автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Принятие организационно-технологических решений в строительстве на основе технологии многомерного моделирования

На правах рукописи

Жаров Ярослав Владимирович

ПРИНЯТИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ МНОГОМЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность: 05.02.22 - Организация производства (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

'1 а РЕК 2014

Москва - 2014

005557023

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Волков Андрей Анатольевич

Официальные оппоненты:

Пазюк Юрий Васильевич, доктор технических наук, федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт системного анализа Российской Академии наук», ведущий научный сотрудник Лаборатории 14 «Методология систем исследований в современной информационной среде»

Лебедев Владимир Михайлович, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», профессор кафедры Строительства и городского хозяйства

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет».

Защита состоится 24 декабря 2014 года в 12.00 на заседании диссертационного совета Д212.138.01, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», по адресу: 129337, г. Москва, .Ярославское шоссе, д. 26, «Открытая сеть образования в строительстве», ауд. №9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет»,

http://www.mgsu.ru.

Автореферат разослан «. уЗ;—2014 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Куликова Екатерина Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы обусловлена необходимостью привлечения инвестиций в строительную отрасль и повышения их эффективности. Современный этап развития национальной экономики характеризуется тем, что на территории РФ возрастает число крупных инвестиционно-строительных проектов, однако их реализация выявила проблему отставания отечественной школы проектирования, связанную с тем, что в 90-х годах прошлого века реализация крупных проектов было практически заморожена.

При моделировании хода строительных работ учитывается большое число параметров: физические объемы конструкций, инженерной «начинки» здания, особенности технологии производства и др. Задача моделирования возведения объекта усложняется тем, что все события необходимо увязывать не только в пространстве строительной площадки, но и во времени. В настоящее время ЗБ технологии развиваются в сторону увеличения числа координат.

Такие модели могут стать незаменимым инструментом не только в проектировании сложных и не имеющих аналогов объектов, но и эффективным инструментом контроля выполненных работ в системе оперативно-диспетчерского управления, а также макетом для определения разного рода рисков и нежелательных ситуация. Результатом системного подхода к решению таких задач может стать построение реальной ресурсной модели проекта. Следует отметить, что сейчас большая часть строительства крупных объектов ведется с привлечение государственных средств, в этой связи актуален вопрос оптимальной цены. В этой связи появляется возможность определить базу для ее расчета, сроки выполнения работ, и условия контрактации. А главное получить конкретный инструмент, который можно будет использовать для максимизации прибыли за счет экономии затрат, но для реализации этого потребуется создать целый комплекс организационно-программных мероприятий, который постепенно должен трансформироваться в стандарт.

Целью исследования является научное обоснование, разработка методических подходов и системы основных мероприятий по повышению эффективности принимаемых организационно-технологических решений на основе многомерных моделей.

В соответствии с целью исследования в рамках работы решаются следующие главные задачи:

— анализ существующей практики организационно-технологического проектирования в строительстве и установление тенденций в её развитии;

— выявление основных факторов, влияющих на выбор организационно-технологических решений строительства зданий и сооружений;

— развитие теоретико-методических принципов эффективной оценки организационно-технологических решений на основе многомерных моделей.

Объектом исследования являются процессы формирования и реализации организационно-технологических решений, влияющие на общую продолжительность, ресурсообеспеченность и эффективность инвестиционно-

строительных проектов.

Предметом исследования выступает система выработки организационно-технологических решений при строительстве зданий и сооружений, а также комплекс научно-практических проблем, связанный с обеспечением эффективного оперативно-диспетчерского управления.

Научная новизна диссертации заключается в развитии системы принятия организационно-технологических решений в строительстве за счет использования многомерных моделей путем:

1. Определения порядка увязки календарных моделей, в том числе и многомерных, на уровнях иерархии, а также в рамках интеграции долгосрочного, среднесрочного и текущего планирования строительства зданий и сооружений;

2. Создания системотехнической модели устойчивого развития инвестиционно-строительной деятельности;

3. Формализованного описания информационного взаимодействия в инвестиционно-строительной деятельности.

Теоретической и методологической основой диссертационной работы послужили работы отечественных и зарубежных ученых и практиков в области организации строительства. Исследование выполнялось с учетом нормативно-правовых актов по данной проблематике, включая законодательство РФ, Указы Президента РФ, постановления Правительства РФ, документы министерств и ведомств. При решении конкретных задач использовались методы математического, статистического и сравнительного анализа, а также применялся системный подход к изучаемым явлениям.

Необходимо выделить большой вклад в решение в области организационно-технологических решений, системного анализа, моделирования, тории графов следующих отечественных специалистов: Гусакова A.A., Теличенко В.И., Большакова В.А., Булгакова С.Н., Дикмана Л.Г., Киевского Л.В., Лапидуса A.A., Олейника П.П., Афанасьева A.A., Синенко С.А., Гинзбурга A.B., Гусако-вой Е.А., Ефименко А.З., СпивакаА.Н., Цая Т.Н., Шрейбера К.А., Сборщико-ва С.Б. и др.

Методологическая схема исследования представлена на рисунке 1.

Практическая значимость диссертационной работы обоснована возможность совершенствования системы принятия организационно-технологических решений в строительстве. Сформулированы предложения по созданию системы эффективного календарно-сетевого планирования, на основе многомерных моделей.

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены и получили одобрение на научно практических конференциях. Методические положения использовались при. выполнении прикладных научно-исследовательских работ.

