Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ моделей управления строительным производством 17
1.1. Характеристика многовариантности управления строительным производством 17
1.2. Параметры и характеристики строительных работ 25
1.3. Модели управления строительным производством 35
1.4. Методы дискретной оптимизации 51
1.5. Выводы и постановка задач исследования 60
Глава 2. Модели содержания объектов недвижимо-стиуниверстетского комплекса 63
2.1. Оптимальная стратегия повышения индекса потребительских свойств объекта при различных свойствах функции затрат 63
2.2. Формирование производственной программы ремонтно-строительного предприятия 80
2.3. Интегральный эффект от выполнения ремонтно-строительных работ 90
Глава 3. Многокритериальная оценка вариантов производства ремонтно - строительных работ 95
3.1. Построение интегральной оценки вариантов производства работ 95
3.2. Оценка технологичности вариантов производства ремонтно-строительных работ 100
3.3. Оценка вариантов производства ремонтно-строительных работ 110
Глава 4. Формирование прозводственной программы по содержанию объектов недвижимости универси тетского комплекса 121
4.1. Характеристика объектов недвижимости Воронежской государственной медицинской академии 121
4.2. Определение индекса потребительских свойств объекта ремонтно-строительных работ 123
4.3. Производственная программа ремонтно-строительных работ 128
Заключение 132
Литература 134
Приложение 144
- Параметры и характеристики строительных работ
- Формирование производственной программы ремонтно-строительного предприятия
- Оценка технологичности вариантов производства ремонтно-строительных работ
- Определение индекса потребительских свойств объекта ремонтно-строительных работ
Введение к работе
Вопросы управления недвижимостью тесно связаны с эффективностью и своевременностью выполняемых ремонтно-строительных работ, обеспечивающих восстановление утраченных свойств объектов недвижимости. В настоящее время структура работ строительных организаций определяется потребностями нового строительства, что привело к сжатию спектра ремонтных услуг по содержанию уже построенных объектов недвижимости. К тому же в условиях существования различных форм собственности на объекты недвижимости финансирование ремонтно-строительных работ ведется по-прежнему из бюджета собственника.
В связи с этим возникает проблема эффективного использования бюджетных средства, направляемых на содержание объектов недвижимости. Сложность заключается в том, что в настоящее время отсутствует методика определения качества выполняемых ремонтно-строительных работ. Предполагается, что оценка ведется согласно нормативным документам, по которым определяется только соответствие выполненных работ действующим нормам и правилам. Но, учитывая вариантный характер строительного производства, следует отметить, что поставленная цель может быть достигнута различными путями, то есть ремонтно-строительные работы могут быть выполнены с использованием различных технологий, что особенно характерно для современного периода, когда появилось большое количество новых материалов. К сожалению, оценка возможных вариантов производства ремонтно-строительных работ, как правило, не производится и варианты выполнения работ очень часто выбираются случайным образом.
Если рассмотреть деятельность строительного подразделения в рамках государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования (ГОУ ВПО), то следует отметить, что основным содержанием этой деятельности является выполнение работ, связанных с эксплуатацией и обслуживанием системы зданий и сооружений, и осуществляется в рамках средств, выделенных на эти цели в бюджете образовательного учреждения. Естественно, что предприятие заинтересовано в том, чтобы в условиях недостаточного финансирования наиболее эффективно использовать выделенные ресурсы. Следовательно, возникает задача формирования производственной программы ремонтно-строительного подразделения, обеспечивающей наибольшую эффективность выделенных бюджетных средств. Обеспечение оптимальной эффективности используемых бюджетных средств закладывается еще на стадии проектирования и подготовки производства. Понятно, что в настоящее время не идет речь о разработке полноценного проекта на выполнение ремонтно-строительных работ, но на стадии приятия управленческого решения закладываются проектные решения, характеризующие технологические варианты выполнения работ и примерную их стоимость.
При этом из-за большого разнообразия объектов, нуждающихся в ремонте, отсутствия развитой нормативной базы проектирования ремонтно-строительных работ, повышение эффективности использования средств может быть достигнуто только путем внедрения вариантного проектирования, то есть путем анализа нескольких (желательно всех) вариантов выполнения ремонтных работ на запланированных объектах.
В связи с этим возникает задача оценки каждого варианта выполнения ремонтных работ. Важнейшим принципом оценки вариантов выполнения работ является комплексный подход к анализу оценочных показателей (ОП) и системный подход к выбору рациональных проектных решений. Комплексный подход предполагает учет в процессе оценки всей совокупности оценочных показателей, значимо влияющих на эффективность принимаемого решения. Системный подход к выбору рациональных решений дает возможность на всех стадиях ремонтно-строительного производства принимать решения, наиболее полно соответствующие целям, стоящим перед создаваемыми системами.
Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью разработки новых подходов к решению задач управления ремонтно-строительными работами по содержанию объектов недви 6 жимости на основе вариантного проектирования.
Основные исследования, получившие отражение в диссертации, выполнялись по планам научно-исследовательских работ:
- МНТП «Архитектура и строительство» 2001 -2002 г.г.- №5.15;
- федеральная комплексная программа «Исследование и разработки по приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения»;
- грант РФФИ «Гуманитарные науки» «Разработка оптимизационных моделей управления распределением инвестиций на предприятии по видам деятельности» № Г00-3.3-306.
Цель и постановка задач исследования. Целью диссертации является разработка, моделей управления ремонтно-строительными работами при содержании недвижимости университетского комплекса.
Достижение цели работы потребовало решения следующих основных задач:
1. Проанализировать существующие модели управления строительным производством, определить особенности ремонтно-строительного производства.
2. Разработать модель формирования плана производства ремонтно — строительных работ при заданном уровне потребительских свойств ремонтируемых объектов.
3. Построить модель формирования плана производства ремонтно — строительных работ при заданном уровне потребительских свойств ремонтируемых объектов при различных свойствах функции затрат (выпуклый и вогнутый случай).
4. Разработать модель формирования производственных планов ремонтно - строительного предприятия.
5. Предложить модель формирования плана производства ремонтно -строительных работ при заданном уровне потребительских свойств ремонтируемых объектов с учетом времени. 6. Построить модель формирования производственных планов ремонтно - строительного предприятия на несколько плановых периодов.
7. Разработать модель многокритериального выбора вариантов производства работ.
8. Получить зависимость затрат на ремонт одного квадратного метра объектов недвижимости университетского комплекса от индекса потребительских свойств ремонтируемого объекта.
Методы исследования. В работы использованы методы моделирования организационных систем управления, теории активных систем, системного анализа, математического программирования, теории игр.
Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
1. Разработана модель формирования плана производства ремонтно-строительных работ при заданном уровне потребительских свойств ремонтируемых объектов, позволяющая получать варианты, характеризующиеся минимальной стоимостью.
2. Построена модель формирования плана производства ремонтно-строительных работ при заданном уровне потребительских свойств ремонтируемых объектов при различных свойствах функции затрат (выпуклый и вогнутый случай), позволяющая сформулировать эвристические правила дающие оптимальные или близкие к оптимальным решения.
3. Разработана модель формирования производственных планов ремонтно-строительного предприятия, позволяющая в рамках выделенного бюджета получать максимально возможное приращение потребительских свойств ремонтируемых объектов.
4. Предложена модель формирования плана производства ремонтно-строительных работ при заданном уровне потребительских свойств ремонтируемых объектов с учетом времени, позволяющая получать оптимальные значения затрат на протяжении нескольких плановых периодов. 5. Построена модель формирования производственных планов ремонтно-строительного предприятия на несколько плановых периодов, позволяющая в рамках выделенного бюджета получать максимально возможное приращение потребительских свойств ремонтируемых объектов.
6. Разработана модель многокритериального выбора вариантов производства работ, позволяющая осуществлять оценку вариантов производства ремонтно-строительных работ при несопоставимых критериях.
7. Получена зависимость затрат на ремонт одного квадратного метра объектов недвижимости университетского комплекса от индекса потребительских свойств ремонтируемого объекта, позволяющая получить разрешающие системы алгебраических уравнений рассматриваемых задач.
Достоверность научных результатов. Научные положения, теоретические выводы и практические рекомендации, включенные в диссертацию, обоснованы математическими доказательствами. Они подтверждены расчетами на примерах, производственными экспериментами и многократной проверкой при внедрении в практику управления.
Практическая значимость и результаты внедрения. На основании выполненных автором исследований разработаны модели, которые могут стать основой для разработки эффективных планов по содержанию объектов недвижимости университетского комплекса.
Использование разработанных в диссертации моделей и механизмов позволяет многократно применять разработки, тиражировать их и осуществлять их массовое внедрение с существенным сокращением продолжительности трудозатрат и средств.
Разработанные модели используются в практике разработки планов производства ремонтно-строительных работ в ГОУ ВПО Воронежская государственная медицинская академия и ОАО «Воронежаграждансторй».
Модели, методы, алгоритмы и механизмы включены в состав учебного курса: «Управление проектами», читаемого в Воронежском государственном архитектурно - строительном университете. На защиту выносятся:
1. Модель формирования плана производства ремонтно-строительных работ при заданном уровне потребительских свойств ремонтируемых объектов при различных свойствах функции затрат (выпуклый и вогнутый случай и общий случай), без учета и с учетом времени.
