Повышение надёжности управленческих решений путём двухэтапного планирования и организации строительного производства

В раннее опубликованных статьях и других материалах, посвящённых календарному планированию строительно-монтажных работ (СМР), большее внимание было уделено методологическому и методическому анализу решения задач планирования и организации строительного производства. В результате проведенных научных и практических исследований было выявлено и предложено:

• 1.    Порядок и последовательность разработки календарного плана (КП) не соответствует взаимосвязям общих функций управления [1–7]. В соответствии этим взаимосвязям после определения и описания целей следует функция «планирование». Но порядок разработки календарного плана строительства объекта первоначально предусматривает выработку организационных решений, а уже на основе полученного графика строительства объекта определяются объёмы работ в каждом плановом периоде планируемого года, разрабатываются графики потребности в трудовых, материальных, технических ресурсов и других документов.

• 2.    Из десяти пунктов порядка разработки КП [8] только один (пункт 6) можно отнести к технологии строительства объекта. Выявленная технологическая последовательность выполнения работ имеет только качественный признак - с какими предшествующими и последующими работами связана рассматриваемая работа. Никаких количественных оценок этих взаимосвязей не предусматривается. Отсутствие таких оценок приводит к усложнению и неопределённости совмещения производства технологически взаимосвязанных работ.

• 3.    Выявлены причины нестабильности и «чувствительности» КП к воздействию различных дестабилизирующих факторов внешней и внутренней среды [9–24]. Эти воздействия требуют постоянной корректировки КП. Но графики обеспечения соответствуют первоначальному плану строительного производства, а вносить изменения в них весьма сложно.

• 4.    При анализе причин неустойчивости КП к воздействию различных факторов был использован подход о представлении его «внутренней» структуры как совокупности взаимосвязанных трёх моделей:

• а)    модель организационных решений;

• б)    модель технологии строительства объекта;

• в)    модель распределения объёмов работ во времени.

• 5.    Наиболее устойчивой к воздействию различных факторов является модель технологии строительства объекта. Но технология строительства объекта в нынешнем понимании ассоциируется с технологической последовательностью взаимосвязанных работ. Однако это недостаточно для решения задач распределения объёмов работ во времени, совмещения производства технологически связанных работ и других вопросов планирования и организации строительного производства. Более подробно описание параметров и математическое обоснование дано в публикациях [7, 10]. Графическое отображение модели технологии строительства объекта в виде модели объектных технологических зависимостей (МОТЗ) приведено на рис. 1 [1, 2, 4, 25].

• 6.    Подробное описание параметров МОТЗ обусловлено неоднократным обращением к ним в процессе рассмотрения двухэтапного планирования и организации строительного производства.

Описания имеющихся и предлагаемых «внутренних» взаимосвязей подробно изложены в публикациях [1, 3, 4].

На основе принятых организационных решений и с учётом технологической взаимосвязи работ рассчитывается график строительства объекта. Продолжительность каждой работы определяется на весь объём согласно проектно-сметной документации. Но для разработки таких докумен- тов, как стройгенплан, графики обеспечения строительного производства трудовыми, материально-техническими, машинами и механизмами и другими ресурсами, требуется календаризованное распределение объёмов работ по плановым периодам планируемого года (как правило, это месяц). Объём работы определяется пропорционально продолжительности в рассматриваемом плановом периоде.

Из трех приведённых моделей самой «чувствительной» к воздействию различных факторов является модель организационных решений. И это естественно, поскольку она же играет роль инструмента адаптации хода строительного производства к сложившейся ситуации.

Расчетными параметрами МОТЗ являются: количественные оценки технологических зависимостей по началу (не ранее по началу) и окончанию (не ранее по окончанию) работ; временная область производства каждой работы (в отличие от продолжительности работы в ОТМ); точки критичности работ.

«Не ранее по началу» означает, что последующая работа ( /+ 1) технологически не может начаться, если на предшествующей j не будет выполнен (запланирован) технологически необходимый минимальный объем V ^o ; «не ранее по окончанию» означает, что последующая работа ( /'+ 1) технологически не может окончиться ранее, если на ней не будет выполнен (запланирован) минимальный объем V 0_hy-₊₁, технологически необходимый после окончания предшествующей работы [1, 3, 4].

Математическое обеспечение и количественные оценки этих параметров позволяют эту модель как модель технологии строительства объекта включить в систему технологии информационного моделирования (ТИМ).

Рис. 1. Графическое изображение модели объектных технологических зависимостей:

Т дир - директивная (нормативная, договорная) продолжительность строительства объекта; t j - продолжительность временной области; t_{j н} ; t j _o - технологически возможное начало и окончание работы; t н+i j ’ t °+iy — минимальное технологическое отставание начала и окончания последующей работы ( j ’+1) от начала и окончания предшествующей ( j '); t кр - критическая точка, после которой выполнение объема работ требует максимальной интенсивности и может привести к срыву T _дир

Двухэтапное решение задач календарного планирования строительства объекта заключается в том, что первоначально определяются объёмы строительно-монтажных работ (СМР) по каждому планируемому периоду (месяц, квартал), а затем разрабатывается график строительного производства. В этом случае соблюдается взаимосвязь общих функций управления.

