Введение к работе
Актуальность данной работы заключается в том, что возведение, реконструкция, ремонт строительного объекта представляет собой вероятностную систему, которая обладает неопределенностью и ее решение зависит от четкого выполнения производственного процесса, технологии и организации строительства объекта, используемых машин и механизмов. В данной работе под неопределенностью следует подразумевать функцию количества доступной информации в отношении фактора окружающей среды и относительной уверенности в точности этой информации. Степень неопределенности увеличивается в несколько раз при разработке организационно-технологической документации строительного производства, так как при этом требуется полнота описания производственного процесса, технологии и организации строительства объекта, используемых машин и механизмов и многих других факторов.
Организационно-технологическое проектирование строительного производства является сложной и трудоемкой подсистемой. Неопределенность при ее разработке, требования повышения качества строительной продукции, планомерного снижения ее себестоимости и роста производительности труда являются актуальной проблемой в настоящее время.
В проектировании организационно-технологической документации календарные планы являются системообразующими документами, которые воедино связывают технологию, организацию и экономику строительного производства применительно ко всем периодам производственно-экономической деятельности участников строительства. Качество и себестоимость строительной продукции во многом определяется качеством проектирования строительных потоков по возведению зданий и сооружений. Важнейшим условием повышения эффективности календарных планов, их оптимальности и технико-экономической обоснованности принятых решений является использование в теоретических исследованиях и практике проектирования передовых методов поточной организации работ, средств вычислительной техники и математического моделирования. Это позволяет не только повысить надежность и скорость расчетов, но и создать методологическую основу вариант-
ной проработки принимаемых решений и проектирования организационно-технологической документации с заданным уровнем надежности в условиях неопределенности информации и неблагоприятных экологических условиях района строительства.
Как показывает опыт строительства, реконструкции и ремонта зданий и сооружений, правильно и умело разработанная организационно-технологическая документация, без каких-либо дополнительных ресурсов, позволяет существенно интенсифицировать возведение и ремонт объекта, получая значительный экономический эффект. Таким образом, организационно-технологический уровень подготовки строительства, реконструкции и ремонта является одним из определяющих факторов в обеспечении необходимых темпов, сроков и качества выполнения строительных работ в условиях рыночной экономики при одновременном снижении затрат труда, расхода материально-технических и топливно-энергетических ресурсов, а также неблагоприятных воздействий окружающей среды является одной из актуальных проблем капитального строительства.
В настоящее время известны многочисленные методики формирования и оптимизации организационно-технологических систем строительства объектов (управление проектами, методы поточной организации работ, методы теории расписаний).
В то же время целый ряд направлений строительного производства не получил должного развития. В первую очередь к таким направлениям относится разработка новых и совершенствование существующих форм и методов организации строительства. При этом большое значение приобретает разработка научных принципов и методов проектирования организационно- технологической документации выполнения строительных работ для всех периодов строительства или реконструкции с заданным уровнем надежности, базирующихся на поточных методах организации строительства.
Разработка эффективных методов проектирования организационно-технологической документации выполнения строительных работ информационными технологиями, с системных позиций, предполагает новый научный уровень решения задач строительного производства по инновациям, что подтверждает актуальность выбранной темы исследования.
Автором сформулирована следующая научная гипотеза: «Если установить взаимосвязи и зависимости в строительных процессах, то можно устранить внутренние организационно-технологические неопределенности и проектировать эффективные модели возведения (реконструкции) или ремонта объекта с заданным уровнем надежности».
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка методов проектирования эффективной организационно-технологической документации, обеспечивающей заданную надежность и ресурсосбережение при возведении (реконструкции) объектов строительства в условиях неопределенности и неблагоприятных экологических условий района строительства.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
-
Обобщить и проанализировать опыт решения организационно-технологических задач строительства и посвященных ему публикаций, позволяющих оценить современное состояние и определить задачи исследования.
-
Разработать концепцию организационно-технологического проектирования строительного производства в экологически неблагоприятных условиях строительства (на примере г. Новочеркасска).
-
Установить оптимальные критерии выбора вариантов механизации работ на примере выполнения земляных и монтажных работ.
-
Исследовать вопросы влияния разбивки комплекса работ и общего фронта на частные, их объединения в систему поточной организации работ для установления взаимосвязей между ними.
-
Исследовать факторы влияния на формирование и оптимизацию по времени поточных методов организации работ.
-
Разработать методику проектирования организационно-технологической документации с применением информационных технологий в условиях неопределенности, в результате анализа которой предложить модель выполнения строительных работ с заданной надежностью по продолжительности, обеспечивающую наиболее эффективное использование ресурсов.
-
Провести эксплуатационную проверку предлагаемых рекомендаций на их работоспособность и надежность.
Достоверность полученных результатов. Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, а также полученных результатов обеспечивается: использованием нормативной базы строительства, теории строительного потока, принципов системотехники в строительстве, отдельных положений математики, теории игр, теории графов, теоретических основ САПР. В качестве средств создания информационных моделей использованы апробированные комплексы программ и компьютерная техника кафедры САПР объектов строительства и фундаменто-строение Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).
Основные научные результаты и положения, выносимые на защиту:
-
Концепции и положения, подлежащие учету при организационно-технологическом проектировании, строительстве, реконструкции, эксплуатации и ремонте объектов в экологически неблагоприятных условиях.
