

Классификация элементов зданий

"Уровень иерархии Наименование элемента Здания

\ Несменяемые элементы Смвмлемые эпементь*

г 1 1 в С 1 £ г | е & 1 с II II о а Наружная отделка Функциональные помещения Инженерные системы

„. номер этажа крыло адани приоритет помеи * 1 I с 5 4 1 3 та 1 1

3 Типы несменяемых элементе I 1 6 3" 3 о 2 1 >2 Отделочные | поверхности а I | С Я 1 | 5 1 1 § 1 5 1 1

4 | 1 § 3 1 3 1 г | 1 3 3 5 1 Я 1 3 3 1 2 1 а 1 1 § 1 1

Слом отделки

В исследовании приведено обоснование целесообразности использования для целей мониторинга состояния элементов зданий сведенной к реляционной иерархической базе данных. База данных элементов зданий и их состояния должна иметь следующие возможности:

> ведение реестра зданий с разбивкой их на элементы в соответствии с необходимым количеством уровней иерархии и указанием всех необходимых атрибутов каждого элемента (физические параметры, срок ввода в эксплуатацию, восстановительная стоимость, фотография и т.п.);

> ведение реестра записей о техническом состоянии элементов нижнего уровня иерархии в виде оценки физического износа;

> ведение реестра записей о проведении технического обслуживания, текущего и капитального ремонта элементов здания с указанием состояния элементов здания после ремонта;

Предлагается модель базы данных для мониторинга состояния общественных зданий, в которой, во-первых, обеспечено полное описание зданий на основании предложенной классификации элементов по уровням иерархии, и, во-вторых, предусмотрено хранение массива значений физического износа по каждому элементу нижнего уровня иерархии для сменяемых элементов и, соответственно, сведений о проведенных ремонтах. Схема данных приведена на рис. 3. В приведенной схеме использованы следующие условные обозначения:

ГР - геометрическое расположение; НЭ - несменяемый элемент; СЭ -сменяемый элемент; ФХ - физическая характеристика; КП - контрольный признак износа; ФИ - физический износ; код** - первичный ключ таблицы; код** - внешний ключ таблицы; —► - связь один-ко-многим; 1 , )> - вспомогательная связь.

Для наиболее оперативного и достоверного обновления информации в базе данных предлагается использование карманных персональных компьютеров (КПК) с клиентской частью системы управления базой данных. Наилучший результат может быть достигнут в случае постоянного соединения КПК с сервером в результате использования беспроводных сетей или СРЯ8-соединения. В этом случае оператор, осуществляющий осмотр здания, имеет доступ ко всей информации об исследуемом объекте. Возможен также вариант синхронизации результатов обследования в конце рабочего дня. Использование этого варианта предполагает составление дневной программы обследования и загрузки программы обследования на КПК в начале рабочего для и выгрузки результатов обследования в конце рабочего дня, что делает этот вариант мало применимым при наличии физически удаленных объектов исследования.

Тины НЭ 5

код типа НЭ

описание

восст. стоимость

ед. изм.

КП

Рис. 2. Схема данных элементов общественного здания

Созданная реляционная база данных позволит получить следующие преимущества:

> доступ к информации для всех структурных подразделений организации в режиме реального времени;

> возможность классификации и унификации элементов зданий для последующего использования накопленных данных о состоянии для прогнозов;

> интеграция полученной базы данных в систему управления предприятием (организацией);

возможность применения новых средств, упрощающих ввод данных (КПК, считыватель штрих-кодов, беспроводные сети и т.п.), существенно повышающие эффективность труда;

> возможность сочетания осмотров здания с инвентаризацией.

База данных значений физического износа для сменяемых элементов зданий должна использоваться для анализа и прогнозирования их состояния.

В настоящем исследовании предлагается модернизировать существующую систему ТОиР в части планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений общественных зданий на основании информационной системы, включающей в себя базу данных элементов зданий и их состояния, процедуры прогнозирования физического износа и оптимизации планов ремонтно-строительных работ.

Планирование ТОиР пассивных основных фондов в рамках приведенных информационных систем возможно, но без учета специфики зданий и сооружений, для которых необходимо разработать механизм разделения зданий на элементы по функциональным и геометрическим признакам и пересмотреть подход к планированию ремонтов для обеспечения 100% надежности элементов зданий и сооружений с минимальными затратами.

Современная информационная система управления ремонтами общественных зданий должна иметь возможность прогнозирования состояния на основании накопленных за время эксплуатации данных о техническом состоянии конструктивных элементов. Целью информационной системы ремонта зданий по фактическому состоянию является повышение надежности и снижение эксплуатационных расходов. При этом необходимые ремонтно-строительные работы производятся в зависимости от фактического технического состояния конкретного объекта и предполагаемого изменения его состояния в процессе эксплуатации.

Основным действующим лицом в предлагаемой системе планирования ремонтно-строительных работ, по мнению автора исследования, должен быть инженер по эксплуатации. Предлагаемый алгоритм работы инженера по эксплуатации представлен на рис. 3. В процессе мониторинга состояния элементов зданий инженер по эксплуатации фиксирует физический износ сменяемых элементов и контролирует наличие критических дефектов несменяемых элементов. В случае выявления критических дефектов несменяемых элементов специализированная организация проводит инструментальное обследование и дает рекомендации по капитальному ремонту несменяемых элементов.

Рис. 3. Алгоритм работы инженера по эксплуатации

Для организации работы инженера по эксплуатации в соответствии с предлагаемым алгоритмом представляется целесообразным оборудовать автоматизированное рабочее место на основе информационной системы планирования ремонтно-строительных работ.

Основными элементами предлагаемой информационной системы являются:

- база данных элементов и их состояния;

- модуль прогнозирования состояния элементов зданий;

- модуль оптимизации планов ремонтно-строительных работ. Предлагаемые подходы к разработке модулей прогнозирования состояния и

оптимизации планов ремонтно-строительных работ изложены в главе 3 настоящего диссертационного исследования.

В третьей главе «Разработка моделей прогнозирования состояния и планирования ремонтов функциональных помещений» предложены методические подходы к прогнозированию состояния и оценке стоимости ремонтно-строительных работ сменяемых элементов зданий, разработана экономико-математическая модель планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений и произведена оценка коммерческой эффективности предлагаемой информационной системы планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений при внедрении ее в ИГАСУ.

Для прогнозирования физического износа предлагается использовать методы статистической экстраполяции. Множество фактических значений физического износа за периоды проведения осмотров технического состояния сменяемых элементов (Р) можно представить в виде:

а ' (1)

где - группы элементов здания;

к - номер интервала физического износа (к = 1 для физического износа от 0% до 34%; к = 2 для физического износа от 35% до 69%; к = 3 для физического износа от 70% до 100%).