Диссертация неоднократно рассматривалась на заседаниях и научных семинарах кафедры технологии, организации и управления в строительстве (ТОУС) ФГБОУ ВПО «МГСУ»

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 14 печатных работ, из них 8 в изданиях из перечня ВАК.

Рисунок 1. - Общая методологическая схема исследования

На защиту выносятся:

1. Порядок увязки календарных моделей, в том числе и многомерных, на уровнях иерархии, а также в рамках интеграции долгосрочного, среднесрочного и текущего планирования строительства зданий и сооружений;

2. Системотехническая модель устойчивого развития инвестиционно-строительной деятельности;

3. Формализованное описание информационного взаимодействия в инвестиционно-строительной деятельности.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, основных глав, общих выводов, списка используемой литературы и приложений.

Содержание диссертации соответствует пп. 3,7,10,11 Паспорта специальности 05.02.22 - Организация производства (строительство):

3. Разработка методов и средств информатизации и компьютеризации производственных процессов, их документального обеспечения на всех стадиях.

7. Анализ и синтез организационно-технических решений. Стандартизация, унификация и типизация производственных процессов и их элементов.

10. Разработка методов и средств мониторинга производственных и сопутствующих процессов.

11. Разработка методов и средств планирования и управления производственными процессами и их результатами.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована актуальность темы диссертации, уровень разработанности данной проблемы, обоснованы теоретическая и практическая значимость работы, сформулированы цели и задачи, показаны научная новизна исследования и практические результаты.

Первая глава диссертации посвящена анализу строительной отрасли в целом и существующих подходов к организационно-технологическому проектированию которые показали, что рост количества активно реализуемых крупных инвестиционно-строительных проектов, на территории РФ, в совокупности с жесткими требованиями к качеству, срокам реализации, а главное стоимости строительства, ведет к появлению новых стандартов разрабатываемой проектной документации, в том числе по организации строительства. Увеличение технологичности инженерных систем зданий, применение инновационных материалов и технологий требует от системы планирования увеличения количества учитываемых факторов и обозначение более четких связей и взаимодействий между ними.

Большая часть показателей, влияющий на процесс формирования трудоемкости, а в конечном счете и стоимости строительно-монтажных работ, таких как: состав операций и состав звена, перечень строительных машин и механизмов, остались неизменны еще с 1980-х годов. В этой связи в проектах выполненные на основе ФЕР, ТЕР, ГЭСН существует большая вероятность неточности в части определения времени и затрат на ту или иную операцию. Учитывая, что крупные инвестиционные проекты состоят из тысяч или даже десятков тысяч операций неточности превращаются в серьезные отклонения по срокам и стоимости.

В результате изменений происходящие в строительной отрасли требуют становления новых подходов к организационно-технологическому проектированию в строительстве, для успешной её реализации необходимо учитывать больше информации и исходных данных. Все это влечет за собой постановку новых задач, которые ранее не рассматривались в процессе организационно-технологического проектирования (рис. 2).

Современные задачи организационно-технологического проектирования

Уровень организатора | строительства ■ (уровень предприятия) ' Технологический уровень I Уровень конечной I строительной продукции

• Учет особенностей 1 • Учет оснащенности • Требования к

и увязка 1 подрядных организаций- конечному

организационной 1 исполнителей (машинами и качеству

структуры 1 механизмами, трудовыми строительной

организаций- | ресурсами и др.); продукции;

участников ИСД; • Наличие ограничений • Требования к

• Планирование 1 накладываемых строительной срокам

схемы I площадкой реализации

взаимодействия 1 (пространственные инвестиционно-

между 1 ограничения, ограничения строительного

организациями- I монтажных размеров проекта;

участниками ИСД; 1 оборудования и механизмов

1 и др.)

Рисунок 2. Современные задачи организационно-технологического проектирования

Некачественная проработка организационно-технологических решений при реализации современных инвестиционно-строительных проектов в России является фактом, не требующим доказательств. Нерациональный выбор основной и вспомогательной техники, нескоординированные действия бригад, несвоевременное обеспечение материально-техническими ресурсами, ошибки в рабочей документации, дополнительные объемы работ, незапланированные в сметных расчетах, которые выявляются только при разработке проекта производства работ, в том числе и на выполнение технологически сложных работ по монтажу оборудования.

Это сравнительно небольшая часть проблем, с которыми сталкиваются сегодня на строительных площадках. Решение указанных задач - это трудоемкий процесс, который к тому же характеризуется значительным отставанием нормативно-правовых и методических аспектов организации строительства от перманентного усложнения реализуемых проектов.

Во второй главе приведены методологические принципы организации проектирования и строительства, произведен анализ статистических данных, которые находятся в тесной зависимости от факторов, влияющих на выбор организационно-технологических решений при строительстве зданий и сооружений, в результате чего выявлены принципы формирования совокупности факторов и показателей эффективности, методы их определения.

Инвестиционно-строительный проект можно разделить на четыре фазы: инициализация, планирование, исполнение - контроль и завершение. Следует обратить внимание на ранние фазы жизненного цикла проекта, т.к. если разложить фазы по оси времени (рис. 3), то получим примечательную картину, а именно: возможность влияния на стоимость проекта и его функциональные характеристики снижается в процессе проектирования и к моменту ведения стро-

ительства почти не возможна без серьезного изменения стоимости проекта в сторону увеличения. Соответственно затраты на изменения и доработку проекта ведут себя обратно пропорционально т. е. увеличиваются от начала реализации проекта к его завершению. Данный график показывает, что корректировка при проектировании строительства должно проводиться, если она требуется, как можно раньше, только тогда этот процесс можно оптимизировать и извлечь из него потенциальную прибыль.

