Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 . Исследование особенностей формирования объемов дорожно-строительных материалов на предприятиях дорожного хозяйства с позиции риска
1.1. Исследование подходов к нормированию объема дорожно-строительных материалов с позиции риска 26
1.2. Тенденции формирования объемов материалов в отрасли 34
Выводы по главе I
Глава 2. Моделирование процесса оптимального потребления материальных ресурсов
2.1. Исследование факторов влияющих на объем заготовляемых материалов и их классификация 35
2.2. Выявление возможных потерь и оценка их значимости в зависимости от не оптимально сформированного объема основных дорожно-строительных материалов 43
2.3. Разработка модели по определению оптимального объема основных дорожно-строительных материалов 65
Выводы по главе II
Глава 3. Разработка модели по обеспечению основными дорожно-строительными материалами дорожно-строительного производства с учетом фактора риска
3.1. Формулирование основ возникновения и оценки риска возможных потерь от дефицита материалов при производстве работ 66
3.2. Выявление факторов, влияющих на дефицит поставок материалов и связанного с ними риска 76
3.3. Разработка модели и рекомендаций по обеспечению основными дорожно-строительными материалами в условиях неопределенности и риска 82
Выводы по главе III
Глава 4. Результаты экспериментального внедрения системы оперативного управления материалами с учетом фактора риска
4.1. Результаты экспериментального внедрения рекомендаций по обеспечению основными дорожно-строительными материалами с учетом фактора риска на примере филиала 2 МУП трест «Дормостстрой» 114
4.2. Оценка точности полученных результатов 118
Выводы по главе IV
Заключение 118
Библиографический список использованной литературы 120
- Исследование подходов к нормированию объема дорожно-строительных материалов с позиции риска
- Выявление возможных потерь и оценка их значимости в зависимости от не оптимально сформированного объема основных дорожно-строительных материалов
- Разработка модели и рекомендаций по обеспечению основными дорожно-строительными материалами в условиях неопределенности и риска
- Результаты экспериментального внедрения рекомендаций по обеспечению основными дорожно-строительными материалами с учетом фактора риска на примере филиала 2 МУП трест «Дормостстрой»
Введение к работе
з І.
Актуальності, темы исследования. В настоящее время производственные предприятия дорожной отрасли испытывают существенные затруднения, связанные с организацией обеспечения технологических процессов оптимальным количеством дорожно-строительных материалов.
На основе опытно-статистических данных за период с 2000-2008гг. установлено, что на государственных предприятиях, например Волгоградской области, материалы заготавливаются заранее и в большем объеме, чем необходимо для производственной деятельности, и как следствие возникают затраты на хранение, на дополнительные погрузо-разгрузочные работы и др.
На большинстве частных предприятий основные дорожностроительные материалы (ОДСМ) заготавливаются по результатам тендерных торгов с преимущественной формой поставки материалов «с колес». Однако, учитывая сезонность дорожно-строительного производства и сложившееся ценообразование на рынке строительных материалов, связанное с удорожанием материалов в летний период имеет место снижение показателей производственной деятельности вследствие возникновения фактора риска, под которым мы понимаем потери связанные с дефицитом материалов при производстве работ.
По результатам проведенного исследования установлено, что в настоящее время не существует нормативного документа, регламентирующего систему обеспечения объемами материалов для предприятий дорожного строительства с учетом фактора риска дефицита материалов при производстве работ по строительству автомобильных дорог.
Таким образом, совершенствование моделирования процесса обеспечения материалами для выполнения дорожных работ в объемах в необходимой мере соответствующих потребностям производства с учетом фактора риска является одной из актуальных задач.
Цель диссертации заключается в разработке модели процесса обеспечения дорожно-строительными материалами строительства автомобильных дорог с учетом фактора риска.
Сформулированная цель по теме диссертации позволила определить следующие основные задачи дальнейшего исследования диссертационной работы:
исследовать и систематизировать методологические подходы по определению оптимального объема дорожно-строительных материалов на предприятиях дорожного хозяйства;
классифицировать факторы, влияющие на определение оптимального объема дорожно-строительных материалов, необходимых для успешного решения задачи по строительству автомобильных дорог; установить зависимости потерь дорожно-строителыюго предприятия (ДСП) от дефицита дорожно-строительных материалов при строительстве автомобильных дорог;
установить факторы, обуславливающие возникновение риска, связанного с дефицитом материалов при производстве работ по строительству автомобильных дорог, выявить факторы риска, влияющие на объем поставок дорожно-строительных материалов; разработать модель процесса обеспечения дорожно-строительными материалами объектов строительства автомобильных дорог с учетом фактора риска;
- разработать рекомендации по обеспечению основными дорожно
строительными материалами объектов дорожного строительства и оценить
точность полученных результатов.
Объектом исследования является система оперативного управления материальным обеспечением основными дорожно-строительными материалами на 25 дорожно-строительных предприятиях Волгоградской области за период с 2000-2008гт.
Предметом исследования является совокупность теоретических и практических данных по управлению материально-техническим обеспечением в ходе производственной деятельности.
