Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ моделей управления строительным производством 14
1.1. Характеристика комплекса объектов муниципальной собственности как объекта управления 15
1.2. Характеристика многовариантности управления строительным производством 29
1.3. Модели управления строительным производством 48
1.4. Методы дискретной оптимизации 64
1.5. Выводы и постановка задач исследования 74
ГЛАВА 2. Модели содержания объектов недвижимости 77
2.1 Оптимальная стратегия повышения показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта 78
2.2 Формирование производственной программы предприятия, занимающегося работами по содержанию объектов недвижимости 95
2.3. Модель управления взаимодействием системы «заказчик — исполнитель» при произвольной связи между работами проекта 109
2.4. Алгоритм построения функции стоимость проекта 117
2.5. Выводы по второй главе 124
ГЛАВА 3. Разработка планов по содержанию комплекса объектов недвижимости 126
3.1. Модель определения вариантов содержания объектов недвижимости 126
3.2. Задачи оптимизации планов ремонта 146
3.3. Решение задачи для случая трех периодов 156
Заключение 169
Литература 173
Приложение 1 184
- Характеристика многовариантности управления строительным производством
- Оптимальная стратегия повышения показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта
- Модель управления взаимодействием системы «заказчик — исполнитель» при произвольной связи между работами проекта
- Модель определения вариантов содержания объектов недвижимости
Введение к работе
Актуальность темы. К объектам муниципальной собственности относятся: здания (сооружения), расположенные на конкретном земельном участке с подземными коммуникациями и сооружениями, относящимися к данному участку; обособленные водные объекты, многолетние насаждения; инженерные сооружения и сети, осуществляющие подключение земельного участка и находящихся на нем зданий (сооружений) к объектам инфраструктуры района или населенного пункта; другие строительные и технологические объекты, которые составляют неразделимое (с точки зрения физической целостности и сохранения потребительских качеств) имущество. Все вышеперечисленные объекты, несмотря на различную природу, имеют общие свойства: материальную (вещную) природу, стационарность (неподвижность), долговечность и сложность, что делает возможным отнести их к объектам недвижимости.
Имущественный комплекс, переданный в собственность муниципальным образованиям, служит основой для выполнения главной цели деятельности администрации: повышения уровня жизни населения. Для этой цели осуществляются работы по сохранению и улучшению потребительских свойств объектов имущественного комплекса. Следует отметить, что основные проблемы муниципальных образований, напрямую связанные с качеством жизни населения, относятся к содержанию и эксплуатации жилой недвижимости. При этом необходимо отметить, что из 3 млрд. кв. м жилищного фонда России более половины нуждается в ремонте. Некоторые дома не ремонтировались по 40-50 лет. По данным 2008 года объем ветхого жилья по стране составляет 93 млн. кв. м, из них аварийного - более 11 млн. кв. м.
Основной особенностью объектов недвижимости является их высокая стоимость, большая продолжительность жизненного цикла и способность на всем протяжении своего существования приносить владельцу некоторый доход. Интересы владельца заключаются в том, чтобы обеспечить получение максимально возможного дохода в течение максимально возможного времени. Это требует от владельца осуществление на протяжении жизненного цикла объекта недвижимости неких затрат, направленных на восстановление или приобретение новых функциональных свойств. Таким образом, владелец для реализации своих глобальных целей должен осуществлять инвестиции в объект недвижимости на протяжении его жизненного цикла, объем которых может быть достаточно значительным и составлять примерно 15 — 20 % от первоначальной стоимости. Объем вложений и время их осуществления сильно зависят от выбранного варианта содержания объектов недвижимости.
К существенным особенностям работ, направленных на содержание объектов недвижимости, 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 этих работ заключается в том, что по ним, как правило, не выполняется технико-экономическое обоснование. Связано это с тем, что работы по содержанию и восстановлению потребительских свойств объекта недвижимости определяются не степенью необходимости выполнения некоторого комплекса, а исходя из собственных финансовых возможностей собственника конкретного объекта. Поэтому, используя тот факт, что продолжительность жизненного цикла объекта недвижимости составляет десятки лет, планирование работ по содержанию этого объекта 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 предприятий, занимающихся работами по содержанию объектов недвижимости, происходит во многом случайным образом. Это объясняется отсутствием методики оценки приращения уровня потребительских свойств объекта в результате выполнения на нем некоторого комплекса работ, предусмотренного вариантом содержания этого объекта.
Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью разработки новых подходов к созданию, на основе введенного понятия показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта, моделей оптимального выбора стратегии содержания и эксплуатации объектов муниципальной собственности в рамках выделенного бюджета и формирования производственной программы для специализированных ремонтно-строительных предприятий.
Основные исследования, получившие отражение в диссертации, выполнялись по планам научно-исследовательских работ: федеральная комплексная программа «Исследование и разработки по приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения»; госбюджетная научно — исследовательская работа «Разработка и совершенствование моделей и механизмов внутрифирменного управления».
Степень разработанности темы исследования. Вопросам разработки моделей управления содержанием комплекса объектов недвижимости посвящены работы Российских и зарубежных ученых: В.Н. Буркова, П.Г. Грабового, A.M. Котенко, А.К. Шрейбер С.Г. Шеина, Л.Б. Зеленцова, Б.В. Прыкина.
Вопросы теории управления проектами недвижимости исследовались в трудах следующих ученых - В.И. Воропаев, И.И. Мазур, В.Д. Шапиро; модели и механизмы управления проектами - С.А. Баркалов В.Н. Бурков, В.А. Ириков, Д.А. Новиков, М.Л. Разу, Д.И. Голенко-Гинзбург, Г.И. Секлетова, А.Д. Цвир-кун, В.В. Цыганов.
Современные модели управления и содержания комплекса объектов муниципальной акцентируют внимание на нескольких направлениях исследований: разработка оптимизационных моделей управления объектов муниципаль 6 ной собственности; разработка теоретико-игровых моделей учитывающих активность хозяйствующих субъектов; разработка методов решения оптимизационных задач; разработка и проведение деловых игр моделирующих процесс взаимодействия хозяйствующих субъектов.
Необходимость разработки оптимизационных моделей и методов решения соответствующих задач оптимизации послужила основанием для проведения диссертационного исследования, определила его цели и задачи.
Объектом исследования настоящей диссертационной работы является комплекс объектов недвижимости муниципального образования.
Предметом исследования является процесс управления эксплуатацией и содержанием недвижимости, находящейся в собственности муниципального образования.
Цель и задачи диссертационного исследования. Целью диссертационного исследования является разработка моделей выбора вариантов содержания недвижимости, находящейся в собственности муниципального образования.
Для достижения указанной цели диссертационного исследования были поставлены и решены следующие задачи:
1. Проанализировать существующие модели управления строительным производством, определить особенности ремонтно-строительного производства с учётом того, что работы по содержанию и эксплуатации объектов недвижимости относятся к строительным работам и выполняются специализированными ремонтно-строительными предприятиями.
2. Разработать модель повышения показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта недвижимости при различных свойствах функции затрат.
3. Построить модель оптимизации планов по содержанию комплекса объектов недвижимости при произвольной глубине планирования. 4. Разработать модель управления взаимодействием системы «заказчик - исполнитель» при выполнении проектов по содержанию комплекса объектов недвижимости.
5. Предложить алгоритм построения функции «стоимость проекта» в зависимости от степени его освоения.
6. Построить модель комплексной оценки проекта, когда часть критериев носит качественный характер.
Методологическая база исследования. В работе использованы методы моделирования организационных систем управления, системного анализа, математического программирования, экспертного оценивания, теории игр.
Эмпирическая база исследования. В работе использовались аналитические материалы Российской ассоциации Управления проектами «СОВНЕТ», специализированные отчеты ЗАО «Воронеж-Дом» и ООО «Компания Строй-Групп», а так же информационные, аналитические, статистические материалы, опубликованные в научной литературе, периодической печати и представленные в сети Internet.
Научная новизна заключается в разработке комплекса моделей, направленных на совершенствование процесса управления содержанием объектов муниципальной собственности. В этих моделях осуществляется оценка потребительских свойств, приобретаемых объектом недвижимости в результате ремонта, зависящая от варианта производства работ и принятой стратегии содержания.
В работе доказано, что такие стратегии могут быть сведены к десяти различным комбинациям имеющихся комплексов мероприятий - от "нулевой стратегии" до стратегии с полным использованием всей номенклатуры работ.