2. Модель формирования производственных планов ремонтно-строительного предприятия без учета и с учетом времени.
3. Модель многокритериального выбора вариантов производства работ.
4. Зависимость затрат на ремонт одного квадратного метра объектов недвижимости университетского комплекса от индекса потребительских свойств ремонтируемого объекта.
Апробация работы.
Основные результаты исследований и научных разработок докладывались и обсуждались на следующих конференциях, симпозиумах, совещаниях и научных сессиях: Международная научая конференция «Современные проблемы прикладной математики и математического моделирования» (Воронеж 2005г.), 7-8 Международные научные конференции «Современные сложные системы управления» (Воронеж 2005г., Краснодар-Воронеж-Сочи 2005г.), 59 - 61 научно-технические конференции по проблемам архитектуры и строительных наук (Воронеж, ВГАСУ, 2003-2005 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Личный вклад автора в работах, опубликованных в соавторстве, состоит в следующем: в работах [1], [2], [5] автору принадлежит модель формирования плана производства ремонтно-строительных работ при заданном уровне потребительских свойств ремонтируемых объектов; в работах [], [], [] автору принадлежит модель формирования плана производства ремонтно-строительных работ при заданном уровне потребительских свойств ремонтируемых объектов при различных свойствах функции затрат (выпуклый и вогнутый случай); в работах [], [], [] автору принадлежат модель формирования производственных планов ремонтно-строительного предприятия; в работах [], [], [] автору принадлежит модель формирования плана производства ремонтно-строительных работ при заданном уровне потребительских свойств ремонтируемых объектов с учетом времени; в работах [], [], [] автору принадлежит модель формирования производственных планов ремонтно-строительного предприятия на несколько плановых периодов; в работах [], [], [] автору принадлежит модель многокритериального выбора вариантов производства работ, позволяющая осуществлять оценку вариантов производства ремонтно-строительных работ при несопоставимых критериях; в работах [], [], [] автору принадлежит полученная зависимость затрат на ремонт одного квадратного метра объектов недвижимости университетского комплекса от индекса потребительских свойств ремонтируемого объекта, позволяющая получить разрешающие системы алгебраических уравнений рассматриваемых задач.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Она содержит 131 страницу основного текста, 23 рисунка, 31 таблицу и приложения. Библиография включает 133 наименования.
Во введении обосновывается актуальность, описывается цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость.
В первой главе отмечается, что процесс управления строительным производством включает в себя комплекс мероприятий направленных на формирование производственной программы строительного предприятия, подготовку к реализации этой программы и сам процесс реализации. Сам процесс управления характеризуется многовариантностью, то есть имеется несколько возможных путей достижения поставленной цели.
К существенным особенностям ремонтно-строительных работ следует отнести, то, что в процессе их производства не происходит создания новых основных фондов, а происходит восстановление утраченных свойств уже существующих основных фондов. Другая особенность ремонтно-строительных работ заключается в том, что по ним, как правило, не выполняется технико-экономическое обоснование. Связано это с тем, что ремонтно-строительные работы составляют необходимый комплекс работ по содержанию объектов недвижимости, которая имеет своего собственника, определяющего степень необходимости выполнения этих работ чаще всего не из условий их необходимости, а исходя из собственных финансовых возможностей, то есть финансирование осуществляется по остаточному признаку. Поэтому портфель заказов для структурного подразделения, выполняющего ремонтно-строительные работы для корпоративного центра, являющегося собственником объектов недвижимости определяется финансовыми возможностями этого центра. Используя тот факт, что продолжительность жизненного цикла объекта недвижимости составляет десятки лет, планирование ремонтно-строительных работ может осуществляться с большим временным лагом при сохранении основных функциональных свойств этого объекта в течение длительного времени. То есть возникает эффект отложенных затрат, когда средства в объект недвижимости не вкладываются в течение длительного времени, а затем, когда возникает реальная угроза потери объекта, происходит реализация необходимых срочных мер в экстренном порядке, что соответствует выделению финансовых средств в значительно больших объемах, чем это было необходимо ранее.
С другой стороны, процесс формирования производственной программы ремонтно-строительного подразделения под выделенный объем денежных средств, происходит во многом случайным образом. Это объясняется отсутствием методики оценки приращения уровня потребительских свойств объекта в результате выполнения на нем ремонтно-строительных работ.
Во второй главе рассматривается процесс выполнения ремонтно-строительных работ. При этом возникает задача использования имеющихся средств с максимальной эффективностью. Особую актуальность данная задача приобретает для бюджетных организаций, находящихся, как правило, в условиях недостаточного финансирования. Целью ремонта является повышение потребительских свойств ремонтируемого объекта. Очевидно, что целесообразно сравнивать потребительские свойства однотипных объектов, поэтому необходимо классифицировать весь набор ремонтируемых объектов по группам, причем классификация будет зависеть от типа бюджетной организации, осуществляющей ремонт.
