Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние организационно-технологического проектирования в строительстве и направления его развития 9
1.1. Анализ потенциала строительной отрасли 9
1.2. Существующие подходы к организационно-технологическому проектированию в строительной отрасли 16
1.3. Использование современных технологий при организационно-технологическом проектировании в строительстве 28
1.4. Нормативно-правовая база, регулирующая разработку проектной документации в Российской Федерации 41
Выводы к главе 1 46
2. Основные методологические подходы организационно-технологического проектирования 47
2.1. Учет основных факторов, влияющих на выбор организационно-технологических решений при строительстве зданий и сооружений 47
2.2. Моделирование процессов строительства при разработке проектной документации
2.3. Оценка эффективности организационно-технологических решений Выводы к главе 2 77
3. Комплекс (система) мер по совершенствованию организационно-технологического проектирования в строительстве на основе многомерных моделей 79
3.1. Принципы, критерии и параметры формирования многомерныхмоделей возведения зданий и сооружений 79
3.2. Информационная модель строительства. Математическое описание информационного взаимодействия в инвестиционно- строительной деятельности 94
Выводы к главе 3 99
4. Методология проектирования многомерной модели объекта строительства 100
4.1. Методологическая схема исследования
4.2 Многомерная модель объекта (на примере работы ПО Synchro) 102
4.3 Комплекс мероприятий по оптимизации организационной структуры в условиях применения многомерного проектирования 111
4.4. Перспективные направления дальнейших научных исследований... 120
Выводы к главе 4 122
Основные выводы 123
Список литературы
- Существующие подходы к организационно-технологическому проектированию в строительной отрасли
- Моделирование процессов строительства при разработке проектной документации
- Информационная модель строительства. Математическое описание информационного взаимодействия в инвестиционно- строительной деятельности
- Комплекс мероприятий по оптимизации организационной структуры в условиях применения многомерного проектирования
Существующие подходы к организационно-технологическому проектированию в строительной отрасли
Отрасль – это совокупность предприятий и производств, обладающих общностью производимой продукции, технологий и удовлетворяемых потребностей.
Многочисленные проектные, подрядные, строительно-монтажные организации, а также организации, занятые в материально техническом обеспечении строительства составляют основу строительства как отрасли экономики. Наличие в строительстве подотраслей обусловлено последовательной индустриализацией, а также активным повышением уровня технологичности строительного производства [9].
Следует отметить, что строительная отрасль обладает специфическими особенностями, отличающими ее от других материально-производственных отраслей. Закрепленность за конкретной территорией и неподвижность конечной продукции строительства обуславливают необходимость перемещения трудовых и производственных ресурсов между объектами по фронтам работ. Такое перемещение может быть осложнено рядом факторов (территориальная удаленность объектов, трудная транспортная доступность и др.), что в конечном итоге отражается на стоимости строительной продукции. Достаточно продолжительный производственный цикл, многообразие возводимых объектов различного назначения, влияние на процесс производства климатических условий и других территориальных особенности определяют отличительные особенности строительной отрасли.
Современное состояние строительной отрасли напрямую зависит от задач, которые ставит перед отраслью общество. Снижение активности в строительной отрасли в период 90-х и 2000-х годах (был сдан в эксплуатацию один крупный объект энергетического строительства: Бурейская ГЭС) [92], можно по праву счи-9 тать основной особенностью отраслевого развития на сегодняшний момент. Активное наращивание не только производственных мощностей, но и технологий строительства, использование новых материалов и строительной техники обусловлено наличием крупных инвестиционно-строительных проектов, как промышленного, так и социального значения. Наличие государственных программ по развитию регионов, проведение спортивных и политических мероприятий обеспечивают гарантированный объем работ для крупнейших строительных объединений в течение длительного периода. Вышесказанное подтверждается тем, что за последние пять лет в Российской Федерации были реализованы или реализуются в настоящее время более ста достаточно крупных объектов (строительство олимпийских объектов в городе Сочи, объекты связанные с развитием города Владивостока как центра международного сотрудничества в Азиатско-Тихоокеанском регионе др.)[16,66,141].
