Разработка методики интегральной оценки качества строительно-монтажных работ в реальном времени

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет»

УДК 69.003.658.152:658.62

Разработка методики интегральной оценки качества строительно-монтажных работ в реальном времени

Мелехин В.Б., Магдиев А.Ш.

Аннотация. В статье рассматривается один из подходов решения одной из основных проблем интегральной оценки уровня качества строительно-монтажных работ в процессе производства. Отмечено, что для оценки качества производимой товарной строительной продукции проводится входной, операционный и приемочный контроль. Возникает необходимость их сбалансирования оптимальным образом, что может быть достигнуто при использовании критерия оценки, позволяющего определять оптимальное соотношение цены и качества производимой продукции для заданного сегмента рынка. В работе предлагается критерий получения такой оценки.

Для интегральной оценки качества используется оценочная система, включающая, как жесткие, так и мягкие показатели, влияющие на качество строительно-монтажных работ. С целью определения количественных значений мягких показателей предлагаются инструментальные средства обработки информации, основанные на применении нечеткой логики обработки данных, используемых для получения оценки требуемого и фактического уровня качества в виде информационно-аналитической модели.

На основе полученных теоретических результатов разработана технология управления качеством в реальном времени по отклонениям, наблюдаемым между моделями фактического и заданного уровня качества выполняемых строительно-монтажных работ.

Ключевые слова: строительно-монтажные работы; уровень качества выполнения работ; мягкие критерии качества; лингвистическая переменная; регулирование качества.

Abstract. The article deals with an approach to solve one of the major problems of integral quality level index of construction and installation works during production. It is outlined that to evaluate quality of the marketable building products, the incoming, operational and acceptance inspection is conducted. There is a need to balance them optimally, that can be achieved by using evaluation criterion allowing one to determine the optimum value for money of output for a given market segment. In this article we propose a criterion for obtaining such evaluation.

For the integral quality index there is used an evaluation system, which includes both hard and soft indices affecting the quality of construction and installation works. In order to determine the quantitative values of the soft indices, we propose the available tools of information processing based on using fuzzy logic for processing of data applied to obtain an evaluation of the required and actual quality level in the form of information-analysis model.

On the basis of the obtained theoretical results we developed a technology of quality management in real time according to deviations observed between the models of actual and given quality level of the executing construction and installation works.

Keywords: linguistic variable; quality management.

К одной из актуальных проблем, связанных с повышением эффективности управления качеством строительной продукции следует отнести оценку и регулирование качества проводимых строительно-монтажных работ в реальном времени. В общем случае для оценки качества производимой строительной продукции проводится входной, операционный и приемочный контроль [1]. В данных видах контроля методы оценки показателей качества строительной продукции подразделяются по способам и источникам получения информации на измерительные, регистрационные, органолептические и расчетные методы [2]. Кроме того, в зависимости от способа получения информации, методы оценки показателей качества продукции подразделяют на: традиционные, экспертные и социологические [3].

Однако, следует отметить, что применяемые в настоящее время в строительстве методы оценки качества промежуточной и конечной строительной продукции обладают недостатком, который состоит в том, что все они базируются на чисто инженерном подходе и понятии качества продукции как совокупности потребительских свойств, способных удовлетворить требования заказчика в соответствии с ее назначением. Все это создает трудности при подсчете экономического эффекта от проведения мероприятий, направленных на повышение качества продукции и не обеспечивает реальной базы для экономического стимулирования труда работников, обеспечивающих требуемое качество. Следовательно, для повышения эффективности оценки качества строительной продукции необходимо одновременное сочетание, как инженерного, так и экономического подхода, связанного с применением экономических критериев.