Теоретические п методологические основы исследования. В работе автор опирался на труды ученых: В.А. Афанасьева, Т.В. Бобровой, М.И. Бим-Бада, Е.Н. Гарманова, В.Н. Гасилова, Л.Г. Дикмана, Э.В. Дингеса, И.А. Золотаря, Е.М. Зейгера, Л.И. Исаковой, В.М. Могилевича, Ю.Н. Петрова, А.Р. Радионова и многих др.
Исследования проводились на основе статистического, многофакторного корреляционно-регрессионного анализа и теории нечетких множеств.
Научная новизна. Получены следующие основные результаты:
разработана классификация подходов к решению задачи оптимизации дорожно-строительных материалов для обеспечения технологических процессов и установлены факторы, влияющие на объем ОДСМ на складах ДСП;
установлены зависимости потерь, связанных с простоем машин и механизмов от дефицита материалов; зависимости затрат на хранение от объема материалов на складах; зависимости стоимости материалов от времени их приобретения для каменных, вяжущих, неорганических вяжущих материалов, на основе которых, возможно, определить оптимальный объем и сроки пополнения запасов материалов;
установлены факторы риска, влияющие.на объем поставок дорожностроительных материалов при реализации технологических операций, связанных с выполнением работ по строительству автомобильных дорог;
разработана модель обеспечения дорожно-строительными материалами в системе предприятия дорожного строительства с учетом фактора риска.
Теоретическая и практическая значимость. Выполненный комплекс экспериментально теоретических исследований позволил разработать классификацию факторов, влияющих на объем ОДСМ для выполнения дорожностроительных работ, установить зависимость влияния дефицита дорожностроительных материалов на работу машин и механизмов и объем выполняемых работ; разработать модель обеспечения ОДСМ работ по строительству автомобильных дорог с учетом фактора риска.
Практическая ценность работы заключается в возможности использования основных результатов на уровне отдельно взятых ДСП при принятии решения о размере и сроках поставки основных материалов в составе оперативного управления.
На защиту выносится: совокупность теоретических положений, моделей и полученных зависимостей по обеспечению материалами предприятий дорожного строительства с учетом фактора риска.
Достоверность научных положений, выводов н рекомендаций. Достоверность принятых в работе решений подтверждается корректным применением и достаточностью экспериментальных данных, математической обработкой на основе современных методов расчета с помощью ЭВМ и согласованностью результатов теоретических и экспериментальных данных при оценке точности полученных результатов.
Личный вклад в решение задачи заключается в формулировании идеи, цели и задач работы, исследовании теоретических и экспериментальных данных.
Апробация результатов. Результаты научных исследований доложены и одобрены на конференциях: Научно-методической и научно-нсследовательскоїї конференции, МАДИ ГТУ, Москва, 2006 г.; Международной научно-практической конференции, РГСУ, Ростов на Дону, 2006 г.; Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, СибАДИ, Омск, 2006 г.; Международной научно-практической конференции, СКИБИЙТ, Армавир, 2008 г., Всероссийской научно-технической конференции, Волгоград, 2009 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.
Структура н объем работы. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка содержащего 220 наименований источников. Объем диссертации 140 страниц машинописного текста.
Во введении обоснована актуальность работы, поставлена цель, сформулированы задачи исследования, раскрывается научная новизна и практическая ценность работы.
Первая глава посвящена исследованию особенностей формирования основных дорожно-строительных материалов на предприятиях дорожного хозяйства.
Установлено, что в настоящее время недостаточно обоснованы методы по расчету целесообразного объема материалов на складах ДСП и графиков завоза щебня, песка, цемента, битума на них, в частности не учитывается фактор риска при принятии решения в составе оперативного управления.
Систематизация подходов к решению задачи обеспечения объемов выполняемых работ по строительству автомобильных дорог материалами, позволила создать их классификацию (см. рис. 2).
В целом, на ДСП существует стремление снизить объем материалов на складах, если ранее большинство материалов заготавливалось в зимний период, то в последние несколько лет, можно отметить общую тенденцию формирования запасов ОД СМ на складах предприятий в течение года (см. рис.1).
_300000
^250000 О. и 200000
н150000
2*юоооо
^ 50000
о
1 квартал 2 квартал 3 квартал 4 квартал D Поступление ОД СМ на склад Ш Расход ОД СМ со склада
Рис. 1. Поступление и расход объемов основных дорожно-строительных материалов (ОДСМ) на складах ДСП по отрасли в Волгоградской области.
Во второй главе выполнено моделирование процесса оптимального потребления материальных ресурсов и исследуются факторы, влияющие на объем материалов, автором приводится их классификация (рис. 4). Выявлены
1. по отраслям народного хозяйства
IT * *
2. по времена создания
3. по использованию данных
У * *
4. по характеру показателя
* * *
Натурально-стоимостные единицы
5. по виду материального запаса относительно места его нахоядо-
г у * +
6. по виду применяемой математической модели
Вероятиостно-- статистическая
имитационная
7. по характеру спроса
S. по критерию оптимизации
* * ' +' ~
Рис. 2. Классификация подходов к решению задачи обеспечения работ по строительству автомобильных дорог основными дорожно-строительными материалами, возможные потери и оценена их значимость в зависимости от не оптимально сформированного размера основных материалов.