Рассмотрим государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования (ГОУ ВПО). Для этой организации характерно наличие значительного числа объектов, подлежащих ремонту, причем объекты различного назначения. Разобьем все множество объектов, находящихся в ведении ГОУ ВПО на следующие группы: учебные аудитории, учебно - лабораторные, научно - исследовательские, офисные и жилые.
Определим возможный набор работ, повышающих потребительские свойства помещения. К ним относятся: отделочные работы, работы по заполнению проемов, полы, работы связанные с перепланировкой помещения (перегородки), кровельные работы (для помещений, находящихся на верхних этажах здания), инженерное оборудование помещения (электротехнические и санитарно - технические работы), монтаж технологического (лабораторного) оборудования. Конкретная номенклатура работ будет сильно зависеть от типа ремонтируемого помещения. Каждому объекту ремонта может быть применен как отдельный вид работы, так и весь комплекс работ. Например, в учебной аудитории можно выполнить только отделочные работы, а можно: отделочные; заполнение проемов (замена оконных и дверных блоков); настилку полов; замену электропроводки с установкой новых светильников, выключателей, розеток и кондиционеров; замену системы отопления; навеску новой доски, экрана и монтаж кинопроекционной аппаратуры. Естественно уровень потребительских свойств объекта во втором случае будет неизмеримо больше, чем в первом.
Для оценки изменения уровня потребительских свойств объекта введем индекс приращения потребительских свойств к - го объект - рк. Рассмотрим значения этого индекса на примере отделочных работ, выполняемых в учебных аудиториях.
Если не выполнять никаких работ, то очевидно, что рк=0. Если осуществить косметический ремонт из традиционных материалов, то примем, что рк=1; проведение отделочных работ из улучшенных материалов будет соответствовать оценке Рк=2; улучшенное качество работ даст оценку Рк=3; и, наконец, отделочные работы по современной технологии с использованием современных материалов (евроотделка) будет соответствовать уровню Рк=4. Возникает задача: какой вариант ремонта по каждому из объектов выбрать, чтобы достичь заданного приращения потребительских свойств ремонтируемых объектов с минимальными затратами.
Рассмотрена формальная постановка задачи и приведены эвристические правила получения решения при различных свойствах функции затрат.
Определим возможный набор работ, повышающих потребительские свойства помещения. К ним относятся: отделочные работы, работы по заполнению проемов, полы, работы связанные с перепланировкой помещения (перегородки), кровельные работы (для помещений, находящихся на верхних этажах здания), инженерное оборудование помещения (электротехнические и санитарно - технические работы), монтаж технологического (лабораторного) оборудования. Конкретная номенклатура работ будет сильно зависеть от типа ремонтируемого помещения. Каждому объекту ремонта может быть применен как отдельный вид работы, так и весь комплекс работ. Например, в учебной аудитории можно выполнить только отделочные работы, а можно: отделочные; заполнение проемов (замена оконных и дверных блоков); настилку полов; замену электропроводки с установкой новых светильников, выключателей, розеток и кондиционеров; замену системы отопления; навеску новой доски, экрана и монтаж кинопроекционной аппаратуры. Естественно уровень потребительских свойств объекта во втором случае будет неизмеримо больше, чем в первом. Для оценки изменения уровня потребительских свойств объекта так же используется индекс приращения потребительских свойств к - го объект -pk.
Рассмотрим формальную постановку задачи. Пусть имеется п объектов, подлежащих ремонту. Каждый объект может ремонтироваться по m вариантам. Известна сметная стоимость выполнения работ по і -ому варианту на j-ом объекте Qj. Введем независимую переменную Ху, которая принимает значение равное 1 в том случае, если i-ый объект ремонтируется по j-ому варианту и ноль в противоположном случае. Будем считать, что первому варианту выполнения работ (j=l) на каждом объекте будет соответствовать ситуация, когда работы на объекте не выполнялись, то есть ремонт данного объекта не осуществлялся. Тогда задача будет заключаться в том, чтобы максимизировать суммарное значение индекса потребительских свойств при ограничениях на величину затрат.
Деятельность по управлению недвижимостью университетского комплекса представляет собой последовательность выполняемых работ, направленных на повышение индекса потребительских свойств объектов этого комплекса. Эта деятельность протекает во времени и было бы целесообразно рассмотреть эффективность планирования ремонтно-строительных работ во времени. Это вязано с тем, что при выполнении таких работ очень часто существенным является именно фактор времени - практически все ремонтно-строительные работы можно отодвинуть на более поздний срок, но при этом произойдет увеличение сметной стоимости выполняемых работ, которое объясняется с одной стороны ростом цен, а с другой - ухудшением потребительских свойств конкретного объекта с течением времени.