-
Взаимосвязи и закономерности частных потоков и частных фронтов работ, подлежащие учету при организационно-технологическом проектировании выполнения строительных работ с заданным уровнем надежности.
-
Критерии оптимальности при выборе варианта комплексной механизации работ.
-
Методы и алгоритмы формирования и оптимизации по времени организационно-технологического проектирования строительства, ремонта и реконструкции объектов, базирующиеся на изменении очередности освоения частных фронтов работ; изменении интенсивности отдельных видов работ и перераспределении ресурсов за счет использования резервов времени некритических работ.
-
Способы определения минимального и максимального пределов времени выполнения строительных работ индивидуальной подрядной организацией.
-
Методики планирования выполнения работ (по строительству или реконструкции объектов) с заданной надежностью по продолжительности в условиях неопределенности информации.
Научная новизна диссертационной работы заключается в
следующем:
в организационно-технологической подсистеме строительного производства установлены взаимосвязи и зависимости, позволившие выявить теоретико-методологические аспекты разработки организационно-технологической документации выполнения строительных работ с заданным уровнем надежности, рациональным использованием ресурсов в неблагоприятных условиях строительства и неопределенности информации с применением информационных технологий;
разработана методология календарного планирования с заданным уровнем надежности возведения (реконструкции) объекта, с учетом экологических условий района строительства;
- установлено оптимальное число частных фронтов и рацио
нальное количество исполнителей, которые позволяют формиро
вать наиболее целесообразную поточную организацию работ;
выявлены критерии оптимальности комплексной механизации при выполнении строительных работ;
разработана методика формирования и оптимизации по времени организационно-технологического проектирования строительства объектов (календарных планов в проектах производства работ);
разработаны информационные модели определения минимального и максимального пределов продолжительности строительства, которые учитывают реальную мощность организационно-технологических средств исполнителя при возведении или реконструкции объекта;
предложена концепция оценки негативного влияния экологически неблагоприятных условий района строительства на стадии организационно-технологического проектирования на основе использования информационной модели инфраструктуры города.
Практическая значимость:
1. Разработанные положения и методы оптимального ресурсо-распределения, синтезированы в компьютерные программы и позволяют формировать организационно-технологическую документацию строительства и реконструкции объектов, обеспечивающую надежность выполнения работ в установленные сроки и ресурсосбереже-
ниє в ходе производства работ за счет рациональных технологий и методов организации.
2. Рекомендации разработаны с детализацией, обеспечивающей их использование при проектировании производства и организации работ, прошли проверку в производственных условиях на работоспособность и эффективность, использованы в учебном процессе. Программы зарегистрированы Российским агентством по патентам и товарным знакам.
Реализация результатов исследований
Результаты исследований реализованы:
* в проектировании ПОС(р) и ППР при реконструкции мельницы Новочеркасского комбината Хлебопродуктов в 1991 г.;
» в проектировании ПОС подготовительного периода Восточного района г. Новочеркасска в 1992 г.;
» в проектировании ПОС подготовительного периода для микрорайона СКЗНИВИ в г. Новочеркасске в 1993 г.;
» в проектировании ППР и проведении реконструкции элементов покрытия Кузнечно-термического корпуса НПО «НЭВЗ» в 1999 г.;
о в проектном институте АО СЕВКАВНИПИАГРОПРОМ в 2001г;
о в производственной фирме «Изыскатель» в 2001 г.;
« в проектном институте ОАО ДОНПРОЕКТЭЛЕКТРО в 2001 г.;
» в проектном институте ОАО 711 ВОЕНПРОЕКТ в 2001 г.;
« в фирме ООО ТОП-ДИЗАЙН в 2001 г.;
« в разработке организационно-технологической документации на строительно-ремонтные работы по восстановлению несущей способности конструкций зданий и сооружений обогатительной фабрики «Аютинская» ОАО «Уголь-ЗУМК» в пос. Аюта, Ростовской обл., г. Шахты ООО «Проектный институт «РостИнвестПро-ект» в 2005 г.
Результаты исследований отражены в методических пособиях и указаниях, а также внедрены в учебном процессе:
Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) - с 1987 г.;
Новочеркасской государственной мелиоративной академии -с 1990 г.;
Донском государственном межрегиональном колледже строительства, экономики и предпринимательства - с 1999 г.;
Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете — с 2001 г.
Экономическая эффективность предложенных методик рассчитывалась по отраслевым нормативам и составила 2,8 % от сметной стоимости объектов строительства.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и получили одобрение на конференциях: международных (1997, 1998, 2001 г., г. Ростов-на-Дону, 2001 - 2006 г., г. Новочеркасск); республиканских (1990, 1993 г., г.Ростов-на-Дону; 1990 г. Волгоград); 35 - 54 научно-практические конференции ЮРГТУ(НПИ), (1986-2006 г., г. Новочеркасск); 59-й научно-практической конференции СПбГАСУ (2002 г. Санкт- Петербург).
Публикации. По теме диссертации опубликовано более 70 работ, включая: 3 монографии; 3 учебных пособия; 10 работ, опубликованных в издательствах, рекомендованными ВАКом; получено 5 Свидетельств о регистрации программ в Российском агентстве по патентам и товарным знакам; опубликовано 22 доклада на международных научно-практических конференциях.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и приложений. Проиллюстрировано 80 рисунками и 34 таблицами. Список использованной литературы содержит 232 наименований.
