Моделі та методи прийняття рішень при плануванні організаційно-технологічної підготовки спорудження об’єктів будівництва

Размещено на http://www.allbest.ru/

КиЇвський державний технІЧний

УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

(КДТУБА)

УДК 69.003:658.5:012.2(075.8)

Горгураки Ганна Валеріївна

моделІ та методи прийнЯттЯ рІшень ПРИ ПЛАНУВАННІ ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГИЧНОЇ ПІДГОТОВКИ СПОРУДЖЕННЯ ОБ'ЄКТІВ БУДІВНИЦТВА

Спеціальність 08.06.01 Економіка підприємства та організація виробництва (технічні науки)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

КИЇВ - 1998



Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Київському державному технічному університеті будівництва та архітектури Міносвіти України.

Науковий керівник : кандидат технічних наук

Шебек Микола Олександрович,

доцент кафедри організації та

управління будівництвом КДТУБА

Офіційні опоненти : доктор технічних наук, професор,

завідуючий кафедрою автоматизації

будівельного виробництва КДТУБА

Бушуєв Сергій Дмитрович

кандидат технічних наук, завідуючий

відділом інформатики та документуання пам'ятників архітектури Націоального заповідника «Софія Київська»

Маслов Юрій Олексійович

Провідна установа : ОП «Науково-дослідний інститут

будівельного виробництва», відділ

організації виробництва.

Захист відбудеться « 1 » грудня 1998 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.03 при Київському Державному технічному університеті будівництва і архітектури Міносвіти України за адресою : 252020 Київ-37, Повітрофлотський проспект ,31.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці університету .

Автореферат розісланий «29» жовтня 1998 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради д.е.н., професор Федосова О.В.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Нові економічні умови розвитку України потребують корінного поліпшення господарського механізму у будівництві. В сучасних умовах поширення самостійності будівельних організацій, переходу на узгоджені ціни, розвитку взаємної відповідальності всіх учасників будівництва за якість і вартість робіт, терміни їх виконання підвищуються вимоги до обґрунтованості та надійності рішень планування організаційно-технологічної підготовки (ОТП).

Значним фактором, що впливає на розвиток ОТП спорудження об'єктів є використання науково обґрунтованих методів прийняття рішень, розробка та впровадження яких стало можливим тільки на основі комп'ютерних систем та технологій розв'язання задач. Недостатній рівень їх використання в практиці планування ОТП становить одну з головних причин високої вартості будівництва, тривалості його термінів, ненадійності виконання прийнятих рішень, нераціонального використання ресурсів, що негативно впливає на економічний стан не тільки окремої будівельної організації, але й держави в цілому. Прийняття постанов Кабінету Міністрів України №1308 від 17.08.98 р. «Про порядок затвердження інвестиційних програм та проектів будівництва і проведення їх комплексної державної експертизи» та №1369 від 1.09.98 р. «Про проведення торгів (тендерів) в будівництві» підкреслює, яке значення на державному рівні приділяється питанню багатоваріантної проробки рішень будівництва на всіх етапах його життєвого циклу, їх багатокритеріального аналізу і вибору. Все це обгрунтовує важливість подальшого розвитку методів, що забезпечують варіантну підготовку надійних організаційно-технологічних рішень (ОТР), та визначає актуальність теми дисертаційних досліджень автора.

Мета та задачі досліджень. Метою даної роботи є дослідження та розробка системи моделей, методів та алгоритмів прийняття ефективних організаційно-технологічних рішень (ОТР) спорудження об'єктів будівництва на різних етапах його підготовки.

Для досягнення поставленої мети у роботі були сформульовані та вирішені такі задачі:

виконаний аналіз сучасних вимог до системи планування ОТП будівництва;

проведений аналіз факторів, які визначають багатоваріантність ОТР;

досліджена та розроблена система моделей та методів прийняття рішень ОТП, яка враховує багатоваріантність технологій та організації виконання робіт, стохастичний характер будівельного виробництва, різноманітність факторів, що визначають ефективність будівництва;

досліджені методи інформаційного опису організаційно-технологічних моделей на основі даних різного ступеня визначеності;

досліджені принципи та розроблені методи багатокритеріального аналізу та вибору ефективних рішень;

розроблені алгоритми реалізації методів, що пропонуються;

проведена експериментальна перевірка та впровадження отриманих результатів в практиці підготовки будівельних об'єктів.

Ці задачі були вирішені з врахуванням можливостей сучасних комп'ютерних технологій та базувалися на положеннях теорії будівельного виробництва, теорії прийняття рішень, теорії графів, теорії імовірностей, альтернативного та стохастичного сітьового моделювання, багатокритеріального аналізу систем, теорії організаційно-технологічної надійності будівництва.

Наукова новизна роботи полягає в створенні системи моделів та методів прийняття ефективних рішень при плануванні ОТП будівництва, що дозволяє аналізувати альтернативи ОТР в їх взаємозв'язку та динаміці на основі інформації різного ступеня визначеності та провадити обгрунтований багатокритеріальний вибір раціонального варіанту з врахуванням надійності його реалізації.

