Учет неопределенности и риска при строительстве многофункционального морского перегрузочного комплекса

Соколова Лера Ринатовна, специалист Центра мониторинга науки и образования.

Самохвалов Владимир Петрович, доктор технических наук, профессор кафедры производства летательных аппаратов и управления качеством в машиностроении. Годлевский Виктор Евгеньевич, доктор технических наук, профессор.

• -    неопределенность, вызванная отсутствием достаточной релевантной информации (гносеологическая неопределенность);

• -    стратегическая неопределенность, вызванная зависимостью от действий других лиц (партнеров, противников, государства);

• -    неопределенность, порожденная слабоструктурированными проблемами (низкое качество стандартизации);

• -    неопределенность, вызванная нечеткостью, расплывчатостью как процессов и явлений, так и информацией, их описывающей [4 – 6].

Факторы неопределенности, влияющие на ход строительства: внешние (погодные катаклизмы, взаимодействие с государственными структурами, неисполнение финансовых обязательств банками); внутренние (конфликты в трудовых коллективах, отказ в работе оборудования, и срыв в материально-технического обеспечения).

Существует немало технологий по управлению рисками, но вопросы влияния стандартизации на снижение риска, сокращения неопределенности и снижения сроков выполнения проектов еще не рассматривались. Выполнение процедуры FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) (табл. 1) позволило установить несоответствия, причины на них влияющие и последствия [7 -10].

Но необходим учет влияния проблем друг на друга. Если мы проведем анализ влияния потенциальных несоответствий друг на друга, то выяснится, что «Изменение климата» является ключевой проблемой, определяющей как сроки проекта, так и объемы финансирования. Тогда необходимо изменить модель расчета значения приоритетного числа риска при выполнении FMEA, в которой учесть такое влияние [11 – 15].

Таблица 1. Результаты FMEA проекта строительства многофункционального морского перегрузочного комплекса

и E-i и =S OJ Kt OJ 5 E-i Я S s a Kt OJ a C	ф § а я 3 cd ю О ” - си и у а а Е « о я 5 S я и' >>* СО Ф	Я СО я я я _ Я Я н з g 3 Я и я   н О    и щ Ю 5 а ю )О Я ° О и и	S Ф го Я га “ S Я § я S    у Я g Й 3 я а И 3 я g Я °    ° Я с $ Й Ё Я 5 S ° =Я 3 \О “ о К о и ^	я я Уч   И 3 & 5 - а я Я Я я я >. о а и « я         в 3 s g 5 m _  я   СО  со Q     и го ” Й У О Я § о и о а Е    ° и я °    и я „ С у У я 5 и я S G ч	я я и Я Я О га g 8 & О я я: си g рч и	ф о н я га ^ о я ф а Ф ь Ь Ф Я ф Я га 2 Я m я	ф я га о о Н   Я я га  Н   2 о 5 о о о я Е Е m со 2 Я ь  со  СО £ ^ СО со ^ >»  га  га  и	3 & а н 3 о ^ 3 и я & S о
Q О СЛ	О	О о	О со	О	о о oq	о со	oq	О о>
Q		tn		0x1	ч*	oq
5 S и я 8 s n 5 и 3 я & a 5 s а и s 3 “ & Я E ” a S =Я я у Ч я	Я Я ф ф я ф Я о и я	X ф ф ф га С	га S а g с CU S S я	Н t^ >Ч го га Я О СО и а :Я ю Я ГО га о ф С ХО	X Q 3 я g Я я ч S ° и о 3 я о 3 s 3 о си § m ч я a я ч ч S О О cd ч а я к ч н о О и El X X	X 3 га га о о а Я р Я га С я	СО X g я ° я я g си  си  у 3 Е Ч 2 о а и 2 3 ЧЧ  Я д ф ф She Соф	3 я 3 Я ф X QJ Н S га' а 3 о а 3 Е S Ё
о	oq			m		о>
§ s § я _ 2 И Д Я S f я я я у я Я я И я я х а яг s g е £ я я о с А я	Я и Л си о g я 5 3 Й § g я g Я 1 3     g £ И О О ф и cd я а а сп к с и а			со га ^ со Ф со Я га ф о ф и S я ю я О О		е а я я § я 3 fed О щ m и
сл	m	о	о	г-	О	О	со	О
и о Я Я я g и д П Б 5 У Щ S и Я я н 3 о о У о Я Я	Я СО и ф 3 ■О а а	X Ч си О ’S Я 2 я си Я £ S о	е а л Я Я си а си си Я 5	:Я Ф ^ Ф СО я о га Я & я ч га и	Л щ И о 3 я си ,3 5 о я 2 Е н Я я g 2 к 8 2 d д а 2 со X га m о <> ю	СО Ф eQ о со га ^ д ю 2 Я g О В О о	:Я О О Я и си 2    а Я у 3    я § Ф Я а ° £ Ч я >ч Й1 о н ►У fed я >• m и	1Я Я си m а я н а 3 fed д 2    я 3    & я Г р>> ф
ф ф л м Л Ей я О с я	и я сп Я			Я у 3 □ о я s щ а о а s я ь я 5 S о ^ " Ч у Я S М О М		я S а 3 S я S д а В ° С -& я

ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В МОДЕЛИ FMEA

Формулы расчета приоритетного числа риска (SOD), а так же граничного значения SOD представлены на рис. 2. Предложенные улучшения позволят разработать корректирующие и пред- упреждающие мероприятия направленные не только на снижение тяжести последствия несоответствия со значимым значением SOD, но и на частоту возникновения зависимых несоответствий. Построить так называемую «простую базу знаний» для создания экспертных систем хранения данных в организации, целью создания

| SOD^{C H} ' = max(_S^ ^H' ,„5 f' ^H ' ;5 "' ^H ' —^ ₁ ^H ' ^H ')--^-- max(D ^H'^H, ;D ^3,H3 |

или

SOD ^CH = SOD _H._H. + S0D ^3H

Рис. 2. Расчет приоритетного числа риска

которых - помочь менее опытному персоналу найти уже существующее описание способа решения какой-либо проблемы [16 - 18].

На рис. 2 использованы следующие обозначения: S - значимость последствия; О - оценка частоты возникновения; D - оценка возможности обнаружения, з.н.; з.пр.; з.по. - зависимое(ая) несоответствие; причина; последствие, н.н.; н.пр.; н.по. - независимое(ая) несоответствие; причина; последствие, ПЧР - приоритетное число риска, гр. - граничное значение, превышение которого недопустимо, с.н.; с.пр.; с.по. - совместных (двух одновременно) несоответствий, причин или последствий, с.с. - совместного события (одновременно происходят два(е) несоответствия, причины или последствия); з.с. - зависимого события (несоответствия, причины или последствия), m - коэффициент, учитывающий ограничение ресурсов на устранение двух нежелательных событий (по умолчанию равен 2).

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РОЛИ СУБЪЕКТА НА РЕЗУЛЬТАТ ПРОЕКТА

При реализации любого проекта ключевыми показателями являются срок и качество выполнения. В соответствии с принципами менеджмента качества контрольная функция, которая принадлежит государству, увеличивает стоимость проекта, не влияя на его ценность. Кроме того, такая роль не несет в себе ответственность за срок реализации, что и является ключевой причиной как задержек выполнения проекта, так и того, что без государственных инвестиций крупные проекты не реализовываются. Т.е. делаем заключение о том, что для адекватной реализации проекта необходимо учитывать роли участников и при необходимости менять их. В рассматриваемом проекте роль государства кроме контрольной стала еще и инвестиционной, тогда чиновники, отвечающие за реализации плана по финансированию проекта строительства многофункционального морского перегрузочного комплекса, заинтересованы в выполнении проекта. Что позволило при содействии властей привлечь как наиболее сильных экспертов, так и необходимые технологии [19 - 21].

ВЛИЯНИЕ СТАНДАРТИЗАЦИИ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТА

Итак, пересмотр ролевых функций влияет на срок выполнения проекта, конечно отказ от контрольной функции недопустим, и она реализуется через узаконивание зон ответственности, через привлечение независимых экспертов. Но кроме пересмотра ролей участников, в случае, когда проект носит научно-технический характер, реализуется впервые и требует привлечения мирового научного сообщества к решению проблем (например, в нашем случае влияние водной среды, на скорость принятия технических решений будет влиять и уровень стандартизации. Имеется в виду тот факт, что любой стандарт и даже закон