Множество прогнозируемых значений физического износа:

я = ия'л,

где I-количество периодов прогнозирования: ®

Я',* = Л + Дл X Г ; (3)

Дц - среднее значение прироста физического износа по ¡-й группе элементов здания для значений физического износа в к-м интервале. Таким образом, прогнозируемое значение физического износа определяется как сумма накопленного фактического физического износа и среднего прироста физического износа.

Предлагаемая методика прогнозирования физического износа является наиболее адекватно отражающей реальность вследствие того, что:

> опирается на результаты фактических осмотров элементов зданий, а также на записи базы данных о проведенных текущих и капитальных ремонтах;

> учитывает темпы роста по всем имеющимся группам элементов в реальных условиях;

У учитывает зависимость скорости нарастания физического износа от времени эксплуатации здания.

По данной методике автором был произведен прогноз состояния сменяемых элементов помещений 3 корпуса ИГАСУ. Для оценки точности прогнозов использован показатель сумма среднеквадратических отклонений:

¡^хпрог,,_хфакт.

где х - физический износ помещения, руб.;

I - порядковый номер прогноза/обследования; ] - номер помещения; ш - количество периодов прогноза; п - количество помещений.

Произведенные расчеты показали, что прогнозы, полученные по предлагаемой в исследовании методике, обеспечивают точность на 30-40% выше, чем прогнозы, полученные по линейной модели без выделения интервалов с разными темпами роста физического износа.

Учитывая прямую зависимость между физическим износом элемента и стоимостью ремонтно-строительных работ по его устранению, указанную в самом определении физического износа, на основании полученных значений физического износа элементов зданий возможно определение затрат на текущий ремонт зданий и их элементов. Стоимость работ по текущему ремонту элемента рассчитывается по формуле:

с;-р- = с*-и- х^х/уюо% (5)

С"4'

где: " - стоимость работ по текущему ремонту ¡-го элемента в ¡-м помещении; с"'

1 - стоимость ремонта единицы измерения ¡-го элемента (руб./ед. изм.), определяемая по ГЭСН; V

' - физическая характеристика ¡-го элемента в>м помещении (ед. изм.); ^к - физический износ ¡-го элемента в]-м помещении (%). Тогда стоимость текущего ремонта помещения может быть рассчитана по формуле: п

сГ = Ес;р- (б)

(=1

где п - количество составляющих элементов нижнего уровня иерархии.

Стоимости ремонтных работ возможно использовать в качестве исходных данных для моделей планирования ремонтных работ.

Экономический смысл предлагаемой в исследовании оптимизационной модели планирования ремонтно-строительных работ сводится к следующему. Имеется

комплекс сменяемых и несменяемых элементов здания, для которых необходимо разработать среднесрочный план ремонтно-строительных работ, при этом для формализации постановки задачи сменяемые элементы объединены в составе функциональных помещений. Известна стоимость и трудоемкость капитального ремонта несменяемых элементов, приведенная в сметах на их капитальный ремонт, подготовленных специализированной организацией при обследовании, инициированном инженером по эксплуатации здания после визуального обследования при обнаружении контрольных признаков нарушения их физических свойств. Известны прогнозы физического износа сменяемых элементов и, соответственно, функциональных помещений в натуральной и денежной форме на весь период прогнозирования. Стоимость текущего ремонта функциональных помещений принимается равной физическому износу в денежной форме, а стоимость их модернизации определяется исходя из их площади по средним расценкам на проведение «евроремонта». Функциональные помещения ранжированы по их полезности, определены их взаимосвязи в процессе хозяйственной деятельности между собой и с несменяемыми элементами, включенными в план капитального ремонта. Требуется так распределить функциональные помещения в среднесрочном плане ремонтно-строительных работ, чтобы, с учетом организационно-технологических ограничений и макроэкономических показателей (инфляция, норма дисконта), стоимость и трудоемкость ремонтно-строительных работ в каждом году периода планирования не превышала заданных, а их полезность была максимальна.

В качестве целевой функции для моделей перспективного планирования ремонтно-строительных работ целесообразно выбрать из существующих на практике в различных отраслях:

а. минимум затрат; или Ь. максимальная эффективность использования ресурсов; или с. максимальная надежность. Условные обозначения переменных модели:

- булевы переменные: X™ = ^ если элемент нижнего уровня иерархии

в соответствии с таблицей 2 включается в план ремонта и = 0, если нет; /' - код типа элемента в соответствии с БД; / = 1...П для несменяемых элементов; / = п+1...ш для сменяемых элементов;

У - код помещения, наружной отделки, кровли (несменяемого элемента); / - год проведения ремонта;

V - варианты ремонта;

V = 1 - восстановление; у = 2 - евроремонт;

с/ - восстановительная стоимость единицы измерения элемента ¡-го типа V-м вариантом в текущих ценах;

1п' - трудоемкость единицы измерения элемента ¡-го типа у-м вариантом; /} - физическая характеристика ¡-го элементами) помещения, в ед. изм.;

Щ - физический износ ¡-го элемента .¡-го помещения в I-м году; I' - инфляция в году /;

Е / - норма дисконта в году t.

Стоимость текущего ремонта помещения в Г-м году у-м вариантом определяется по формуле (при /' = П+1...Ш):

ст"т;=х ±(с; х / х ^)

где С/ - восстановительная стоимость единицы измерения элемента ¡-го типа; /у - физическая характеристика элемента помещения, в ед. изм.;

Стоимость капитального ремонта ¡-го несменяемого элемента в году Т (при 1= 1...п):

с®[=пШхс (8)

Стоимость модернизации ]-го помещения: где с/и,* - стоимость модернизации ¡-го элемента в текущих ценах.

Ремонтный фонд в году t составит:

С'

j,v j

Целевая функция модели на минимум затрат:

з

min с' (11)

<=i

Среди ограничений, которые можно использовать в моделях планирования ремонтно-строительных работ в общественных зданиях, основными являются следующие:

> по безопасности - ремонт производится при достижении хотя бы одним элементом помещения физического износа более 70%:

> по целостности элементов - при проведении ремонтных работ производится устранение физического износа всех элементов помещения;

> по взаимосвязи помещений - в план ремонтных работ необходимо включать помещения, оказывающие влияние на включенные в план работ помещения;

> по взаимосвязи видов ремонта - в случае проведения капитального ремонта несменяемого элемента, в его стоимость, как правило, закладывается и ремонт прилегающих помещений, следовательно, из ремонтной программы прилегающие помещения должны быть исключены;

> по периодичности ремонтов - в течение планового периода (3 года) каждое помещение может быть отремонтировано не более 1 раза:

IX*1 (12)

> по продолжительности ремонтного периода - все ремонтные работы должны быть проведены в период остановки производственного процесса; при условии выполнения работ собственными силами:

5>;хх;<г (13)

V.У

где Тг} . трудоемкость выполнения работ в .¡-м году у-м вариантом, вычисляется по формуле:

= (14)

)

При условии найма подрядчиков вводится переменная 7* -фонд рабочего времени организаций-подрядчиков и собственного строительного отдела в году /, и условие будет иметь вид:

Х(7>;хх;)-г = о оз)

V./

при этом переменная 7* - положительное число. По взаимосвязи ремонтов:

Х\ < Х[ (16)

где г € Як > Як - множество помещений, связанных с к-м помещением.

