Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОЦЕССОВ
МОДЕЛИРОВАНИЯ УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВОМ
БЫСТРОВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ 11
1.1. Роль и место быстровозводимых зданий в строительном
комплексе 1 1
т 1.2. Требования, предъявляемые к системе критериев, моделям и
методам оценки эффективности применения и управления строительст
вом быстровозводимых зданий 14
1.3. Оценка состояния существующих критериев, моделей и мето
дов оценки эффективности применения и управления строительством
быстровозводимых зданий 19
Выводы по главе 27
ГЛАВА 2. СИСТЕМА КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРИМЕНЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВОМ
БЫСТРОВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ И МЕТОДЫ ИХ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ 29
Выбор системы критериев 29
Методы вычислений по определению коэффициентов весомости критериев оценки эффективности 37
Ф 2.3. Исследование гистограмм распределения экспертных данных с
использованием робастной оценки 48
2.4. Машинный эксперимент по определению коэффициентов ве
сомости критериев оценки эффективности 66
Выводы по главе 69
ГЛАВА 3. МОДЕЛИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ф ПРИМЕНЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВОМ
БЫСТРОВОЗВОДИМЫХ ЗДАНИЙ 70
3.1. Общая математическая постановка задач определения области
применения и оптимальных решений при управлении строительством
быстровозводимых зданий 70
Структура и состав имитационной модели 81
Модель управления рисками при обосновании организационных и технологических решений 94
Алгоритмы и программный комплекс для реализации имитационной модели средствами вычислительной техники 104
Выводы по главе 109
ГЛАВА 4. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
КАПИТАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА БЫСТРОВОЗВОДИМЫХ
ЗДАНИЙ ПО
4.1. Численные методы определения эффективности капитального
строительства быстровозводимых зданий в конкурентной среде 110
Эффективность применения объемно-блочных быстровозводимых систем для реконструкции жилых домов 119
Эффективность применения сборно-разборных быстровозводимых систем для нового строительства 128
4.4. Рекомендации по применению быстровозводимых зданий 134
Выводы по главе 135
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 137
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 139
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Исходные данные для машинного эксперимента
по оценке эффективности быстровозводимых зданий 149
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Результаты машинного эксперимента 172
ПРИЛОЖЕІШЕ 3. Справки внедрения результатов диссертацион
ной работы 185
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Исследование быстровозводимых зданий как особого типа строительных объектов повышенной степени заводской готовности является важным направлением в развитии отечественного строительного комплекса в XXI веке. Эффективность применения сборно-разборных и контейнерных сооружений обусловлена значительным сокращением продолжительности и трудоёмкости освоения новых строительных площадок, ускорением ввода в эксплуатацию законченных «под ключ» объектов, повышением* качества монтажных работ, закреплением квалифицированных кадров строителей и другими факторами.
К 2004 г. в стране организовано производство 28 систем быстровозводи-мых зданий на 200 специализированных предприятиях 23-х министерств и ведомств, основными из которых является Минтопэнергетики, МВД, Минобороны, РАО «Газпром» и другие. На основе данных базовых систем выпускаются более 270 разновидностей зданий жилого, общественного, производственного и специального назначения северного, южного и обычного климатического исполнения различной вместимости и мощности. Однако технико-экономические показатели систем «Универсал», «Нева», «Энергетик», «Модуль», «УСРЗ», «БКЗ» и других типов существенно различаются. Особенно велико расхождение по наиболее важным потребительским показателям - стоимости комплекта, трудоёмкости монтажа и расхода строительных материалов, где оно достигает 12 раз.
Следует отметить, что многообразие действующих в строительном производстве факторов и отраслевая ориентация в разработке и изготовлении бы-стровозводимых зданий приводит к значительному разнообразию и их объём-но-планировочных и конструктивных решений. В последние годы появились и новые актуальные факторы влияния, к которым относятся конкурентная среда, рыночные отношения, строительные риски, лицензионная деятельность и чрезвычайные ситуации природного и техногенного характера. Особенно это акту-
5 ально для крупных городов и строительных комплексов, к которым относятся Санкт-Петербург, Москва и др.