В работе была решена задача моделирования взаимодействия между заказчиком и исполнителем ремонтно-строительных работ, условия деятельности которых часто приводят к различию их целевых функций. Основные положения, выносимые на защиту:
1. Разработана модель повышения показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта недвижимости при различных свойствах функции затрат, что позволяет выбрать для каждого из объектов оптимальный вариант его содержания.
2. Построена модель оптимизации планов по содержанию комплекса объектов недвижимости при произвольной глубине планирования. Это позволяет создать оптимальную программу реализации стратегии содержания комплекса объектов недвижимости с позиций интересов владельца и исполнителя работ.
3. Получена модель управления системой «заказчик — исполнитель» при выполнении проектов по содержанию комплекса объектов недвижимости, отличающаяся учетом технологической связи между работами внутри каждого проекта, что позволяет согласовать интересы заказчика и исполнителя в процессе реализации последовательности проектов по содержанию объектов недвижимости.
4. Предложен алгоритм построения функции «стоимость проекта» в зависимости от степени его освоения, отличающийся произвольным характером зависимости между работами, что дает возможность решения задачи исполнителя в модели управления системы «заказчик - исполнитель».
5. Построена модель комплексной оценки проекта с использованием критериев, носящих качественный характер, и отличающаяся тем, что по данным критериям производится последовательное построение вектора приоритетов и итогового вектора группового ранжирования, в котором наилучшим образом представлены индивидуальные предпочтения заказчика.
Теоретическая и практическая значимость исследования. На основании выполненных автором исследований созданы модели, позволяющие осуществлять выбор вариантов содержания комплекса объектов недвижимости, формирование производственной программы специализированного предприятия, реализующего функции по содержанию объектов недвижимости и моделирование взаимоотношений заказчика (владельца комплекса объектов недвижимости) и исполнителя работ по его содержанию.
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.
Материалы исследования могут быть использованы в учебном процессе при преподавании таких учебных дисциплин как «Организационно-технологическое проектирование» и «Управление проектами».
Обоснованность и достоверность научных результатов. Научные положения, теоретические выводы и практические рекомендации, включенные в диссертацию, обоснованы математическими доказательствами, подтверждены расчетами на примерах и результатами внедрения. Для решения поставленных задач использовались математические методы обработки статистических данных.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные результаты исследований и научных разработок докладывались и обсуждались на следующих конференциях: 6-ая международная научно-практическая конференция «Высокие технологии в экологии» (Воронеж - 2004, 2005 гг.); 1-ая международная научно-практическая конференция «Оценка риска и безопасность строительных конструкций (Воронеж — 2006 г.); 4-ая международная конференция «Строительство и недвижимость: экспертиза и оценка» (Прага - 2007 г.); на международных конференциях «Современные сложные системы управления» (Воронеж - 2005 г., Старый Оскол — 2008 г.); 60 - 66 научно-технические конференции по проблемам архитектуры и строительных наук (Воронеж, ВГАСУ, 2004-2008 гг.).
Созданные модели управления содержанием объектов недвижимости используются в практике выбора вариантов осуществления комплексов работ по восстановлению потребительских свойств объектов недвижимости в корпорации ЗАО «Воронеж - дом» (г. Воронеж) и ООО «Компания СтройГрупп» (г. Москва)
Модели, алгоритмы и механизмы включены в состав учебного курса «Управление проектами», читаемого в Воронежском государственном архитектурно — строительном университете, «Организационно-технологическое проектирование» и «Управление инвестиционными проектами», читаемых в Российской экономической академии им. Г.В. Плеханова.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Она содержит 187 страниц основного текста, 28 рисунков, 49 таблиц. Список литературы включает 135 наименование.
Во введении обосновывается актуальность, описываются цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость.
В первой главе дается характеристика муниципального имущественного комплекса как объекта управления. Рассматривается состав имущественного комплекса административно — территориального образования, отмечается, что его основу составляют объекты недвижимости, дается определение объекта недвижимости согласно существующего законодательства. Указывается на различие в деятельности менеджмента корпорации и муниципальной администрацией. Подчеркивается, что основная цель муниципальной администрации заключается в обеспечении повышения уровня жизни населения соответствующего административно - территориального образования. Из этого вытекают основные задачи администрации муниципального образования, среди которых одно из главных мест занимает организация работ по содержанию комплексов объектов муниципальной собственности с целью сохранения или улучшения их потребительских свойств. Достигается это за счет выполнения ремонтно-строительных работ на объектах имущественного комплекса, подведомственных администрации соответствующего уровня. Ремонтно-строительные работы являются одним из вариантов выполнения общестроительных работ, отличающихся, как правило, особыми условиями выполнения (стесненность, ограниченная номенклатура и т.п.). Подчеркивается, что для общестроительных работ, а для ремонтных в особенности, характерна многовариантность выполнения, когда каждая работа может быть выполнена несколькими способами, как с точки зрения ее технологии, так и с точки зрения организации ее выполнения. Поэтому в первой главе рассмотрены вопросы, связанные с моделированием процесса управления строительным производством на основе многовариантности выполняемых работ.