Основным критерием такой оценки может быть степень соответствия показателей качества выполненных строительно-монтажных работ заданным требованиям или нормам. Любые отклонения от требований или норм приводят к дополнительным затратам, перерасходу материально-технических ресурсов. Поэтому оценка качества и должна иметь экономическое содержание и отражать потери, как из-за низкого качества, так и качества, превышающего заданные требования. Эта важнейшая характеристика оценки должна быть учтена при определении значимости показателей качества в принятой оценочной системе. В качестве критерия значимости показателей качества можно использовать трудозатраты на устранение дефектов в процессе производства работ, а также размер возможного ущерба, который может возникнуть на стадии эксплуатации строительной продукции. В результате можно оперативно управлять процессом обеспечения требуемого уровня качества, определить причины возникновения отклонений от технологических режимов, установить место и время их возникновения, а также конкретных виновников появления дефектов.

К основным трудностям, связанным с проведением такой оценки можно отнести:

• субъективизм оценки уровня качества;

• неоднозначность оценки одного и того же вида продукции на различных сегментах рынка;

• противоречивость критериев оценки качества от различного характера влияния на них одних и тех же факторов.

Субъективизм в оценке качества производимых строительно-монтажных работ в строительстве связан с тем, что данную оценку сложно получить и измерить количественно, т.к. она дается потребителями, каждый из которых имеет собственное мнение согласно своим вкусам, что вносит неопределенность в технологию ее проведения.

Неоднозначность оценки обусловлена тем, что одни и те же по качеству строительные работы на различных сегментах рынка будут оцениваться по-разному в соответствии с их стоимостью и эстетическими показателями.

Противоречивость критериев оценки вызвана тем, что с ростом качества строительно-монтажных работ, особенно отделочных работ и применяемых при этом материалов происходит и рост их себестоимости, что может сопровождаться снижением конкурентоспособности продукции на конкретном сегменте рынка и ликвидности из-за высокой стоимости.

Другими словами, снижение конкурентоспособности конечной строительной продукции при относительно высоком ее качестве на выбранном сегменте рынка может быть вызвано ростом стоимости ее реализации. Когда в силу высокой стоимости она становится недоступной для широкого круга потребителей и не находит сбыта на выбранном сегменте рынка, а на другом сегменте она остается невостребованной по причине низкого для этого сегмента уровня качества. Таким образом, на каждом сегменте рынка стоимость строительной продукции ограничивается сверху величиной платежеспособности потребителей R1, а снизу обязательными требованиями к качеству и соответствующей ценой R2. Другими словами, если для конкретного сегмента рынка (при его сегментации по покупательской способности потребителей) выполняется условие « R1 > R3», то строительная продукция, с одной стороны, становится неконкурентоспособной на этом сегменте по причине ее высокой стоимости R3. С другой стороны она является также неэффективной на соседнем сегменте рынка из-за ее низкого для этого сегмента качества.

Другими словами, противоречивость критериев оценки качества и конкурентоспособности товарной строительной продукции может быть обусловлена несбалансированным ростом цены и качества, что приводит к снижению ее конкурентоспособности на выбранном сегменте рынка. Таким образом, цену и качество производимой товарной продукции целесообразно сбалансировать оптимальным образом, что может быть достигнуто при использовании критерия оценки, позволяющего определять минимальное значение цены качества производимой продукции для данного сегмента рынка при заданных ограничениях R1 и R2.

Оценку такого критерия можно получить исходя из следующих соображений. Обозначим через R_К^* максимальную цену, которую может заплатить потребитель за товарную строительную продукцию при соответствующем ее качестве, а через R_НК цену продукции, которую хочет получить строительное предприятие на данном сегменте при соответствующем ее качестве.

Обозначим затраты, связанные с производством продукции с максимально возможным качеством и фактическим качеством соответственно через З_К^* и З_НК .

Тогда внешний экономический эффект Э _КВН от повышения качества производимой продукции можно определить следующим образом:

Из полученного выражения видно, что если затраты на повышение качества производимой продукции З_НК растут быстрее, чем ее рыночная стоимость R_НК, то внешний экономический эффект снижается и, наоборот, повышается в противном случае. Таким образом, учитывая, что затраты на повышение качества производимой продукции и сам уровень качества растут различными темпами, то можно говорить об оптимальном соотношении цены и уровня качества производимой продукции на различных сегментах рынка.

