CC BY
42
ВЕСТНИК Ü /20|4
11/2014
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ЛОГИСТИКА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
УДК [658.7:69]:51
А.В. Дубовкина
ФГБОУ ВПО «МГСУ»
КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ КРУПНОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ1
Предложена концепция построения модели взаимодействия предприятий крупной строительной организации, взаимодействующих в рамках производственно-логистической цепи — производственных, транспортных предприятий, организаций, выполняющих строительно-монтажные работы. Определены факторы, которые могут оказать негативное влияние на работу строительного конвейера, привести к несвоевременности ввода строительного объекта в эксплуатацию. Математически описана работа каждого из предприятий-участников. Интеграция результатов математических функции позволила построить графическую модель увязки работ при возведении объекта строительства. Она наглядно показывает увязку во времени работ предприятий-участников, позволяет обратить внимание на узкие места в организации взаимодействия, провести корректирующие действия, обеспечив надежность в достижении основной цели — своевременном вводе объекта строительства в эксплуатацию.
Ключевые слова: моделирование, нормальное распределение, экспоненциальное распределение, ß-распределение, строительно-монтажные работы, производственно-логистическая цель.
Обеспечение своевременного ввода в эксплуатацию объекта строительства, а значит, и увязка во времени организации работ основных взаимодействующих в рамках строительства участников — производственных предприятий, транспортных организаций, предприятий, выполняющих строительно-монтажные работы (СМР), вот основная цель работы крупной строительной организации.
Для построения интегрированной модели взаимодействия предприятий в рамках крупной строительной компании была произведена декомпозиция на отдельные составляющие, т.е. рассмотрена деятельность каждого из предприятий в частности и определены факторы, влияющие на своевременность выполнения работы каждым из участников [1—4].
Общая схема факторов, которые могут влиять на своевременность ввода строительного объекта в эксплуатацию, может быть представлена в виде схемы (рис. 1).
Целью производственного предприятия при строительстве является своевременное выполнение графика по производству продукции для строительного объекта [5—9]. На наш взгляд, основные факторы, влияющие на несвоевременность выполнения заказа, перечислены на рис. 1.
1 Работа выполнена в рамках Гранта государственной поддержки научных исследований, проводимых ведущими научными школами Российской Федерации № 14^57.14.6545-НШ.
llpOIilBOlCTRCIillOC предприятие Транспортная организация
Отсутствие мощностей Отсутствие мощностей
Отсутствие складских помещений 11есвоевремепш.|И ремонт транспортных средств
Отсутствие сырья Il M ИСрИа.1 Iii в Отсутствий учета загруженности/ состояния дорог
Отсутствие кадров Отсутствие кадров
Несвоевременность поставки продукции транспортной иргагиппиисй
Opi ¡ш и tau нн, выполняющая CMP
Отсутствие
мощностей
Несвоевременность поставки продушин ipanenopTHöff организацией
Рис. 1. Схема факторов, которые могут оказывать влияние на своевременный ввод в эксплуатацию строительного объекта
Если говорить о транспортной организации, то ее цель в рамках реализации строительного объекта — своевременная доставка комплекта изделий со склада предприятия-производителя на строительную площадку. Негативное влияние, приводящее к несвоевременности доставки изделий на строительный объект, могут оказывать факторы, приведенные на рис. 1.
Основной целью организаций, выполняющих СМР при строительстве объекта, является своевременный монтаж, доставленных изделий согласно плану монтажа. Факторы, которые могут оказывать влияние на несвоевременность выполнения данной цели, приведены на рис. 1.
Отсутствие учета данных факторов может привести к отклонению во времени от планируемой даты ввода объекта в эксплуатацию, таким образом, количественно каждый из факторов можно выразить через время. Время, на которое может произойти отклонение от планируемого времени ввода объекта в эксплуатацию.
Основные направления в организации непрерывного взаимодействия участников строительства:
минимизация времени отклонения фактической даты ввода объекта в эксплуатацию от плановой;
эффективное использование мощностей компаний-участников (производственных, транспортных, складских, людских и др.);
оперативное реагирование на отклонение фактических показателей времени реализации от плановых.
Построим математическую модель взаимодействия предприятий с учетом выделенных основных направлений взаимодействия и возможных негативных факторов.