> по финансовым ресурсам - стоимость ремонтных работ в течение года не должна превышать ремонтного фонда (лимита бюджетных ассигнований и внебюджетных источников финансирования ремонтных работ), при условии, что ремонтный фонд в году I известен:

х хх;)+с7"' < д' о 7)

где Я' - ремонтный фонд из всех источников финансирования в году г.

При условии планирования ремонтного фонда вводится переменная К1 и условие (17) примет вид:

-я'=о о«)

Л» ;

В этом случае целевая функция может быть сформулирована как тт£Л'.

г условие достижения гарантированного качества ремонта - вводится для обеспечения устранения морального износа зданий. Качество ремонта по оцениваемым элементам зданий не должно быть менее заданного:

¿1=_< а (,9)

5Х

J.V

где а - заданный уровень качества планируемых ремонтных работ;

к" - коэффициент качества ремонтных работ для различных вариантов ремонта:

= 0,7 при проведении ремонтных работ по восстановлению первоначального состояния элементов (устранении физического износа); к1 = 1 при проведении «евроремонта», то есть при устранении не только физического, но и морального износа элементов здания.

Заданный уровень качества планируемых ремонтных работ а определяет минимально допустимое соотношение между модернизируемыми и немодернизи-руемыми элементами зданий.

По предлагаемой модели были произведены расчеты с использованием надстройки «Поиск решения» Microsoft Excel.

Для оценки эффекта от внедрения предлагаемой информационной системы планирования ремонтно-строительных работ были выбраны показатели коммерческой эффективности. Показатели коммерческой эффективности для внедрения информационной системы при планировании ремонтно-строительных работ четырех учебных корпусов ИГАСУ приведены в таблице 3.

Таблица 3

Показатели коммерческой эффективности

Показатель Значение

Чистый дисконтированный доход 641,44 тыс. руб.

Индекс доходности дисконтированных затрат 2,98

Индекс доходности дисконтированных инвестиций 4,14

Внутренняя норма доходности 130,2%

Срок окупаемости 1,74 года

Дисконтированный срок окупаемости 1,83 года

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Анализ основных понятий системы ТОиР зданий показал, что в настоящее время отсутствует однозначное определение понятия «помещение». Предложено ввести понятие «функциональное помещение», учитывающее выполнение им определенных общественных функций и неразрывную связь внутреннего пространства здания со сменяемыми элементами.

2. В результате исследования существующей схемы функционирования системы ТОиР были выявлены ее функции, требующие применения НИТ. Сформулированы основные требования к организации автоматизированного рабочего места (АРМ) инженера по эксплуатации зданий для обеспечения выполнения основных функций системы ТОиР одним работником. Основой АРМ, по мнению автора исследования, должна являться информационная система по мониторингу состояния сменяемых элементов зданий и планированию ремонтно-строительных работ на основании базы данных состояния помещений, с возможностью проведения осмотров с использованием КПК.

3. Предложена классификация элементов зданий на основе формализованного описания геометрических и технических характеристик с разбивкой их на сменяемые и несменяемые с возможностью ведения мониторинга физического износа сменяемых элементов.

4. Существующая схема ТОиР предполагает обязательное составление смет на текущий и капитальный ремонт зданий. Однако, при отсутствии ресурсов, данные сметы зачастую не востребованы. В целях экономии средств на ПСД разработан алгоритм экспресс-оценки стоимости ремонтно-строительных работ на основании данных о физическом износе функциональных помещений и о восстановительной стоимости сменяемых элементов, позволяющий оценить стоимость ремонтных работ в текущих ценах. Указанная стоимость может являться начальной ценой при проведении конкурсов на выполнение ремонтных работ подрядными организациями.

5. Существующие модели прогнозирования физического износа основаны на аппроксимации выборочных статистических данных аналитическими зависимостями специального вида, сглаживающими данные динамического ряда и не учитывают динамики физического износа, полученной в результате мониторинга и проведение текущих и капитальных ремонтов, которое уменьшает физический износ зданий и их элементов. В диссертационном исследовании обосновано применение методов статистической экстраполяции для прогнозирования значений физического износа по группам сменяемых элементов, позволяющее существенно повысить точность прогноза по отдельным элементам.

6. В исследовании предложен комплекс моделей по планированию ремонтов функциональных помещений на основании данных мониторинга и прогнозирования физического износа отдельных сменяемых элементов с учетом нормы дисконта и инфляции. Предлагаемые модели позволяют учесть стоимость капитального ремонта несменяемых элементов и стоимость технического обслуживания зданий для обоснования размера ремонтного фонда.

7. Важной особенностью предлагаемого в диссертационном исследовании организационного механизма планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений является его реализация в рамках одного автоматизированного рабочего места и, как следствие, существенное снижение затрат на организацию системы планирования ремонтно-строительных работ.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ В изданиях по списку ВАК:

1. Опарин, Р.Ю. Применение методов статистической экстраполяции при планировании ремонтов зданий [Текст] / Р.Ю. Опарин // Жилищное строительство - 2007. -№12.-С. 16-17.

В других изданиях:

2. Пухова, Г.В. Применение экономико-математических моделей при планировании ремонтов общественных зданий [Текст] / Г.В. Пухова, Р.Ю. Опарин // СМ Бизнес: прил. к жури. «Строительные материалы». - 2006. -№7. -С. 11-13.

3. Пухова, Г.В, Комплекс моделей и расчётов оптимизации средств и качества текущего ремонта помещений вуза [Текст] / Г.В. Пухова, АЛ. Пашопш., Р.Ю. Опарин // Информационная среда вуза: материалы IX Междунар. науч.-практ. конф. -Иваново: ИГАСА, 2002. - С. 404-406.

4. Пухова, Г.В. Моделирование определения эффективных вариантов выполнения комплекса ремонтных работ общественных зданий [Текст] / Г.В. Пухова, Р.Ю. Опарин // Четвертый всероссийский симпозиум «Стратегическое планирование и развитие предприятий»: тез. докл. и сообщ. - М.: ЦЭМИ РАН, 2003. - С. 156-160.

5. Опарин, Р.Ю. Использование СУБД при обосновании размеров ремонтного фонда на предприятии [Текст] / Р.Ю. Опарин // Информационная среда вуза: материалы X Междунар. науч.-практ. конф. - Иваново: ИГАСА, 2003. - С. 436-439.