1. смоделированы потери, связанные с дефицитом материалов при производстве дорожно-строителыгых работ (см. рис. 3):
\2.8
(1)
^=0.3
12.83^-5 J
yi2,83if5
где У - прямые затраты на выполнение запланированного объема работ, руб.;
Xi - трудовые потери, и потери, связанные с простоем машин и механизмов, руб.; Хг объем дефицитного материала при производстве работ, руб.
\JW
Рис. 3. Зависимость трудовых потерь и потерь, связанных с простоем машин и механизмов от дефицита объема материала (0.
При этом при построении зависимости использованы статистические
данные количественных характеристик прямых затрат, связанных с выполнением работ и использованием необходимых материалов для устройства дорожных одежд нежесткого типа.
2. Установлены зависимости затрат на хранение от объема материалов для каменных материалов на открытом и закрытом складе, органических вяжущих в ямных хранилищах закрытого типа или резервуарах, а так же для материалов на закрытом складе силосного типа.
На рис. 5 приведен пример установленной зависимости затрат на хранение каменных материалов на крытом складе от объема запасов.
Затраты, связанные с заготовкой материалов в более поздний срок приближенный к моменту укладки материалов в дело предлагается оценивать
Факторы, влияющие на объем ОДСМ на складах дорожпо-строительных предприятий
По принадлежности
внутренние
Размер складов
По начальным условиям
:—г
Финансовые возможности
По области влияния
Экономические
Технологические
Размер переходящего объема
Природные
Возможность к хранению во времени
Социальные
По основным прогнозным показателям
Стратегия ДСП
Плановый объем работ
Структура работ по основным
видам
Интенсивность потребления
По специфическим условиям формы снабжения
Условия по отгрузке
Условия по транспортировке
По характеру риска
незначительный
Средний
Предельно допустимый
Рис. 4. Классификация факторов, влияющих на объем ОДСМ на складах ДСП. по следующей формуле:
Z=t((Cj-I -i^Qj-CjQj), /=1
(2)
где Су - ценау'-го материала, заготовляемого заранее за единицу (1м3, т, кг,
рулон и т.д., руб.); / - помесячный индекс инфляции к моменту заготовки j материала за единицу; іц - колебание стоимости материала в течение отчетного периода (года); Qj - общий объем 7-го заготовляемого материала (м3, т, кг, и т.д., руб.).
Показатель щ учитывает рост цен, как правило, в период строительного сезона и снижение стоимости материалов в отдельные месяцы отчетного периода.
Динамика изменения стоимости щебня представлена на рис. 6.
* 10000
о,
а 8000
^ 6000
Й 4000
Объем запаса, тыс.руб.
Рис. 5. Зависимость затрат па храпение каменных материалов иа крытом складе от
объема запасов, тыс. руб.
Й 1,60 т
^^^^^^^^m
в 1,40 " 1,20
:^Шб
±-.-^-w±tet*b
Ь оібо
a 0,40
в мо
Я 0,00
Месяц
Рис. 6. Изменение стоимости в зависимости от времени приобретения щебня относительно начала года.
Разработана модель определения оптимального объема основных до-рожно-строительаых материалов (ОДСМ).
P = )p(x)dx, (3)
где X - плановый объем работ (руб.), р- прямые затраты (руб.).
М = }т(р)Ф. (4)
где М-требуемый размер материальных запасов в (руб.).
H~\h{m)dm, (5)
где Н - затраты на хранение (руб.).
р,т
R= \r{p;m)dpdm, (6)
где R - потери, связанные с дефицитом материального запаса (руб.).
В общем случае потери от дефицита конкретного размера запаса (руб.):
R = h(m(P(x))), (7)
В третьей главе «Разработка модели по обеспечению основными до-рожно-строительными материалами дорожно-строительного производства с учетом фактора риска» сформулированы основы возникновения и оценки риска возможных потерь от дефицита материалов при производстве работ по строительству автомобильных дорог; выявлены факторы, влияющие на дефицит поставок материалов и связанный с ними риск; предложены рекомендации по определению сроков и объемов поставок необходимых материалов для обеспечения ритмичности технологических процессов дорожного строительства.
Сущность предлагаемого подхода к оценке риска дефицита материалов при производстве работ по строительству автомобильных дорог представлена на рис. 7.
Нечеткой лингвистической переменной назовем (X,U,Х(а)), где X—название нечеткой переменной, Х=>{х}, область ее определения (базовое множество), X = \Jfj-(u)/u - нечеткое множество на U, описывающее
13 числовые значения нечеткой переменной X.
1. Расчет объема ОД СМ
2. На основе установлешшх нечетких множеств и терм, их функций принадлежности, расчет риска- осуществляется на основе нечеткой базы знаний определяющейся нечетками правилами, определяющими взаимосвязь между входами и выходами исследуемого объекта (риска)
Отметим, что лингвистические переменные, используемые в построении «модели определения возможного риска дефицита материалов» при производстве работ по строительству автомобильных дорог уже определены - это факторы, влияющие на величину возможного риска.