Таблица 2. Субъекты и роли участников строительства

Субъекты участники проекта Роли участников Примеры критериев отказа от участия в проекте Примеры критериев продвижения проекта Государство Иностранные инвесторы Российские инвесторы Экспертное сообщество (ученые) Организация -головной исполнитель Аутсорсеры Контрольная Инвестиционная Инвестиционная Консультационная Исполнительская Вспомогательная Изменение государственного приоритета Изменение законодательства, санкции, курс валют Изменение законодательства, санкции, курс валют Отсутствие информации об объекте строительства Отсутствие инвестиций Отсутствие инвестиций Отсутствует в виду исключительно контрольной функции Сокращение или отсрочка налогов, увеличение потенциальной прибыли Сокращение или отсрочка налогов, увеличение потенциальной прибыли Возможность получить новые научные результаты, обеспеченность проекта инновационными методами и технологиями Соответствие инвестиций программе и срокам, поддержка государства и местной власти Соответствие инвестиций программе и срокам отвечает на вопрос «как делать?», т.е. стандарты нацелены обеспечение процедур выполнения действий, но не отвечают на вопрос «почему нужно делать так?», а в условиях реализации научно-технических проектов должны измениться методы выполнения расчетов и обеспечения работоспособности. Установлено, что понимание причин, определяющих норму, сокращает время внедрения изменений в среднем на 30%, что для реализации проектов крайне важно.

Разработка подходов к сохранению такой информации или говоря языком стандартов серии ISO 9000 постановка под управление данной информации является важной и актуальной задачей сегодня.

Модели интеграции требований на основе теории множеств. При написании нормативных документов организации, в случае когда необходима интеграция нескольких требований международных стандартов или иных нормативных актов или требований потребителя, можно проиллюстрировать взаимодействие норм, используя теорию множеств (в том числе нечетких) (табл. 3).

Такая иллюстрация позволяет утверждать, что существует четыре типа взаимодействия норм при их интеграции: объединение, пересечение, дополнение и отрицание. Причем в условиях взаимодействий типа дополнения и отрицания интеграция норм либо не нужна, либо невозможна. Отрицание часто возникает, как и показано в примере, при взаимодействии требований различных государств, например, известен случай несоответствия норм при подаче трапа самолета. Причем на практике сотрудникам отделов, занимающихся вопросами стандартизации, приходится все «конфликты» норм наследовать в документы следующего уровня [10–13]. В итоге получается 100 % нарушение требований нормативного документа. Разрешение таких конфликтов возможно только в случае, если известны причины установления нормы [14–17]. Когда будут известны причины, станет возможным определить приоритеты и ситуации (области применения) работы той или иной нормы.

Модель взаимодействия и развития норм. Если мы говорим о наследии норм, можно провести аналогию этого процесса с наследием генов в природе. Разработка и применение новых норм всегда связана как с попыткой разрешить некоторый хаос, так и с произвольным (продуманным) или с непроизвольным (непродуманным) новым состоянием равновесия системы [18–21], т. е. введение новой нормы меняет производственные отношения. Для применения моделей необходима интерпретация следующих понятий. Рождение нормы – стандартизация нового вида деятельности или новой продукции. Прогресс нормы – развитие и распространение нормы, уточнение связей с другими требованиями. Регресс нормы – сокращение объемов применения или перевод в необязательные требования. Конкуренция нормы – ситуация, возникающая в случае «отрицания» (конфликта) нескольких требований. Гомеостаз нормы – равновесное взаимодействие с другими требованиями.

Пусть k₁(S) – коэффициенты прироста энтропии в системе, L₁(S, n) – функция реакции системы на возникшую проблему, k₂(S, n) – функция, показывающая реакцию на вмешательство новой нормы, L₂(n) – коэффициент амортизации наследия. Зависимость L₁(S, n) от n связана с тем, что темп убытия энтропии связан нелинейно с наследием в силу ограниченности ресурсов системы, следовательно, и наследия. При увеличении наследия скорость убытия энтропии должна замедляться, но она не может быть отрицательной. Темп k₂(S, n) также предлагается сделать зависящим от наследия, так как темп роста наследия зависит не только от проблем, стоящих перед системой, но и от уровня наследия. Эти функции непрерывны и определены на положительной полуоси n , S ≥ 0 . Рассмотрим следующую модель:

dS/dt = k₁(S) S – L₁(S, n) n , dn/dt = k₂(S, n) S – L₂(n) n. Опишем эту модель в предположениях.