6. Опарин, Р.Ю. Реализация процесса оптимизации планов ремонтов основных средств [Текст] / Р.Ю. Опарин // Информационная среда вуза: материалы XI Междунар. науч.-практ. конф. - Иваново: ИГАСА, 2004. - С. 349-354.

7. Опарин, Р.Ю. Планирование ремонтов основных средств - важная составная стратегии развития предприятия [Текст] / Р.Ю. Опарин // Шестой всероссийский симпозиум «Стратегическое планирование и развитие предприятий»: тез. докл. и сообщ. - М.: ЦЭМИ РАН, 2005. - Секция 3. - С. 125-127.

8. Опарин, Р.Ю. Научная организация формирования ремонтного фонда [Текст] / Р.Ю. Опарин // Четвёртая научная конференция аспирантов и соискателей: материалы конф. - Иваново: ИГАСА, 2005. - С. 59-61.

9. Опарин, Р.Ю. От ремонта по регламенту к ремонту по состоянию [Текст] / Р.Ю. Опарин // Информационная среда вуза: материалы XI Междунар. науч.-практ. конф. - Иваново: ИГАСА, 2005. - С. 408 - 413.

Ю.Опарин, Р.Ю. Модели прогнозирования физического износа и их применение [Текст] / Р.Ю. Опарин // Седьмой всероссийский симпозиум «Стратегическое планирование и развитие предприятий»: тез. докл. и сообщ. - М.: ЦЭМИ РАН, 2006. -С. 183-184.

Тираж отпечатан на копировальной технике частного предприятия. ОГРН 304370230300436.

Введение

Глава 1. Обзор существующих подходов к организации и планирова- 13 нию ремонтно-строительных работ

1.1 Обзор и уточнение понятийного аппарата системы технического 13 обслуживания и ремонта зданий

1.2 Анализ организационных аспектов системы планирования ре- 19 монтно-строительных работ, существующие решения с применением информационных технологий

1.3 Основные подходы к прогнозированию состояния зданий и их 36 элементов и экономико-математическому моделированию в планировании ремонтно-строительных работ

Глава 2. Предложения по возможному повышению эффективности 49 функционирования системы ТОиР на основе информационных технологий

2.1 Предложения по совершенствованию организации ТОиР функ- 49 циональных помещений

2.2 Разработка структуры базы данных для мониторинга состояния ,54 элементов зданий

2.3 Организационный механизм планирования ремонтных работ на 70 основе мониторинга и прогнозирования состояния с применением экономико-математических моделей

Глава 3. Разработка моделей прогнозирования состояния и планирова- 83 ния ремонтов функциональных помещений

3.1 Формирование методических подходов к определению размера 83 ремонтного фонда на основе стоимостной оценки физического износа

3.2 Совершенствование методов прогнозирования состояния элемен- 92 тов здания с учетом динамики нарастания физического износа

3.3 Разработка экономико-математических моделей планирования 102 ремонтных работ функциональных помещений

3.4 Оценка эффективности применения разработанного организаци- 117 онного механизма планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений

Актуальность темы исследования. Одной из самых актуальных и первоочередных проблем большинства предприятий и организаций современной России остаётся проблема изношенности основных фондов. При этом наиболее остро эта проблема стоит для общественных зданий. Для коммерческих организаций основной причиной высокого физического износа общественных зданий является отнесение расходов на их ремонт к постоянным расходам, поскольку они не влияют напрямую на производственный процесс, а в условиях экономического кризиса первоочередной задачей коммерческих организаций являлось снижение постоянных расходов. Общественные здания государственных учреждений имеют высокий износ вследствие отсутствия достаточного финансирования со стороны бюджетов всех уровней.

За период после 1990 года в РФ наблюдается существенное снижение темпов роста строительства учреждений образования, медицинского обслуживания, культуры. Большая часть зданий этих учреждений является государственной или муниципальной собственностью. Износ их постоянно растет, а выделяемых средств на ремонт недостаточно. Как показал опыт последних лет, причиной этого является не только недостаток средств, но и отсутствие планирования ремонтно-строительных работ, которое приводит к необоснованным затратам. С начала переходного периода до настоящего времени планирование на российских предприятиях касалось только финансовых потоков. Происходило это, в основном, вследствие невозможности прогнозирования затрат на текущий и капитальный ремонт общественных зданий, которое обусловлено сокращением большого количества инженерно-технических работников. Рекомендуемая нормативными документами система технического обслуживания и ремонта общественных зданий в подавляющем большинстве случаев фактически не принималась во внимание, поскольку она требует значительных финансовых затрат на содержание штата инженерно-технических работников высокой квалификации.

Одной из задач реализуемых в настоящее время национальных проектов «Образование» и «Здравоохранение» является проведение капитального и текущего ремонта соответствующих учреждений - общественных зданий. При разработке этих программ, как правило, не проводится детального анализа обоснованности расходования средств на ремонт, подлежащие ремонту здания зачастую не имеют даже технических паспортов.

В то же время своевременная, полная и достоверная информация о фактическом количестве, местоположении и состоянии используемых общественных зданий в сочетании с продуманным алгоритмом использования ее для формирования планов ремонтно-строительных работ и, соответственно, ремонтного фонда является источником значительной экономии денежных ресурсов за счет сокращения издержек на преждевременный и неэффективный ремонт или, наоборот, удорожания ремонта при упущенной возможности его своевременного проведения.

Актуальность выбранной темы исследования подтверждается также тем, что Госстрой СССР, при разработке Ведомственных строительных норм поставил проблему ремонта общественных зданий на второе место после жилищного фонда, о чем можно судить по последовательности разработки данных документов. При этом ставилась задача описания разнородных конструктивных элементов по единой унифицированной схеме, что, по мнению автора исследования, привело разработчиков норм в тупик, поскольку элементы здания не делились на сменяемые и несменяемые.

Оценка физического износа и разработка планов проведения ремонтно-строительных работ несменяемых элементов - задача достаточно сложная и не поддающаяся моделированию и оптимизации с точки зрения организационных структур и производственных процессов. В то же время большая часть средств, расходуемых на организацию и проведение текущих ремонтов, направляется на восстановление сменяемых элементов. Поэтому автор считает необходимым исследовать проблему разработки методов и средств мониторинга состояния сменяемых элементов с применением средств информатизации и компьютеризации производственных процессов (создания баз данных и информационных систем), прогнозирования их состояния и моделирования организационного механизма осуществления ремонтно-строительных работ с учетом состояния несменяемых элементов.

По мнению автора исследования, совпадающему с основными положениями нормативной документации по организации мониторинга состояния зданий и проведения ремонтно-строительных работ, минимальной структурной единицей здания с точки зрения описания состояния сменяемых элементов является помещение, так как особенностью сменяемых элементов является их принадлежность не зданию в целом, а его функциональным элементам (помещениям). Поэтому базовым методическим допущением данного исследования является группировка несменяемых элементов здания по функциональным помещениям.