Необходимо провести дефаз-зификацию нечеткого множества
Вывод величины риска
A = ^JitA{ut)lui, с целью преобразования нечеткого множества в четкое число на основе нечеткой базы знаний о влиянии факторов X = {xitx2,—xn} на значение параметра К
Рис.7. Схема расчета величины риска в за-С помощью операций
висимости от принятого объема ОДСМ для
U (ИЛИ) и П (И) нечеткую базу ,
w v * ' v ' J J обеспечения ритмичности производствен-
знаний перепишем: ных процессов.
к, Гп . 1
О П(*і =я/р) ->Y = d,, j = l,m., где af- нечеткий терм, которым оце-
р»1М Ь'=1 J
нивается переменная хі в строчке с номером jp(p = l,kj), kj- количество строчек конъюнкций, в которых выход У оценивается нечетким термом dj,j = \,m, т - количество термов, используемых для лингвистической
оценки выходного параметра Y.
Под нечетким логическим выводом подразумевается аппроксимация зависимости Y = /{х^,хг,...,хп) с помощью нечеткой базы знаний и операций над нечеткими множествами.
Пусть ju/p(Xj)- функция принадлежности входа xi нечеткому терму
14 ajp,i = \,n, j = \,m, p = l,kj, т.е. afp= jjudj(xi)/xi;jud'(y) - функция принад-
лежности выхода Y к нечеткому терму dJt у* = 1,т, т.е. dj = \fi' (у)Iу. Тогда
степень принадлежности конкретного входного вектора X' = ^Ci,Xj,...jc*} нечетким термам dj го базы знаний определяется следующей системой нечетких уравнений: fi '(X*) = _}_ _гЦМІР{х*і}\ j=l,m,rne л (v)-операция мак-
симума (минимума).
Нечеткое множество Y, соответствующее входному вектору X*, определяется: Г= {i_lTam{pdj(X*),jud'{y)jly, где U - операция объединения не-
четких множеств.
Четкое значение выхода Y, соответствующее входному вектору X -определяется в результате дефаззификации нечеткого Y.
Чтобы конкретизировать и описать нечеткую базу знаний, каждый из факторов выражен, т.е. установлена причина его возникновения на основе опытно-статистических данных за период с 2000-2008гг.
Обратим внимание, что в процесс моделирования включены только внутренние факторы, влияющие на риск (см. табл. 1). Это объясняется имеющейся статистикой потерь. В силу того, что большинство причин риска дефицита материалов, связанных с внешними факторами нам неизвестно.
Построенные в диссертационной работе функции принадлежности, позволяют вычислить степень. принадлежности произвольного элемента универсального множества к нечеткому множеству.
На основе опытно статистических данных события А риска дефицита материалов при производстве работ по строительству автомобильных дорог и его причине А , например, «отказ автотранспортных средств доставки», выраженной через «износ автотранспортных средств доставки дорожно-
15 строительных материалов», составлены вариационные ряды, предварительно очищенные от случайных величин с целью установления границ отрезков, влияющих на изменение термов («незначительный», «средний», «высокий») для каждой лингвистической переменной.
Риск, связанный с факторами, влияющими на дефицит поставок
материалов
Таблица 1
Итого раек, связанный с внешними факторами
14,6%
Внутренние
Итого риск, связанный с внутренними факторами
9,58%
Итого общин риск, связанный с возникновением факторов, влияющих на дефицит поставок материалов
24,18%
В составе системы оперативного управления по обеспечению производственных процессов материалами, зная величины возможного риска и их
16 причины, возможно, свести вероятность дефицита материалов при производстве работ по строительству автомобильных дорог к минимуму.
В четвертой главе изложены результаты экспериментального внедрения предложенных рекомендаций в составе системы оперативного управления дорожно-строительными материалами с учетом фактора риска и произведена оценка точности полученных результатов.
Установлено, что отклонения по предложенной модели заключены в пределах от 5-11%.
В результате исследования выявлена следующая динамика потребления дорожно-строительным предприятием материалов по соотношению объема основных дорожно-строительных материалов и объема выполняемых работ в зависимости от основного вида деятельности в течение календарного периода (года):
Таблица 2
Очевидно, что изложенная динамика определяется спецификой выполняемых работ и их стоимостью, т.е. чем выше стоимость работ, тем предприятия склонны к большим объемам материалов с целью страхования возмож-
ных отклонений в объемах поставок и росте цен на основные виды материалов.
Экономия, полученная от реализации предложенных рекомендаций по приобретению материалов с учетом фактора риска, рассчитывается по следующей формуле:
t,Vn-zn)
Э = -Ы 100%, (8)
где Э - экономия затрат на сырье и материалы с учетом фактора риска дефицита материалов при строительстве автомобильных дорог, %;
Zii - затраты на заготовку і-го вида материала в срок, приближенные к моменту укладки в дело, руб.;
Zj2 - затраты на заготовку і - го вида материала заранее, руб.;
С,- стоимость заготавливаемых материалов, руб.