Возможность ВЛИЯНИЯ на стоимость и функциональные характеристики

Затраты на внесение изменений

Предпочтительный процесс проектирования

Концепция Проектирование

Рабочая документам«

Строительство

Рисунок 3. - График зависимость затрат на внесения изменений в процессе развития

проекта

Отталкиваясь от общепринятого подхода к анализу технико-экономических систем, разделим факторы, влияющие на систему выбора организационно-технологических решений (ОТР) на эндогенные (внутренние, подлежащие регулированию со стороны субъекта инвестиционно-строительной деятельности) и экзогенные (внешние, независимые, которые необходимо учитывать, но на которые субъект не может воздействовать).

На основании материалов первых двух глав диссертации развивается предположение, что наличие организатора строительства, как отдельного субъекта, является наиболее эффективным решением указанных задач на уровне строительного объекта.

В качестве организатора строительства можно рассматривать как отдельные специализированные инжиниринговые подразделения компаний, управляющих инвестиционно-строительными проектами, так и самостоятельные инжиниринговые компании, реализующие функции организатора строительства. Использование инжиниринговых компаний или подразделений вызвано необходимостью решения комплекса технико-технологических, организационных, экономических и управленческих задач.

В третьей главе установлено, что для определения динамического поведения технико-экономической системы и ее формализованного описания боль-

шое значение имеет вектор состояния. Одна из особенностей системы определяется тем, что ее состояние в большинстве случаев характеризуется многомерным вектором, поэтому верификация элементов вектора состояния - это достаточно сложная задача, для решения которой следует определить структуру системы, а также принцип действия внутрипроизводственного хозяйственного механизма. При верификации вектора состояния технико-экономической системы необходимо учитывать взаимодействия её элементов, которые проецируются в форме интенсивности потоков материально-технических, энергетических, финансовых ресурсов, рабочей силы и информации.

Как и в любой технико-экономической системе, в инвестиционно-строительной деятельности выделяют два аспекта ее функционирования »■¡утреннее и внешнее поведение, неразрывно связанные между собой.

Состояние в котором инвестиционно-строительная деятельность находится в момент времени I, зависит от ее состояния в более ранние периоды, а также от потоков на входе, которые оказали воздействие в периоде времени 1-1. В этой связи пространство входных величин Х$ технико-экономической системы Б можно представить следующим образом:

^5eЛxMxЯx^xF (1)

где: А - множество параметров, характеризующие потоки рабочей силы; М -множество параметров, характеризующие потоки материально-технических ресурсов; Е — множество параметров, характеризующие поток энергетических ресурсов; / - множество параметров, характеризующие информационные потоки^ - множество параметров, характеризующие потоки финансовых ресурсов.

Автором установлено, что развитие инвестиционно-строительной деятельности, как технико-экономической системы, описывается изменением вектора параметров состояния, компоненты которого представляют собой средние показатели, характеризующие строительное производство и его инфраструктуру в определенный момент времени.

Переход от одного состояния технико-экономической системы к другому описывается с помощью входных и выходных величин.

Входными величинами инвестиционно-строительной деятельности являются, например, показатели оперативных планов, характеристики потоков трудовых, материально-технических, информационных, финансовых ресурсов, строительной продукции. В этой связи подсистема строительного производства получает от подсистемы управления воздействия, касающиеся:

- объема строительного производства, его структуры;

- требований качества строительной продукции;

- перечня субподрядных организаций;

- показателей производительности труда;

- параметров эффективности и рентабельности строительного производства;

- нормирования расхода материально-технических ресурсов, затрат труда;

- объема использования отходов строительства и т. д.

Выходные величины позволяют установить, как одни подсистемы влияют

на другие подсистемы в пространстве инвестиционно-строительной деятельности, т. е. рассматриваемая входная величина является величиной на выходе другой подсистемы.

Выходные величины можно подразделить на два типа:

1) показатели, представляющие собой управленческую информацию. Данный тип величин выдается подсистемой информационного обеспечения и подсистемой управления при выполнении ею функции управления, контроля и принятия решений;

2) показатели, отражающие влияние одной подсистемы на другие подсистемы инвестиционно-строительной деятельности.

Устойчивое развитие определяется соотношением входа и выхода, избранной стратегией и достигнутыми результатами.

Пространство инвестиционно-строительной деятельности определяется следующим образом;

[Х.Е.У], (2)

где: X - пространство входных величин; 2 - пространство параметров состояния; У - пространство выходных величин.

Пространство инвестиционно-строительной деятельности {X, 1, У) охватывает совокупность основных и вспомогательных процессов, поведение технико-экономической системы, режим её функционирования в условиях устойчивого развития.

Формализация механизмов взаимодействий и устойчивого развития технико-экономических систем указывает на необходимость описания их в пространственно-временных координатах.

Первый шаг предполагает установление горизонта исследования - Т, т. е. временной границы, до которой проектируются траектории роста.

Далее определяется ритм модели, или единица измерения экономического времени. По отношению к пространственным координатам, отражающим процесс устойчивого развития инвестиционно-строительной деятельности, применяются следующие идентификаторы: х - вектор входных величин (х £ X); и -вектор параметров решений (и £ X); г - вектор параметров состояния (г £ 7); у - вектор выходных величин (у £ V); - вектор выходных величин, поступающих в подсистему управления (IV £ У).