Таким образом, разработка организационного механизма планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений с использованием новых информационных технологий является актуальной и своевременной. Именно НИТ дают возможность оперативного анализа состояния помещений, его прогноза и планирования ремонтно-строительных работ.

Степень разработанности проблемы. Разработка методов и средств мониторинга состояния сменяемых элементов зданий, прогнозирования их состояния и моделирования организационного механизма осуществления ремонтно-строительных работ с учетом состояния несменяемых элементов на основе широкого использования новых информационных технологий является достаточно новой и малоизученной областью исследований. Опыт организации мониторинга состояния основных средств в настоящее время накоплен, в основном, по активной части основных производственных фондов и базируется на зарубежном опыте. Особенностью применяемого в настоящее время подхода, ввиду специфики и направленности на активную часть ОПФ, является его ориентация на вероятность отказа оборудования, однако основным положением организации эксплуатации зданий является обеспечение безопасности людей, и обеспечение выполнения определенных функций. Оценка состояния пассивной части основных производственных фондов в настоящее время производится по методикам, не предусматривающим ведение мониторинга, и используется в первую очередь для оценки их стоимости. Отдельные вопросы, посвященные научным подходам к разработке исследуемого организационного механизма, нашли своё отражение в работах таких российских учёных, как А.А. Сазонов, С.В. Горбунов, П.Е. Брунов, О.Г. Гордеева и некоторых других. В разработку теоретических основ надежности эксплуатируемых зданий и инженерных систем с 1960-х гг. наибольший вклад внесли работы Б.М.Колотилкина, Г.А.Порывая, А.Г.Ройтмана, В.А.Рогонского, А.И.Кострица, Н.Г.Смоленской, Г.Т.Попова, Л.Я.Бурака и др. Весомый вклад в разработку экономико-математических моделей рынка воспроизводства жилья внесли специалисты ЦЭМИ РАН Н.Е. Егорова, А.Н. Кириллова, Е.Ю. Фа-ерман и другие.

Вместе с тем, следует отметить, что указанные авторы затрагивают лишь отдельные вопросы оценки состояния элементов зданий и планирования ремонтно-строительных работ, не ставя перед собой задачи разработки целостной системы организации мониторинга, прогнозирования и моделирования. Практически не предпринимались попытки создания целостных систем мониторинга состояния элементов зданий и оптимизации основных параметров планирования ремонтов на основе накопленных данных, полученных в результате применения методов и средств информатизации и компьютеризации мониторинга, его документального обеспечения на всех стадиях. Кроме того, отсутствует единая экономико-организационная модель, позволяющая унифицировать подходы к организации мониторинга состояния и планирования ремонтно-строительных работ с учётом особенностей функциональных помещений.

За рубежом известны исследования Ф.В. Росса, Р. Брахмана, Я.Седлачека, И. Кери по изучению физического и морального износа и их взаимодействия. Однако исследования, выполненные с использованием опыта развитых стран, не могут быть в полной мере применены к современным российским условиям, в основном по причине принципиально иного подхода к организации строительства и эксплуатации зданий и особенностей менталитета граждан РФ.

Цели и задачи диссертационного исследования. Целью диссертационного исследования является разработка и совершенствование научных, методических и системотехнических принципов организации мониторинга и прогнозирования состояния функциональных помещений и планирования ремонтно-строительных работ на основе моделирования и оптимизации организационных структур и производственных процессов. Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:

У анализ и сравнительная характеристика подходов к организации мониторинга состояния функциональных помещений общественных зданий; исследование отечественного и зарубежного опыта планирования ремонтно-строительных работ; выявление основных условий, сдерживающих развитие механизма планирования ремонтно-строительных работ и оценка возможных путей их решения;

У исследование и анализ различных организационных, технологических и технических решений сбора и хранения информации о техническом состоянии элементов зданий и проведенных ремонтно-строительных работах на основе широкого использования новых информационных технологий;

У создание структуры базы данных для хранения информации об основных технических параметрах зданий и их элементов с учетом динамики их физического износа; описание принципов работы информационной системы, использующей информацию из базы данных для планирования ремонтно-строительных работ; разработка методических подходов к прогнозированию технического состояния элементов функциональных помещений на основе данных, полученных в результате мониторинга, с использованием средств информатизации и компьютеризации; формирование оптимизационных моделей перспективного планирования ремонтно-строительных работ с учетом накопленной динамики физического износа по группам элементов функциональных помещений и капитального ремонта несменяемых элементов зданий.

Объектом исследования являются организационные и управленческие аспекты эксплуатации зданий, а также проблемы создания, эффективного функционирования и совершенствования методов и средств мониторинга и' прогнозирования состояния пассивной части основных фондов.

Предметом исследования является организационный процесс эксплуата-"* ции сменяемых элементов зданий, выражающийся в мониторинге и прогнозировании физического износа элементов и в планировании ремонтно-"-строительных работ функциональных помещений.

Теоретическая и методологическая база исследования. Решение поставленных задач осуществлялось с учетом законодательных актов РФ и постановлений Правительства РФ, нормативных, методических и программных документов федеральных, региональных и муниципальных органов управления.

Обоснованность выводов и предложений, полученных в процессе исследования, обусловлена методологией исследования, логической последовательностью выводов и подкрепляющими теоретические выводы практическими расчетами. Особое значение в процессе исследования имело применение новых программных продуктов при автоматизированных расчетах.

Теоретической и методологической базой исследования явились труды отечественных и зарубежных ученых в области оценки, мониторинга и прогнозирования состояния элементов зданий и планирования ремонтно-строительных работ. Исследование проводилось с применением общих методов научного познания: наблюдения, сравнения, оптимизации, анализа и синтеза. Для решения поставленных задач в работе применялись статистические, математические и инструментальные методы. Кроме этого, использовалась статистическая информация, а также результаты исследования динамики состояния помещений, проведённого автором.

В диссертационном исследовании использовались федеральные и региональные законы РФ, Постановления Государственной Думы РФ, справочные, нормативные и прочие материалы.

Теоретические положения, выводы и практические рекомендации, содержащиеся в диссертации, являются результатом самостоятельного исследования.

Научная новизна данного исследования заключается в следующем:

1. Разработана инфологическая модель системы планирования ремонтно-строительных работ общественных зданий на основе анализа информационных потоков, возникающих в процессе планирования ремонтно-строительных работ, и выявлены основные функции, требующие применения средств информатизации и компьютеризации.

2. Осуществлена принципиально новая классификация элементов зданий для целей формализации и описания физических характеристик и степени изношенности элементов, с учетом'их иерархии.

3. Предложена система мониторинга состояния элементов здания на основе баз данных с применением карманных персональных компьютеров для обеспечения оперативности и точности вводимых данных.

4. Сформированы методические подходы к определению размера ремонтного фонда на основе стоимостной оценки физического износа, в отличие от существующей методики оценки стоимости ремонтно-строительных работ, основанной на сметной стоимости.