С другой стороны, существующая система нормативных документов нацеливает на многовариантное проектирование выполнения работ. Это означает, что предварительному анализу должны подвергаться наиболее перспективные варианты ее выполнения, из которых должен отбираться самый рациональный в рассматриваемых условиях. Поиск рациональных вариантов, как правило, предполагает целесообразность решения задач оптимизации. В действительности оптимальное решение может оказаться труднореализуемым или вообще не реализуемым на практике, но получение такого решения является предпочтительным, так как дает граничную оценку моделируемой ситуации, показывая пределы улучшения моделируемых параметров в рамках рассматриваемой модели. Поэтому в главе приводится обзор основных методов дискретной оптимизации.
Во второй главе рассматриваются вопросы оценки приращения уровня потребительских свойств объекта в результате выполнения на нем ремонтно-строительных работ, что в условиях ограниченного финансирования позволяет повысить эффективность используемых средств, то есть в рамках бюджетных ограничений получить максимально возможное увеличение потребительских свойств объекта недвижимости. Для этой цели вводится понятие показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта недвижимости. Рассматриваются различные постановки задач, приводятся алгоритмы их решения и эвристические правила, позволяющие не решая задачи, получать оптимальные или очень близкие к ним решения.
Но выполнение работ по содержанию и эксплуатации единичного объекта недвижимости в производственной истории конкретного производственного предприятия, как правило, всего лишь эпизод. Деятельность таких предприятий представляет собой непрерывное выполнение работ на большой совокупности объектов недвижимости. Эта совокупность выполняемых работ образует производственную программу предприятия. К сожалению, в настоящее время формирование производственной программы специализированного предприятия, занятого в сфере содержания и эксплуатации объектов недвижимости, осуществляется во многом случайным образом, исходя из возможностей финансирования, а не целесообразности. Поэтому в условиях дефицита средств, направляемых на содержание и эксплуатацию, важна разработка эффективных моделей, позволяющих формировать производственную программу с целью получения максимальной отдачи от вкладываемых в содержание и эксплуатацию имущественного комплекса средств. Это возможно путем распространения понятия показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта недвижимости на комплекс объектов недвижимости, обслуживанием которого занимается специализированная строительная организация.
Но следует отметить, что специализированные строительные организации, занятые в сфере содержания и эксплуатации объектов недвижимости, функционируют на условиях полной хозяйственной самостоятельности и формируют свою производственную программу, как правило, сами с учетом пожеланий муниципальной администрации. В связи с этим возникает проблема незавершенного строительства, когда предприятие пытается выполнять только выгодные для себя работы на большом количестве объектов, не завершая всего комплекса работ ни на одном из них. Возникает парадоксальная ситуация: деньги потрачены, работы выполнены, а ни один или большая часть объектов не доведены до необходимого для нормальной эксплуатации уровня. С целью избежать подобной ситуации в главе предлагается модель мотивации исполнителя, минимизирующая объем незавершенного производства, в которой используется игровая модель и соответственно теория игр.
В третьей главе показано, что определение вариантов содержания объектов недвижимости может быть сведено к решению дискретной оптимизационной задачи, но при этом все характеристики должны быть выражены в виде числовых значений. Учитывая, что каждый вариант может характеризоваться целым набором параметров, среди которых часто встречаются и параметры, задаваемые качественно, в главе приводится модель построения комплексной оценки вариантов содержания объектов недвижимости, что позволяет получить числовую характеристику конкретных вариантов содержания с тем, чтобы использовать ее в дальнейшем при решении задачи выбора оптимального варианта содержания.