В процесі досліджень отримані результати, які мають наукову новизну:

класифіковані постановки задач прийняття рішень ОТП на основі альтернативного сітьового моделювання;

розроблені моделі та методи детерміновано-стохастичного альтернативного сітьового моделювання;

розроблені методи інформаційного опису моделей та прийняття ефективних рішень в умовах невизначеності даних;

досліджені шляхи та запропоновані засоби зниження розмірності багатоваріантного організаційно-технологічного моделювання та підвищення вірогідності результатів;

удосконалені аналітичні методи оцінки надійності ОТР;

отримали подальший розвиток оптимізаційні методи вирішення задач календарного планування робіт.

Вишеозначені результати виносяться на захист.

Практичними результатами роботи є :

методи та алгоритми багатокритеріального організаційно-технологічного моделювання, аналізу та вибору ОТР;

методи та алгоритми оптимізації ОТР;

методи та алгоритми календарного планування;

ділова гра МОДА (Моделювання Альтернативних рішень підготовки та управління будівництвом).

Практичне значення роботи полягає в тому, що впровадження в практику підготовки будівництва запропонованої системи моделей, методів та алгоритмів забезпечить підвищення обґрунтованості, якості ОТР та ефективності будівництва в цілому.

Реалізація результатів роботи. Експериментальна перевірка та впровадження отриманих результатів провадилася при організаційно-технологічному проектуванні рішень спорудження окремих об'єктів ОП «ПАПІРБУД» та при виборі варіантів організації та технології виконання робіт МП «РУБІЖ».

Отримані результати використовуються в учбовому процесі в теоретичній частині, при проведенні лабораторних робіт та ділової гри МОДА по дисциплінах «Організаційно-технологічне моделювання в будівництві», «Проектування інтегрованих систем в управлінні», «Автоматизовані системи підготовки будівництва».

Апробація роботи. Основні положення досліджень дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на науково-практичних конференціях КДТУБА (м.Київ, 1994, 1995, 1996, 1997 р.р.) та на технічних радах МП «РУБІЖ» (м.Київ, 1997р.) .

Публікації. По темі дисертації опубліковано дев'ять робіт, у яких авторові особисто належить:

в роботі [2] - класифікація ситуації подолання конфліктів при календарному плануванні.

в роботі [4] - алгоритм оцінки ризику виконання календарних планів будівництва.

в роботі [5] - метод та алгоритм оптимізації параметрів детермінованої сітьової моделі за критерієм «час-вартість».

в роботі [6] - метод та алгоритм оптимізації параметрів стохастичної сітьової моделі за критерієм «час-вартість».

в роботі [7] - аналіз постановок задач багатокритеріального вибору альтернативних ОТР, технологія вирішення задач ОТП в умовах невизначеності даних.

в роботі [9] - методика використання методу ПЕРТ при оцінці надійності запланованих рішень в будівництві.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів , висновків, додатків та списку використаної літератури. Загальний обсяг основного тексту 150 сторінок, в т.ч. 48 рисунків та 6 таблиць. Список використаних літературних джерел складається з 93 найменувань.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтована актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовані її мета ,основні задачі, що вирішувалися, наукова новизна та практичне значення результатів. Визначені результати роботи, що виносяться на захист.

У першому розділі проведений аналіз сучасного стану та напрямів розвитку планування організаційно-технологічної підготовки спорудження об'єктів будівництва, який показав, що одним з найбільш суттєвих важелів підвищення ефективності ОТП є багатоваріантна проробка організаційно-технологічних рішень. Відомі приклади варіантного підходу вирішення задач ОТП підтверджують, що отриманий ефект значний і набагато перевищує витрати, що пов'язані з впровадженням та експлуатацією нових методів. В теорії та практиці ОТП будівництва набуто позитивний досвід організаційно-технологічного моделювання та варіантного підходу до прийняття рішень спорудження будівельних об'єктів. Це підтверджують розробки, які надані в роботах Антановічюса К.М., Афанасьєва В.О., Бабича В.І., Безпалого І.Д., Білецького О.Б.,Бушуєва С.Д.,Воропаєва В.Є.,Гойко А.Ф., Голуба Л.Г., Гусакова А.А., Задорова В.Б., Канторера С.Є., Кравченко О.Ф., Михайлова В.С., Міхельса В.О.,Погорельцева В.М., Рибальского В.І., Садовського В.І. , Спектора М.Д., Ушацького С.А. та інших вчених.

Тому актуальним є створення системи моделей та методів , які б дозволили провадити багатоваріантний аналіз ОТР в їх взаємозв'язку та динаміці, враховувати при прийнятті рішень різноманітний спектр критеріїв ефективності варіантів, принципів їх інтеграції в умовах різного ступеня визначеності інформації .

В результаті аналізу був зроблений висновок, що найбільш повно відповідає поставленій задачі використання в основі організаційно-технологічного моделювання методів альтернативного сітьового моделювання. Їх можливості досліджувалися на основі теоретичних розробок, які наведені в працях Н.А. Архангельского, Н.О. Власенко, Д.Є.Голенко, П.В.Кукурузи, С.Е.Ліфшица, С.Е. Елмаграбі (S.E.Elmagraby), Г.Ейснера (H.Eisner) та інших вчених. Автором була зроблена класифікація можливих видів моделей та постановок задач прийняття рішень ОТП на їх основі.