На этом основании в диссертации установлено, что системотехническая модель устойчивого развития инвестиционно-строительной деятельности является многомерной и имеет следующий вид (рис. 4):

2г+1 = — — Щ>Щ-1> —'Щ-вз) (3)

— ^г-в^ — — >Щ-в3) ^ Ht (4)

= (р{гихищ) (5)

уг = 4izt.Xt.Ut) (6)

В приведенной выше системотехнической модели первое выражение показывает изменение вектора параметров состояния в пространстве и времени и описывает внутреннее поведение системы, т. е. вид зависимости состояния системы в момент времени /+1 от временной последовательности состояний,

входных и выходных величин с учетом продолжительности их воздействия Э

интерневал времени <1; 1+1 >

>1 >

>

1Э-

С1

СИ

Выходные величины Ум

снз

Динамика системы

-о

сыз

Н0

I

Нт

<из

Нт

э

Рисунок 4. Схема изменения пространства инвестиционно-строигельной деятельности

во времени

Таким образом, функция .Р, выражает в формализованном виде пространственно-временную динамику инвестиционно-строительной деятельности. Величина содержит ограничения, которые должны соблюдаться в процессе устойчивого развития инвестиционно-строительной деятельности, задаваемые подсистемой управления, например: имеющиеся ограничения на материально-технические, трудовые ресурсы, номенклатуру строительного производства, требования качества строительной продукции, установленная продолжительность строительства и т. д.

Третье уравнение системотехнической модели описывает информацию,

передаваемую подсистеме управления, а четвертое уравнение отражает пространственно-временную динамику выходных величин технико-экономической системы. Поскольку при специфических процессах, происходящих инвестиционно-строительной сфере, параметры состояния в момент времени г+7 зависят от параметров состояния и воздействий как на момент времени Г, так и на более ранних периодов, в системотехнической модели появляются также различные параметры запаздывания, т. е. объем строительной продукции зависит как от величины капитальных вложений текущего года, так и от капитальных вложений прошлых периодов. Воплощаются же они в зданиях и сооружениях, вводимых в эксплуатацию в данном периоде.

Для развития положения о том, что управление инвестиционно-строительной деятельностью должно обеспечивать реализацию целей устойчивого развития, необходимо организовать подсистему, которая поставляла бы информацию о происходящих в пространстве инвестиционно-строительной деятельности процессах как основных, так и вспомогательных.

Такой подсистемой является подсистема информационного обеспечения, которая создает необходимые предпосылки для того, чтобы подсистема управления эффективно выполняла свои функции управления, контроля и принятия решений.

Подсистема информационного обеспечения тесно связана с другими подсистемами, существующими в структуре инвестиционно-строительной деятельности. Каждой составной части инвестиционно-строительной деятельности соответствует элемент подсистемы информационного обеспечения, в котором накапливается, обрабатывается, а затем передается подсистеме управления информация о происходящих основных и вспомогательных процессах, позволяющая анализировать устойчивое развитие системы инвестиционно-строительной деятельности.

В данной подсистеме широко используются вычислительные и программные комплексы. Поэтому требования, предъявляемые к подсистеме информационного обеспечения, касаются точности данных в аспектах:

- статистики (сбор, накопление, передача и обработка информации);

- динамики (учет и передача данных с учетом динамики и быстроты основных и вспомогательных процессов).

Для того чтобы удовлетворить потребность в информации на уровнях иерархии, в подсистеме информационного обеспечения используются массивы информации, организованные и структурированные по сферам деятельности, обеспечивающие доступ и подготовку эффективных программ обработки информации в соответствии с потребностями стратегического и оперативного . планирования и управления.

Важная задача подсистемы информационного обеспечения состоит в оперативном представлении данных подсистеме управления о резервах или об отклонениях от траектории развития, чтобы она могла своевременно вырабатывать и реализовывать адекватные решения.

Следует отметить, что тесное взаимодействие присутствует между подсистемой информационного обеспечения и подсистемой планово-финансового

обеспечения, а также подсистемой материального стимулирования. Благодаря подсистеме информационного обеспечения создаются возможности измерения эффективности использования ресурсов и соотношения между затратами и результатами как в отдельных элементах, так и во всей инвестиционно-строительной деятельности. Аналогичным образом подсистема информационного обеспечения связана с подсистемами ценообразования, кадрового и научно-технического обеспечения.

В тоже время, используя подсистему информационного обеспечения, подсистема аккумулирования эффекта (прибыли) может осуществлять мониторинг расширенного воспроизводства, измерить и корректировать его темпы, пропорции и взаимосвязи, а подсистема управления - принимать стратегические и тактические решения.

Таким образом, подсистема информационного обеспечения должна осуществлять мониторинг выполнения стратегических и оперативных планов, а также показателей устойчивого развития. Для этого она должна иметь информацию о состоянии, а также входные и выходные данные каждой подсистемы в структуре инвестиционно-строительной деятельности.

Формализованное описание функционирования подсистемы информационного обеспечения базируется на использовании показателя а|кг, который характеризует объем строительного производства, характер потребления материальных, технических, финансовых, трудовых ресурсов. При этом г означает вид ресурса, т. е. финансовый, трудовой, материальный или технический, индекс/-вид работ, к - подразделение и I- объект, на котором находится фронт работ у. В подсистеме информационного обеспечения показатели а](сг оцениваются, агрегируются и затем передаются подсистеме управления.

Агрегирование показателей проводится, прежде всего, по:

- видам строительной продукции;

- объектам (строительным площадкам);

- подразделениям;

- фронтам работ.