Тогда минимально допустимую цену требуемого уровня качества Ц_К на заданном сегменте рынка можно вычислить следующим образом:

а упущенные возможности или потери ( П _НК ) строительного предприятия при неправильном выборе сегмента рынка и низком качестве продукции на данном сегменте будут определяться следующим образом:

Следовательно, задаваясь значением желаемой рентабельности и рассматривая его как верхнее ограничение на издержки производства, определяемые качеством вводимых в него факторов, можно вычислить оптимальное соотношение между уровнем качества и стоимостью производимой продукции для различных сегментов рынка с учетом покупательской способности потребителей товарной строительной продукции.

Обойти различные трудности, связанные с регулированием уровня качества строительной продукции с учетом требований потребителей, можно путем применения модельного способа оценки качества производимых строительно-монтажных работ. В этом случае, для получения оценки выполняется сравнение модели фактического уровня качества с моделью требуемого уровня качества производимых строительно-монтажных работ и взвешивание его результатов для определения на заданном сегменте рынка класса потребителей, имеющих примерно равные покупательские способности, обеспечивающие ее приобретение.

Для использования модельного принципа оценки и регулирования на его основе уровня качества производимых строительно-монтажных работ, необходимо:

• разработать инструменты, обеспечивающие формирование интегральной модели качества строительно-монтажных работ в процессе производства;

• сформировать инструменты, обеспечивающие сравнение моделей фактического и требуемого уровня качества и определение имеющихся между ними отклонений.

Для решения данных задач, с целью получения адекватных оценок и интегральной моделей качества работ разобьем весь процесс производства строительных объектов на циклы, на которых выполняются однотипные виды строительно-монтажных работ, например, производство фундамента, возведение стен, отделочные работы определенного вида и т.д. Допустим, получено j таких циклов, j=1,n.

Разобьем также потребителей выбранного сегмента рынка на четыре класса с примерно равной покупательской способностью и в соответствии с этим определим для каждого из них шкалу допустимых значений себестоимости каждого цикла строительно-монтажных работ. Причем нижний предел Rj_н формируемой j-й шкалы соответствует минимально допустимой себестоимости соответствующего цикла строительно-монтажных работ, при которой можно удовлетворить обязательные требования к качеству строящегося объекта, и он может быть востребованным потребителями, относящимися к классу наименее платежных потребителей на данном сегменте. Верхний предел Rj_в j-й шкалы себестоимости определяется максимальным уровнем качества и ценой производимых строительно-монтажных работ, при которой можно возвести объект и он будет востребован потребителями, относящимся к классу с максимальной платежеспособностью на данном сегменте рынка.

Разобьем все полученные таким образом шкалы, определяющие возможные значения себестоимости производства различных циклов строительно-монтажных работ по количеству классов потребителей на следующие четыре непересекающихся интервала:

• интервал значений себестоимости производства j-го вида работ для класса потребителей допустимого уровня качества, т.е. потребителей с относительно низкой платежеспособностью на исследуемом сегменте рынка;

• интервал значений себестоимости производства j-го вида работ для класса потребителей среднего качества продукции, т.е. потребителей со средней платежеспособностью на исследуемом сегменте рынка;

• интервал значений себестоимости производства j-го вида работ для класса потребителей высокого качества продукции, т.е. потребителей с высокой платежеспособностью на исследуемом сегменте рынка;

• интервал значений себестоимости производства j-го вида работ для класса потребителей очень высокого качества продукции, т.е. потребителей с очень высокой платежеспособностью на исследуемом сегменте рынка.

Граничные значения перечисленных интервалов Rji, i=1,3 определяются по результатам проведенного экспертами анализа результатов маркетинговых исследований соответствующего сегмента рынка с применением нечеткой логики для их последующей обработки (рисунок 1) [4].