Но при этом возникает вопрос о способе отбора объектов, предназначенных для выполнения ремонтных работ. В связи с этой задачей в главе рассматривается модель отбора объектов для осуществления ремонтных работ, основанная на сопоставлении величины ущерба, возникающего в случае не включения данного объекта в план ремонта текущего периода. Как частный случай рассматривается задача планирования на два и три временных интервала. Приведен приближенный алгоритм решения поставленной задачи.
Характеристика многовариантности управления строительным производством
Строительное производство представляет собой сложную динамическую систему вероятностного типа, характеризуемую совокупностью строительно-монтажных процессов и процессов материально — технического обеспечения. Важнейший признак этой системы - разнообразие и неоднородность характеризующих ее элементов, иерархичность структуры, как по вертикали, так и по горизонтали.
Действительно, любое строительное предприятие, с одной стороны, имеет функциональные, организационно-технические, технологические связи, которые должны быть учтены при моделировании процессов планирования и управления объектом как самостоятельной структурной единицей строительной отрасли. С другой стороны, планирование и управление осуществляются в зависимости и под воздействием других организаций, с которыми связан объект.
Характерная особенность управления и организации строительным производством - множественность возможных решений и их многовариантность. Любой строительно-монтажный процесс можно организовать различными способами, выбирая оборудование, привлекая различное число рабочих в разные сроки, в зависимости от технологических схем производства работ.
Совокупность факторов, учитываемых в строительстве, можно разделить на две группы. К первой могут быть отнесены показатели деятельности, характеризующие условия производства, не зависящие от строительной организации. Они либо заданы вышестоящими уровнями управления, либо относятся к нерегулируемым (климатические условия и т.п.). Эти факторы являются как бы внешними и называются параметрами системы. Вторая группа факторов характеризует условия строительного производства, поддающиеся изменениям под влиянием коллектива (производительность труда, приведенные затраты, объем выполненных работ и т.п.). Это внутренние факторы, которые разделяются на эндогенные переменные (выходные) и экзогенные (входные).
Иногда экзогенные и эндогенные переменные называют соответственно факторами и реакциями.
Рассмотрим их: экономические - это, прежде всего, сметная стоимость, бюджетная налоговая политика, фондоемкость предприятий строительной индустрии и строительных организаций, состояние производственной базы и возможность ее развития, удаленность от баз стройиндустрии, условия транспортирования строительных конструкций, производительность труда, трудовое законодательство, организационная структура предприятий, себестоимость, тарифы, цены, расценки на энергию, конструкции и т.п., накладные расходы, прибыль и т.д.; организационные - управление производством и трудом, качество методической и инструктивной документации, квалификация и состав ИТР, рабочих, уровень производства, уровень кооперирования и специализации, нормирование труда и т.д.; технологические - методы, средства, приемы строительства и проектирования, парк средств производства, технологическая оснастка и т.д.; технические - потенциал, мощность, материально — техническое обеспечение, использование и комбинация ресурсов и т.д.; психологические - физическая нагрузка, темп, ритм работы, монотонность процесса, эмоциональная нагрузка, режим труда и отдыха и т.д.; санитарно-гигиенические - микроклимат помещений, освещенность, шум, температура, влажность и т.д.; социальные - социально-психологический климат в коллективе, стиль руководства, образовательный и профессиональный уровень; природно-климатические - температура и влажность воздуха, продолжительность зимнего периода, гидрологические условия, геология, ветровые нагрузки, снеговой покров и т.д. Основная задача планирования строительного производства заключается в создании условий для эффективного проведения строительных работ, под которым подразумевается их выполнение в планируемые сроки при соблюдении ограничений по техническим требованиям, ограничениям и условиям на имеющиеся трудовые и материальные ресурсы при определенных качественных показателях, таких как затраты, прибыль и т.п. Наличие альтернативных решений, большого количества ограничений, учитываемых при выборе решений, создает предпосылки для построения эко-номико - математических моделей описания процессов планирования и управления, а также использования математических методов и современной ЭВМ. Кроме того, строительное производство представляет собой сложную систему, объединяющую в себе трудовые, материально-технические и финансовые ресурсы с целью получения выходного продукта - здания, сооружения или их комплексы (см. рис. 1.2.1). Производственный процесс в своем развитии многоэтапен: он начинается с подготовки к строительству; включает этапы выполнения технологически законченных комплексов работ, а также процессы обеспечения всеми видами ресурсов. Этот процесс является основным элементом управления в строительстве, а работы и мероприятия, входящие в его состав, относятся к частным задачам управления для строительного предприятия и подразделений, их выполняющих. Задача управления как в целом производственным процессом, так и его составными частями в самом общем случае сводится к учету изменчивости различного рода факторов и отклонений от запланированного его хода с целью обеспечения наилучшего варианта его движения к достижению поставленной цели.