В результате возникает новая информация, соответственно относящаяся к:

- отдельным видам строительной продукции;

- объектам (строительным площадкам);

- подразделениям;

- фронтам работ.

На основе исходных данных а](с( подсистема информационного обеспечения подготавливает данные о производительности труда, эффективности и рентабельности строительного производства, характере использования ресурсов, производственных мощностей, ценах на строительную продукцию и т. д.

Информационные связи, которые существуют между элементами инвестиционно-строительной деятельности, характеризуются подмножеством Л,:

й; £ Еу х Еу (7)

где: Еу означает множество элементов системы инвестиционно-строительной

тс н -

Фа в —

деятельности.

Между двумя подсистемами (элементами) Бд И Бв пространства инвестиционно-строительной деятельности имеются информационные связи, если выполняется следующие условие:

(£<, ЗД или (.^А) €= йг (8)

Подсистема, которой передает информацию подсистема Б а, обозначается БЛЯ, а если подсистема Бл получает информацию, обозначается ЕБЛ.

Если информационные связи подразделяются в соответствии с потребностями управления на р классов, то матрицы получают форму

*г={<р'л%),Ъ = 1.~.Р (9)

Элементы этих матриц принимают следующие значения: '1, если в момент времени I подсистема передает

подсистеме 5В информацию типа Л; О, если в момент времени I от подсистемы БАк (10)

подсистеме Бв нет передачи информации типа й.

Вследствие динамики инвестиционно-строительной деятельности информационные потоки претерпевают изменения: возникают новые связи, другие связи прекращаются. В этом аспекте важная роль при совершенствовании подсистемы информационного обеспечения принадлежит актуализации информационных связей, обозначаемой через При этом имеется в виду матрица, элементы которой определяются следующим образом:

0, если между подсистемами 5Л и 5В к мементу времени £ + 1 не возникает изменений в информационных связях типа Ь;

1, если между подсистемами и 5В к моменту времени г + 1 возникают новые информационные связи типа Ь;

—1, если между подсистемами и ^прекращаются информационные связи типа Ь, поскольку к моменту времени Г + 1 необходимость в них отпадает.

(И)

Таким образом, матрица связей в момент времени /+/ получает форму:

1 = Ф? + (12)

Развитие методов планирования и управления тесно связано с улучшением информационных связей, с модернизацией всей подсистемы информационного обеспечения, ее структуры и функционирования.

На основе вышеприведенного в диссертации были разработаны единичные элементы на типовые строительные работы и процессы, которые объединены в базы данных единичных элементов для создания многомерных моделей основанных на блочно-кластерной структуре. Применение данной методики позволяет сократить сроки разработки модели строительного объекта за счет использования принципов типизации и унификации. Такой подход позволяет

Рлпв =

использовать многомерную модель на ранних стадиях реализации инвестиционно-строительного проекта.

В рамках диссертации разработана многомерная модель объекта строительства. Базой для ее создания послужило программное обеспечение Synchro Professional. Для решения задач организационно-технологического проектирования было разработано три сценария. Первый сценарий описывает размещение временных зданий и сооружений на строительной площадке. Во втором сценарии рассматривается вопрос размещения крупногабаритного оборудования, данная задача актуальна при определении технологических проемов в несущих конструкциях и определении последовательности возведения конструкций и монтажа технологического оборудования. Третий сценарий наглядно показывает преимущество систем визуализации в процессе организационно-технологического проектирования. Раскрываются такие задачи как проверка правильности графиков производства работ, технологических решений по последовательности возведения очередей строительства.

Четвертая глава посвящена вопросам планирования строительства не только при разработке организационно-технологической документации, но и при подготовке и реализации самого процесса строительства. Для этого в современных условиях необходимо внедрение целого комплекса мероприятий по планированию на всех его уровнях иерархии.

Оценка организационно-технологических требований должна быть составляющей инвестиционно-строительного проектирования и в первую очередь должна быть направлена на повышение уровня детализации планирования, с последующим созданием динамичной системы оперативно-диспетчерского управления, отражающей ход инвестиционно-строительного проекта и осуществляющей контроль затрат на его реализацию.

В диссертации предлагается следующий порядок организации календарного планирования в условиях инжиниринговой схемы управления строительством, который является основой многомерного моделирования.

Для долгосрочного и среднесрочного планирования основой являются графики 1-го и 2-го уровней иерархии.

Календарно-сетевой график - форматизированное описание совокупности работ связанных между собой зависимостями, выполнение которых необходимо для достижения целей проекта.

График 1-го уровня - календарно-сетевой график, определяющий последовательность выполнения фаз проекта сооружения (проектно-изыскательских работ - ПИР, материально-технического обеспечения - МТО, строительно-монтажных работ - СМР, пуско-наладочных работ - ПНР и др.) а также их стоимость в текущих ценах в разбивке по . структуре капиталовложений (СМР, оборудование, прочее).

График 2-го уровня — календарно-сетевой график в составе ПОС, содержащий перечень ключевых технологических событий и определяющий очередность, продолжительность и стоимость разработки комплектов рабочей документации, поставок технологических комплектов МТР, циклов строительно-монтажных работ и этапов ПНР. Разрабатывается в разрезе зданий и сооруже-

ний на период от момента утверждения проектной документации до ввода в промышленную эксплуатацию.

На момент создания графиков 1-го и 2-го уровней необходимо сформулировать и утвердить план достижения ключевых технологических событий на весь период сооружения. Что при нетиповом строительстве достаточно ресурсоемкое мероприятие, но крайне необходимое для дальнейшей разработки графиков на всех уровнях иерархии.

