Надежность материально-технического обеспечения строительства

Важнейшей характеристикой качества материально-технического обеспечения строительства является его надежность.

Материально техническое обеспечение строительства тесно взан моувязано с основными организационно-технологическими подсистемами строительной организации. Оно и зависит, и в значительной степени определяет качество и организационно-технологическую надежност ь (ОТН) выполнения работ в установленный срок (см. раздел 3). Срыв или некачественные, некомплектные поставки материально-технических ресурсов могут поставить под угрозу функционирование всей системы строительного производства.

Зачастую при поставке на объект первичных материалов, снабжение сводится к выполнению поставок по валу, независимо от технологии работ Конструкции же и готовые изделия должны подаваться непосредственно на строительную площадку для немедленного применения в дело. т.е. процесс снабжения должен быть синхронно увязан с календарным планом строительства. организацией нотсхнологнчсской последовательностью ведения процесса на строительной площадке.

В современных рыночных условиях особенно важно, чтобы процесс материально-технического обеспечения превратился в составную часть единого технологического процесса строительства - комплектацию объектов готовыми конструкциями для бесперебойной работы.

Сам процесс снабжения строительства материальными ресурсами определяется нс только плановыми решениями, но и множеством стохастических конструктивных, технологических, организационных факторов. воздействие которых может существенно осложнить функционирование строительной организации. К числу факторов, которые могут значительно повлиять на расход материалов при выполнении различных рабочих операций и процессов, относятся климатические, районные и сезонные условия, способы и методы выполнения работ, применяемые материалы и т.п.

Автоматизированный расчет ОТН материально-технического обеспечениям строительства - один из возможных путей учета негативного воздействия случайных факторов на ход строительного производства.

На практике планы капитального строительства и материально-технического снабжения формируются практически одновременно, в условиях отсутствия полного перечня зданий и сооружений, включаемых в титульные списки планируемого года. В связи с этим зачастую приходилось использовать средние отраслевые нормы расхода материалов, определяемые на основе объектных норм и внутри- отраслевой структуры строительномонтажных работ.

Подобный подход в современных рыночных условиях неприемлем, так как нс отражает конкретной специфики подрядной организации, сложившихся в ней условий снабжения и возведения строи- тельных объектов.

Реальная возможность повысить надежность материально- технического обеспечения строительства - разработка автоматизм рованной системы ведения баз данных по снабжению объектов- аналогов с возможностью нс только формировать собственные объектные нормативы, но и в интерактивном режиме давать возмож- ность анализа, коррекции факторов обеспечения ОТН материально- технического обеспечения

Использование автоматизации позволяет учесть конкретные фак- торы, определяющие надежность снабжения для каждой строитель- ной организации:

• - дополнительная потребность в материалах на объекты строительства, возводимые в сейсмических районах;
• - дополнительная потребность в материалах, связанная с производством работ в зимнее время;
• - территориальное размещение объектов строительства;
• - обеспечение строительства эффективными видами материал* них ресурсов;
• - внедрение достижений научно-технического прогресса в проектирован иии строительстве и связанная с этим возможная экономия материалов;
• - в необходимых случаях • изменение сметной стоимости строительства;
• - сложившиеся связи с поставщиками материально-технических ресурсов;
• - наличие собственной ресурсной базы;

- учет взаимозаменяемости ряда материалов.

Автоматизация обеспечивает возможность оперативно проводить вариантные плановые расчеты, обоснованность которых подтверждается фактическими данными по объектам аналогам конкретной строительной организации-производителя работ.

По мере совершенствования и расширения информационной базы и методов решения отдельных задач открываются возможности использования математических методов и все более активного внедрения средств вычислительной техники в практику обеспечения ОТН материально-технического обеспечения строительства.

Представленная ниже математическая модель определения ОТН материально-технического обеспечения базируется на математической модели определения ОТН продолжительности строительства (см. пункт 3.5), является се развитием.