Тем не менее, в настоящее время основная часть вводимых в эксплуатацию зданий и сооружений сосредоточена в жилищной сфере (табл. 1.1.1) [94,95]. Реализация подобных проектов не требует мощных строительных организаций типа треста, объединения и т.п., что частично и послужило к тенденции разукрупнения отрасли. Аппарат крупных организаций подвергся значительному сокращению, и сами предприятия существовали в основном за счет аренды офисных и складских помещений, оставшихся свободными. По мере экономического развития Российской Федерации, часть строительных организаций перепрофилировались в инжиниринговые фирмы, способные исполнять функционал генерального подрядчика -организатора при реализации крупных строительных проектов.
Следует отметить, что для строительной отрасли, в существующих экономических реалиях, характерно наличие динамично развивающегося рынка строительных работ небольшого объема, оптимальная реализация которых достигается привлечением одной или нескольких строительных бригад. Значительное увеличение процента таких подрядов в строительной отрасли (строительство и реконструкция жилых, торговых, промышленных помещений, отделочные работы, ремонтно-строительные работы и т. п.) осложняет существование организационных структур типа СМУ, ПМК. Все это порождает тенденцию разукрупнения существующих организационных структур и образование новых малых строительных предприятий, способных выполнять работы небольшого объема и обеспечивать мобильность смены фронта работ.
С другой стороны, в современных экономических реалиях существует необходимость образования и использования корпоративных структур, в которых сводится к минимуму или отсутствует полностью административное воздействие на управляемый объект со стороны центра. Существующие современные организационные системы используют проектный принцип управления, что предполагает организацию производства по типу бизнес-единиц, и что в свою очередь приводит к образованию малых и средних предприятий строительной отрасли [60,71].
Получение устойчивой прибыли – одна из наиболее актуальных задач каждого предприятия в рыночной экономике. Для реализации этой задачи предприятию необходимо в заданные сроки обеспечить высокое качество, соответствующее свойствам заданным потребителем. В этом случае получение дохода предприятия связано с риском исполнения при выполнении обязательств перед заказчиком. Как в производственной, так и в финансовой и деятельности предприятий, рискам необходимо уделять большое значение. В первую очередь все без исключения участники проекта заинтересованы в том, чтобы минимизировать вероятность получения убытков, для этого необходимо учесть все возможные последствия от планируемых действий внутри компании, а также изменения внешних факторов влияющих на реализацию проекта [79,85,91].
В этой связи особую актуальность приобретают вопросы совершенствования методов комплексного проектирования строительства с целью снижения вероятности рисков строительного производства и обеспечения нормативно-плановых сроков ввода объектов в эксплуатацию.
Поставленная задача представляется достаточно сложной и ее решение возможно только при создании более совершенной системы организационно-технологического проектирования, при использовании современных средств производства и инновационных методов проектирования.
Моделирование процессов строительства при разработке проектной документации
Другое предложение, отвергает «свертку» критериев, рекомендует поиск Парето - оптимального решения, однако таких решений может быть несколько а следовательно, проблема выбора остается нерешенной. Таким образом, формальное интегрирование отдельных критериев в единый показатель является конструктивным [54,60]. Остается раскрыть главный вопрос, требующий решения. Как определяется весомость критериев? Существующие методики экспертных оценок весомости критериев не удовлетворяют по ряду показателей. Большинство рассматриваемых методик основано на рангах, характерной чертой которых является порядок возрастания значимостей. Вопросы преобразования ранга в единицы весомостей и возможность соизмерения ранговых разностей и весовые разностями опять же остаются без ответов. Это связано с субъективной оценкой рангов индивидуальных критериев которая в свою очередь порождает погрешность, которая переносится на погрешности в весах. В этой связи сам интегральный показатель также будет иметь погрешность. Из этого следует, что в целевой функции содержится погрешность, и алгоритм оптимизации будет приближенным это означает, что его можно упростить, с целью уменьшения алгоритмической сложности решаемой задачи. В некоторых работах учитывается погрешность экспертного оценивания, получаемая за счет наличия несогласованности в ответах различных экспертов. В других работах вообще ограничивается такими «малофизичными» характеристиками как коэффициентом конкордации или коэффициентом ранговой корреляция, например по Спирмену или Кендэлу [112].