ВЕСТНИК
МГСУ-
11/2014
Опишем с математической точки зрения работу производственного предприятия, введя условные обозначения.
Пусть А — комплект изделий, необходимый для строительства /-го этажа (I е 1; п); Т — дата ввода строительного объекта в эксплуатацию; tпр ) = = / — время, необходимое для производства комплекта А; / — момент
пр/ / н.пр/
начала производства комплекта А ; / — момент окончания производства ком/ о.пр/
плектаА.
г . = г . + г ..
о.пр г н.пр г прг
Величина / . — случайная, подчиненная нормальному закону распределения вероятностей: N, Dtпрi) (график плотности нормального распределения представлен на рис. 2).
/ (х) =
1
- (х-а )2
(2)
Рис. 2. График плотности нормального распределения
(4)
па
Рассчитаем параметры распределения Mt
А =1 ^, (3)
jеJ
где д . — количество изделий j-го типа (у е J), необходимых для /-го этажа.
Тср1 ^ 1 ^норм.пр/^//
нормативное время производства комплекта изделий А ; / — нормативное
/ норм.пр/
время производствау-го изделия.
Величина математического ожидания Mt рассчитывается исходя из тех-
пр/
нологии производства и величины Т .
ср/
При последовательном производстве Mt = Т .
пр/ ср/
При другой технологии она рассчитывается (Mt . < Т ).
Ш = а2 Г = ст2;
пр/ пр/ / '
а2 =
Р % т 100 % ср"''
(5)
(6)
где р % — процент отклонения времени производства от Mt . (задается экспертом, 5 < р < 10).
Таким образом, графически работу производственного предприятия можно представить в виде, показанном на рис. 3 [10—13].
Рис. 3. Графическое представление работы производственного предприятия согласно закону нормального распределения
Рассмотрим работу транспортной организации. Для описания математической модели введем условные обозначения.
А — объем поставки для /-го этажа (I е 1; п); t (А ) = t — время, необ-
/ пост4 г пост/
ходимое для поставки комплекта А ; t — момент начала поставки комплек-
/ н.пост/
та А ; t . — момент окончания поставки комплекта А .
г о.постг
(7)
? . = ? . + ? ..
о.пост Н.ПОСТ! пост?
Величина t — случайная, подчинен-
пост/
ная экспоненциальному закону распределения вероятностей: Ехр(а) (график плотности показательного распределения представлен на рис. 4).
/(х) = ае-а-\ (8)
1 Рис. 4. График плотности
Среднее время поставки t = —, где а — показательного распределения
ср ai '
среднее число поставок в единицу времени. Расчет параметра а/.
Эксперты определяют среднее время поставки t комплекта А, тогда
1
а
(9)
Модель работы производственного предприятия в данном случае графически можно представить в виде, показанном на рис. 5 [10—15].
Н.поети
Рис. 5. Графическое представление работы транспортной организации согласно закону экспоненциального распределения
Опишем математически модель работы организации, выполняющей СМР. Для формирования модели вводим следующие обозначения.
А — объем монтажа /-го этажа (I е 1; п); t (А) = t . — время монта-
/ монт / монт/
жа комплекта изделий А; t — момент начала монтажа /-го этажа; t —
/ н.монт/ о.монт/
/ н.монт/
момент окончания монтажа /-го этажа. г = г + г ..
о.монтг н.монтг монтг
(10)
Величина t , — случайная, подчиненная Р-распределению р(, bi, mi) (график плотности Р-распределения представлен на рис. 6).
Произведем расчет параметров. т. — наиболее вероятное значение, которое определяется в соответствии с нормативами монтажа.
нормативное время количество
изделий 7-го типа (/ е •/). необходимых Рис 6 График плотности р.рас. для /-го этажа. пределения
Пусть t
J норм.монт/
монтажа j-го изделия; q
ВЕСТНИК
МГСУ-
11/2014
4 =!<
общее количество изделий для /-го этажа. Полагая, что т ■ =7 I а.,
ср / / норм.монт "У '
&
а, и Ь определяются экспертами. Например,
р % .
(11)
(12)
а. = т. - т.