Как было показано ранее, на каждой работе распределена совокупность показателей, ее хапактепнзуюших

n=l,2.....N; 1=1,2.....L„; к=1.2.....К.

где л - число рассматриваемых участков календарного плана строительства;

Л. - количество работ на участке п:

К • количество показателей, характеризующих отдельные работы в календарном плане.

Кроме того, каждая работа с индексами п.1 характеризуется временем начала t“_3l и временем окончания Г_1Л.

Значение величины т_п11 является переменным на отрезке t _ы/ и представляется набором пар точек:

(itu. г_лнь). n=l,2,...,N; 1-1,2.....Ь_л;

к-1.2.....К. 14.2,.....U

где 1₍,ц - количество пар точек, характеризующих значение показателя к-го типа на 1-ой работе л-го участка;

l..iki - момент времени, которому соответствует проявление значения показателя г_гЖ,.

Значение индекса i=l соответствует началу работы, a i=I,_k - соответственно - окончанию.

Случай, когда l_nIk-l. т.е. r_nlt нс зависит от времени (постоянно), соответствует значению 1_Л=2, причем. l_nhi=^!t = Ли»

Т, ж| -Г„|ц

В рамках рассматриваемой модели показатели, характеризующие

отдельные работы на строительном объекте, представляются в виде' кусочно-линейных функций. Однако, заданный набор пар точек в принципе может быть аппроксимирован кривой любого вида. Таким образом, каждый показатель можно рассматривать как функцию определенную на

временном отрезке//⁰,.

Как было показано в пункте 3.5, имеется шесть основных операций над каждой из работ текущею «-го участка, позволяющих видоизменять календарный трафик работ на участке и. При этом шаг варьирования по времени равен одному дню.

Для каждой операции выведены формулы, связывающие значения времени начала и окончания /-он работы на участке п до коррекции

(• п|Л м) и после нее (/.,

При изменении продолжительности работы необходим пересчет компонент векторов r„_lt. Проводится пересчет исходя из условия постоянства "объема" параметра на работе:

J ^г,« (ОЛ = | r‘_M (v)r/v для всех п. I и к.

•* •*

где (v) - новая зависимость к-го ресурса от времени.

Изменение продолжительности работы сводится к отображению временного отрезка A®*,, я ;/'Соответственно все точки переходят в точки /_яМг.

Пусть V)- функция, осуществляющая данное отображение. Тогда по теореме о замене переменной в определенном интеграле выражение постоянства "объема" параметра может* быть записано в следующем виде:

«Н»5) Я

J Ъ» Wt = J r_Ilft (

н?) ?

Откуда получаем:

<«(^v) = ^(^(v))^’(v)

В рамках модели предполагаем, что характер процессов ведения строительства не зависит от продолжительности работ. Таким образом, изменения происходят пропорционально на каждом промежутке. иСХ'0. линейна:

= OV+ [i ,

где a./J- коэффициенты линейной функции.

При этом значение производной линейной функции по времени равно:

(Pv) = a

Поскольку в математической модели функции г„_л(1) реализованы

?

и виде наборов пар точек и пересчет компонент времени t_Ml в 1_я№1 производится из соображения пропорциональности, имеем:

** Ч _кшц₂....._К. 1^2,3.....1_м-1

Отсюда получаем:

• о* (Gw " О • (6* “О “ С’ С* ‘ i “ С • С

. _ «О . П1М Ш ' ' 1»1 AV Г __ Г.Ч Ш л 1 111 нт Л» IT’

I 0 - | 0 ’*«•»• * I О

tj-hl Il-t*

Из данного выражения следует:

Осуществив замены, получаем

• _

^nffa' ^{— Г}л<Ь ’ Т» (|«

При построении графика (таблицы) для показателен г_пЛ(1) модель исходит из тою, что рассматриваемые функции кусочно-линейны, а. следовательно, и результирующие функции r_t(t) также кусочнолинейны. Изменения в поведении показателя происходят только в точках Г,д_№ Для конкретного показателя к получаем на произвольной совокупности участков календарного плана Q:

r*(/) = ZSZr^(/)’