В результате расчетов, на примере филиала ДСУ - 2 МУП трест «Дор-мостстрой», установлен риск дефицита материалов 21,87%.
На основе установленной величины риска и его причин проводятся организационно-технические мероприятия, направленные на снижение риска дефицита материалов по факторам, определяющим вероятность его возникновения. По наиболее значимому фактору «отклонение в объеме работ» осуществляется корректировка планового объема запаса основных дорожностроительных материалов:
Vs =Vp + /(т|.(р.(А'г--))), (9)
где Vs - рекомендуемый объем запаса основных дорожно-строительных материалов с учетом фактора риска; і - вид запасаемого материала; Vp -расчетный объем запаса основных дорожно-строительных материалов, без учета фактора риска; R- расчетная величина риска по фактору «отклонение в объеме работ», %.
Установлено, что экономия составила 46% от стоимости заготавливаемых основных дорожно-строительных материалов, необходимых для строительства 5км автомобильной дороги III технической категории.
18 Основные результаты исследования
-
Установлено отсутствие достаточно обоснованных рекомендаций по обеспечению дорожно-строительного производства оптимальным объемом материалов на складах дорожно-строительных предприятий и графиков завоза материалов на них, в частности не учитывается фактор риска, связанный с реализацией оперативного управления. Разработана классификация подходов к решению задачи оптимизации объема дорожно-строительных материалов. Выявлены основные тенденции формирования запасов материалов на предприятиях Волгоградской области. Сформулированы ключевые факторы, влияющие на принятие решений о форме пополнения объемов дорожностроительных материалов в составе оперативного управления материалами.
-
Установлены и классифицированы факторы, влияющие на обеспечение оптимального объема дорожно-строительных материалов для реализации технологических процессов. Разработана модель потребления наиболее значимых дорожно-строительных. материалов, влияющих на потери предприятия от дефицита материалов при производстве дорожно-строительных работ. Модель позволяет прогнозировать возможные потери от дефицита конкретного материала при производстве работ по строительству автомобильных дорог и определять потери, связанные с ростом цен и сезонным удорожанием материалов.
-
Установлена зависимость изменения величины возможных потерь от дефицита конкретного дорожно-строительного материала при производстве работ. Установлены зависимости затрат от формы хранения объема запасов основных дорожно-строительных материалов: для щебеня, хранящегося на крытом и открытом складе, органических вяжущих и материалов, хранящихся на закрытом складе силосного типа.
-
Разработанные рекомендации и проведенные автором экспериментальные исследования на дорожно-строительном предприятии доказали справедливость изложенной гипотезы и эффективность разработанной моде-
19 ли снабжения основными дорожно-строительными материалами и позволили сформулировать направления дальнейших исследований, закшочающихся в углублении и расширении спектра задач, связанных с обеспечением технологических процессов дорожно-строительными материалами в условиях неопределенности и риска.
Исследование подходов к нормированию объема дорожно-строительных материалов с позиции риска
В современных условиях, дорожные предприятия заготавливают материальные запасы (МЗ) различными способами, исходя из конкретных условий, в которых они находятся и в праве в соответствии с настоящим законодательство РФ самостоятельно принимать решение об их формировании [37], [193-194].
Формирование МЗ подразумевает определение объемов и сроков поставки, поиск поставщика, выбор транспортных средств и т.д.
На предприятиях существует стремление снизить долю материальных запасов на складах, с целью снижения условно-постоянных и переменных затрат в структуре себестоимости выполняемых работ.
Если ранее большинство материалов заготавливалось в зимний период, то в последние несколько лет, можно отметить общую тенденцию формирования объемов ОДСМ на складах предприятий в течение года (см. рис. 3).
Интерес в данном случае представляет вопрос: в какой момент времени наиболее целесообразно заготавливать материал? Известно, что стоимость материалов в течение строительного сезона существенно варьируется. Например, битум в августе стоит значительно дороже, чем в зимне-весенний период [173]. Для более детального рассмотрения и изучения целесообразности приобретения материалов для выполнения производственной программы в срок мы рассмотрим данный вопрос в главе 2.
Основные материалы, используемые в дорожном хозяйстве это строительные нерудные - каменные (щебень, песок, гравий, соль и др.), органические вяжущие, а так же материалы, изготовленные на их основе, и неорганические вяжущие, которые должны удовлетворять требования ГОСТ [39-51].
В соответствии с типом склада и способностью к хранению во времени - материалы, используемые при строительстве, ремонте и реконструкции автомобильных дорог представлены в табл. 3, с. 29 [138], [144-146], [148], [156].
Исследование статистических данных по обороту материалов на складах показало, что существует общее стремление предприятий запасать следующие виды материалов: 1. каменные материалы - щебень различных фракций, песок, соль и полуфабрикатов из них (песчано-щебеночная смесь, песчано-соляная смесь (преимущественно в зимний период); 2. вяжущие материалы - (битум БНД 60/90); 3. на основе органических вяжущих — смеси холодного асфальтобетона. Редко встречаются такие материалы как: доломитовая мука, цемент, известь, смола, мастика МБР-90.