К вышесказанному следует добавить, что практика современного организационно-технологического проектирования показывает, что на всех стадиях разработки при определении фронта работы не учитываются особенности конкретной строительной организации-исполнителя. Например, рассчитывая продолжительность выполнения работы, как правило, исходят из доступной численности рабочих данной профессии на условном (требуемом) исполнителе, но фактическая численность свободных рабочих на конкретном этапе может существенно отличаться от списочной, что и сказывается на качестве, и в большей степени на возможности фактического применения разрабатываемой документации.
Организация строительного производства отвечает за оптимизацию, согласованность и направленность всех организационных, технических и технологических решений на достижение конечного результата — ввода объекта строительства в эксплуатацию в установленный срок и с достижением необходимого качества в рамках лимитированной стоимости [127]. В связи с текущей экономической ситуацией и частичным отсутствием административного воздействия при решении экономических вопросов в настоящее время требуются особое внимание к вопросам и задачам, обоснования необходимости строительства и с прогнозирования стоимости строительства конкретного объекта, а зачастую и его увязки с комплексной программой развития региона или другой государственной программы.
Таким образом, организационно-технологическое проектирование необходимо использовать уже на предпроектной стадии при формировании производственной программы. На этом этапе требуется определить основные организационно - технологические решения, определяющие стоимость строительства объекта. С учетом развития строительства по индивидуальным проектам и в специфических условиях (плотная городская застройка, близость ответственных или режимных объектов и др.) стоимость строительства может серьезно отличатся от стоимости строительства объектов аналогов. В этой связи, к традиционным задачам организационно - технологического проектирования необходимо добавить задачи, которые ранее не выделялись.
Активная политика правительства Российской федерации в отношении торгов и заключении подрядов в строительной отрасли которая основывается на Федеральном законе N 94-ФЗ "О размещении заказов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг для государственных и муниципальных нужд", в особенности при строительстве с использованием государственных инвестиций, требует от претендентов определения конечной стоимости работ и осуществлять распределение подрядов на строительные работы путем тендеров и торгов. Подрядные организации, которые уже на ранних стадиях обладая информацией о стоимости различных работ, могут принять решение о возможности реализации выставляемого на торги подряда с заданными параметрами. Для этого необходимо решить ряд задач организационно - технологического проектирования, которые позволят оценить предполагаемое состояние производственной системы в будущем [86].
Следует отметить, что в процессе формирования стоимости строительных работ возможны различные варианты взаимодействия с контрагентами. В связи с тем, что основные задачи организационно-технологического проектирования, сформированные на сегодняшний момент, в значительной степени устарели, поскольку формировались с учетом наличия сильной регулирующей роли государства в сфере взаимоотношений между субъектами хозяйственной деятельности (четкий регламент основных этапов по подготовке к строительству объекта, формированию сметной стоимости строительства и др.). В настоящее время из-за отсутствия жестко регламентированной государством ценовой политики цена на конкретные работы устанавливается по согласованию двух сторон: генподрядчика и субподрядчика или заказчика и генерального подрядчика. В замен регламентированной стоимости работ применяются инструменты рыночной экономики – торги. В процессе переговоров стороны отстаивают свои интересы, пытаясь получить максимальную прибыль от реализации конкретного проекта, в результате такие свойства как активность и изменчивость должны учитываются в современной модели организационно – технологического проектирования [136].