Производственный процесс строительства объектов связан с действием людей, поэтому управление, в конечном счете есть совокупность воздействий руководящего органа на людей с целью согласования их совместной деятельности в достижении запланированного выхода строительной продукции. Задача управления состоит в том, чтобы при минимальных затратах ресурсов достигнуть высоких технико-экономических показателей в производственной деятельности. В этом деле наибольшее внимание уделяется календарному планированию (КП), так как именно этот процесс определяет порядок финансирования строительства и обеспечения его материальными и трудовыми ресурсами.
Оптимальная стратегия повышения показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта
Экономико-математическое моделирование основано на использовании универсальных математических моделей, которые сами по себе не связаны с реальными процессами управления строительными проектами. При традиционном оптимальном планировании не затрагиваются вопросы совершенствования организационной структуры. Алгоритмы и машинные программы решения формальных моделей не связываются при таком подходе с непосредственной физической (экономической) сутью объекта, для исследования, которых она применяется.
Более перспективным представляется подход, основанный на развитии и внедрении методов оптимального и адаптивного планирования [39], имитационного моделирования [48] и ситуационного управления. Такие методы планирования сейчас являются наиболее перспективными и находятся в стадии развития [36, 55, 69, 75]. В данном параграфе остановимся вкратце на них.
Использование моделей оптимального и адаптивного планирования. В настоящее время создано большое количество формально-математических моделей планирования [20], которые в принципе позволяют решать отдельные плановые задачи. Однако практическое их использование оказывается затруднительным по целому ряду причин [36].
Разработанные модели оптимального планирования процессов строительного производства, как правило, относятся к отдельным уровням иерархии управления и не затрагивают существующей технологии и организации планирования. Их использование дает возможность получить один или несколько планов, оптимальных с точки зрения принятого критерия. Применение моделей оптимального планирования, несомненно, во многих случаях может обеспечить значительный экономический эффект. Проведенный анализ работ по применению методов оптимального моделирования в строительстве показал, что в них в основном решаются задачи распределения ресурсов при планировании строительно-монтажных и ремонтно-строительных работ и формирования годовых планов их производства (такие планы в практике строительного производства обычно называют производственными программами, а в настоящее время мультипроектами).
Для решения задач оптимального планирования работ и обеспечения их материально-техническими ресурсами созданы и эксплуатируются на практике программы для ЭВМ, реализующие различные модели оптимизации. Остановимся более подробно на описании некоторых оптимизационных моделей планирования в строительстве. Большинство известных моделей строительных процессов предназначено для решения оптимизационных задач планирования строительства на различных уровнях на основе методов линейного программирования. С помощью указанных методов устанавливаются необходимое количество ресурсов, выделяемых на монтаж зданий, продолжительность и время начала работ, а также продолжительность монтажа здания по выбранной схеме. Определенный класс задач при составлении календарных графиков работ в процессе планирования и управления строительным производством занимают сетевые модели. Они охватывают широкий круг организационно-технологических задач в строительстве. Относительная простота и наглядность сетевых моделей позволяет использовать их в практике управления строительством. Нужно отметить большое разнообразие предложенных моделей календарного планирования и используемых в них критериев и ограничений. Задачи составления расписания работы сводятся к увязке графиков выполнения ремонтно-строительных работ на отдельных объектах или комплексах (составляемых на сетевой основе) с учетом ограничений, накладываемых на деятельность данного строительного предприятия. Эта увязка обычно производится с целью максимизации выбранного показателя качества. Такие многосетевые задачи не исчерпывают всего объема и всех функций управления деятельностью строительной организации. Однако связанные с ними проблемы рационального распределения ресурсов организации между основными реализуемыми ею проектами наиболее важны для планирования и оперативного управления строительством. Это обусловлено в первую очередь тем, что распределение ресурсов является основной функцией органов управления строительным предприятием. Основную роль в планировании и управлении строительным производством играют задачи учета и распределения возобновляемых ресурсов (типа мощности). При всем многообразии постановок задач оптимального планирования с ресурсами типа мощностей, отличающихся друг от друга используемыми критериями, налагаемыми ограничениями, предположениями об условиях выполнения отдельных работ (постоянные, дискретные или непрерывно изменяющиеся, ограниченные или неограниченные интенсивности выполнения работ, допустимость перерывов и др.), можно выделить два основных типа задач: задачи минимизации времени выполнения проектов (или показателя отклонения от установленных сроков сдачи объектов) при заданных ограничениях по ресурсам; задачи оптимизации некоторого показателя использования ресурсов (минимизации неравномерности использования ресурсов, максимальных уровней потребления и т.д.) при заданных сроках выполнения проектов. Задачи оптимального планирования на основе сетевых моделей имеют в большинстве случаев комбинаторный характер и составляют важных класс задач теории расписаний [68,130]. Основные трудности, возникающие при решении задач оптимизации производственных процессов в строительстве, связаны с большой размерностью задач, которая с ростом сложности системы растет настолько быстро, что практически все аналитические методы очень скоро перестают быть эффективными даже при наличии сверхбыстродействующих ЭВМ. Поэтому такие методы не нашли практического применения при решении многоразмерных задач.