Следовательно, с точки зрения интересов всего университетского комплекса, является наиболее выгодным не реализация выгодного плана ремонтно-строительных работ в каком - то из временных периодов, а важен суммарный итог деятельности структурного подразделения за достаточно продолжительный период времени, содержащий несколько отрезков планирования, то есть несколько лет. Показано, что данная задача отличается от предыдущих только повышенной размерностью.
В третьей главе рассматриваются вопросы многокритериальной оценки вариантов производства ремонтно-строительных работ. Варианты производства ремонтно-строительных работ, как правило, описываются целым набором показателей важность которых может быть достаточно существенна, что делает невозможным игнорирование некоторых из них с целью получения главного критерия по которому и будут сравниваться различные варианты. Следовательно, задача выбора варианта производства работ зачастую приводится к задаче многокритериальной оптимизации.
В процессе разработки организационно-технологических решений СНиП нацеливает на вариантное проектирование с целью последующего отбора наиболее эффективных решений. Естественно, очень трудно ожидать такой ситуации, когда среди предлагаемых вариантов решения будет находиться безусловный лидер по всем рассматриваемым показателям. Поэтому, к сожалению, приходится решать задачу многокритериального выбора. Задача осложняется тем, что природа параметров оценки может быть различной: часть параметров описывается количественно, а некоторые параметры могут иметь качественную или лингвистическую оценку типа «высокий уровень», «низкий» и т.п.
Основным способом решения оптимизационных задач такого типа является построение комплексной (интегральной) оценки каждого варианта решения. Рассмотрено построение интегральной оценки варианта организационно - технологического решения по производству отделочных работ. Получим оценку следующих технологических вариантов проведения отделочных работ [111,112]: облицовка стен панелями; жидкие обои; обои; окраска.
Оценку вариантов проводили по пяти параметрам: стоимость 1 квадратного метра; трудоемкость на 1 кв. м; долговечность; индекс потребительских свойств; технологичность варианта. Последний параметр представляет собой качественную оценку технологичности варианта, получаемую в результате экспертного опроса.
В четвертой главе проведено более детальное исследование индекса потребительских свойств ремонтируемого объекта. Было определено какому значению индекса потребительских свойств объекта будет соответствовать какой набор работ, выполняемый на рассматриваемом объекте.
Учитывая специфику работ ремонтно-строительного предприятия, будем рассматривать следующие виды работ: отделочные работы, полы, заполнение проемов, санитарно - технические работы и электромонтажные работы. Как уже говорилось, каждый вид работы будет рассматриваться в четырех вариантах выполнения: косметический ремонт, ремонт с заменой с использованием обычных материалов, ремонт с заменой с использованием новых материалов, евроремонт.
С целью получения количественного выражения прироста потребительских свойств ремонтируемых объектов был проведен экспертный опрос. Экспертам необходимо было проставить количественное выражение прироста потребительских свойств ремонтируемого объекта при выполнении конкретных видов работ в конкретном технологическом исполнении. При этом считалось, что весь комплекс работ, выполненный по евростандарту будет соответствовать индексу потребительских свойств равному 100. Для экспертизы привлекалось 7 экспертов. Проверка согласованности мнения экспертов дает значение коэффициента конкордации равное 0,92, что горит о высокой степени согласованности мнений экспертов.
Используя данные экспертного опроса построена зависимость затрат на ремонт одного квадратного метра от индекса потребительских свойств объекта недвижимости в виде полинома третьей степени.
В заключении построена производственная программа строительного подразделения ГОУ ВПО Воронежской государственной медицинской академии.
Параметры и характеристики строительных работ
Процесс управления строительным производством предполагает обеспечение своевременного выполнения запланированных строительных и ремонтно-строительных работ. Каждая работа должна описываться определенным набором параметров, которые будут ее характеризовать. При выборе параметров требуется, чтобы они обладали универсальностью и полнотой, то есть с помощью набора таких параметров можно было бы охарактеризовать любую работу и, в то же время, чтобы эта характеристика была исчерпывающей.
Таким условиям будет обладать следующий набор параметров: моменты начала и окончания работ, продолжительность, объем и стоимость работы.
Моментом начала работы называется максимальный из моментов времени, когда выполненный объем работы равен нулю. Моментом окончания работы называется минимальный из моментов времени, когда выполненный объем равен ее полному объему.
Величина промежутка времени между моментами начала и окончания работы называется продолжительностью работы и обозначается в дальнейшем t(ij,l). Под объемом работы подразумевается трудоемкость работы, которая определяет объем трудозатрат для выполнения данной работы и обозначается Q(ij,I).