5. Обосновано применение методов статистической экстраполяции для прогнозирования значений физического износа по группам элементов на основе информации, содержащейся в базе данных.

6. Разработана экономико-математическая модель перспективного планирования ремонтно-строительных работ, отличающаяся применением стоимостной оценки сменяемых элементов функциональных помещений и вариантностью ремонтных программ.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в том, что разработанный организационный механизм планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений с использованием новых информационных технологий для мониторинга, экспресс-оценки состояния элементов и стоимости ремонтно-строительных работ, а также для перспективного планирования посредством разработанных экономико-математических моделей выводит систему планирования ремонтно-строительных работ на качественно новый уровень, что позволит существенно повысить эффективность функционирования зданий и уменьшить затраты на' их эксплуатацию.

Положения и рекомендации, разработанные автором в настоящей диссертационной работе, могут быть использованы в качестве учебно-методических материалов студентами технических и экономических специальностей ВУЗов.

Апробация результатов исследования. Результаты исследования и методические рекомендации по организации механизма планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений с использованием новых информационных технологий использованы Ивановским предприятием ООО «ТДЛ Энерго» для формирования ремонтного фонда по административному корпусу котельной, а также в учебном процессе Ивановского государственного архитектурно-строительного университета при планировании ремонтно-строительных работ по учебному корпусу №3. Основные результаты диссертационной работы обсуждались и получили положительную оценку на IX, X, XI, XII Международных научно-технических конференциях "Информационная среда вуза" в 2002-2005 гг., Четвертом, Шестом и Седьмом всероссийских симпозиумах «Стратегическое планирование и развитие предприятий» ЦЭМИ РАН в 2003, 2005 и 2006 гг.

Публикации. По теме исследования опубликовано 10 печатных работ, отражающих основное содержание диссертационной работы, в том числе в изданиях по списку ВАК - 1 статья

Состав и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, выводов и предложений. Работа содержит 138 страниц основного текста, 3 приложения, 32 таблицы, 11 рисунков.

Выводы и предложения

1. Анализ основных понятий системы ТОиР зданий показал, что в настоящее время отсутствует однозначное определение понятия «помещение». Предложено ввести понятие «функциональное помещение», учитывающее выполнение им определенных общественных функций и неразрывную связь внутреннего пространства здания со сменяемыми элементами.

2. В результате исследования существующей схемы функционирования системы ТОиР были выявлены ее функции, требующие применения НИТ. Сформулированы основные требования к организации автоматизированного рабочего места инженера по эксплуатации зданий для обеспечения выполнения основных функций системы ТОиР одним работником. Основой АРМ, по мнению автора исследования, должна являться информационная система по мониторингу состояния сменяемых элементов зданий и планированию ремонтно-строительных работ на основании базы данных состояния помещений, с возможностью проведения осмотров с использованием КПК.

3. Предложена классификация элементов зданий на основе формализованного описания геометрических и технических характеристик элементов зданий с разбивкой их на сменяемые и несменяемые с возможностью ведения мониторинга физического износа сменяемых элементов.

4. Существующая схема ТОиР предполагает обязательное составление смет на текущий и капитальный ремонт зданий. Однако, при отсутствии ресурсов, данные сметы зачастую не востребованы. В целях экономии средств на ПСД разработан алгоритм экспресс-оценки стоимости ремонтно-строительных работ на основании данных о физическом износе функциональных помещений и о восстановительной стоимости сменяемых элементов, позволяющий оценить стоимость ремонтных работ в текущих ценах. Указанная стоимость может являться начальной ценой при проведении конкурсов на выполнение ремонтных работ подрядными организациями.

5. В настоящее время в основу прогнозирования физического износа положен принцип аппроксимации выборочных статистических данных подходящими аналитическими зависимостями специального вида, сглаживающими данные динамического ряда. Рассмотренные модели не учитывают накопленной динамики нарастания физического износа, полученного в результате диагностирования и контроля, и проведение текущих и капитальных ремонтов, которое уменьшает физический износ зданий и их элементов. В диссертационном исследовании обосновано применение методов статистической экстраполяции для прогнозирования значений физического износа по группам сменяемых элементов, позволяющее существенно повысить точность прогноза по отдельным элементам.

6. Существующие модели планирования ремонтно-строительных работ разработаны в основном для жилых зданий и не учитывают удорожания стоимости ремонтных работ от времени их проведения и макроэкономических показателей. В исследовании предложен комплекс моделей по планированию ремонтов функциональных помещений на основании данных мониторинга и прогнозирования физического износа отдельных сменяемых элементов с учетом нормы дисконта и инфляции. Предлагаемые модели позволяют учесть стоимость капитального ремонта несменяемых элементов и стоимость технического обслуживания зданий для обоснования размера ремонтного фонда.

7. Важной особенностью предлагаемого в диссертационном исследовании организационного механизма планирования ремонтно-строительных работ функциональных помещений является его реализация в рамках одного автоматизированного рабочего места и, как следствие, существенное снижение затрат на организацию системы планирования ремонтно-строительных работ.

1. Автоматизация ремонтной службы производственного цеха Текст. / Н.А.Ченцов, А.Р.Дойнов, В.Я.Седуш // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2002. - №2. - С. 77-80.

2. Айткулиев, М.Г. Капитальный ремонт и реконструкция жилых и общественных зданий как элемент воспроизводства объектов социальной инфраструктуры городского хозяйства Текст. / М.Г. Айткулиев, Р.Ф. Рабиза-М.: ЦЭМИРАН, 1993.

3. Акуленкова, И.В. Эффективность реконструкции жилых зданий (на примере Санкт-Петербурга) Текст. : автореф. дис. . канд. экон. наук: 08.00.05 / И.В. Акуленкова; СПбГАСУ. Санкт-Петербург, 2004. - 25 с.

4. Архитектура гражданских и промышленных зданий Текст. Т. 4 Общественные здания/Под ред. В.М. Предтеченского. Москва: Стройиз-дат, 1977. - 108 с.

5. Банди, Б. Основы линейного программирования Текст. / Б. Банди. -М.: Радио и связь, 1989.

6. Бобылёв, В.В. Оптимизация структуры стоимости основных средств как фактор повышения эффективности деятельности предприятия Текст. : автореф. дис. . канд. экон. наук: 08.00.05 / В.В. Бобылев; ННГАСУ Нижний Новгород, 2000. - 23 с.

7. Болотин, С.А. Эксплуатация и ремонт недвижимости. Планирование и контроллинг Текст. : учеб. пособие / С.А. Болотин, Ю.И. Пастухов; СПб. гос. архит.-строит. ун-т. СПб., 2002. - 233 с.

8. Брунов, П.Е. Экономические аспекты оценки износа зданий в системе управления недвижимостью Текст. : автореф. дис. . канд. экон. наук: 08.00.05 / П.Е. Брунов; МГСУ. Москва, 2004. - 24 с.