°.Qt. i»l

где I принимает поочередно все имеющиеся значения

Если при рассматриваемом t на /-ой работе значение г„._А задано нс в данной точке, но выполняется условие:

(?Ilf-1 < ^f »

то значение параметра в точке / может быть получено с помощью линейной интерполяции:

_г (_г _ ^Г^-1 ’ 0л?*, ^— 0 ⁺ ’ (^{Г -}

t -I

^l4iii ^lnUn -I

Таким образом, в данной модели рассмотрен вариант с кусочнолинейными функциями, но в принципе возможна аппроксимация любой кривой.

В наибольшей степени на качестве и надежности функциониро- вания строительных организаций отражаются сбои, задержки в по- ставках материальных ресурсов.

Для оценки ОТП поставки материальных ресурсов экспертный путем выбирается система объектов-аналогов. Пусть имеется Р объ- скгов-аналогов. занумерованных индексами р-1,2....,Р. Для них из- вестны объемы фактического наличия основных материалов в каждый момент времени (нарастающим итогом в долях потребности). ' Переход от трафика потребности в к-ом ресурсе r_t(t) к "приведен- ным" объемам г* (О необходим для обеспечения корректности сопос- тавления объектов. В такой форме имеется возможность учета имеющихся складских и объектных запасов материалов, так как рас- с.матривается не потребность, а фактическое наличие ресурса на пло- щадке в момент времени I.

Переход к графику обеспеченности материально-техническими ресурсами в долях потребности производится но формуле:

<(0=?

_о

где Т • продолжительность строительства объекта, определяемая с учетом О ГН сроков выполнения работ

График работ на каждом />-о.м объекте-аналоге приводится к продолжительности строительства Т рассматриваемого объекта но всей номенклатуре материалов г_ж(/).

Разобьем интервал продолжительности возведения объекта на пт интеовалок. В каждый момент времени ^-h), h/+Al. h{~2At. ...j hi+mdt-T _Пр_{0ВПЛИТея} сопоставление фактического (аналогового) объема ресурса г,* i) и проектируемого г" t) , с учетом приведений к нарастающему итогу в долях потребности.

Если r/f) < г_А*/), то фактически это означает проектирование такого объема ресурса, который превышает статистические значения поставок и потенциально вызывает сбой (задержку) z (рис.4.6).

I’iic. 4.6. Сопоставление (рафиков iiociaiioK ресурсов

Задержка не возникает, если с точки зрения работающего с автоматизированной системой эксперта возможен сдвиг работы на более поздний срок (работа имеет свободные резервы и нс лежит на критическом пути). В противном случае задержка на от ом ^'интервале ^,*0.

На рис. 4.6 рассмотрен случай с двумя задержками. Для до-ол, интервала по к му ресурсу при сбое на г»., единиц времени задержка определяется по формуле:

Задержки рассчитываются по всем ^интервалам. для которых

rfl) хотя бы для одного к. Сбой возникает, если хотя бы по

одному рассматриваемому материально-техническому ресурсу имеется какая-либо задержка.

ОТН материально-технического обеспечения определяется по формуле:

r=P - 1 _ S“n’

S.w ^{_ 1} j. »

где/» - индекс объекта-аналога.

в выражении для ОТП МТС отношение суммарных задержек к общему времени строительства объекта фактически представляет собой "ненадежность" материально-технического обеспечения. Соответственно, для определения вероятности ОТН, как противоположного случайного события, полученное отношение вычитается из единицы.

Для Р объектов-аналогов ОТН вычисляется с помощью усреднения:

Таким образом, сформированная математическая модель позволяет рассчитывать ОТН материально-технического обеспечения строительства.

После расчетов графиков потребности в материально- технических ресурсах по проектируемому объекту, проводится экспертный подбор системы объектов-аналогов По объектам-аналогам в базе данных хранится фактическая информация по фактической обеспеченности ресурсами в тот или иной момент строительства.