Рис. 1. Разбиение заданного сегмента рынка на классы потребителей с примерно равной покупательской способностью и соответствующим ей качеством производимых работ j-го типа

Для построения оценочной системы определим пять основных подсистем мягких и жестких показателей, с помощью которых можно оценить уровень качества производимых строительно-монтажных работ, как на инженерном, так и на экономическом уровне:

• подсистема показателей, характеризующих качество используемых строительных материалов, конструкций и деталей;

• подсистема показателей, определяющих квалификацию производителей работ, мастеров, производственных рабочих и их стремление к достижению требуемого уровня качества;

• подсистема показателей, определяющих качество проектно-сметной документации;

• подсистема показателей, характеризующих уровень качества и стоимость выполняемых строительно-монтажных работ;

• подсистема показателей, определяющих уровень качества выполненных строительно-монтажных робот.

Для каждого принятого в перечисленных выше подсистемах мягкого показателя (например, влияние квалификации рабочих на уровень качества выполняемых строительно-монтажных работ) определяется шкала численных значений от 0 до 1. Для жестких показателей, либо экспертным путем, либо исходя из производственных возможностей строительного предприятия, формируется шкала их допустимых граничных значений.

Затем, для каждого принятого таким образом показателя вводится одноименная с ним лингвистическая переменная [5]. Шкала численных значений каждой полученной таким образом лингвистической переменной в соответствии с различными классами потребителей разбивается на четыре интервала, определяющихся ее словесными значениями или термами Тj, j=1,4: «допустимый», «средний», «высокий» и «очень высокий уровень качества» выполнения строительно-монтажных работ (рисунок 2).

Рис. 2. Шкала соответствий численных значений отдельного показателя качества х определенному уровню качества выполнения строительно-монтажных работ

Границы словесных значений (термов) приведенного на рисунке 2 соответствия обычно устанавливаются экспертным путем[6]. В результате значения различных показателей, используемых для формирования желаемой и фактической модели уровня качества строительно-монтажных работ, можно представить с помощью следующих троек

Tj - словесная оценка (терм) лингвистической переменной, в интервал численных значений которой попадает желаемое или фактическое значение xi, соответствующего показателя качества х; - степень принадлежности количественного значения xi показателя качества х к интервалу численных значений его словесной оценки - терма Tj.

Затем на основе принятой оценочной системы показателей, для каждого класса потребителей на выбранном сегменте рынка формируется модель требуемого уровня качества производства строительно-монтажных работ. С этой целью, для каждого класса потребителей исследуемого сегмента рынка и соответствующего ему оптимального уровня качества определяются наиболее вероятные значения оценочных показателей, которые представляются следующими тройками «xi,T*j,j=1». Упорядоченное множество таких троек, определяющих в нечеткой форме соответствующие оценочные показатели, используемые для оценки качества производимых строительно-монтажных работ, и представляет собой модель требуемого уровня качества для соответствующего класса потребителей. Таким образом, в модели требуемого уровня качества выполнения строительно-монтажных работ, все степени принадлежности величин xi к нечеткому множеству, соответствующему терму T*j, равны 1. Это обусловлено тем, что максимальной степени принадлежности соответствует наиболее вероятное количественное значение xi показателя качества х в пределах интервала численных значений соответствующего ей терма T*j .

Таким образом, для мягких показателей, значения которых для каждого класса потребителей определяются в словесной форме с помощью термов Tj по шкалам, приведенным на рисунках 1и 2, количественная оценка xi находится по максимуму соответствующей этому терму функции принадлежности, равному 1.

Для формирования троек, для жестко или количественно выраженных оценочных показателей используются следующие преобразования над четко и нечетко представленными числами [7]:

1. Для определения словесного значения лингвистической переменной, соответствующего наблюдаемому количественному значению xi показателя х, используются соотношения вида:

2. Для вычисления степени принадлежности ?_j количественного значения xi лингвистической переменной показателя х к численным значениям соответствующего терма Tj, из точки xi на оси абсцисс проводится перпендикуляр до его пересечения с графиком функции принадлежности. Затем из полученной точки пересечения проводится перпендикуляр к оси ординат, точка пересечения которого с данной осью и определяет значение степени принадлежности ?_j .