Другий розділ присвячений дослідженню та розробці моделей та методів прийняття рішень на першому етапі планування ОТП організаційно-технологічному проектуванні.

Згідно з теорією прийняття рішень з питанням вибору варіантів пов'язуються два фундаментальних поняття - представлення множини альтернатив {A} та формування принципу вибору F. Формальна постановка описується як:

[{A},F] A *, (1)

де A * - підмножина вибраних альтернатив, яка включає один чи більше елементів.

Для реалізації формальної постановки задачі (1) розроблена технологічна схема процесу прийняття рішень (рис.1).



Аналіз даних про об'єкт будівництва

та умови проведення робіт

Формування Формування Декомпозиція

множини принципу властивостей

альтернатив{A} вибору F альтернатив

АСМ Критерії, Критерії

принципи вибору

Експертні оцінки

елементів моделі

Інформаційний Розрахунок показників

опис АCМ по варіантам ОТР

Варіанти ОТР,

Багатоваріантна ОТМ критерії

Вибір найбільш ефективного варіанта ОТР

На схемі використані такі умовні позначення:

- комп'ютерні процедури прийняття рішень;

- діалогові процедури прийняття рішень;

- неформалізовані процедури прийняття рішень;

1 - логічні, організаційні та інформаційні зв'язки між процедурами (1-зміст інформації, що передається).

Рис.1.Технологічна схема процесу прийняття рішень

Дамо характеристику окремих елементів схеми.

Множина альтернатив {A} організаційно-технологічних рішень спорудження об'єкта та принципи вибору F формуються фахівцем в галузі підготовки будівництва в діалозі з ЕОМ. Формування {A} здійснюється на основі альтернативної сітьової моделі , приклад побудови якої наведений на рис. 2.



6 8

13 15

2

1 3 ... 4 ... 5 7 10 14

19

16

9 ... 18 21 22 23

17 20

11 12

1... 3 - варіанти виконання земляних робіт;

4 ... 5 - монтаж конструкції; 5 - 9 , 6 - 7 - монтаж стін;

6 - 8, 9 - 10 - монтаж покриття; 13 - 15 - улаштування рулонної покрівлі;

13 - 14 - 15 - улаштування мастикової покрівлі;

10 ... 18 - спеціальні роботи; 18 ... 21 - варіанти опоряджання;

21 ... 23 - улаштування керамічних підлог.

Рис.2. - Укрупнена АСМ зведення об'єкту «Відділення обробки паперу та розпуску целюлози».

Практика показує, що адекватно проаналізувати ефективність варіантів з врахуванням конкретних умов виробництва можна лише на основі оцінки їх властивостей: тривалості робіт, собівартості, трудомісткості та інше. Це - багатокритеріальна задача прийняття рішень. Для її розв'язання необхідно встановити правила переходу від порівняння окремих властивостей альтернатив до порівняння їх за сукупністю властивостей. Найкращий варіант повинен характеризуватися найбільш вдалим сполученням локальних властивостей і мати екстремальне значення глобальної . Таким чином, формування принципу вибору F полягає у встановленні структури критеріїв оцінки варіантів, що відповідають встановленим властивостям, та правил їх взаємодії при композиції оцінок та порівнянь для визначення значення глобальної властивості. Для підвищення обгрунтованості вирішення цієї задачі пропонується частково формалізований метод.

За визначеними правилами фахівцям пропонується провести ієрархічну декомпозицію властивостей альтернатив до рівня найбільш зручної оцінки відповідних критеріальних показників та визначити правила їх композиції. При цьому враховуються думки різних спеціалістів. Їх узагальнення та аналіз погодженості виконується на основі запропонованих математико - статистичних процедур методу експертних оцінок. Можливі правила композиції властивостей альтернатив залежать від класу встановлених критеріїв: чи є вони кількісні або якісні.

Проведені дослідження дозволили класифікувати умови, які виникають при композиції числових критеріїв варіантів ОТР при підготовці спорудження об'єктів будівництва, та визначити відповідні їм методи вибору альтернатив. Вони відомі з теорії прийняття рішень (рис.3). Аналіз показав, що найбільш розповсюдженим є використання методу лінійної згортки критеріїв.



Умови композиції Методи і принципи

композиції

Критерії рівноважні Принцип рівномірної

оптимізації

Метод ідеальної точки

Критерії не є рівноваж- Метод лінійної згортки

ними критеріїв

Принцип справедливого

компромісу

Подані критеріальні Метод головного критерію

обмеження

Визначені оптимальні Метод оптимальної точки

параметри ОТР

Мета вибору не чітко Принцип гарантованого

визначена результату

Є необхідним врахування Принцип врахування

додаткових факторів додаткових факторів

Рис. 3. Композиція властивостей альтернатив

Важливою умовою ефективності методу є підвищення вірогідності оцінки відносної ваги критеріїв l. З цією метою при згортанні критеріїв пропонується використовувати спеціальні методи визначення l . Один з них (розрахунковий) доцільний у випадках, коли вся множина локальних критеріїв може бути зведена до єдиної одиниці вимірювання, як правило грошової. Найбільш загальним слід вважати метод оцінки l експертним шляхом. Вірогідність результатів підвищується за рахунок узагальнення оцінок різних фахівців за умовою достатнього рівня погодженості останніх. Аналіз погодженості проводиться на основі коефіцієнта конкордації (узгодженості) К:



(2)

де n - число локальних властивостей;

m - число фахівців-експертів;

S дисперсія оцінок експертів;

Ti коефіцієнт , значення якого залежить від числа однакових оцінок ваги різних критеріїв експертом i.