Ключевое технологическое событие - элемент графика, фиксирующий стопроцентное достижение запланированного технологического результата по одной или нескольким технологическим цепочкам работ, контролируемый визуально и документально.

За основу вышеупомянутого плана берется набор ключевых технологических событий (КТС), который в свою очередь определяется и разрабатывается на основании состава пускового комплекса для каждого типа проекта (рис. 5).

После утверждения график 1-го уровня может быть использован для формирования долгосрочной инвестиционной программы компании. В график 2-го уровня должны быть включены ключевые технологические события. На основании графика 2-го уровня должен быть сформирован «План достижения ключевых технологических событий на весь период сооружения объекта» и «План достижения ключевых технологических событий на весь период выполнения пуско-наладочных работ».

Дата передачи комплекта РД в производство

Дала поставки те* нол оги ч е ского комплекта МТР

Приемка комплекта РД в производство

Дата выдачи комплекта РД в производство

В К технологического комплекта МТР

Дата завершения ВК технологического МТР

Дата начала монтажа технологического комплекта МТР

Монтаж оборудования

V-Дата начала цикла работ или комплексного процесса

СМР (за I монтажа оборудования

Дата

завершения цикла работ или комппексного процесса

Дата окончания монтажа технологического комплекта МТР

Рисунок 5. Общая схема разработки планов достижения ключевых технологических событий

График 2-го уровня и «План достижения КТС на весь период сооружения объекта» должны подписываться в составе договора на сооружение объекта между заказчиком и инжиниринговой компанией. Применение графика 2-го

уровня положительно влияет на организацию, исполнение и контроль договорных обязательств. График 2-го уровня в части ПНР и «План достижения ключевых технологических событий на весь период выполнения ПНР» - в составе договора на выполнение ПНР между заказчиком и инжиниринговой компании на выполнение указанных работ.

Годовое планирование необходимо для создания условий выполнения годовой производственной программы в соответствии с заданными технико-экономическими показателями, для обеспечения своевременного ввода в эксплуатацию сооружаемых объектов и рационального использования трудовых и материально-технических ресурсов.

Для планирования работ на год используются:

- график 3-го уровня. График 3-го уровня - календарно-сетевой график, уточняющий график 2-го уровня сроком на 1 календарный год на основании разработанной рабочей, документации и проведенных конкурсных процедур на выбор исполнителей СМР, ПНР и поставщиком МТР, предназначен для планирования, координации и контроля деятельности основных участников проекта по срокам и стоимости в базовых ценах;

- план достижения ключевых событий на один календарный год;

- тематический план на год.

График 3-го уровня необходимо разрабатывать на один календарный год, инжиниринговой компанией и генподрядчиком по ПНР в соответствии с требованиями, предъявляемыми к календарно-сетевых графикам проекта сооружения объекта. График 3-го уровня формируют на основании графика 2-го уровня, рабочей документации и результатов проведенных конкурсов на выбор исполнителей работ.

На основании графика 3-го уровня, возможно, предложить следующие формы:

- план достижения ключевых технологических событий на один календарный год;

- план достижения ключевых технологических событий на один календарный год в части ПНР;

- тематический план на выполнение строительно-монтажных работ и освоение капиталовложений на год;

- тематический план на поставку оборудования на год;

- тематический план на выполнение проектно-изыскательских работ на

год;

- тематический план на выполнение ПНР на год.

График 3-го уровня и «План достижения ключевых технологических событий на один календарный год» должны подписываться в качестве приложений к дополнительному соглашению к договору между заказчиком и инжиниринговой компанией на один календарный год. График 3-го уровня в части ПНР и «План достижения ключевых технологических событий в части ПНР» должны подписываться в качестве приложений к допсоглашению к договору между заказчиком и генподрядчиком по ПНР на один календарный год.

Планирование на квартал состоит в уточнении годового структурного графика и планов материально-технического обеспечения строек, месячное и недельно-суточное планирование заключается, главным образом, в выкопировке соответствующих участков из документов годового плана с внесением уточнений, связанных с учетом сложившейся к началу квартала ситуации. Сходным образом формируются и отчетные документы (рис. 6).

Для планирования на квартал используются:

- график 3-го уровня;

- тематические планы на квартал (СМР, оборудование, ПНР, ПИР).

Рисунок 6. Общая схема реализации договорных отношений с использованием планов достижения ключевых технологических событий

Для разработки тематических планов на квартал должен использоваться текущий (актуализированный) график 3-го уровня с введенными фактическими данными по состоянию на 1 число планируемого квартала и рассчитанным расписанием.

Текущий график - календарно-сетевой график содержащий информацию о фактически выполненных работах, а также компенсирующие мероприятия.

Планирование на месяц. Для планирования на месяц используются:

- график 3-го уровня;

- тематические планы на месяц (СМР, оборудование, ПНР, ПИР).

Для разработки тематических планов на месяц должен использоваться текущий график 3-го уровня с введенными фактическими данными по состоянию на 1 число планируемого месяца и рассчитанным расписанием.

Ежемесячно в график 3-го уровня должны вводиться данные о фактическом состоянии работ и рассчитываться расписание. На основании текущего графика 3-го уровня инжиниринговой компанией должны готовиться следующие отчетные формы для предоставления заказчику и инвестору:

- отчет о прогрессе;

- отчет о сроках достижения ключевых технологических событий;

- отчеты о выполнении тематических планов (ПИР, СМР, Оборудование);

- перечень компенсирующих мероприятий - отчет формируется только при наличии отставания относительно утвержденного графика 3-го уровня, предоставляется только заказчику.