Рассмотрим подробнее процесс распределения объёмов работ во времени (по планируемым периодам). Нынешний порядок разработки графика строительства объекта начинается с укрупнения (агрегации) работ. При расчёте продолжительности укрупнённой работы исходят из условий, что работа должна выполняться непрерывно и равномерно. Авторы не ставят своей задачей исследование различных методов расчёта продолжительностей (деление общей трудоёмкости на количество ресурсов типа мощности с поправочными коэффициентами, вероятностные методы, методы экспертных оценок, регрессионного анализа и пр.). Отмечается сам принцип распределения объёмов работ во времени – равномерный. Принятое агрегирование работ и распределение объёмов СМР заранее предполагает несоответствие графика ходу строительного производства.

Номенклатура и структура укрупнённых работ для формирования календарного плана строительства объекта, его составляющей части - графика строительства в рамках проекта производства работ (ППР) - базируется на проектно-сметной документации объекта (ПСД). Агрегация (объединение сметных единичных работ) обычно осуществляется или по конструктивным элементам строящегося объекта, или по работам, выполняе- мым комплексными бригадами. Могут быть и другие приёмы. Проведём анализ ситуаций, связанных с укрупнением работ, представленных на рис. 2.

Сложность возникает при определении календарной потребности в материальнотехнических ресурсах (МТР). Объём, стоимость той части укрупнённой работы, которая должна выполнятся в первом периоде (см. рис. 2а), можно определить простой пропорцией. Зная объёмы, легко рассчитать календарную потребность. Но как определить объёмы единичных работ, выполняемых в данном временном периоде, если они технологически не связаны между собой. Поэтому необходимо технологически увязать и количественно оценить эти связи всех работ, входящих в комплекс агрегированной работы (см. рис. 2б). С применением МОТЗ процесс укрупнения полностью автоматизируется. Учёт взаимосвязей значительно повышает точность и надежность определения календарной потребности в МТР, что ведёт к снижению затрат в материально-техническом обеспечении.

Равномерное и непрерывное производство работ. Эти условия, безусловно, правильные. Они успешно реализуются особенно в крупнопанельном домостроении, при поточной организации строительного производства. Но в промышленном и жилищно-гражданском строительстве объекты значительно сложнее по объемно-планировочным, конструктивным решениям и условиями строительства. При этом планируемые объёмы работы в каждом плановом периоде количественно могут не только отличаться, но и иметь перерывы в производстве по различным технологическим требованиям (рис. 3).

Агрегир	ованная работа
Перечень ед	иничных работ
наимено	вание работы
наимено	вание работы
наимено	вание работы
наимено	вание работы
наимено	вание работы

I период

II период

а)

t

б)

Рис. 2. Пример распределения агрегированной работы по плановым периодам: а) без взаимной увязки единичных работ; б) с учетом взаимной увязки единичных работ