• 1)    Наследие – это результат работы системы в процессе решения производственных проблем, и коэффициент прироста наследия k₂(S, n) зависит от энтропии и наследия, которым располагает система. Наследие убывает за счет регресса и конкуренции, убытие пропорционально объему наследия с коэффициентом L₂(n) , зависящим только от наследия.

• 2)    Прирост энтропии равен росту числа производственных проблем с темпом прироста k₁(S) ,

Таблица 3. Анализ взаимодействия норм

Типы взаимодействия норм Иллюстрация Формула Объединение Если А={1,2,4}, Б={3,4,5,6}, то АиБ={1,2,3,4,5,6) С=АиБ Пересечение Если А={1,2,4}, Б={3,4,5,2}, то АПВ={2,4} С=АПВ Дополнение А={1,2,4}, Б={1,2,4} A=B B=A Отрицание Если А={1,2}, Б={3,4,5} АДВ зависящим только от энтропии. Уменьшение энтропии достигается решением проблем c некоторым коэффициентом, зависящим от уровня хаоса и наследия, которым располагает система L1(S, n).

• 3)    Для состояний типа «Рождение» и «Прогресс» частные производные функции реакции на вмешательство удовлетворяют неравенствам dk 2 /dS >  0 , k₂(0, n) ^ 0 < k₂(”, n), так как нулевой уровень энтропии подразумевает отсутствие проблем, а значит, наследие не изменяется или убывает. Темп прироста наследия монотонно возрастает с возрастанием энтропии, переходя от отрицательных значений (в случае, когда при рождении нормы вообще никакого наследия не было) к положительным величинам. Для систем типа «Конкуренция» L 1 (S, n) < 0 при S > 0 , n > 0 ; L 1 (0, n) = 0 и L 1 (S, 0) = 0 . Для систем типа «Регресс» функция реакции L 1 (S, n) > 0 при S > 0 . Для системы «Гомеостаз» L 1 (S, n) = 0 .

Если показать решения моделей [21], то в результате мы придем к выводу, что с течением времени произойдет гибель системы, но с сохранением части наследия. Т. е. часть разработанных норм после гибели производственной системы будут унаследованы новой производственной площадкой [21]. Так, напри- мер, норма может перейти из технологической в корпоративную.

Методика оценки возможности интеграции норм. Интеграция норм, как видно выше, – сложная задача, и необходима большая предварительная работа. Продемонстрируем алгоритм интеграции нормативных требований (рис. 3).

Под формированием метаязыка подразумевается работа по оценке терминологических баз двух документов и разработке обобщающего глоссария, который будет понятен производственной системе. Целью построения статистико-лингвистической системы является получение моделей стандартов в цифровой форме, когда каждому требованию соответствует число, которое отражает значимость требования. Данная модель позволит оценить приоритеты интегрируемых стандартов (рис. 3).

К сожалению, следует отметить, что не все стандарты могут быть интегрированы. Необходимо признать, что существуют ситуации, когда одновременное применение различных требований недопустимо, чаще всего это связано с конфликтом методов оценки, например, прочности или других расчетов.

При реализации проекта всегда обращают внимание на его качество и его скорость. Для обе-

Рис. 3. Алгоритм интеграции нормативных требований

спечения этих параметров необходимо улучшать как процедуры анализа рисков и неопределенностей проекта, так и принципы стандартизации деятельности. При применении FMEA необходим учет влияния проблем друг на друга, что существенно меняет методы оценки приоритетного числа риска. Роли субъектов проекта существенно влияют на его реализацию, особенно это касается процедур контроля. Если при реализации проекта необходимо внести изменения в установленные технические нормы, необходимо анализировать причины установления норм и области их применения, но проблема современной стандартизации заключается в том, что стандарт отвечает на вопрос «как делать?», а не на вопрос «почему так делать?», то есть отсутствует практика сохранения причин разработки тех или иных норм. Для детального анализа возможности интеграции необходимо построение статистическо-лингвистической модели нормативных документов. Моделирование взаимодействия и развития норм показывает, что имеет место наследие норм различными производственными системами, таким образом, норма может стать культурной традицией.