Необходимость управления большим количеством различных по интенсивности, направлению, объёму, схемам прохождения информационных, материально-технических потоков, а также потоков регулирующих воздействий со стороны организатора строительства указывает на целесообразность использования многоуровнего подхода в планировании реализации инвестиционно-строительных проектов с целью повышения эффективности и интенсификации строительного производства. Главное преимущество такого подхода - это возможность полноценно использовать инжиниринговую схему организации строительства (рис. 7).

Приказы Решения

Бюджеты финансирования

-планирование работ по всей структуре КВЛ;

•организация и контроль работ; -разработка и исполнение графиков проекта; •отчетность перед заказчиком по использований финансовых средств

f Подрядные Д ( организации по )

v смр J

-планирование приемка выдача ПСД; -контроль за выполнением тематических планов;

•качества выполняемых работ;

- контроль за исполнением графиков ^ проекта сооружения;

• координация работ инжиниринговой компании и генподрядчика по ПНР;

• согласование графиков 2 и Зго уровней, представленных инжиниринговой компанией;

- контроль за целевым и эффективным использованием финансовых средств

-организация и контроль работ по части ПНР;

- разработка и исполнение графиков в части ПНР

- отчетность перед заказчиком по использованию финансовых средств

(" Подрядные "Ч организации по J ^ ПНР J

Рисунок 7. Структура управления инвестиционно-строительным проектом инжиниринговой компанией на площадке строительства

Учет статических и динамических требований строительства с использование инжиниринговой схемы в совокупности с графиком ограничений и структурой заключения контрактов, обеспечивает должный синергетический эффект, и облегчает взаимозависимые отношения участников проекта. Использование

инжиниринговых компаний в организационной структуре управления проекта позволяет избежать ряда существенных недостатков, появляющихся при вертикальной интеграции: устранение рыночных сил, создание жесткой взаимной зависимости, ограниченный рынок, нераспределенность рисков, ограниченные возможности для поддержания конкурентоспособности в течение длительного периода, чрезмерно разросшиеся производственные цепочки с устареванием базовых технологий, ограниченность комбинирования взаимодополняющими ресурсами.

Экспериментальное внедрение результатов исследования выполнено на базе строительства жилого квартала состоящего из четырех многоэтажных жилых домов со встроенными помещениями административно-офисного назначения по адресу: Московская область, г. Королев, ул.Силикатная, д. 4 кор. 2-5 (Застройщик: ООО «Охра»).

В рамках апробации результатов работы отмечена оптимизация решения задач организационно-технологического планирования, что в конечном итоге позволило производить работы в соответствии с оптимизированным графиком производства работ, который предусматривал сокращения сроков строительства на 16 %. К второстепенным результатам можно отнести повышения качества выполняемых работ, за счет сокращения простоев фронтов работ и учета сезонного фактора. Следует отметить достижение сокращения площади складов, что в стесненных условиях городской застройки является немаловажным. Общий экономический эффект от использования положений научно-исследовательской работы можно оценить в пределах 1,5 % от общей стоимости строительства.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. В последние годы строительная отрасль РФ характеризуется ростом количества небольших строительных организаций и предприятий и как следствие увеличение числа участников инвестиционно-строительной сферы в совокупности общим технологическим усложнением производственных процессов в строительстве. В этой связи требуется внедрение комплексных систем организационно-технологического проектирования в строительстве.

2. Модернизация системы организационно-технологического проектирования требует внесения изменений в нормативно-правовую базу в области организации строительства. Поскольку на сегодняшний момент использование многомерных моделей строительного объекта при разработке организационно-технологической документации не отражено в существующей нормативно правовой документации.

3. В работе представлена систематизация статистических данных, которые находятся в тесной зависимости от факторов, влияющих на выбор организационно-технологических решений при строительстве зданий и сооружений, в результате чего выявлены принципы формирования совокупности факторов и показателей эффективности, методы их определения. Полученные системати-

зации необходимы для актуализации нормативных документов, в том числе в части терминов и определений, для идентификации видов работ, производимых на объекте.

4. Предложена комплексная система оценки эффективности организационно-технологических решений в строительстве, в основе которой лежит итерационный принцип в совокупности с идеями объединения процессов визуализации архитектурно-конструктивных проектов с проектами организации строительства.

5. Изучен вопрос внедрения систем управления и организации проектирования в строительстве, результат данной работы представлен в описания системы внедрения комплексного визуального организационно-технологического проектирования.

6. Сформирована система требований, которым должна отвечать визуального организационно-технологическая модель строительного объекта. Подробно рассмотрены преимущества, получаемые участниками реализации проекта за счет применения многомерного моделирования при проектировании организационно-технологической документации, а также на протяжении всего жизненного цикла проекта.

7. На основе логистических принципов разработана схема изменения пространства инвестиционно-строительной деятельности во времени и представлена в виде системотехнической модели. Выведены теоретические принципы формирования информационной модели строительства, а так же информационного взаимодействия в инвестиционно-строительной деятельности

8. Разработана методика проектирования многомерной модели строительства, в основе которой лежит блочно-кластерная структура создаваемой многомерной модели объекта строительства. Применение данной методики позволяет сократить сроки разработки модели строительного объекта за счет применения типовых единичных элементов. Такой подход позволяет использовать многомерную модель на ранних стадиях реализации инвестиционно-строительного проекта.

9. Разработаны единичные элементы на типовые строительные работы и процессы, которые объединены в базы данных единичных элементов для создания многомерных моделей основанных на блочно-кластерной структуре.