(3)

де ti - кількість повторень - ої оцінки i - им експертом.

При композиції якісних властивостей альтернатив ОТР фахівцям пропонується виконати попарне порівняння варіантів по окремим властивостям, число яких L. При цьому вважається, що з двох варіантів Хj та Хс з множини альтернатив ОТР {Х} фахівець може визначити кращий за властивістю l. Запис Xj Rli Xc означає, що експерт i вважає кращим варіант Xj в порівнянні з варіантом Xc по властивості l. З врахуванням аксіоми транзитивності операції порівняння можуть бути представлені у вигляді матриць ранжування {Yl}, l=1,L (рис.4). Елемент матриці yij визначає ранг варіанту X j в оцінці експерта i за властивістю l.

(4)

де Yj - узагальнений ранг варіанту Xj за властивістю l.

З використанням значень Yj пропонується побудова узагальненої матриці ранжування G (рис.5). Елемент матриці gil відповідає узагальненому рангу варіанту Xj за властивістю l. Він може використовуватися як штучна числова оцінка властивостей варіантів ОТР, що надає можливість використання методів композиції чисельних критеріїв (див. рис. 3).

Ефективність результатів планування ОТП спорудження об'єктів будівництва залежить від якості інформаційного опису АСМ. На його основі в моделі надаються дані, які необхідні для оцінки та вибору варіантів виробництва робіт та вирішення інших задач ОТП: календарного планування робіт, визначення потреб в ресурсах , тощо.

Експ.	Варіанти		Вар-ти	Властивості
	1	. . .	j	. . .	n			1	. . . .	l	. . .	n
1							1
. . .							. . .
i			yij				j			gil
. . .							. . .
m							n
Yj

Рис.4. Матриця ранжування Yl Рис.5.Узагальнена матриця ранжування G

Інформаційний опис моделі є множина даних I, яка вміщує три підмножини:

(5)

де M - підмножина даних, які задаються на рівні опису моделі в цілому (наприклад, договірні терміни та кошторисна вартість будівництва, потрібний рівень надійності результатів моделювання );

D - підмножина даних, які задаються на рівні опису дуги-роботи моделі (наприклад, тривалість та інтенсивність виконання роботи, потреба в ресурсах);

B - підмножина базових нормативно-технологічних даних, на основі яких розраховуються елементи підмножини M та D.

Для реалізації системного підходу моделювання, формалізації розрахунків елементів підмножини M та D на основі I, для побудови моделей різного ступеня деталізації пропонується при інформаційному насиченні АСМ базуватися на моделі структурованого опису об'єкта будівництва (рис. 6). Модель конструктивної декомпозиції передбачає ієрархічне розкладення об'єкту будівництва на конструктивні елементи і подається у вигляді дерева, математичним аналогом якого є кінцевий граф без контурів. Конструктивна декомпозиція об'єкту нерозривно пов'язана з завданням просторових координат елементів декомпозиції з прив'язкою до розбивочних вісей, горизонтальних та вертикальних відміток.

Модель технологічної декомпозиції об'єкту подається у вигляді дерева з неоднорідним складом вершин, які відповідають будівельно-монтажній роботі певної крупності.

Інтегруючим елементом конструктивної та технологічної декомпозиції об'єкту є конструктивно-технологічний модуль(КТМ). Інформаційною базою для формування КТМ є опис множини елементів нижнього рівня конструктивної та технологічної декомпозиції, варіантів розподілу об'єкту на захватки. Вибір просторових параметрів КТМ повинен гарантувати можливість закінчення в межах модуля робіт нижнього рівня технологічної декомпозиції; можливість сполучення модулей, які відповідають розкладення об'єкту будівництва на конструктивні елементи.



Об'єкт будівництва

Технологічна Дуги-роботи АСМ Конструктивна

декомпозиція декомпозиція

об'єкту об'єкту

. . .

. . . . . . . . .

КТМ

Рис.6. Структурований опис об'єкту будівництва

Головним каменем спотикання при впровадженні альтернативного сітьового моделювання в практику підготовки виробництва є громіздкість моделі та висока трудомісткість процедур її інформаційного опису. Тому в роботі досліджені шляхи та запропоновані дії по зниженню розмірності та трудомісткості багатоваріантного організаційно-технологічного моделювання на базі АСМ. Дослідження показали, що при моделюванні доцільно слідувати таким принципам:

багаторівньового моделювання. Передбачає можливість відсіву безперспективних варіантів на основі агрегованої моделі з використанням недеталізованої інформації. Таким чином при моделюванні ОТР на потрібному рівні деталізації обмежуються зоною найбільш ефективних рішень.

поетапного інформаційного насичення моделі. На першому етапі пропонується обмежитися підготовкою інформації, яка необхідна для розрахунку критеріальних показників. Це дозволяє значно знизити розмірність опису АСМ , тому що на другому етапі слід подати дані для опису тільки одного вибраного варіанту ОТР.