Информационная модель строительства. Математическое описание информационного взаимодействия в инвестиционно- строительной деятельности
Второй этап характеризуется появлением информационной модели на основе принятых на этот момент технологических и организационных решений. Одной из важных составляющих на данном этапе является работа с существующей базой подрядных организаций в рамках принятия более детальных технологических решений по конкретным видам работ. Полноценная реализация данного этапа зависит от качества совместной работы проектных организаций непосредственно с организациями-исполнителями. Поскольку проектировщики не всегда могут принять оптимальное решение в связи с отсутствием практического опыта ведения строительных работ на площадке. Еще одной характерной второго этапа является привязка проектных решений к индивидуальным условиям строительной площадки, таких как: фактическая транспортная доступность, удаленность от основных ресурсов строительства, особенности техногенного происхождения и другие. Визуальная модель на этом этапе становится более информационно насыщенной, что является результатом комплексной работы как проектировщика так и подрядных организаций, при участи поставщиков оборудования и крупногабаритных строительных элементов. Концептуальное и стратегическое планирование на данном этапе подвергается уточнениям и двухсторонней оптимизации, с целью повышения надежности и адекватности стратегических планов.
Третий этап, основная задача которого – отладка связей между визуальной моделью и организационно-технологической моделью. На этом этапе решаются проблемы пространственных коллизий, которые возникают при монтаже технически сложного и крупногабаритного оборудования. В результате этой проверки выявляются ошибки, допущенные при составлении сетевой модели, которые, как правило, бывают машинальными и при отсутствии визуализации являются трудно обнаружимыми. Этот механизм можно считать синергетиче-ским эффектом от совокупного рассмотрения систем организационно-технологического и визуального моделирования процесса строительства объекта.
Четвертый этап – оптимизация модели проектирования, которая реализуется параллельно с процессом строительства здания или сооружения. Суть этого этапа заключается в возможности осуществления как стандартного контроля за продвижения строительства (акты выполненных работ, ведомости расхода материалов, ведомости освоения капиталовложений и др.), так и визуального контроля. Преимущество последнего заключаются в оперативности этого процесса, поскольку при использовании современных технологий на мониторе одного компьютера можно увидеть фотографию с реального объекта в режиме реального времени и сопоставить данные с визуальной моделью построенной в процессе проектирования, которая отражает плановые показатели реализации проекта. Такой контроль способствует оперативности реагирования на внеплановые задержки строительства, результат этой реакции должен выражаться в конкретных мероприятиях по компенсации отставания от существующего стратегического плана (рис.2.3.2.). Эффективность этой фазы будет раскрыта полностью при использовании комплексной визуально-организационно-технологической модели строительства в оперативном и недельно-суточном планировании. Такой подход требует высокого уровня декомпозиции работ комплексной модели, но с другой стороны позволяет планировать и прогнозировать процессы с большой точностью, а главное способствует достижению конечной цели – сдачи объекта в проектный срок с достижением установленно
Построение комплексной визуально-организационно-технологической модели требует большого количества ресурсов, однако положительный эффект, достигаемый за счет сокращения времени строительства, многократно компенсирует средства затраченные на реализацию модели [108].
Комплексная модель находит свое применение и после завершения процесса строительства, она неотъемлема от объекта капитального строительства и может быть использована как при реконструкции, перепланировки так и при сносе здания и его дальнейшей переработки на вторичное сырье.
Рассмотренная комплексная визуально-организационно-технологическая модель может быть представлена как концептуальная, базовая, стандартная Подобное представление используются как эталоны сравнения и оценки реального состояния систем в строительстве. Принято выделять две формы реального состояния систем управления и организации – прогнозную и фактическую. Прогнозное состояние опирается на действующую в строительстве нормативно-методическую базу. Для достижения этого состояния строительство должно быть обеспечено соответствующими финансовыми, техническими, трудовыми ресурсами. Фактическое состояние систем управления инвестиционно-строительными программами и проектами отражает реально сложившееся положение с учетом потерь, непроизводственных затрат, дополнительных работ и т. д.