10. Произведена апробация полученных результатов на объекте «Строительство жилого квартала состоящего из четырех многоэтажных жилых домов со встроенными помещениями административно-офисного назначения». Выполнена оптимизация решения задач организационно-технологического планирования. К второстепенным результатам можно отнести повышения качества выполняемых работ, за счет сокращения простоев фронтов работ и учета сезонного фактора. Также было достигнуто сокращение площади складов, что в стесненных условиях городской застройки является немаловажным.

11. Перспективным направлением развития результатов работы является: создание специализированной интегрированной платформы, ориентированной на проектную информацию. То есть данное решение сводит воедино всю информацию, необходимую в процессах управления проектом, программой,

портфелем: плановую и фактическую, ресурсы и расходы, документы и транзакции, то есть все данные из различных систем управления проектами.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. * Жаров Я.В. Новые подходы к формированию организационной структуры и планированию в энергетическом строительстве [Текст] // Вестник МГСУ. - 2012. -№ 12. - 0,5 пл. (в соавторстве, авторский вклад - 0,25 пл.).

2. *Жаров Я.В. Организационно-технологическое проектирование при реализации инвестиционно-строительных проектов [Текст] II Вестпик МГСУ. - 2013. -№5.-0,5 пл.

3. *Жаров Я.В. Учет организационных аспектов при планировании строительного производства в энергетике [Текст] // Промышленное и гражданское строительство. - 2013. - № 5. - 0,25 п.л.

4. *Жаров Я.В. Организационно-технологическое проектирование в строительстве: вопросы нормативной документации [Текст] // Научное обозрение. - 2014. -№ 1 - 0,5 п.л. (в соавторстве, авторский вклад - 0,25 пл.).

5. *Жаров Я.В. Структура и состав системотехнической модели устойчивого развития инвестиционно-строительной деятельности [Текст] // Вестник МГСУ. -2014. -№ 2. - 0,5 п.л. (в соавторстве, авторский вклад - 0,25 пл.).

6. *Жаров Я.В. Математическое описание информационного взаимодействия в инвестиционно-строительной деятельности [Текст] // Вестник МГСУ. - 2014. - № 5.

- 0,5 пл. (в соавторстве, авторский вклад - 0,25 пл.).

7. *Жаров Я.В. Теоретические основы многомерного моделирования устойчивого развития инвестиционно-строительной деятельности [Текст] // Вестник МГСУ.

- 2014. - № 6. - 0,5 п.л. (в соавторстве, авторский вклад - 0,25 п,л.).

8. *Жаров Я.В. Основные теоретические положения логистики регулирующих воздействий в инвестиционно-строительной сфере [Текст] // Вестник МГСУ. - 2014,

- № 7. - 0,75 пл. (в соавторстве, авторский вклад - 0,25 пл.).

9. Жаров Я.В. Развитие организационных схем управления строительством [Текст] // Строительство - формирование среды жизнедеятельности / Сб. науч. тр. ХШ Межд. межвуз. науч.-практ. конф. - М.: МГСУ, Изд-во АСВ, 2010. - 0,5 пл. (в соавторстве, авторский вклад - 0,25 пл.).

10. Жаров Я.В. Новые подходы к формированию организационной структуры и планированию в энергетическом строительстве [Текст] // Строительство. Экономика и управление. - 2012. - № 3(7). - 0,5 пл. (в соавторстве, авторский вклад - 0,25 пл.).

11. Жаров Я.В. Информационная модель здания // Строительство - формирование среды жизнедеятельности / Сб. науч. тр. XV Межд. межвуз. науч.-практ. конф. -М.: МГСУ, Изд-во АСВ, 2012. - 0,5 пл. (в соавторстве, авторский вклад - 0,25 пл.).

12. Жаров Я.В. Практика организационно-технологического проектирования при реализации инвестиционно-строительных проектов [Текст] // Строительство — формирование среды жизнедеятельности / Сб. науч. тр. XVI Межд. межвуз. науч.-практ. конф. - М.: МГСУ, Изд-во АСВ, 2013. - 0,5 пл. (в соавторстве, авторский

вклад - 0,25 пл.).

13. Жаров Я.В. Развитие системы требований к организационно-технологическому проектированию в строительстве. Вопросы нормативной документации [Текст] // Инновации в отраслях народного хозяйства, как фактор решения социально-экономических проблем современности / Сб. докладов и материалов III Межд. науч.-практ. конф. (Москва, 5-6 декабря 2013г.). - М.: Изд-во Моск. гуманит. ун-та, 2013. - 0,5 п.л. (в соавторстве, авторский вклад - 0,25 п.л.).

14. Жаров Я.В. Методы организационно-технологического проектирования в строительстве на основе многомерных моделей [Текст] // Строительство - формирование среды жизнедеятельности / Сб. науч. тр. XVII Межд. межвуз. науч.-практ. конф. - М.: МГСУ, Изд-во АСВ, 2014. - 0,5 п.л. (в соавторстве, авторский вклад -0,25 пл.).

* - 8 работ, опубликованных в научных изданиях, входящих в действующий перечень, утверждённый Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации.

Лицензия ЛР №020675 от 09.12.1997 г. ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» Подписано в печать: 21.10.2014. Формат: 60x84 1/16 Печать: XEROX Объем: 1,0 п.л._Тираж: 100_Заказ №: б/н

129337, г. Москва, Ярославское ш., 26, ФГБОУ ВПО «МГСУ»