вторинних критеріїв. З сукупності критеріїв за встановленими правилами визначаються вторинні критерії. Вони відрізняються своєю меншою значущістю та вимагають більш трудомісткої підготовки даних, необхідних для їх розрахунку. На основі первинних критеріїв вибирається підмножина W найбільш перспективних варіантів. І тільки для остаточного прийняття в зоні підмножини W залучаються вторинні критерії.

аналізу критеріального простору альтернатив. Будь якій альтернативі ОТР може бути поставлена в відповідність точка n - мірного критеріального простору Е, координати якої є значення відповідного критерію f l (X). При порівнянні двох варіантів можлива ситуація:

f l (X1) (або ) f l (X2) , (6)

де l=1,L, при тому f l (X1) f l (X2).

Вираз (6) є природною умовою переваги альтернативи Х1 над Х2. Таким чином при вживані методів композиції властивостей альтернатив можливо обмежитися (див.рис.2) тільки тими варіантами, які мають перевагу над іншими згідно з умовою (6). Це, так звана в теорії прийняття рішень, множина варіантів Парето. На рис. 7 наведений приклад аналізу критеріального простору шести альтернатив для двох властивостей С та Т . Відібрані для подальшого аналізу варіанти (множина Парето) відмічені «*».

С Х₄

Х₃

Х₁

*

Х₂ Х₅

_*

Х₆

*

Т

Рис. 7. Критеріальний простір

Третій розділ дисертаційної роботи присвячено методам визначення критеріїв надійності рішень планування організаційно-технологічної підготовки.

Для оцінки надійності рішень ОТП використовуються специфічні імовірностні методи. Проведені дослідження дозволили зробити висновок, що їх створення чи використання повинно базуватися на АСМ детерміновано-стохастичного типу. Це означає, що окремі характеристики дуг-робот моделі надаються як випадкові величини , які підкоряються визначеному закону розподілення. В цьому разі під надійністю розуміють імовірність того, що значення стохастичної характеристики (тривалість , вартість будівництва та інше) не буде більше визначеної величини. В роботі розглядається механізм використання методу статистичних випробувань для вирішення цієї задачі. Але аналіз показав, що теоретична привабливість цього методу зменшується при зіткненні з реаліями практики. Його використання потребує ідентифікації закону та визначення параметрів розподілення кожної випадкової характеристики всіх робіт багатоваріантної моделі. А це потребує обробки значної кількості статистичних даних, які, як правило, відсутні в будівельній організації. Найбільш перспективним є використання аналітичних методів визначення критеріїв надійності. Аналіз статистичних даних показав, що щільність розподілення характеристик більшості будівельно-монтажних робіт має такі властивості : безперервність, унімодальність, існування двох позитивних точок перетину з вісью абсцис. Загальний вид розподілення носить симетричний чи асиметричний характер. Цим властивостям відповідає трикутне та бета- розподілення.

Метод ПЕРТ, що широко розповсюджений в світовій практиці підготовки робіт , базується на бета-розподіленні випадкової величини. В роботі розроблено методику використання методу ПЕРТ для оцінки як часових, так і інших показників будівництва на базі альтернативної організаційно-технологічної моделі. Досвід використання методу ПЕРТ говорить про зручність його експлуатації. Але ті допущення, що властиві методу, обумовлюють деякі (в ряді випадків значні - до 30%), похибки в розрахунках.

Проведений аналіз причин похибок, класифіковані групи помилок, які їх обумовлюють, визначені дії та методи зниження похибок при розрахунку критеріїв надійності . Пропонується проводити оцінку ступеня близькості реального розподілення випадкової величини - характеристики роботи моделі до теоретичного за відповідними критеріями. Проведений аналіз близько 70 гістограм, що отримані в результаті обробки статистичних даних по часу виконання окремих будівельно-монтажних робіт , показав, що в 68% випадків щільності розподілення W(t) ідентифікуються трикутним розподіленням (за критерієм2 з довірчим рівнем 75%). В цьому випадку використання аналітичного методу, який базується на трикутному розподіленні, як альтернативи методу ПЕРТ, знімає окремі групи можливих помилок та підвищує точність розрахунків на 5 - 25%. Були проведені статистичні випробування, що дозволили організувати відповідну нормативну базу, необхідну для використання цього методу. Так , для визначення нормованої моди Y' випадкової величини часу виконання послідовного ланцюжка робіт сітьової моделі було проведено 5000 експериментів з об'єднання двох послідовних робіт з нормованими модами Y1 та Y2 відповідно ( рис.8 ):



Y'

1

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

0.10.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Y₁

Рис.8. Сім'я кривих для оцінки нормованої моди двох послідовних робіт.

(7)

де mi - найбільш імовірна оцінка часу виконання роботи (мода);

ai - оптимістична оцінка часу виконання роботи;

bi - песимістична оцінка часу виконання роботи.