Очевидно, что такие предпочтения объясняются, высокой технологической и стоимостной значимостью данных материалов, в особенности щебня и битума.
Как правило, к ресурсам повышенной технологической значимости относят MP, временный дефицит которых приводит к существенным сбоям ритмичности строительного производства.
Если рассмотреть процесс производства дорожных работ как последовательное выполнение работ специализированных потоков распределенных во времени, в соответствии с возможностью продолжительности строительного сезона, при котором происходит последовательная укладка материалов в дело, в соответствии с проектом производства и организации работ (111IP), (ПОР). То можно отметить, что сбои в ритмичности будут определяться временем отсутствия необходимого материала и степенью его дефицитности.
Степень дефицитности определяется сроком доставки материала, т.е. от одного дня до максимального количества дней, при которых наблюдался дефицит материала, необходимого при производстве СМР. Максимально возможный срок дефицита материалов определяется на основе экспертных оценок, в результате опроса (анкетирования) руководителей ДСП.
Для того чтобы проследить, насколько производственный процесс обеспечен объемами материалов в течение календарного периода, мы рассмотрели соотношение объемов материалов на складах, рассчитанных относительно планового объема работ, и объемов работ выполненных фактически. В зависимости от основного вида деятельности ДСП (см. рис. 6 - 8, с. 32-33).
Очевидно, что данная склонность определяется спецификой выполняемых работ и их стоимостью, т.е. чем выше стоимость работ, тем предприятия склонны к большим объемам запасов материалов с целью страхования возможных колебаний в объемах поставок и росте цен на основные виды материалов.
Выявление возможных потерь и оценка их значимости в зависимости от не оптимально сформированного объема основных дорожно-строительных материалов
Размер возможных потерь и их источников определяется исходя из условий формирования основных дорожно-строительных материалов, принятых методов организации дорожно-строительных работ и технологии их производства.
Если рассматривать организацию сосредоточенных площадочных работ методом раздельной организации (для объектов с небольшим объемом работ по строительству или реконструкции труб, отдельного участка дороги и т.п.), при котором каждый строительный процесс выполняется самостоятельно, можно сказать, что потери будут ограничиваться простоем отдельной бригады выполняющей данный вид работ. При цикловом поточном методе, в случае строительства ряда однотипных сооружений или допускающих деление их на ряд одинаковых захваток (крупные мосты, и т.п.) потери характеризуются объемом выполняемых работ и временем дефицита основного дорожно-строительного материала.
В случае организации производства линейных работ параллельным, поточным или не комплексным поточным методом простой в работе одного специализированного потока вызовет простой в производстве работ следующего за ним специализированного потока.
Иными словами, в случае дефицита материалов при производстве работ специализированные потоки, организованные для выполнения отдельных видов линейных работ в последовательности, регламентированной проектом производства работ, на отведенной захватке каждому отдельному звену не могут переместится до тех пор, пока не выполнят заданный объем работ.
Потери вследствие дефицита материала при производстве работ происходят в случае наступления ситуации риска, характеризующейся:
- дефицитом материала при производстве работ, вследствие недостаточности объема запаса сформированного на складе и дефицита, либо вследствие перебоев в поставках;
- затратами на хранение материальных запасов - в случае нецелесообразного объема заготовленного материалов заранее;
- удорожанием MP (инфляцией) — в случае приобретения материала в более поздний срок, приближенный к моменту производства работ и укладки материала в дело.
Результаты оценки значимости возможных потерь, связанных с хранением каменных материалов на крытых складах свидетельствуют о высокой значимости потерь, связанных с хранением и содержанием щебня. Это объясняется большими объемами материала и высокой стоимостью щебня.
Последующие расчеты проведены аналогично. Значения множественного коэффициента корреляции при расчетах колеблются в пределах от 0,78-0,89.
Таким образом, к наиболее значимым потерям вследствие дефицита материала при производстве работ можно отнести потери из-за простоя производственных ресурсов: трудовых, машин и механизмов.
Эти полученные данные мы используем при построении модели определения возможных потерь от дефицита материалов при производстве работ в составе оперативного управления по обеспечению ОДСМ. По наиболее значимым факторам построим модель, а наименее значимые отбросим, т.к. они в наименьшей степени влияют на конечный результат, т.е. на потери вследствие дефицита материалов при производстве работ по строительству автомобильных дорог и себестоимость выполняемых работ в конечном итоге.
Значимость возможных потерь, связанных с хранением материальных ресурсов (MP) (см. табл. 7) установлена с помощью степенной производственной функции вида (3) с целью выявления наиболее значимых потерь при хранении основных дорожно-строительных материалов.
На практике существует устойчивое мнение, что затраты на хранение каменных материалов на открытом складе, как правило, значительно ниже, чем при хранении на крытом. В действительности же, расчеты подтверждают обратное (см. табл. 8, с. 48).