Преобразование действующей системы организационно-технологического проектирования в строительстве возможно через постепенное движение от фактического состояния к концептуальной модели. При этом выявляются и направления по совершенствованию системы проектирования организационно-технологических решений, в том числе связанных с организационной структуры компании.
Для обоснования мероприятий по совершенствованию данных систем достаточно широко используется сравнительный анализ с аналогичными системами этого уровня иерархии или схожими направлениями деятельности. Для правильного сравнения целесообразно привести показатели аналогов к сопо-74 ставимому виду. Рассмотрим возможность применения двух подходов к указанной процедуре сравнения: 1) сравнивать системы отдельными однотипными элементами (факторами или работами); 2) использовать экономико-математические методы.
Также повысить сопоставимость можно заменой абсолютных величин относительными, приведением данных к одинаковому измерению объема строительства, устранением случайных влияний, более широким использованием средних величин и др.
Необходимым условием проведения сравнительного анализа является использование одинаковой методики расчета и порядка измерения показателей, а также тождественность периодов времени, за которые обрабатываются данные.
Расширить границы сопоставимости можно при помощи сравнения по группам функций, типа элементов (подразделений), комплексности системы управления, уровня технической оснащенности строительного производства и др. Представляется целесообразным и перспективным выбор в качестве базы сравнения специального нормативного эталона, а в рамках строительства таким эталоном могут служить нормативные величины.
Для обоснования направления совершенствования системы организации строительства, выявления приоритетов, рациональных путей проектирования и оптимизации решений на первой стадии разработки проектов совершенствования систем планирования и принятия организационно-технологических решений необходимо сопоставить и выбрать эффективные решения ее преобразования, выявить причину сбоев в управлении и принять меры к их устранению.
Строительное производство развивается под влиянием множества факторов. Учесть и проанализировать все невозможно, поэтому необходимо из них выбрать доминирующие, т. е. оказывающие наибольшее влияние. Состав и сила воздействия факторов, входящих в эту группу, меняются в зависимости от целей и особенностей периода развития инвестиционно-строительной деятельно-75
Комплекс мероприятий по оптимизации организационной структуры в условиях применения многомерного проектирования
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 (ПНР)».
График 2-го уровня и «План достижения КТС на весь период сооружения объекта» (рис. 4.3.1) 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 генподрядчиком по ПНР.
Общая схема разработки планов достижения ключевых технологических событий (КТС) -технических ресурсов.
Для Годовое планирование необходимо для создания условий выполнения годовой производственной программы в соответствии с заданными технико-экономическими показателями, для обеспечения своевременного ввода в экс-115 плуатацию сооружаемых объектов и рационального использования трудовых и материальнопланирования работ на год используются:
График 3-го уровня должен разрабатываться 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 разрабатывают на основании графика 2-го уровня, рабочей документации и результатов проведенных конкурсов на выбор исполнителей работ.
На основании графика 3-го уровня возможно сформировать 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 (СМР) и освоение капиталовложений (КВЛ) на год; тематический план на поставку оборудования на год; тематический план на выполнение проектно-изыскательских работ (ПИР) 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. 4.3.2).
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.
Общая схема реализации договорных отношений с использованием планов достижения ключевых технологических событий
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.
Подготовка отчетности по проектам. Основными участниками процессов разработки и актуализации графиков проекта являются: заказчик; филиалы заказчика, технологические цеха, отдел управления проектом, отдел технического надзора; отдел информационно-коммуникационных технологий, производственно-технический отдел, отдел комплектации оборудования; инжиниринговая компания, служба управления проектами; филиал инжиниринговой компании на строительной площадке, отдел разработки графиков производства работ; генеральный подрядчик по ПНР, служба управления проектами; филиал генподрядчика по ПНР на площадке, отдел разработки графиков производства работ; подрядчик (ПТО, Прорабы).
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.4.3.3).