Крім того, експериментальні дослідження дозволили зробити висновок, що введення автором метода припущення, що час виконання всіх робіт сітьової моделі підкоряється теж трикутному розподіленню, вірно лише в деяких межах.. Встановлено, що для АСМ, один варіант виконання робіт якої містить до 30 робіт - це припущення вірно. Але в інших випадках (згідно з центральною граничною теоремою) час виконання робіт сіті з більшою вірогідністю ідентифікується нормальним законом розподілення. Якщо в варіанті більше 100 робіт, рівень вірогідності ідентифікації нормальним законом розподілення часу зведення об'єкту, згідно критерію 2 , буде 75-80%; від 50 до 100 робіт - 60 - 70%; від 30 до 50 робіт - 50 - 60%. Виходячи з цього, була виконана модифікація методу, що дозволяє при необхідності оцінювати надійність випадкових показників варіанту ОТР на основі нормального закону розподілення.

Для підвищення вірогідності завдання величин оптимістичної, песимістичної та найбільш імовірної (моди) оцінок випадкової величини та, як наслідок, зниження похибок обчислення, пропонується використовувати логіко-математичний апарат методу експертних оцінок та застосовувати інтервальний метод завдання моди випадкової величини . Це дає знижку похибок на 10-15%.

Четвертий розділ роботи присвячений дослідженню та розробці моделей та методів прийняття рішень на етапі календарного планування будівельно-монтажних робіт (БМР). У випадку, коли розраховані терміни будівництва (Тр) є більшими за ті, що плануються (Тд), важливим стає вирішення задачі оптимізації часових параметрів найкращих варіантів ОТР, які відібрані на стадії організаційно-технологічного проектування. Це так звана задача стиснення сіті.

Проведені дослідження дозволили визначити декілька шляхів такої оптимізації, проаналізувати фактори, що впливають на поліпшення часових показників ОТП. Експертне опитування фахівців в галузі підготовки та виробництва БМР показало, що одним з найбільш суттєвих та управляємих організаційно-технологічних факторів (31% в порівнянні з іншими), які впливають на тривалість виконання робіт, є інтенсивність виконання БМР. При цьому доцільність підвищення інтенсивності за рахунок додаткового насичення фронту робіт, підвищення кількості змін потребує ретельного аналізу, тому що викликає додаткові затрати будівельної організації. Вони обумовлені різноманітними факторами: необхідністю перебазування робітничих бригад, засобів механізації, збільшенням фактичних трудозатрат, зниженням продуктивності праці, додатковими затратами на освітлення, опалення приміщень, невиробничими витратами матеріалів . Проведений аналіз, дозволив оцінити додаткові витрати будівельної організації за окремими БМР, які обумовлені цими факторами, на різних рівнях перенасиченості фронту робіт або при переході на дві чи три зміни роботи. Накопичення цих оцінок дозволяє скласти нормативну базу вирішення задачі оптимізації часових параметрів сіті на основі залежності «час-вартість».

Математична постановка цієї задачі має вигляд:

де сij - вартість виконання роботи ij;

Tmin ij - мінімально можливий час виконання роботи ij;

Tpацij - час виконання роботи ij при раціональній інтенсивності.

В теорії сітьового моделювання створені методи вирішення задачі в такій постановці для випадків, коли залежність сij= fij( tij ) безперервна, лінійна, кусочно-лінійна та випукла. Однак ці методи не можуть бути застосовані в практиці підготовки будівництва, тому що реальні технологічні нормалі потребують, щоб час виконання робіт був кратний технологічній ланці робочих чи комплекту засобів механізації. Це обумовлює дискретний характер залежності «час-вартість».

Для вирішення задачі стиснення часу виконання робіт сіті з врахуванням дискретного характеру залежності «час-вартість» в роботі розроблені евристичні методи, опис яких наданий у вигляді алгоритмів. Методи орієнтовані як на детермінований, так і на стохастичний характер представлення часу та вартості виконання робіт. На рис. 9 наданий алгоритм вирішення цієї задачі в детермінованій постановці.

В загальному вигляді календарне планування можна представити як задачу синтезу оптимального управління динамічною системою, початковому стану якої (О) відповідає нульовий обсяг виконаних робіт, а кінцевому (Е) - повний обсяг. Керованими параметрами є інтенсивності виконання робіт та вживання ресурсів, часові характеристики робот. Вони визначають швидкість та траєкторію Т переходу із стану О до стану Е. Рішення першого етапу планування ОТП та обмеження виробничого середовища визначають допустиму область Н фазового простору , якому повинна належати траєкторія Т.

Задача календарного планування повинна бути вирішена таким чином, щоб ТН та забезпечувалося б екстремальне значення функціонала, який відображає критерерії ефективності прийнятих рішень. В такій постановці задача має велику розмірність, комбінаторний характер і не може бути вирішена точними економіко-математичними методами. В теорії та практиці ОТП будівництва розроблені ефективні евристичні методи вирішення задач в такій постановці. Але нові економічні умови формування програми робіт будівельної організації, необхідність багатоваріантного підходу до вирішення задачі ОТП, доцільність врахування залежності «час-вартість» та інші обумовили актуальність подальшого удосконалення цих методів.

Для цього були класифіковані постановки задач даного класу з врахуванням таких ознак : критерії ефективності рішень; тип моделювання окремої роботи ( з постійною та змінною інтенсивністю, з перервами та без них); принцип моделювання ( t, особливих станів); вид ресурсних обмежень; правила зміни інтенсивності виконання робіт (без зміни інтенсивності, з врахуванням залежності «час-вартість»); правила розв'язання колізій .