Оценить значимость потерь, связанных с инфляцией по каждому виду MP, используемого при производстве дорожных работ в рамках нашей работы не представляется возможным в силу обширности расчетов. Сопоставление значимости потерь и затрат показало.
Разработка модели и рекомендаций по обеспечению основными дорожно-строительными материалами в условиях неопределенности и риска
Разработанные рекомендации по обеспечению основными дорожно-строительными материалами в условиях неопределенности и риска ДСП представлены в виде алгоритма (см. с. 84). При построении блок-схемы алгоритма мы основывались на выявленные нами ключевые факторы, влияющие на процесс материального обеспечения ОДСМ, на факторы, влияющие на риск дефицита материалов при производстве работ и полученных зависимостях.
Опишем систематизированную совокупность шагов, имеющих целью управление ОДСМ с учетом фактора риска.
Исходя из принятой стратегии ДСП и прогнозируемого объема СМР на основе интенсивности использования производственных ресурсов [139], определяется необходимый размер материальных запасов на основе выявленной нами зависимости объема работ от требуемого количества материалов для выполнения производственной программы в срок.
На данном этапе необходимо оценить целесообразность приобретения и хранения материального ресурса во времени с помощью предложенной модели определения оптимального объема ОДСМ. С учетом возможности материала к складированию как во времени, с точки зрения сохранения его качественных свойств, так и по площади имеющихся складов у предприятия либо места его непосредственного складирования, при безусловной оценке дефицитности ресурса [137].
Степень дефицитности определяется сроком доставки материала, т.е. от одного дня до максимального количества дней, при которых наблюдался дефицит материала, необходимого при производстве СМР [155].
Далее, исходя из «начальных условий» (размер складов, остаток материала на складе и т.п.) и специфических условий формы снабжения с учетом критерия оптимизации - минимума приведенных затрат по приобретению и хранению с учетом фактора риска [101], [147], принимается решение об объеме пополнения запаса и назначении страховой составляющей производственного запаса с целью компенсации возможного дефицита материала при производстве работ в случае возникновения фактора риска.
В целом, изложенное автором выше, заключается в нахождении такой величины запаса, при которой потери в случае дефицита материалов не превысят заранее заданной величины.
Далее на данном этапе нами предполагается оценить размер возможного риска, т.е. вероятность наступления потерь, в зависимости от конкретных условий функционирования ДСП по производству дорожно-строительных работ.
Для этого предлагается использовать моделирование в условиях неопределенности, описываемое с позиции теории нечетких множеств [195].
Данный подход имеет три отличительные черты:
1) в нем используют так называемые «лингвистические» переменные вместо числовых переменных или в дополнении к ним;
2) простые отношения между переменными описываются с помощью нечетких высказываний;
3) сложные отношения описываются нечеткими алгоритмами.
С математической точки зрения предложенный подход как метод описания неопределенности лежит между описаниями с позиции теории вероятностей и математической статистики и с позиции интервальной математики.
Опишем, в чем заключается данный метод описания неопределенности. Концептуальная постановка задачи сформулирована в виде некоторого неопределенного высказывания типа «Если А, то В» ( А = В ), в котором А и В можно описать нечеткими множествами. К примеру, «Если объем материалов небольшой, то риск возможных потерь выше среднего».
В этом понятии учитывается возможность постепенного перехода от принадлежности к непринадлежности элемента к множеству. Иными словами, элемент может иметь степень принадлежности {/л) множеству между полной принадлежностью (1) и полной непринадлежностью (0), т.е А є [ОД].
Функция принадлежности позволяет вычислить степень принадлежности произвольного элемента универсального множества к нечеткому множеству [206], [220].
Стоит отметить, что точки зрения [220] по интерпретации функции принадлежности разделяются. С одной точки зрения функция принадлежности определяется как некоторое «невероятностное субъективное измерение нечеткости», и что она в корне отличается от вероятностной меры. С другой точки зрения величина {/л) рассматривается как условная вероятность наблюдения события А при наблюдении и [220].
Несмотря на различные интерпретации функции принадлежности, проведенные нами исследования, позволяют считать, что математический смысл значения вероятностной меры и меры субъективного измерения неточности практически одинаков.
В данной работе будем учитывать вероятностную меру измерения нечеткости в качестве измерения функции принадлежности.
Введем некоторые основные термины и определения [220].
Для определения лингвистической переменной зададим кортеж вида (X,U,X), где X — наименование нечеткой переменной; U {u] - область определения (обычное множество) [220].
Термом множества, называют множество всех возможных значений лингвистической переменной.
Приведем пример. Рассмотрим лингвистическую переменную «риск», которую можно выразить, как вариант, через надежность обеспечения объемами материалов всех технологических процессов дорожного строительства. В данном случае надежность будет являться лингвистической переменной, а ее возможные значения — термами: «низкая», «средняя», «высокая». Причем интерпретация в сечении точке 1 - бинарная. С одной стороны надежность можно охарактеризовать как среднюю, а с другой стороны как низкую.