Работа 1

Работа 2

Работа 3

Работа 4

Рис. 3. Пример распределения объемов работ с перерывами на базе МОТЗ: ___- производство работы; V1, V2... - объёмы работ в планируемом периоде;

~~~~ — временная область выполнения работы

Такие технологические требования отразить в графике строительства сложно. Решить такую задачу возможно с помощью МОТЗ на этапе «планирование» при двухэтапном решении задач календарного планирования.

Цель строительной организации описывается комплексом технико-экономических показателей с разбивкой по плановым периодам. По этим же периодам устанавливаются показатели на строящийся объект. Планирование сводится к распределению объёмов работ объекта по плановым периодам с учётом ограничений, условий, требований и различных факторов. Чем больше их будет учтено, тем точнее и надежнее будет соответствие планируемых объёмов с фактическим строительным производством.

Одним из основных показателей является объём СМР в денежном выражении. Основой для оп- ределения этого показателя является проект организации строительства (ПОС) и его составная часть – календарный план строительства объекта. В нём представлен график финансирования по плановым периодам. Разработка календарного плана строительства объекта в составе проекта производства работ (ППР) состоит в наборе объёмов работ в физических единицах под этот показатель. При этом необходимо учитывать ряд требований и условий, связанных со строительным производством, обеспечением трудовыми, материальными, техническими и финансовыми ресурсами, технологией производства работ, условиями труда и т. д.

Набор объёмов осуществляется на основе МОТЗ объекта. Количественная оценка технологических зависимостей по началу и окончанию работ могут использоваться не только как ограничения по технологическим требованиям, но и как единица планирования. Предлагаемая методика распределения объёмов работ по временным периодам может использоваться как при проектировании объекта на стадии разработки ППР, так и в ходе реализации проекта.

В строительной организации строящиеся объ- екты находятся на различных стадиях завершённости строительства. Их можно разбить на три группы: сдаточные в рассматриваемом плановом пе- риоде; начинаются в этом периоде и переходят далее; переходят из предшествующих периодов и продолжаются в последующих. На сдаточных объектах при нормальной организации выполнения функций учёта и контроля остаточные объёмы работ известны.

При решении этой задачи для вновь начинаемых и переходящих объектов большую роль играет фиксация объёмов, запланированных (выполненных) и остаточных при незавершённом производстве. Особое место занимает вопрос о выборе единицы планирования. Вполне возможна ситуация, когда стоимость такой единицы будет превышать стоимостной показатель (задание). В ходе опытных расчётов выявилось, что наиболее точной единицей планирования могут быть забытые на сегодняшний день сборники «Единые нормы и расценки» (ЕНиР), в которых имеется информация о количестве и квалификации рабочих в звене на единицу объёма работы, трудозатраты и др. Но могут быть и другие по желанию пользователя.

В алгоритме задачи предусматривается довольно много проверочных и сравнительных операций. На первой (единичной) работе планируется объём согласно выбранной единице планирования. Стоимость запланированного объёма сравнивается со стоимостным показателем, в физических еди- объёма по началу работы, который позволяет планировать единицу объёма на последующей работе. Если запланированный объём соответствует минимальному объёму в МОТЗ, тогда планируется единица объёма на последующей технологически связанной работе с соответствующей проверкой на технологическую возможность планирования следующей работы. Если нет, то планируется следующий объём на рассматриваемой работе.

Постоянно суммируются стоимость запланированных работ, трудоёмкость по каждой специальности рабочих, которая позволяет определить, на какое количество рабочих специальности имеется загрузка, и сравнить с имеющимися или освобождающимися к этому плановому периоду, а также определить величину дефицита рабочих и других ресурсов типа мощности. Наращивание объёмов работ, планируя «сверху вниз», сразу предусматривает совмещение их выполнения. Планировать можно только по тем работам, временные области которых по МОТЗ попадают в рассматриваемый плановый период. В случае, когда на последующей работе по каким-то причинам планировать или увеличивать объём нельзя, набор работ продолжается с первой работы до полного соответствия стоимости запланированных работ и планируемого показателя.

Особое внимание уделяется работам, которые выполняются субподрядными организациями и временные области или их части находятся в рассматриваемом плановом периоде. В этом случае планирование СМР ведётся, исходя из плановых заданий субподрядной организации. Набор работ СМР проводится по схеме «снизу вверх», то есть определяются необходимые объёмы общестроительных работ, открывающие возможность

Рис. 4. Схема набора объёмов СМР с учётом работы субподрядных организаций: Vнеобх – объёмы, необходимые для выполнения специальных работ;

Vдоп – дополнительные объёмы СМР для достижения плановых заданий

Рис. 5. Линейный график с резервами времени по началу и окончанию работ:

t j - продолжительности работ; t^ - технологическое отставание начала последующей работы от начала предыдущей; tоо^ j -технологическое отставание окончания последующей работы от окончания предыдущей; K ^н – резервы времени по началу работы; К ^о – резервы времени по окончанию работы

Постановка задачи, экономико-математическое описание и пояснения существенных ограничений изложены в публикациях [1, 3].

Второй этап календарного планирования СМР заключается в разработке графика строительства, то есть организационных управленческих решений строительного производства. В целом порядок разработки остаётся прежним. Но имеются существенные отличия.

Распределение ресурсов типа мощности и определение продолжительности осуществляется уже при известных объёмах работ по каждому планируемому периоду. Объёмы по периодам могут отличаться, и поэтому потребность в этих ресурсах изменяется. Совмещённое планирование технологически связанных работ предопределяет их совмещённое производство, а наличие в МОТЗ количественных оценок «не ранее по началу» и «не ранее по окончанию» устанавливают границы совмещения. Постановка задачи разработки организационных решений по распределению трудовых ресурсов изложена в публикациях [1, 3]. Графический пример графика строительства приведён на рис. 5.

Двухэтапное решение задачи календарного планирования СМР на объект позволяет повысить точность расчётов и надёжность управленческих решений.

Прежде всего на точность расчётов календарной потребности в ресурсах влияет наличие количественных оценок технологических взаимосвязей единичных работ. Наличие временной области выполнения работы, с одной стороны, определяет границы совмещения взаимосвязанных работ, с другой – повышает вариативность выбора при решении оптимизационных задач.

Оцифровывание технологии строительства объекта в виде модели объектных технологических зависимостей (МОТЗ), оценивая её возможности решения задач календарного планирования СМР, обеспечения строительного производства ресурсами и др., позволяет включить её в структуру информационной модели объекта.