Проведена класифікація дозволила визначити необхідний спектр методів вирішення цієї задачі та вибрати ті, розробка яких найбільш актуальна. Для реалізації цих методів в роботі створені відповідні алгоритми вирішення задачі оптимізації розподілу за часом робіт, що мінімізує термін їх виконання за умовами жорстких ресурсних обмежень типу потужність, принцип моделювання - особливі стани; інтенсивність виконання робіт - постійна та безперервна.

В результаті календарного планування робіт , по суті, виникає додатковий варіантів ОТР виробництва робіт з новим значенням показників термінів та вартості будівництва. При цьому він може втратити свою перевагу. Тому не виключаються нові ітерації порівняного аналізу альтернатив рішень з врахуванням нового варіанту.

Такі ітерації перериваються, коли фахівець переконується в неможливості оптимізації варіанту ОТР або отримує задовільний результат.



ВИСНОВКИ

1. Нові економічні умови розвитку України потребують корінного поліпшення господарського механізму у будівництві. При поширенні самостійності будівельних організацій значними факторами зростання ефективності будівництва є підвищення обґрунтованості та надійності приймаємих рішень планування організаційно-технологічної підготовки. Можливості сучасних комп'ютерних технологій дозволяють значно підвищити наукову обґрунтованість та ефективність методів вирішення цієї задачі.

2. Метою даної роботи було дослідження та розробка системи моделей, методів та алгоритмів прийняття ефективних організаційно-технологічних рішень спорудження об'єктів будівництва на різних етапах його підготовки.

Відзначною особливістю розробки є те, що моделі та методи зв'язані в єдину комп'ютерізовану технологією та забезпечують багатоваріантну підготовку ОТР , гнучку систему оцінки якості варіантів та їх обґрунтованого вибору, що значно підвищує надійність приймаємих рішень та ефективність будівництва в цілому.

3. Побудова системи базується на двох фундаментальних поняттях теорії прийняття рішень - подання альтернативних варіантів та формування принципу їх вибору.

4. Подання альтернатив ОТР здійснюється на основі альтернативної сітьової моделі спорудження об'єкта будівництва. Вона дозволяє представити у взаємозв'язку різноманітні варіанти організаційно-технологічних рішень, комплексно досліджувати їх порівняльну ефективність в відповідності з встановленими принципами вибору, формувати нормативно-технологічні дані для визначення критеріальних показників а також для рішення інших задач ОТП об'єкта будівництва.

5. Досліджені принципи вибору альтернатив, запропоновані моделі та методи багатокритеріального аналізу та пошуку ефективних варіантів рішень. При цьому обумовлена можливість використання якісних характеристик альтернатив та числових критеріїв детермінованого та імовірного типу. Для їх оцінок використаються дані різного ступеня визначеності.

6. Удосконалені методи інформаційного опису АСМ. Системною основою інформаційного насичення АСМ різного рівня деталізації та розробки формалізованих методів визначення характеристик дуг-робіт є модель структурованого опису об'єкту будівництва.

7.Досліджені шляхи та запропоновані дії по зниженню розмірності та трудомісткості багатоваріантного організаційно-технологічного моделювання на базі А С М - основного фактору реальності впровадження розробки в практику ОТП будівництва.

8. Для оцінки надійності показників ОТР зведення об'єкту будівництва запропоновані механізми використання метода статистичних випробувань та аналітичних імовірностних методів на базі альтернативних сітьових моделей детерміновано-стохастичного типу. Запропоновані шляхи удосконалення аналітичних методів, які знижають похибки розрахунків на 15-20%.

9. Для вирішення задачі оптимізації термінів будівництва з врахуванням викликаних цим додаткових витрат будівельної організації розроблені евристичні методи та алгоритми, що базуються на аналізі залежності «час-вартість». Їх особливістю є те, що вони передбачають дискретний характер залежності «час-вартість» і орієнтовані на використання як детермінованих, так і стохастичних параметрів.

10. Остаточна ефективність варіанту ОТР визначається при його ув'язці з програмою робіт будівельної організації в цілому на етапі календарного планування БМР. Нові економічні умови формування програми робіт будівельної організації, необхідність забезпечення багатоваріантного підходу до вирішення задачі ОТП, доцільність врахування залежності «час-вартість» та інші обумовили актуальність подальшого удосконалення відомих методів календарного планування. Розроблені методи та алгоритми вирішення цієї задачі за критеріями термінів будівництва та якості використання ресурсів.

11. Було здійснено експериментальну перевірку та впровадження результатів дослідження. Їх використання при підготовці та плануванні БМР дозволило поліпшити такі показники будівництва як терміни виконання робіт, їх собівартість, витрати ресурсів в середньому на 11-22%.

Використання отриманих результатів в учбовому процесі сприяє закріпленню студентами знань і отриманню ними навичок в області моделювання , дослідження та прийняття ефективних рішень організації виробництва.



ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Горгураки Г.В. Зниження розмірності інформаційного опису альтернативних сітьових моделей // Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин. -К.:КДТУБА.Збірник наукових праць.1996р.-С.44-48.

2. Горгураки Г.В., Ізмайлова О.В., Шебек М.О. Прийняття рішень подолання конфліктів при календарному плануванні будівельно-монтажних робіт // Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин. К.:КДТУБА.Збірник наукових праць.1997р. С.110-112.