Результаты экспериментального внедрения рекомендаций по обеспечению основными дорожно-строительными материалами с учетом фактора риска на примере филиала 2 МУП трест «Дормостстрой»
Рассмотрим применение предложенных рекомендаций по обеспечению основными дорожно-строительными материалами с учетом фактора риска в рамках оперативного управления производственной деятельностью на примере филиала №2 муниципального унитарного предприятия треста «Дорожно-мостового строительства».
Предприятие осуществляет работы по строительству автомобильных дорог улично-дорожной сети и дорожных сооружений, осуществляет капитальный ремонт, реконструкцию, текущий ремонт и содержание автомобильных дорог улично-дорожной сети и дорожных сооружений, других объектов внешнего благоустройства. Выполняет погрузо-разгрузочные работы, работы по перевозке, складированию, хранению грузов российских и зарубежных клиентов и иные виды деятельности, не запрещенные законом Российской Федерации.
На 2008 год спрогнозирован объем работ на основе выбора приоритетного направления производственной деятельности и интенсивности использования производственных ресурсов в размере [139]: объем работ на 2008 год - 40000тыс. руб.
Пример расчета прогнозного объема работ не приводится в работе, его описание подробно изложено в диссертации Г.Н. Островской [139].
Руководствуясь рекомендациями по обеспечению основными дорожностроительными материалами строительства автомобильных дорог с учетом фактора риска, приведем пример обеспечения технологических операций в дорожном строительстве на примере строительства 5км автомобильной дороги III категории.
Согласно проекту производства работ, сроки строительства земляного полотна и дорожной одежды следующие (см. табл. 13).
Строительство дорожной одежды выполняют специализированные отряды в составе отдельных частных потоков в зависимости от характера работы в конкретном конструктивном слое.
Отряд по устройству подстилающего слоя формируется из двух звеньев: одно на подготовке земляного полотна, другое - на устройстве подстилающего слоя.
Согласно строительным нормам и правилам начало работ по устройству подстилающего слоя принимается после создания задела по земляному полотну в размере не менее 25% от величины сезонного объема работ по формуле.
Введем необходимые ограничения:
1. Ограничения на объем склада для каменных материалов отсутствуют, т.к. складируются навалом в непосредственной близости объекта строительства.
2. Ограничения по завозу битума (в у- период может быть завезено не более Tj 225тонн битума).
В данном случае применение симплекс-метода не требуется, так как поставщики фиксированы и доставка материалов на склад возможна 1 раз в начале или в конце месяца.
Оценим целесообразный срок приобретения материалов. Для этого определим стоимость материалов, приближенную к моменту укладки материалов в дело и затраты на хранение для требуемых основных дорожно-строительных материалов.
Расчеты будем проводить на 1км строительства автомобильной дороги.
Оценивать целесообразность приобретения будем исходя из установленного критерия оптимальности — минимума всех приведенных затрат по приобретению и хранению с учетом фактора риска.
Для этого необходимо установить наиболее целесообразный момент заготовки материалов исходя из затрат на хранение и затрат на более позднее приобретение, приближенное к моменту укладки материалов в дело.
Для щебня и песка расчет производится аналогичным образом с возможным применением метода динамического программирования.
В результате расчетов, установлены целесообразные объемы приобретения и сроки: песок 3011,3м - в марте, щебень фракция 40-70 (2931м3), щебень фракция 20-40 (1298,87м3), щебень фракция 10-20 (456,56м ) - в феврале, битум БНД 60-90 (12тонн) - в мае и (81,27тонны) - в марте.
Рассмотрим теперь фактор возможного риска дефицита материалов при производстве работ по строительству автомобильных дорог.
Фактор риска, связанный с внешними факторами уже определен и составляет 14,6% (см. табл. 9, с. 79).
Определим возможный риск, в зависимости от внутренних факторов. Для этого специалистом принимающем решение о размере запасов на складах филиала ДСУ - 2 трест «Дормостстрой», сформулированы следующие термы для лингвистических переменных:
1. Отклонения в объеме работ «Средние»;
2. Квалификация работников «Высокая»;
3. Изменения в технологии «Нет»;
4. Износ автотранспортных средств доставки дорожностроительных материалов 55%.
На основе алгоритма описанного в п. 3.3. рассчитываем возможность возникновения риска по каждому фактору (с помощью программы MS EXEL).
В результате расчетов установлено, что риск по факторам: 0,1%, 0%, 0%, 25% соответственно.
Учитывая значимость каждого фактора риска (см. табл. 9) и применяя формулу (2) общий риск дефицита материалов при производстве работ составит 21,87%о.
Полученные данные говорят о том, что необходимо провести техническую диагностику средства доставки дорожно-строительных материалов с целью снижения величины возможного риска дефицита при производстве работ по строительству автомобильной дороги.
Рассчитаем рекомендуемый объем запаса с учетом фактора риска дефицита дорожно-строительных материалов при производстве работ по строительству автомобильных дорог.
Согласно расчету прогнозируемое отклонение выполняемого объема работ по строительству автомобильных дорог «среднее» - 0,1%), т.е. 40000руб.