Эвристические методы позволяют решать задачи более высокой размерности благодаря использованию в них способов сокращения перебора, учитывающих опыт человека в решении подобных задач. В тех случаях, когда удается найти подходящие "эвристики", понижающие размерность задач управления, эвристические программы оказываются эффективнее методов математического программирования. Однако отсутствие в теории эвристического программирования формальных правил поиска "эвристик" затрудняет практическое применение этого метода.
Дополнительные трудности применения вышеназванных методов заключаются в том, что при анализе технологических процессов в строительстве необходимо одновременно учитывать факторы неопределенности и динамическую взаимную обусловленность текущих решений и последующих событий. Это обстоятельство в значительной мере увеличивает размерность задачи и, следовательно, трудность ее решения.
Модель управления взаимодействием системы «заказчик — исполнитель» при произвольной связи между работами проекта
Машинная имитация дает возможность рациональным образом сочетать формальный и неформальный (традиционный) подходы в процессе формирования планово-управленческих решений. Ее можно использовать в качестве инструмента анализа и формирования многовариантных плановых решений. Одно из основных достоинств имитационных моделей состоит в способности воспроизводить процессы в соответствии с реальными их особенностями. Имитационная модель обычно создается в процессе взаимодействия с коллективом экспертов, который определяет ее соответствие исследуемому процессу. Вариантность решения в имитационных моделях достигается с помощью различных наборов решающих правил и варьирования отдельными переменными.
Имитационная модель обычно функционирует в диалоговом режиме, что позволяет экспертам принимать обоснованные плановые решения в процессе формирования планов. При планировании специалисты на основе практического опыта выявляют наиболее предпочтительные варианты, руководствуясь зачастую собственными правилами выбора, что не всегда удается отобразить в формальных моделях. Поэтому наиболее целесообразным оказывается именно диалоговый режим решения задач управления с непосредственным участием плановых работников.
Можно выделить следующие этапы имитационного моделирования: выбор параметров управления, проведение расчетов по модели, анализ результатов и решение вопроса о продолжении или прекращении машинного эксперимента.
В работах [11, 39, 68, 77, 93] описаны имитационные модели, применяемые для исследования различных вопросов, возникающих при планировании работы в связи с решением задач оперативного и текущего планирования. Метод имитационного моделирования применяется, как правило, для исследования динамических процессов, к которым также относятся процессы управления, где время присутствует неявным образом. Уже на стадии проектирования для повышения реальности формируемых проектных решений необходимо принимать во внимание случайные факторы, которые могут иметь место при возведении проектируемых объектов. Естественно, как бы мы ни старались учесть на стадии проектирования строительных объектов все-то огромное количество случайных факторов, в частности перебои в материально-техническом снабжении, поломки строительных машин, действие природно-климатических и других условий, влияющих на строительство, полностью предусмотреть все просто невозможно.
На стадии управления строительным производством неизбежно появляются случайные воздействия, вызывающие отклонения от заданного режима, устанавливаемого календарным планом. Этот план постоянно подвержен случайным воздействиям внешней среды, поэтому он должен быть устойчивым или, как принято говорить в строительстве, он должен обладать организационно — технологической надежностью, под которой понимается способность строительной системы в процессе выполнения работ сохранять запроектированные технико-экономические показатели [103].