3. Горгураки Г.В. Класифікація постановок задач прийняття рішень при організаційно-технологічній підготовці будівництва //Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин.-К.:КДТУБА.Збірник наукових праць.1997р.-С.104-106.

4. Горгураки Г.В.,Шебек М.О. Оцінка ризику виконання календарних планів робіт у будівництві // Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин. К.:КДТУБА.Збірник наукових праць.1996р.-С.44-45.

5. Шебек М.О.,Горгураки Г.В.Оптимізація параметрів сітьової моделі за критерієм "час-вартість"//Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин.-К.: КДТУБА.Збірник наукових праць.1996р.-С.21-23.

6. Шебек М.О.,Горгураки Г.В. Оптимізація параметрів «час-вартість» стохастичної сітової моделі//Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин.-К.:КДТУБА.Збірник наукових праць. 1997р.-С.106-109.

7. Многокритериальный выбор альтернативніх организационно-технологических решений // Ізмайлова О.В.,Горгураки А.В. Киев.гос.техн.ун-т.стр-ва и архитектуры, Киев,1997. -14 с.-Рус.-Деп.в ГНТБ Украині 24.06.96, N1495 УК-96.

8. Оптимізація рішень задачі стиснення сітьової моделі у будівництві/Горгураки Г.В.:Київ.держ.техн.ун-т.буд-ва та архітектури, Киев,1997.- 4 с. -Укр.-Деп.в ДНТБ України 03.02.97, N114 -Ук97.

9. Методичні вказівки до виконання розрахункової та лабораторної робіт "Використання методу ПЕРТ при оцінці надійності виконання рішень управління будівництвом" /Склад Г.В.Горгураки, О.В.Ізмайлова.- К.: КДТУБА,1997._11 с.



Анотації

планування будівництво модель технологічний

Горгураки А.В. Моделі та методи прийняття рішень при плануванні організаційно-технологічної підготовки спорудження об'єктів будівництва. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 08.06.01 - Економіка підприємства та організація виробництва (технічні науки).- Київський державний технічний університет будівництва і архітектури, Київ, 1998 р.

Дисертація присвячена розробці моделей і методів прийняття ефективних рішень планування організаційно-технологічної підготовки зведення об'єктів будівництва, що пов'язані в єдину комплексну технологію. Планування рішень пропонується проводити на багатоваріантній основі з використанням альтернативних сітьових моделей детермінованого та детерміновано-стохастичного характеру. Запропоновані методи вибору рішень на основі індивідуальних критеріїв та їх сукупності. Вдосконалені методи інформаційного опису альтернативних сітьових моделей на базі даних різного ступеня визначеності, імовірних даних та за умовою невизначеності даних. Досліджені шляхи та запропоновані методи зниження розмірності багатоваріантного організаційно-технологічного моделювання. Вдосконалені методи оцінки надійності плануємих рішень.

Ключові слова: прийняття рішень, альтернативне сітьове моделювання, інформаційний опис моделі, багатокритеріна постановка задачі, критерій «час-вартість».

Горгураки А.В. Модели и методы принятия решений при планировании организационно-технологической подготовки возведения об'ектов строительства. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 08.06.01 - Экономика предприятия и организация производства (технические науки).- Киевский государственный университет строительства и архитектуры, Киев, 1998 г.

Диссертация посвящена разработке моделей и методов принятия эффективных решений планирования организационно-технологической подготовки возведения объектов строительства, увязаных в единую комплексную технологию. Планирование решений предлагается проводить на многовариантной основе с использованием альтернативных сетевых моделей детерминированного и детерминировано-стохастического характера. Предложены модели и методы выбора решений на основе индивидуальных критериев и их совокупности. Усовершенствованы методы информационного описания альтернативных сетевых моделей на основе данных полной определенности, вероятностных данных и в условиях неопределенности данных.Исследованы пути и предложены методы снижения размерности многовариантного организационно-технологического моделирования. Усовершенствованы методы оценки надежности планируемых решений.

Ключевые слова: принятие решений, альтернативное сетевое моделирование, информационное описание модели, многокритериальная постановка задачи, критерий «время-стоимость».

Gorguraky А.V. Models and methods of acceptance of the decisions with planning organisation and technological preparation of erection of objects construction.- Manuscript.

Dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 08.06.01 - Economy of the enterprise and organising of manufacture (engineering science). - Kiev state university of construction and architecture, Kiev, 1998.

The dissertation is devoted to development of models and methods of acceptance of the effective decisions of planning of organisational and technological preparation of erection of objects of construction, coordinated in uniform complex technology. The planning of the decisions is offered to be carried out(spent) on a multialternative basis with use of alternative network models determined and determine - stochastic character. The models and methods of a choice of the decisions are offered on the basis of individual criteria and their set. The methods of the information description of alternative network models are advanced on the basis of the data complete definiteness, data with a degree of probability and in conditions of uncertainty of the data. The ways are investigated and the methods of decrease(reduction) of dimension of multialternative organisational and technological modeling are offered. The methods of an estimation of reliability of the planned decisions are advanced.

Key words: acceptance of the decisions, alternative network modeling, information description of model, statement of a task with many criteria, criterion “time - cost”.

Размещено на Allbest.ru

...