Ь = т + т
' 100 %' 2 р % 100 %'
(13)
Рис. 7. Графическое представление работы предприятий СМР согласно закону Р-распределения
Рассмотрев работы всех трех участников строительства по отдельности и описав их математически, произведем увязку выполнения работы участниками совместно. Прежде чем переходить к рассмотрению совместного механизма работы, опишем существующие ограничения:
/ . > / , т.е. время начала / . монтажа /-го этажа должно быть позд-
н.монт/ о.монтг г н.монт/
нее или равно времени окончания /омонт/. поставки изделий для /-го этажа со склада производителя на строительный объект;
/ . > / , т.е. время начала поставки изделий со склада производителя
н.пост/ о.прг г г
на строительный объект для строительства /-го этажа должно быть позднее или равно времени окончания производства изделий для строительства данного этажа;
суммарное время выполнения всех работ не должно превысить времени Т() — времени ввода объекта строительства в эксплуатацию [15—18].
На основе рассмотренных ранее задач, решаемых в рамках взаимодействия каждым отдельным участником строительства, а также описанных ограничений, построим график, позволяющий наглядно показать увязку работ всех участников строительства во времени.
Данная модель наглядно показывает увязку во времени работ предприятий участников строительства с возможными отклонениями работ от плана, что позволяет заранее обратить внимание на узкие места в организации взаимодействия участников строительства и провести корректирующие действия, обеспечив надежность в достижении основной цели — своевременном вводе объекта строительства в эксплуатацию [18—20].
t _ _ 1 L-""" "NI Xv монтаж ¿V > v i
t И MÜHT 11 ^O.MOWTI ! ^нмоит2 1 1 ' поставка
^H.nocrl 1 ^OJIOCTI 1 t t 1 t ГЧ > i t _ o.tioctZ * » производство
H.rrpl
t „ 'lt.lipJ ' > :ir: i н.пр2
Рис. 7. Графическая модель работы предприятий-участников строительства с учетом ограничений
Библиографический список
1. Алексеев Н.С. Эволюция систем управления предприятием // Проблемы теории и практики управления. 1999. № 2. Режим доступа: http://vasilievaa.narod.ru/ ptpu/19_2_99.htm. Дата обращения: 12.10.2014.
2. Бауэрсокс Д.Д., Клосс Д.Д. Логистика: Интегрированная цепь поставок / пер. с англ. Н.Н. Барышниковой, Б.С. Пипскера. 2-е изд. М. : ЗАО Олимп-Бизнес, 2010. 640 с.
3. Егоров А.И. Основы теории управления. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2011. 504 с.
4. Зайцев Е.И. Логистика и синергетика. Новая парадигма в теоретической логистике // Логистика и управление цепями поставок. 2004. № 1. С. 7—13.
5. Бигдан В.Б., Пепеляев В.А., Сахнюк М.А. Актуальные проблемы и тенденции в области современного имитационного моделирования // Проблемы программува-ния. 2004. № 2, 3. С. 505—509. Режим доступа: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/ handle/123456789/2304/68%20-%20Bigdan.pdf?sequence=1. Дата обращения: 12.10.2014.
6. Бурков В.Н., Ириков В.А. Модели и методы управления организационными системами. М. : Наука, 1994. 270 с.
7. Гольдштейн Г.Я. Стратегический инновационный менеджмент: тенденции, технологии, практика : монография. Таганрог : Изд-во ТРГУ, 2006. 179 с.
8. Дегтярев Ю.И. Исследование операций. М. : Высш. шк., 1996. 320 с.
9. Дубейковский В.И. Эффективное моделирование с CA ERwin Process Modeler (BPwin; AllFusion Process Modeler). М. : Диалог-МИФИ, 2009. 384 с.
10. ИвановД.А. Разработка модели управления логистическими цепями в сложных производственных структурах // Бизнес и логистика — 2003 : сб. мат. Мос. Междунар. логист. форума. М. : Столичный бизнес, 2003. С. 33—37.
11. Моисеев Н.Н. Элементы теории оптимальных систем. М. : Наука, 1975. 528 с.
12. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М. : Наука, 1981. 488 с.
13. СавинГ.И. Системное моделирование сложных процессов. М. : Фазис, 2000. 280 с.
14. Толуев Ю.И., Некрасов А.Г., Морозов С.И. Анализ и моделирование материальных потоков в сетях поставок // Интегрированная логистика. 2005. № 5. С. 7—14.