Работа характеризуется также стоимостью C(ij,l), определяющей денежные затраты на выполнение работы. Часто предполагают наличие зависимости стоимости работы от ее продолжительности, считая, что стоимость работы убывает с возрастанием ее продолжительности или убывает до некоторого минимального значения, а при дальнейшем возрастании продолжительности не изменяется или возрастает. Различают ресурсные и временные характеристики.
Ресурсные характеристики работ. Они являются наиболее общими усредненными показателями расходования ресурсов при выполнении комплекса работ. Они также отражают условия выполнения работ, прежде всего состав и количество используемых трудовых и материально - технических ресурсов. Для многих задач управления, связанных с учетом и распределением ресурсов, соответствующие сетевые модели должны содержать информацию о конкретных видах ресурсов в натуральном выражении. Ресурсы, непосредственно используемые для выполнения комплекса ремонтно-строительных работ, в общем случае включают машины к механизмы, трудовые ресурсы и материалы. Различают два основных типа ресурсов.
Складируемые (невозобновляемые) ресурсы. К ним относятся материалы. К складируемым ресурсам могут быть отнесены также денежные средства, потребление которых при выполнении работы (комплекса) считается равным стоимости этой работы (комплекса). В этом смысле можно рассматривать стоимость как один из видов складируемых ресурсов; однако во многих случаях предпочтительны модели, в которых стоимость выделяется как особая характеристика работы (комплекса).
Нескладируемые (возобновляемые) ресурсы. К ним относятся трудовые ресурсы, машины, механизмы, производственные площади и т.п. Нескладируемые ресурсы называют также ресурсами типа мощностей, складируемые - ресурсами типа материалов. Различие между указанными типами ресурсов состоит в следующем.
Складируемые ресурсы непосредственно расходуются в процессе выполнения работ, изменяя свою натуральную форму и не допуская повторного использования. Как правило, не будучи использованы в данный момент, такие ресурсы могут быть использованы в более поздние моменты выполнения ремонтно-строительных работ. Обычно предполагается, что количество неиспользуемого складируемого ресурса остается неизменным (без учета новых поставок), хотя при более точном моделировании нельзя пренебрегать зависимостью этого количества от условий и продолжительности хранения (порча и старение, расходы на вклады и т.п.); в отдельных случаях должны быть учтены предельно допустимые сроки хранения.
В отличие от складируемых, нескладируемые ресурсы в процессе выполнения работы сами не расходуются, а производят сами или в сочетании с другими ресурсами некоторый расходуемый фактор - затраты труда (чел!-дн., маш.-смены и т.п.), - не допускающий складирования. В связи с этим не использование или недоиспользование этого ресурса в течение определенного времени является потерей того количества расходуемого фактора, которое он за это время мог произвести, но не произвел. Аналогично складируемым ресурсам при моделировании выполнения работ должно учитываться изменение производительности тех или иных видов нескладируемых ресурсов в зависимости от продолжительности и условий их использования и хранения (обучение, амортизация, обкатка и др.).
По существу, отнесение определенного вида ресурса к типу складируемых или нескладируемых во многих случаях определяется не физической природой этого ресурса, а конкретными условиями его использования при реализации строительства объекта.
Формирование производственной программы ремонтно-строительного предприятия
Деятельность строительного подразделения в рамках государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования (ГОУ ВПО) направлена на выполнение работ, связанных с эксплуатацией и обслуживанием системы зданий и сооружений, и осуществляется в рамках средств, выделенных на эти цели в бюджете образовательного учреждения. Естественно, что предприятие заинтересовано в том, чтобы в условиях недостаточного финансирования наиболее эффективно использовать выделенные ресурсы. Следовательно, возникает задача формирования производственной программы ремонтно - строительного подразделения, обеспечивающей наибольшую эффективность выделенных бюджетных средств. Обеспечение оптимальной эффективности используемых бюджетных средств закладывается еще на стадии проектирования и подготовки производства. Понятно, что в настоящее время не идет речь о разработке полноценного проекта на выполнение ремонтно - строительных работ, но на стадии приятия управленческого решения закладываются проектные решения, характеризующие технологические варианты выполнения работ и примерную их стоимость.
При этом из-за большого разнообразия объектов, нуждающихся в ремонте, отсутствия развитой нормативной базы проектирования ремонтно строительных работ, повышение эффективности использования средств может быть достигнуто только путем внедрения вариантного проектирования, то есть путем анализа нескольких (желательно всех) вариантов выполнения ремонтных работ на запланированных объектах.