Для корректного сопоставления аналога с проектом требуется в соответствии с описанной математической моделью произвести "приведение" фактических графиков - пересчет их в долях потребности нарастающим итогом. Данная операция проводится по всем контролируемым ресурсам.

Анализ ОТН проводится по временным^интервалам. На каждом из них рассчитывается задержка (сбой) в поставке по сравнению с фактом-аналогом. Наличие сбоя хотя бы по одному из ресурсов подразумевает необходимость экспертной оценки и принятия решения:

• - сбой можно ликвидировать, изменив i-рафик поставки магериа-
• - сбой можно ликвидировать, изменив график выполнения работ, обратившись к автоматизированной системе календарного планирования строительства с учетом ОТН;
• - сбой ликвидировать не требуется, т.к. по мнению эксперта запроектированный (рафик обеспечения достаточно рационален.

Подобный процесс повторяется для всех интервалов времени по всем материально-техническим ресурсам и но всей совокупности объектов-аналогов. отобранных для сравнительного анализа.

Итоговое значение ОТП определяется путем усреднения расчетных данных по всем объектам.

Автоматизация материально-технического обеспечения строительства с учетом ОТН позволяет дать рациональную оценку возможным результатам расчетов.

Надежность материально-технического обеспечения - комплексная задача, определяющая множество смежных с обеспеченностью строительства вопросов. Основным из них является стратегия формирования запасов ресурсов.

В принципе, создание запаса обеспечивает ритмичность снабжения производства и ускорение оборачиваемости оборотных средств, что способствует повышению эффективности и надежности строительства. Нормой производственных запасов называется минимальное количество материалов для бесперебойного комплектного снабжения. Эта норма в днях определяется с учетом времени пребывания материальных ресурсов в виде текущею, страхового и подготовительного запасов.

Текущий запас предназначается для обеспечения производства материалами в период между двумя очередными поставками. Величина этого запаса изменяется от максимума (в момент получения партии) до минимума. Различают максимальный, минимальный и средний текущий запас.

Страховой запас предназначается для обеспечения бесперебойного снабжения производства материальными ресурсами при отклонении условий поставки и потребления от предусмотренных нормами текущих запасов.

Подготовительный запас создается для обеспечения непрерывности снабжения производственного процесса в период приемки, разгрузки, сортировки, а также комплект ации и доработ ки.

С другой стороны, излишний запас негативно сказывается на показателях строительной организации. Помимо "омертвления" средств, избыток ресурса вызывает повышенные требования к организации складских площадей, хранению, обеспечению качества и учету материалов.

Методология сравнительного анализа обеспеченности объектов учитывает формирование запаса при проектировании потребности в материально-технических ресурсах. Собственно говоря, оценка ОТН и необходима для получения рациональной структуры наличия н запаса материалов.

Значение ОТН, равное I. являющееся целью в обычных технологических системах, для организационно-технологической надежности является избыточным. Практика показала, что рациональным

значением ОТН при материально-техническом обеспечении строительства является 0.7...0.8.

Малые значения (меньше 0.7) говорят о достаточно высоком риске, о возможности нехватки текущего и страхового запаса при возведении объекта. Завышенные значения ОТН (более 0,8) означают избыточную надежность, наличие чрезмерных отклонений в наличии материальных ресурсов от реальной потребности

Контрольные вопросы

• 1. Какова сущность схемы развития и размещения материально ? технической базы строительного производства?
• 2. Какие вопросы решаются при проектировании материально- технической базы строительного производства.' Какие существуют программные средства для реализации этого?
• 2. Какова последовательность проектирования предприятий строительной индустрии?
• 4. Н чем заключается разработка складского хозяйства материально-технической базы строительного производства?
• 5. Что такое АСПИ!*? Какие данные из ЛСПИР используются при определении потребности строительного производства в материально- технических ресурсах?
• 6. Чем определяется надежность материально-технического обеспечения строительства
• 7. Какие существуют виды запасов '