15. Толуев Ю.И. Методология создания моделей логистических сетей на базе стандартных средств имитационного моделирования // Logistics, Supply Chain Management and Information Technologies: Proceedings of the German-Russian Logistics Workshop. St. Petersburg, Publishing House of the State Polytechnic University. 2006. С. 133—142.
16. Некрасов А.Г. Взаимодействие информационных ресурсов в логистических цепочках поставок (на примере транспортной отрасли). М. : Техполиграфцентр, 2002. 205 с.
17. СтокД.Р., Ламберт Д.М. Стратегическое управление логистикой / пер. с англ. М. : ИНФРА-М, 2005. 368 с.
ВЕСТНИК Ü /20|4
11/2014
18. Davidow W., Malone M. The Virtual Corporation: Structuring and Revitalizing the Corporation for the 21st Century. New York : Harper Collins, 1992. 187 p.
19. Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. М. : Наука, 1981. 208 с.
20. Nishiyama D., Radosavljevic M. Mathematical modelling of decision making processes in construction projects // 25th Annual ARCOM Conference, 7—9 September 2009, Nottingham, UK. 2009. Pp. 95—94.
Поступила в редакцию в октябре 2014 г.
Об авторе: Дубовкина Алла Викторовна — аспирант, ассистент кафедры информационных систем, технологий и автоматизации в строительстве, Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, [email protected].
Для цитирования: Дубовкина А.В. Концепция построения модели взаимодействия предприятий крупной строительной организации // Вестник МГСУ 2014. № 11. С. 180—187.
A.V. Dubovkina
CONCEPT FOR THE GENERATION OF THE MODEL DESIGNATED FOR THE SIMULATION OF INTERACTION BETWEEN ENTERPRISES COMPRISING ONE MAJOR CONSTRUCTION COMPANY
The author offers an original concept designated for the generation of the model designated to simulate interaction between the enterprises comprising one major construction company within the framework of the production and logistics chain, comprising production facilities, transport enterprises, construction and assembly companies. The author has identified the factors that may produce an adverse effect on construction operations or cause untimely commissioning of a construction facility. The author employed methods of mathematics to describe the operations performed by each constituent enterprise. A graphic model describing each operation was compiled through the integration of mathematical functions. The model binds specific operations, performed by constituent companies, to deadlines, drives attention to interaction bottlenecks, and makes adjustments to assure reliable attainment of the main goal, that is, the timely commissioning of a construction facility.
Key words: modeling, normal distribution, exponential distribution, p-distribution, construction and assembly operations, production and logistics chain.
References
1. Alekseev N.S. Evolyutsiya sistem upravleniya predpriyatiem [Evolution of Enterprise Management Systems]. Problemy teorii i praktiki upravleniya [Problems of the Theory and Practice of Management]. 1999, no. 2. Available at: http://vasilievaa.narod.ru/ptpu/19_2_99. htm/. Date of access: 12.10.2014. (In Russian)
2. Bowersox D., Closs D. Logistical Management: The Integrated Supply Chain Process. McGraw-Hill Companies, 4th edition, 496 p.