Поэтому возникает важная научная задача разработки моделей и методов оценки эффективности применения и управления процессами строительства различных типов быстровозводимых зданий в конкурентной среде.
Решению задач управления строительством в целом и быстровозводимых зданий в частности уделено большое внимание в работах таких отечественных и зарубежных ученых как Афанасьева В.А., Адама Ф., Бердникова Ю.Д., Багера Б.Г., Варламова Н.В., Ермолова В.В., Ильина В.П., Казакова Ю.Н., Казанцева И.Д., Карасёва Н.Н., Карпова В.В., Коробейникова А.В., Леонтьева А.В., Немчинского А.Б., Масленникова A.M., Олейника П.П., Петракова Б.И., Пры-кина Б.В., Сапрыкиной Н.А., Сио К., Степанова И.В., Танге К., Темнова В.Г., Фридмана И., Фролькиса В.А., Хацкевича К.Г., Яковлева В.А. и др. Однако анализ литературных источников позволил установить, что существующие модели и методы оценки эффективности применения и управления строительством быстровозводимых зданий не удовлетворяют современным требованиям, особенно достижению минимизации всех видов затрат за весь строительный цикл, способности к адаптации и периодической реконструкции в зависимости от изменяющихся факторов строительного рынка, а также безопасности и экономичности.
Отсутствуют имитационные модели и модели управления рисками при обосновании организационно-технических решений использования сборно-разборных и контейнерных зданий при новом строительстве и реконструкции.
В связи с этим возникает задача оценки эффективности применения и управления строительством быстровозводимых зданий с учетом рыночных отношений между всеми участниками инвестиционной деятельности на примере Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Для обеспечения надёжности выполнения государственных городского и областного заказа на поставку комплектов этих зданий по договорам подряда необходимы научно обоснованные
адаптированные модели и методы оценки эффективности управления их применением.
Целью диссертационного исследования является разработка моделей и методов оценки эффективности применения и управления строительством быстровозводимых зданий в конкурентной среде, обеспечивающих выбор рациональных организационных и технологических решений для достижения максимальной эффективности всего инвестиционного цикла.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
выявлены роль и место быстровозводимых зданий в строительном комплексе города (региона);
предложены требования, предъявляемые системе критериев моделей и методики оценки эффективности применения и управления строительством БЗ;
проанализирован отечественный и зарубежный опыт применения методов оптимизации организационно-технологических решений в строительстве быстровозводимых зданий;
-проведена оценка соответствия состояния моделей и методов оценки эффективности применения и управления строительством БЗ предложенным требованиям;
разработана система критериев оценки эффективности применения и обоснования решений при управлении строительством быстровозводимых зданий в конкурентной среде; коэффициентов весомости;
разработаны модели оценки эффективности применения и управления строительством быстровозводимых зданий в конкурентной среде;
предложены алгоритмы и комплексы программ для реализации моделей в компьютерных системах;
разработана модель управления рисками ;
предложены численные методы определения эффективности применения и управления строительством быстровозводимых зданий и выполнена оценка эффективности внедрения организационно-технологических решений;
*
- предложены математическая постановка задач определения оптималь
ной области применения и разработки оптимальных планов при управлении
строительством БЗ.
ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ являются быстровозводимые здания -
особый тип строительных объектов повышенной степени заводской готовности, позволяющих осуществить более быстрый монтаж, чем традиционные капитальные конструкции на основе каменных строительных материалов - кирпича, бетона, железобетона и др. Исследуются здания контейнерного и сборно-
9 разборного типов. Сооружения трансформирующегося, пневматическиго и
бионического типов в диссертации не исследуются.
ПРЕДМЕТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ являются модели и методы оценки эффективности применения и управления процессами строительства быстро-возводимых здании в конкурентной среде современных городов.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: системный анализ и синтез, методы тео-
9 рии> вероятности и математической статистики, квалиметрия, экспертное оце-
нивание, методы искусственного интеллекта, экономико-математическое моделирование, программирование на ЭВМ, машинные эксперименты.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА диссертационного исследования заключается в системном решении научной задачи по разработке моделей и методов обоснования оптимальной области применения и управления строительством БЗ с
** учетом их жизненного цикла. Основными научными результатами, имеющими
новизну являются:
обоснование и выбор системы критериев оценки эффективности применения и управления строительством БЗ, позволяющим впервые учитывать весь их жизненный цикл и факторы, влияющие на эффективность строительства при новом строительстве, реконструкции и в чрезвычайных ситуациях;
новый подход при разработке общей математической постановки задачи определения оптимальной области применения и управления строительст-
8 вом БЗ, когда впервые вместо одной предложены три рода моделей, учитывающих особенности строительства БЗ в различных ситуациях;
- впервые применена методология имитационного моделирования при
разработке имитационной модели обоснования оптимальной области примене
ния и управления строительством БЗ с использованием различных численных
методов;
- обоснование и выбор численных методов и разработка алгоритмов и
программ при реализации имитационной модели на базе персональных компь-
9 ютеров;
- обоснование необходимости учета рисков при обосновании и выборе
решений при управлении строительством БЗ , разработке модели управления
рисками.
НАУЧНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ состоит в развитии теории моделирования
сложных систем и численных методов расчета применительно к проектирова-
щ нию и возведению быстровозводимых зданий в конкурентной среде.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы заключается в использовании основных положений и рекомендаций исследования на практике в проектных и строительно-монтажных организациях, а также в программном обеспечении задач оценки эффективности применения и управления строительством быстровозводимых зданий и выбора рациональных организационно-
* технологических решений. Критерии, модели и методы нашли применение в
строительно-монтажных организациях, проектных институтах и органах заказ
чика при выборе типов сборно-разборных и контейнерных зданий и организа
ционно-технологических решений для их эксплуатации.
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Разработанные численные методы и имитационные модели, алгоритмы и комплексы программ для персо-нальных компьютеров внедрены диссертантом в Научно-производственном объединении «Наука-строительству» при определении области оптимального проектирования быстровозводимых зданий на объектах строительства в Санкт-
9 Петербурге в 1999-2004 гг.; в Санкт-Петербургском научно-техническом центре Российской Инженерной Академии при определении эффективности применения быстровозводимых зданий в конкурентной среде Санкт-Петербурга в
2000-2003 гг. и в ЛенСпецСМУ при применении моделей и методов оценки
эффективности управления сборно-разборными и контейнерными сооружне-
ниями.
НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:
- система критериев оценки эффективности применения и управления
т строительством быстровозводимых зданий и методы их определения;
математическая постановка задач определения оптимальной области применения и управления БЗ;
имитационная модель обоснования и выбора оптимальных организационных и технологических решений при разработке вариантов строительства быстровозводимых зданий;
алгоритм и комплекс программ для персональных компьютеров по оценке эффективности применения и управления быстровозводимых зданий и методы их реализации на средствах вычислительной техники;
численные методы определения эффективности применения и управления строительством быстровозводимых зданий в конкурентной среде.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертационной рабо-
ты были доложены, обсуждены и получили одобрение на научных конференци
ях профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов СПбГАСУ
(2004 г.); на научно-практических конференциях докторантов и адъюнктов
ВИТУ (2001 г.); на III Международном конгрессе «Модернизация жилых домов
первых массовых серий и инженерной инфраструктуры городов» в ЛенНИИ-
проекте (2003 г.).
Работа выполнена в соответствии с плановыми НИР по заказам Администрации Санкт-Петербурга в 2002 и 2003 г. (контракты П-2110 и П-2111).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
1>
#
*
10 ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Работа содержит 187 страниц основного текста, 30 рисунков, 32 таблицы. Список использованной литературы включает 138 наименований.