3. Уровень отклонения ?(x₁,x₂) значения x1 от значения x2 одного и того же оценочного показателя качества производимых строительно-монтажных работ, выраженных соответственно тройками «х1,Tj¹, ?_j¹ » и «х2,Tj², ?_j ² » определяется следующим образом:

(1)

где ?- допустимое значение погрешности сравнения, при котором принимается решение, что сравниваемые величины не имеют отклонения; ? - операция нечеткой эквивалентности сравниваемых значений показателя, которая берется следующим образом max(min(1-_?¹_j ,_?²_j ), min(1-_?²_j ,_?¹_j ))[8]; |х₁-х2| - абсолютная величина разности.

По результатам проведенного сравнения принимаются следующие решения:

• если уровень отклонения между сравниваемыми значениями показателя равен, 1, то между ними различия не наблюдается, в противном случае, при ?(x₁,x₂) =0, между сравниваемыми значениями показателя качества имеется недопустимое отклонение;

• если уровень отклонения ?(x₁,x₂) лежит в пределах закрытого интервала от 0 до 1 и ?(x₁,x₂) ? h, то сравниваемые величины нечетко равны и между ними наблюдается допустимое значение отклонения, в противном случае, между ними имеется недопустимое отклонение, где h - порог, определяющий допустимое значение наблюдаемого отклонения.

4. Степень отклонения ?(S_Ж, S_Ф) желаемого S_Ж и фактического S_Ф уровня качества производства строительно-монтажных работ определяется по принципу слабого звена следующим образом[9,10]:

где v_i (x₁,x₂)- уровень отклонения друг от друга двух значений одноименного параметра i в сравниваемых моделях.

После согласования с заказчиком желаемой для него себестоимости производства различного вида работ оценка и регулирование уровня их качества на соответствующем сегменте рынка может проводиться согласно следующей методике:

1. По суммарной сметной стоимости выполнения различных циклов работ выбирается проект для заданного сегмента рынка.

2. Определяется класс потребителей на заданном сегменте рынка для принятого в производство проекта.

3. Разбивается процесс строительства объекта на циклы однотипных строительно-монтажных работ.

4. Формируется модель желаемого уровня качества для каждого цикла строительно-монтажных работ.

5. Определяется уровень качества, которому соответствует оцениваемый цикл работ на установленном сегменте рынка для выбранного класса потребителей. 6. Выполняется строительство объекта, по заданным вехам которого формируется модель желаемого и фактического уровня качества цикла производимых строительно-монтажных работ на текущий момент времени.

6. По (1) и (2) путем сравнения значений одноименных показателей в желаемой и фактической модели качества формируется оценка качества текущего цикла производимых строительно-монтажных работ.

7. Если недопустимых отклонений не наблюдается, то по завершению текущего цикла строительно-монтажных работ осуществляется переход к п. 9. В противном случае необходимо перейти к п. 10.

8. Приступить к производству следующего цикла работ и осуществить переход к п.5.

9. Определяются все недопустимые отклонения модели фактического и требуемого уровня качества производства работ, и формируется проблемная ситуация, состоящая из кортежа недопустимых отклонений.

10. По проблемной ситуации определяются организационно-технические и управленческие мероприятия, направленные на устранение выявленных отклонений.

11. Выполняется отработка принятых мероприятий и осуществляется переход к п.5.

Таким образом, предложенная методика позволяет регулировать уровень качества производимых строительно-монтажных работ в соответствии с заданными требованиями выбранного сегмента рынка и заданного класса потребителей конечной продукции на данном сегменте.

строительный монтажный качество

Литература

1. Черняк В.З. Экономика строительства и коммунального хозяйства/ [Текст] В.З. Черняк. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 623 с. 2. Брячихин А.М. Управление качеством продукции строительства /[текст] А.М. Брячихин. - М.: Стройиздат, 1989. - 230 с.

2. Мишин В.М. Управление качеством /[Текст] В.М. Мишин. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2005. - 463 с.