9. Глоссарий.ру: словари по естественным наукам Электронный ресурс. / EDI-Press & Web Mission. Электрон, текстовые данные. - Режим доступа: http://www.glossary.ru, свободный.

10. Ю.Горбунов, С.В. Развитие методов управления недвижимостью на основе выбора стратегии её эффективного использования Текст. : автореф. дис. . канд. экон. наук: 08.00.05 / С.В. Горбунов; ННГАСУ Нижний Новгород, 2001 - 20 с.

11. Государственные элементные сметные нормы на ремонтно-строительные работы: ГЭСНр-2001 / Государственный комитет по строительству и жилищно-коммунальному комплексу. М., 1999.

12. Инструкция о проведении инвентаризации : утверждена Приказом Госстроя СССР №380 от 15.07.85.

13. Кабанов, В.А. Основы разработки и технические аспекты проектов управления недвижимостью Текст. : Учеб.-методич. пособие. Курск, Курск, гос. тех. ун-т., 2005. - 80 с.

14. Каратыгин, С.A. Access 2000. Руководство пользователя с примерами Текст. / С.А. Каратыгин. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000.

15. Кильдышев, Г.С. Общая теория статистики Текст. : учебник / Г.С. Кильдышев, В.Е. Овсиенко и др. М.: Статистика, 1980. - 423 с.

16. Кураков, Л.П. Большой толковый словарь экономических и юридических терминов Текст. / Л.П. Кураков, В.Л. Кураков. -М.: Вуз и школа, 2001.-720 с.

17. Кятов, Н.Х. Моделирование процесса физического износа объектов недвижимости Текст. /Н.Х. Кятов // Недвижимость: экономика, управление. Международный научно-технический журнал // 2004. №7-8. - С. 55-59.

18. Макарова, Н.В. Статистика в Excel Текст. : Учеб. пособие / Н.В. Макарова, В.Я. Трофимец. М.: Финансы и статистика, 2002. - 368 е.: ил.

19. Методика определения аварийности строений Текст. / Институт Мос-жилниипроект. Москва, 1997. - 27 с.

20. Методика определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации Текст. : МДС 81-35.2004 : утв. Постановлением Госстроя РФ от 5 марта 2004 г. N 15/1.

21. Методика по обследованию стеновых ограждающих конструкций зданий и сооружений ТЭС Текст. : РД 153-34.1-21.324-98 / Российскоеакционерное общество энергетики и электрификации "ЕЭС России". Департамент научно-технической политики и развития.

22. Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов Текст. : утверждены Министерством Экономики РФ, Министерством Финансов РФ, Государственным Комитетом РФ по строительной, архитектурной и жилищной политике 21.06.1999 г.

23. Методическое пособие по содержанию и ремонту жилищного фонда Текст. : МДК 2-04.2004 : утв. Госстроем РФ 02.04.2004.

24. Мобильный комплекс «Инвентаризация основных средств» на базе ручного компьютера Symbol Электронный ресурс. / Пилот. Электрон. текстовые данные. - Режим доступа: http://www.pilot.ru/solutions/ inventory/index.html, свободный.

25. Муниципальное планирование Текст. : Учеб. пособие. / под ред. В.Е. Рохчина и B.C. Чекалина. СПб.: СПГИЭА, 1996.340 товариществах собственников жилья Текст. : Федеральный закон №72-ФЗ : утвержден Государственной думой РФ 15.06.1996 г.

26. Руководство по техническому обслуживанию, текущему ремонту зданий и сооружений судов и системы Судебного департамента при Верховном Суде Российской Федерации Текст. : Приказ Судебного департамента при Верховном Суде РФ от 22 марта 1999 г. N 32.

27. Общественные здания административного назначения Текст. : СНиП 31-05-2003 : приняты постановлением Госстроя РФ от 23 июня 2003 г. N108.

28. Общественные здания и сооружения Текст. : СНиП 2.08.02-89* : утв. Постановлением Госстроя СССР от 16 мая 1989 г. N 78 : с изменениями от 28 июня 1991 г., 30 апреля 1993 г., 26 января 1999 г., 12 февраля 2001 г., 23 июня 2003 г.

29. Опарин, Р.Ю. Использование СУБД при обосновании размеров ремонтного фонда на предприятии Текст. / Р.Ю. Опарин // Информационная среда вуза: материалы X Междунар. науч.-практ. конф. Иваново: ИГАСА, 2003. - С. 436-439.

30. Опарин, Р.Ю. Реализация процесса оптимизации планов ремонтов основных средств Текст. / Р.Ю. Опарин // Информационная среда вуза: материалы XI Междунар. науч.-практ. конф. Иваново: ИГАСА, 2004.- С. 349-354.

31. Опарин, Р.Ю. От ремонта по регламенту к ремонту по состоянию Текст. / Р.Ю. Опарин // Информационная среда вуза: материалы XI

32. Междунар. науч.-практ. конф. Иваново: ИГ АСА, 2005. - С. 408 -413.

33. Опарин, Р.Ю. Модели прогнозирования физического износа и их применение Текст. / Р.Ю. Опарин // Седьмой всероссийский симпозиум «Стратегическое планирование и развитие предприятий»: тез. докл. и сообщ.-М.: ЦЭМИ РАН, 2006.-С. 183-184.

34. Опарин Р.Ю. Применение методов статистической экстраполяции при планировании ремонтов зданий Текст. /Р.Ю. Опарин // Жилищное строительство 2007. - № 12. - С. 16-17. (0,125 п.л.)

35. Организация и автоматизация ремонтной службы промышленного предприятия Текст. / Н.А.Ченцов, В.Я.Седуш, В.И.Бобровицкий // Приоритеты научно-технического и инновационного развития: регион, науч.-практ. конф. Т.1 . - Донецк, 1999 . - С. 121-128.

36. ПО для автоматизации процессов управления ТОиР Электронный ресурс. / Е. Руцков, Е. Данилова // Аналитика и исследования. 2004. — № 9 (98). - Электрон, текстовые данные. - Режим доступа: http://www.iemag.ru, свободный.

37. Положение по техническому обследованию жилых зданий Текст. : ВСН 57-88(р): утв. приказом Госстроя СССР от 6 июля 1988 г. N 191.

38. Попов, Г.Т. Планирование и проектирование капитального ремонта жилых и общественных зданий Текст. / Г.Т. Попов М.: Стройиздат, 1987.

39. Правила и нормы технический эксплуатации жилищного фонда Текст. : утв. Постановлением Госстроя РФ от 27 сентября 2003 г. № 170.

40. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений Текст. : СП 13-102-2003 Раздел 3 : утв. Постановлением Госстроя РФ от 28.08.2003 №153. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003.

41. Правила оплаты гражданами жилья и коммунальных услуг Текст. : утв. Постановлением Правительства РФ от 30 июля 2004 г. N 392.