В связи с этим возникает задача оценки каждого варианта выполнения ремонтных работ. Важнейшим принципом оценки вариантов выполнения работ является комплексный подход к анализу оценочных показателей (ОП) и системный подход к выбору рациональных проектных решений. Комплексный подход предполагает учет в процессе оценки всей совокупности оценочных показателей, значимо влияющих на эффективность принимаемого решения. Системный подход к выбору рациональных решений дает возможность на всех стадиях ремонтно-строительного производства принимать решения, наиболее полно соответствующие целям, стоящим перед создаваемыми системами.
Для выбора рациональных решений необходимо создание системы альтернатив, каждая из которых характеризуется конечным множеством оценочных показателей, достаточно полно описывающих свойства сравниваемых альтернатив. Выбор наилучшей альтернативы в этой ситуации может осуществляться двум методами: 1) с учетом значений всех оценочных показателей, характеризующих сравниваемые альтернативы; 2) по специальному признаку - критерию, сформулированному на основе совокупности значений оценочных показателей. В каждой конкретной ситуации правомерность применения метода выбора наилучших альтернатив должна быть строго обоснована. Существующий математический аппарат, рекомендуемый для отыскания оптимальных решений, базируется на оценке качества принимаемого решения на основе на одного скалярного критерия. Иными словами, альтернатива а оценивается скалярным критерием х(а), причем решение а0, оптимальное из множества возможных решений, выбирают с условием х(а0) х(а) для а, принадлежащих заданному множеству. Такой принцип оценки и выбоpa оптимальных решений получил название скалярного или однокритери-ального.
При оценке вариантов выполнения ремонтных работ с учетом номенклатуры работ, свойственной для образовательного учреждения, применение скалярного принципа правомерно в том случае, когда для ситуации, в которой осуществляется принятие решения, может быть обоснован очевидный приоритет одного из признаков, характеризующих оцениваемую систему. Очевидно, что в качестве такого критерия можно выбрать некий комплексный критерий, который условно назовем индекс потребительских свойств объекта.
Определим возможный набор работ, повышающих потребительские свойства помещения. К ним относятся: отделочные работы, работы по заполнению проемов, полы, работы связанные с перепланировкой помещения (перегородки), кровельные работы (для помещений, находящихся на верхних этажах здания), инженерное оборудование помещения (электротехнические и санитарно - технические работы), монтаж технологического (лабораторного) оборудования. Конкретная номенклатура работ будет сильно зависеть от типа ремонтируемого помещения. Каждому объекту ремонта может быть применен как отдельный вид работы, так и весь комплекс работ. Например, в учебной аудитории можно выполнить только отделочные работы, а можно: отделочные; заполнение проемов (замена оконных и дверных блоков); настилку полов; замену электропроводки с установкой новых светильников, выключателей, розеток и кондиционеров; замену системы отопления; навеску новой доски, экрана и монтаж кинопроекционной аппаратуры. Естественно уровень потребительских свойств объекта во втором случае будет неизмеримо больше, чем в первом.
Для оценки изменения уровня потребительских свойств объекта введем индекс приращения потребительских свойств к - го объект - рк. Рассмотрим значения этого индекса на примере отделочных работ, выполняемых в учебных аудиториях.
Оценка технологичности вариантов производства ремонтно-строительных работ
Применении алгоритмов теории нечетких множеств основано на том, что известна функция принадлежности нечеткого множества. Естественно, возникает вопрос о том, как же получить эту функцию. Основная критика метода, базирующегося на использовании нечетких множеств, как раз и использует трудности построения функции принадлежности.
Существует несколько методов построения функции принадлежности. Рассмотрим некоторые из них [66]. В основе всех алгоритмов лежит метод экспертного опроса, то есть значения функции принадлежности получаются после обработки результатов экспертного опроса. Наиболее распространенным является метод парных сравнений.
Каждому эксперту предлагается оценить степень принадлежности элементов к некоторому множеству, используя при этом шкалу, представленную в табл. 3.2.1.
Свои оценки эксперт представляет в виде матрицы парных сравнений, элементы которой а у показывают степень принадлежности элемента, стоящего в і - ой строке и j - ом столбце, к рассматриваемому множеству по сравнению с элементом, стоящим в j - ой строке и і - ом столбце.