Имитационная модель строительства объектов предназначена для описания последовательных этапов возможного (вероятного) развития событий в результате наложения случайных возмущений. Учет неопределенности существенно улучшает адекватность моделируемых процессов реальным явлениям. Поскольку исследуемая система управления строительным производством является стохастической, то многократное воспроизведение моделируемого процесса со случайными условиями его протекания и с соответствующей обработкой результатов позволяет оценить показатели системы как статистические характеристики по данным множества реализаций.
Имитационная модель так же учитывает объемно-конструктивные и технологические особенности возводимых объектов. Требования к технологической последовательности работ, отражающей особенности возводимых объектов, выражаются для каждого участка в виде технологического графа. Он обычно записывается в виде матрицы, элементами которой могут быть нули, единицы или некоторые дробные числа, устанавливающие ограничения на последовательность выполнения работ. Отличный от нуля элемент такой матрицы указывает на зависимость одной работы от другой, например на то, что последующая работа может быть начата лишь после завершения предыдущих работ. Элемент матрицы с дробным значением указывает, что следующая работа на данном участке может быть начата, если выполнена часть предыдущей работы, представленная значением этого элемента. Иными словами, интервал времени между началами выполнения смежных работ на любом участке не должен быть меньше (больше) критического.
Заметим, что строительный объект расчленяется с учетом особенностей объемно-планировочных и конструктивных решений на N пространственных участков, на каждом из которых должен быть выполнен определенный объем СМР. Состав СМР по участкам в общем случае может быть различным. Если никакая из работ на участке не намечается, то это означает, что ее объем равен нулю. Требования к технологической последовательности выполнения работ отражают особенности возводимого объекта. Технологический граф может быть единым для всех участков объекта, если работы по участкам и условия их выполнения одинаковы.
Деление комплекса строительных и ремонтно-строительных работ на отдельные виды работ производится в соответствии со специализацией рабочих бригад (звеньев). Для выполнения каждого вида работ устанавливается с учетом спецификации возведения объекта минимальный состав бригады (звена), который принимается за единицу ресурсов типа мощностей с учетом оснащения машинами, механизмами, инструментом.
Таким образом, технологический граф задает маршрут движения бригад. В случае, если маршрут движения не задан жестко, то он формируется с учетом сложившейся производственной ситуации, согласно правилам рационального распределения ресурсов в процессе возведения объекта.
Модель определения вариантов содержания объектов недвижимости
Имущественный комплекс муниципального образования в основном составляют объекты недвижимости, которые согласно существующему законодательству трактуются весьма расширенно. Считается, что к объектам недвижимости относятся: производственные предприятия как имущественные комплексы; жилая и нежилая недвижимость; свободные земельные участки; недра, леса и многолетние насаждения; воздушные и морские суда, космические объекты. Формирование муниципальной собственности осуществляется на основе существующего законодательства. Имущественный комплекс административно — территориального образования призван обеспечить реализацию основной цели администрации: повышение уровня жизни населения. Одним из инструментов реализации данной цели является организация работ по содержанию и эксплуатации объектов недвижимости с целью сохранения, а желательно и повышения, потребительских свойств объектов, составляющих имущественный комплекс муниципального образования.
Содержание и эксплуатация объектов недвижимости предполагает выполнение ряда работ, которые относятся к общестроительным работам, но выполняются в специфических условиях. Поэтому к проблемам управления содержанием и эксплуатацией объектов недвижимости могут быть применены уже известные методы управления строительным производством.
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 муниципальной администрации, являющейся собственником объектов недвижимости, определяется ее финансовыми возможностями. 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.
Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью разработки моделей управления ремонтно-строительными работами при содержании объектов недвижимости. Это потребовало решения следующих задач: 1. Проанализировать существующие модели управления строительным производством, определить особенности ремонтно-строительного производства. 2. Разработать модель повышения показателя оценочного уровня потребительских свойств объекта недвижимости при различных свойствах функции затрат. 3. Построить модель оптимизации планов по содержанию комплекса объектов недвижимости при произвольной глубине планирования. 4. Разработать модель управления взаимодействием системы «заказчик — исполнитель» при выполнении проектов по содержанию комплекса объектов недвижимости. 5. Предложить алгоритм построения функции стоимость проекта в зависимости от степени его освоения. 6. Построить модель комплексной оценки проекта, когда часть критериев носит качественный характер.