42. Правила оценки физического износа жилых зданий Текст.: ВСН 53-86(р). М.: Прейскурантиздат, 1988. - 72 с.

43. Пронин, А.Д. Оптимизация структуры и функций управления районом города: автореф. дис. . канд. экон. наук: 08.00.05 / А.Д. Пронин; ННГАСУ. Нижний Новгород, 2000. - 24 с.

44. Пухова, Г.В. Математическое моделирование при планировании ремонта зданий и помещений / Г.В. Пухова // Информационная среда вуза: материалы VII Междунар. науч.-практ. конф. Иваново: ИГАСА, 2000.

45. Пухова, Г.В. Применение экономико-математических моделей при планировании ремонтов общественных зданий Текст. / Г.В. Пухова, Р.Ю. Опарин // СМ Бизнес: прил. к журн. «Строительные материалы». -2006.-№7.-С. 11-13.

46. Опарин Р.Ю. Применение методов статистической экстраполяции при планировании ремонтов зданий Текст. / Р.Ю. Опарин // Жилищное строительство 2007. - № 12. - С. 16-17.

47. Райордан, Р. Основы реляционных баз данных Текст. / Р. Райордан ; пер. с англ. М.: Русская редакция, 2004. - 384 е.; ил.

48. Рекомендации по нормированию материальных ресурсов на содержание и ремонт жилищного фонда Текст. Ч. 3. Нормы расхода материальных ресурсов на ремонт конструктивных элементов жилых зданий : утв. приказом Госстроя РФ от 22 августа 2000 г. N 191.

49. Реконструкция и капитальный ремонт жилых домов. Нормы проектирования Текст. : ВСН 61-89 (р) : утв. приказом Государственного комитета по архитектуре и градостроительству при Госстрое СССР от 26 декабря 1989 г. N 250.

50. Ремонт без проблем: Автоматизированные системы технического обслуживания и ремонтов Текст. / Александр Якименко // ММ. Деньги и технологии. 2004. - №4.

51. Руководство по техническому обслуживанию, текущему и капитальному ремонту зданий и объектов Министерства обороны Российской Федерации Текст. : утв. приказом Минобороны РФ от 27 июня 1996 г. № 260.

52. Сазонов, А.А. Развитие методологии формирования инвестиционных программ капитального ремонта и реконструкции жилой застройки Текст. : автореф. дис. . канд. экон. наук: 08.00.05 / А.А. Сазонов; ННГАСУ. Нижний Новгород, 2000. - 22 с.

53. Статистика Текст. : учеб. пособие / под ред. Ф.Г. Долгушевского и Л.Г. Озеран. М., Мысль, 1976.

54. Техническое обслуживание и ремонт зданий и сооружений Текст./ под ред. М.Д. Бойко. Москва: Стройиздат, 1993 - 208 с.

55. Типология и анализ экономико-математических моделей рынка воспроизводства жилья Текст. : препринт # WP/97/022 / Отв. ред. Сторо-женко В.П. М.: ЦЭМИ РАН, 1997.

56. Управление техобслуживанием и ремонтом оборудования: для чего нужна автоматизация / Игорь Антоненко // Химическая техника. -2004. -№3.

57. Фаерман, Е.Ю. Планирование развития урабанизационного региона. Оптимизация регионального развития. Текст. / Е.Ю. Фаерман, С.Р. Хачатрян, О.Г. Николаев. -М.:ЦЭМИ РАН, 1990.

58. Фельдбаум, А.А. Основные теории оптимизационных автоматических систем Текст. / А.А. Фельдбаум. М.: Физматгиз, 1963. - 552с.

59. Фатхутдинов, Р.А. Организация производства Текст. / Р.А. Фатхут-динов.-М.: Инфра-М, 2000.

60. Федеральные единичные расценки на ремонтно-строительные работы Текст. Общие указания по применению : ФЕР(р)-2001. Москва, 2000.- 8 с.

61. Федеральные единичные расценки на ремонтно-строительные работы Текст. : ФЕР(р)-2001-56 Проёмы. Москва, 2000. - 8 с.

62. Федеральные единичные расценки на ремонтно-строительные работы Текст. : ФЕР(р)-2001-57 Полы. Москва, 2000. - 7 с.

63. Федеральные единичные расценки на ремонтно-строительные работы Текст. : ФЕР(р)-2001-59 Лестницы, крыльца. Москва, 2000. - 5 с.

64. Федеральные единичные расценки на ремонтно-строительные работы Текст. : ФЕР(р)-2001-61 Штукатурные работы. Москва, 2000. - 15 с.

65. Федеральные единичные расценки на ремонтно-строительные работы Текст. : ФЕР(р)-2001-62 Малярные работы. Москва, 2000. - 17 с.

66. Федеральные единичные расценки на ремонтно-строительные работы Текст. : ФЕР(р)-2001-63 Стекольные, обойные и облицовочные работы. Москва, 2000. - 7 с.

67. Федеральные единичные расценки на ремонтно-строительные работы Текст. : ФЕР(р)-2001-65 Внутренние санитарно-технические работы. — Москва, 2000. 12 с.

68. Федеральные единичные расценки на ремонтно-строительные работы Текст. : ФЕР(р)-2001-67 Электромонтажные работы Москва, 2000. -6 с.

69. Филимонов, П.И. Технология и организация ремонтно-строительных работ Текст. / П.И. Филимонов. Москва: Высшая школа, 1988. -479 с.

70. Хачатрян, С.Р. Прикладные методы математического моделирования экономических систем Текст. : науч.-метод. пособие / С.Р. Хачатрян. М.: Экзамен, 2002. - 192 с.

71. Чекалин, B.C. Стратегическое управление в городском хозяйстве Текст. : учеб. пособие. СПб.: СПГИЭУ, 2000.

72. Черняк, А.В. Оценка городской недвижимости Текст. / А.С. Черняк. -М.: Русская дел. лит., 1996.-272 с.

73. Эволюция систем управления техобслуживанием и ремонтами Текст. / Дмитрий Шехватов / Оборудование : прил. к журн. Эксперт. 2004. -№2.

74. Экономика и управление недвижимостью Текст. : учебник для вузов / под общ. ред. П.Г. Грабового. Смоленск: Смолин Плюс, 1999.

75. Экономико-математические методы и прикладные модели Текст. : учеб. пособие для вузов / В.В. Федосеев, А.Н. Гармаш, Д.М. Дайитбер-гов и др.; под. ред. В.В. Федосеева. М.: ЮНИТИ, 1999. - 391 с.

76. Ross, F.W. Ermittlung des Bauwertes von Gebauden und des Ver-kehrswertes von Grundstiicken / F.W. Ross, R. Brachmann, P. Holzner. -. Hannover, Kirchrode: Theodor Oppermann Verlag, 1991. 598 s.