Если эксперт в своих оценках нигде не противоречил, то элементы матрицы будут связаны соотношением а у = 1/а_.. . Если теперь найти собственный вектор А, алгебраической системы уравнений Aw = Aw или иначе записанной в виде (A-AE)w = 0, где Е - единичная матрица, то есть матрица, главная диагональ которой заполнена единицами, а все остальные члены равны нулю. Полученная однородная система алгебраических уравнений (так как правая часть равна нулю) имеет ненулевое решение только тогда, когда определитель матрицы А-АЕ равен нулю. Таким образом, отыскание собственного значения матрицы сводится к решению алгебраического уравнения степени п относительно А,, где п - число элементов, для которых определяется принадлежность к нечеткому множеству. Найдя А, вычисляют составляющие собственного вектора w, которые и принимаются в качестве степени принадлежности рассматриваемых элементов нечеткому множеству. Нахождение собственного вектора сводится к решению однородной системы алгебраических уравнений вида (А - АЕ) = 0, в которую подставили собственное значение А,. При этом очень часто оказывается, что данная система имеет тривиальное, то есть нулевое решение. В целях получения ненулевого решения обычно производят замену одного из уравнений системы на условие нормировки компонент собственного вектора w, то есть вводят в систему уравнение вида w, + w2 + w3 + w4 = 1. Как правило, этого оказывается вполне достаточным для получения искомых решений. В целях проверки осуществляют поочередную замену уравнений системы на условие нормировки. Решение при этом не должно изменяться.
Известно, что в алгебре всегда выполняется соотношение вида Aw = nw, отсюда следует, что Amax « n. Таким образом, чем ближе найденное значение собственного вектора к п, тем точнее будут результаты экспертного опроса, то есть приведенное выше соотношение служит мерой согласованности экспертов при проведении парного сравнения, результатом которого будет являться матрица А. Если это равенство выполняется точно, то матрица А полностью согласована и, следовательно, эксперты в определении степени принадлежности элементов к рассматриваемому множеству нигде не противоречили друг другу.
В качестве примера рассмотрим экспертное оценивание четырех вариантов технологии производства ремонтных работ на объекте: панели, жидкие обои, обои, окраска, оценивая уровень технологии в качественных переменных, представленных в табл. 3.2.1 [23]. Мнения экспертов о парном сравнении вариантов были сведены в матрицу вида
Находим собственный вектор w, для которого выполняется условие Aw = Xw. Для этого необходимо найти значения X, при которых определитель матрицы (А-Я,Е)равен нулю.
Определение индекса потребительских свойств объекта ремонтно-строительных работ
Во второй главе было введено понятие индекса потребительских свойств ремонтируемого объекта. Было рассмотрено простейшее представление данного понятия на примере отделочных работ. Проведем более детальное исследование данного понятия.
Для этой цели необходимо определить какому значению индекса потребительских свойств объекта будет соответствовать какой набор работ, выполняемый на рассматриваемом объекте.
Учитывая специфику работ ремонтно-строительного предприятия, будем рассматривать следующие виды работ: отделочные работы, полы, заполнение проемов, санитарно - технические работы и электромонтажные работы. Как уже говорилось, каждый вид работы будет рассматриваться в четырех вариантах выполнения: косметический ремонт, ремонт с заменой с использованием обычных материалов, ремонт с заменой с использованием новых материалов, евроремонт. В табл. 4.2.1 представлены технологические варианты выполнения ремонтно-строительных работ и дана приведенная стоимость ремонта 1 квадратного метра площади.
С целью получения количественного выражения прироста потребительских свойств ремонтируемых объектов был проведен экспертный опрос. Экспертам необходимо было проставить количественное выражение прироста потребительских свойств ремонтируемого объекта при выполнении конкретных видов работ в конкретном технологическом исполнении. При этом считалось, что весь комплекс работ, выполненный по евростандарту будет соответствовать индексу потребительских свойств равному 100. Для экспертизы привлекалось 7 экспертов. Результаты экспертного опроса представлены в табл. 4.2.2.
Проверка согласованности мнения экспертов дает значение коэффициента конкордации равное 0,92, что горит о высокой степени согласованности мнений экспертов. В качестве согласованного мнения экспертов, для дальнейшего расчета будем использовать средние значения индекса потребительских свойств ремонтируемого объекта округленные до целого значения и представленные в последней колонке табл. 4.2.2..
Используя данные табл. 4.2.1 и 4.2.2 построим зависимость затрат на ремонт одного квадратного метра от индекса потребительских свойств объекта недвижимости. Для этой цели используем аппроксимацию данных с по Имея зависимость вида (4.2.1) можно получить полные затраты на ремонт конкретного объекта умножив удельные затраты, приведенные к одному квадратному метру на количество квадратных метров.
Таким образом, задача формирования производственной программы ремонтно-строительной организации может быть сведена к следующей задаче нелинейной оптимизации: где Р - заданный уровень индекса потребительских свойств объектов, который должен быть достигнут в результате проведения ремонтно-строительных работ; Ak - объем работ в квадратных метрах предполагаемых к выполнению на k-ом объекте.
Задача (4.2.2) может быть решена методом множителей Лагранжа. В этом случае целевая функция задачи (4.2.2) может быть представлена в виде где Я - множитель Лагранжа.
Находя частные производные по неизвестным рк , Я и приравнивая их к нулю приходим к следующей разрешающей системе алгебраических нелинейных уравнений