3. Egorov A.I. Osnovy teorii upravleniya [Fundamentals of Management Theory]. Moscow, FIZMATLIT Publ., 2011, 504 p.
4. Zaytsev E.I. Logistika i sinergetika. Novaya paradigma v teoreticheskoy logistike [Logistics and Synergy. A New Paradigm in Theoretical Logistics]. Logistika i upravlenie tsepyami postavok [Logistics and Supply Chain Management]. 2004, no. 1, pp. 7—13. (In Russian)
5. Bigdan V.B., Pepelyaev V.A., Sakhnyuk M.A. Aktual'nye problemy i tendentsii v oblasti sovremennogo imitatsionnogo modelirovaniya [Current Problems and Trends in the Field of Modern Simulation] // Problemy programmuvaniya [Problems of Programming]. 2004,
no. 2, 3, pp. 505—509. Naukova elektronna biblioteka periodichnikh vidan' NAN Ukraini [Scientific Internet Library of Periodicals of the National Academy of Sciences of Ukraine]. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/2304/68%20-%20Bigdan. pdf?sequence=1. Date of access: 12.10.2014. (In Russian)
6. Burkov V.N., Irikov V.A. Modeli i metody upravleniya organizatsionnymi sistemami [Models and Methods for Managing Organizational Systems]. Moscow, Nauka Publ., 1994, 270 p. (In Russian)
7. Gol'dshteyn G.Ya. Strategicheskiy innovatsionnyy menedzhment: tendentsii, tekh-nologii, praktika : monografiya [Strategic Innovation Management: Trends, Technology, Practice: a Monograph]. Taganrog, TRGU Publ., 2006, 179 p. (In Russian)
8. Degtyarev Yu.I. Issledovanie operatsiy [Operations Research]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1996, 320 p. (In Russian)
9. Dubeykovskiy V.I. Effektivnoe modelirovanie s CA ERwin Process Modeler (BPwin; AllFusion Process Modeler) [Effective Modeling with CA ERwin Process Modeler (BPwin; AllFusion Process Modeler)]. Moscow, Dialog-MIFI Publ., 2009, 384 p. (In Russian)
10. Ivanov D.A. Razrabotka modeli upravleniya logisticheskimi tsepyami v slozhnykh proizvodstvennykh strukturakh [Developing a Model of Logistic Chains in Complex Production Structures]. Biznes i logistika — 2003 : sbornik materialov Moskovskogo Mezhdunarodnogo logisticheskogo foruma [Business and Logistics — 2003: Collection of the Moscow International Logistics Forum]. Moscow, Stolichnyy biznes Publ., 2003, pp. 33—37. (In Russian)
11. Moiseev N.N. Elementy teorii optimal'nykh sistem [Elements of the Theory of Optimal Systems]. Moscow, Nauka Publ., 1975, 528 p. (In Russian)
12. Moiseev N.N. Matematicheskie zadachi sistemnogo analiza [Mathematical Problems of System Analysis]. Moscow, Nauka Publ., 1981, 488 p. (In Russian)
13. Savin G.I. Sistemnoe modelirovanie slozhnykh protsessov [System Modeling of Complex Processes]. Moscow, Fazis Publ., 2000, 280 p. (In Russian)
14. Toluev Yu.I., Nekrasov A.G., Morozov S.I. Analiz i modelirovanie material'nykh po-tokov v setyakh postavok [Analysis and Modeling of Material Flow in Supply Chains]. Integ-rirovannaya logistika [Integrated Logistics]. 2005, no. 5, pp. 7—14. (In Russian)
15. Toluev Yu.I. Metodologiya sozdaniya modeley logisticheskikh setey na baze stand-artnykh sredstv imitatsionnogo modelirovaniya [Methodology for creating models of logistics networks based on the standard tools of simulation]. Logistics, Supply Chain Management and Information Technologies: Proceedings of the German-Russian Logistics Workshop. St. Petersburg, Publishing House of the State Polytechnic University, 2006, pp. 133—142. (In Russian)
16. Nekrasov A.G. Vzaimodeystvie informatsionnykh resursov vlogisticheskikh tsepoch-kakh postavok (na primere transportnoy otrasli) [Interaction of Information Resources in Logistic Supply Chains (on the Example of the Transport Sector)]. Moscow, Tekhpoligraftsentr Publ., 2002, 205 p. (In Russian)
17. Stock J., Lambert D. Strategic Logistics Management. McGraw-Hill/Irwin; 4 edition, 2000, 896 p.
18. Davidow W., Malone M. The Virtual Corporation: Structuring and Revitalizing the Corporation for the 21st Century. New York, Harper Collins, 1992, 187 p.
19. Orlovskiy S.A. Problemyprinyatiya resheniypri nechetkoyiskhodnoyinformatsii [Decision Making with Fuzzy Initial Information]. Moscow, Nauka Publ., 1981, 208 p. (In Russian).
20. Nishiyama D., Radosavljevic M. Mathematical Modelling of Decision Making Processes in Construction Projects. 25th Annual ARCOM Conference, 7—9 September 2009, Nottingham, UK. 2009, pp. 95—94.
About the author: Dubovkina Alla Viktorovna — postgraduate student, Assistant Lecturer, Department of Information Systems, Technologies and Automation in Construction, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; [email protected].
For citation: Dubovkina A.V. Kontseptsiya postroeniya modeli vzaimodeystviya predpri-yatiy krupnoy stroitel'noy organizatsii [Concept for the Generation of the Model Designated for the Simulation of Interaction Between Enterprises Comprising one Major Construction Company]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2014, no. 11, pp. 180—187. (In Russian)