3. Абдурахманов Д.Б. Методика интегральной оценки инвестиционных рисков строительного предприятия с нечеткой логикой обработки экспертных данных/[Текст] Д.Б. Абдурахманов, Р.М. Дуллуева, В.Б. Мелехин В.Б. // Экономика строительства. 2014. №4. С.34-39.

4. Заде Л. Логико-лингвистическая переменная и ее применение для принятия приближенных решений/ //[Текст]. Л. Заде. - М.: Мир, 1976. -168 с.

5. Блишун И.З. Основные операции нечеткой логики и их обобщение /[Текст] И.З. Блишун. - Казань: Отечество, 2001. - 100 с. 7. Берштейн Л.С. Управление поведением интеллектуального робота /[Текст] Л.С. Берштейн, В.Б. Мелехин В.Б.. -М.: Энергоатомиздат, 1994. - 240 с.

6. Мелихов А.Н. Экспертные советующие системы с нечеткой логикой/[Текст] А.Н. Мелихов, Л.С. Берштейн, С.Я. Коровин. - М.: Наука, 1991. - 372 с.

7. Берштейн Л.С. Структура процедурного представления знаний интегрального робота. 1. Расплывчатые семантические сети/[Текст] Л.С. Берштейн, В.Б. Мелехин // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1988. №6. С. 119-124.

8. Берштейн Л.С. Структура процедурного представления знаний интегрального робота. 2. Фрейм-микропрограммы поведения /[Текст] Л.С. Берштейн, В.Б. Мелехин // Известия АН СССР. Техническая кибернетика. 1988. № 5. С. 190194.

References

1. Chernjak V.Z. Jekonomika stroitel'stva i kommunal'nogo hozjajstva/ [Tekst] V.Z. Chernjak. - M.: JuNITI-DANA, 2003. - 623 s.

2. Brjachihin A.M. Upravlenie kachestvom produkcii stroitel'stva /[tekst] A.M. Brjachihin. - M.: Strojizdat, 1989. - 230 s.

3. Mishin V.M. Upravlenie kachestvom /[Tekst] V.M. Mishin. - M.: JuNITI - DANA, 2005. - 463 s.

4. Abdurahmanov D.B. Metodika integral'noj ocenki investicionnyh riskov stroitel'nogo predprijatija s nechetkoj logikoj obrabotki jekspertnyh dannyh/[Tekst] D.B. Abdurahmanov, R.M. Dullueva, V.B. Melehin V.B. // Jekonomika stroitel'stva. 2014. №4. S.34-39.

5. Zade L. Logiko - lingvisticheskaja peremennaja i ee primenenie dlja prinjatija priblizhennyh reshenij/ //[Tekst]. L. Zade. - M.: Mir, 1976. -168 s.

6. Blishun I.Z. Osnovnye operacii nechetkoj logiki i ih obobshhenie /[Tekst] I.Z. Blishun. - Kazan': Otechestvo, 2001. - 100 s.

7. Bershtejn L.S. Upravlenie povedeniem intellektual'nogo robota /[Tekst] L.S. Bershtejn, V.B. Melehin V.B.. -M.: Jenergoatomizdat, 1994. - 240 s.

8. Melihov A.N. Jekspertnye sovetujushhie sistemy s nechetkoj logikoj/[Tekst] A.N. Melihov, L.S. Bershtejn, S.Ja. Korovin. - M.: Nauka, 1991. - 372 s.

9. Bershtejn L.S. Struktura procedurnogo predstavlenija znanij integral'nogo robota. 1. Rasplyvchatye semanticheskie seti/[Tekst] L.S. Bershtejn, V.B. Melehin // Izv. AN SSSR. Tehnicheskaja kibernetika. 1988. №6. S. 119-124.

10. Bershtejn L.S. Struktura procedurnogo predstavlenija znanij integral'nogo robota. 2. Frejm-mikroprogrammy povedenija /[Tekst] L.S. Bershtejn, V.B. Melehin // Izvestija AN SSSR. Tehnicheskaja kibernetika. 1988. № 5. S. 190-194.

Размещено на Allbest.ru