Логістичні системи функціонування будівельного виробництва на основі підтримки єдності моделюючих умов Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 69.06:658.012.2

0. М. ПШШЬКО, I. Д. ПАВЛОВ (ДПТ),

1. А. АРУТЮНЯН (3anopi3bKa державна iнженерна академiя)

ЛОГ1СТИЧН1 СИСТЕМИ ФУНКЦ1ОНУВАННЯ БУД1ВЕЛЬНОГО ВИРОБНИЦТВА НА ОСНОВ1 П1ДТРИМКИ СДНОСТ1 МОДЕЛЮЮЧИХ УМОВ

Моделювання логiстичноï системи, а саме взаемозв'язмв лопстичних i оргашзацшно-техшчних заход1в щодо полiпшення розвитку будiвельних процесiв з урахуванням мiжсистемних зв'язюв на стиках i нiчийних зонах. Щд логiстичною системою розглядаеться адаптована система управлшня заходами в процес вироб-ництва.

Kлючовi слова: лопстика, органiзацiя та управлiння, логiстична система, моделювання

Моделирование логистической системы, а именно взаимосвязи логистических и организационно-технических мероприятий по улучшению развития строительных процессов с учетом межсистемных связей на стыках и ничейных зонах. Под логистической системой рассматривается адаптированная система управления мероприятиями в процессе производства.

Ключевые слова: логистика, организация и управление, логистическая система, моделирование

Design of the logistic system, namely intercommunications of logistic and organizationally-technical measures on the improvement of development of build processes taking into account intersystem connections on joints and drawn areas. Under the logistic system adapted control the system by measures is examined in the process of production.

Keywords: logistic, organization and production, logistic system, design

Постановка проблеми

При оргашзацп i управлшш будiвельного виробництва неодмшним етапом роботи е еко-номiчне обгрунтування найбшьш випдного ви-користання обмежених ресуршв, визначення ршень по максимiзащl економiчних результа-пв.

Умови сучасних ринкових вщносин, в яких в даний час функщонуе каштальне будiвницт-во, зробили його сприйнятлившим до вимог логiстики. Ринковi умови поставили перед бу-дiвництвом завдання, пов'язанi iз зниженням вартостi, скорочення термiнiв будiвництва при забезпеченнi високо! якостi будiвельно-монтажних робiт.

Тому управлшня розвитком будiвельного виробництва полягае, перш за все, в змш прю-ритетiв мiж рiзними видами господарсько! дiя-льностi будiвельних оргашзацш на користь по-силення значущост дiяльностi по управлiнню матерiальними, шформацшними i фiнансовими потоками.

Аналiз

Необхiдною умовою використання оптимального пiдходу до планування i управлiння (принципу оптимуму) е гнучюсть, альтернати-

вшсть виробничо-господарських ситуацiй, в умовах яких приймаються управлiнськi ршен-ня. Розробка лопстичних систем по полшшен-ню оптимiзацil будiвельного виробництва е складним завданням для будь-яко! бущвельно! оргашзацп [1].

Аналiз оргашзацшно-техшчно! проблематики бущвельно! науки i напрямiв розвитку шно-вацiй в областi будiвництва i iнформацiйних технологiй дозволили виявити потребу i актуа-льнiсть нових теоретичних i методологiчних передумов (ново! парадигми) до розробки оптимально! стратеги оргашзацшно-техшчного розвитку (ОТР) будiвельного виробництва в умовах змш зовнiшнього середовища.

Пошук адекватних методiв привiв до потреб управлшня лопстизаци будiвельного виробництва, яю успiшно функцiонують в аналопчних умовах, що представляе науковий i практичний iнтерес для аналiзу закономiрностей розвитку органiзацiйно-технiчного розвитку бущвницт-ва, де б передбачалася едина лопка, единий почерк, единий погляд [4].

У зв'язку з цим практика бущвельного виробництва потребуе адекватного оргашзацшно-техшчного i систематизованого економiчного шструментарда - лопстики, що дозволяе ефек-тившше використовувати науковий потенцiал, i

© Пшшько О. М., Павлов I. Д., Арутюнян I. А., 2012

в подальшому розвитку i розробцi шструменпв аналiзу методiв i моделей формування оргаш-зaцiйнo-технiчнoгo розвитку будiвельнoгo ви-робництва. Оцiнкa стану питання i тpaдицiйних моделей розробки ОТР набувае особливо! акту-aльнoстi з урахуванням метoдiв i пpинципiв aнaлiзу дослщжень ОТР, яким пpисвяченi пpaцi Е. К. 1вакина, В. Н. Стаханова, Е. П. Жаворон-кова, В. Т. Вечерова, В. М. Кирноса, В. Р. Младецкого, О. М. Пшшька, I. Д. Павлова, А. В. Радкевича, В. I. Торкатюка та шших. Не-зважаючи на високий piвень пpoфесioнaлiзму названих aвтopiв, ще iснуе широкий комплекс проблем щодо удосконалення упpaвлiння ОТР будiвельнoгo виробництва на бaзi лoгiстики.

Важливою складовою частиною пошуку ефективних ршень в oблaстi мaтеpiaльнo-технiчнoгo забезпечення е побудова рацюналь-них лопстичних систем по упpaвлiнню оргаш-зацшно-техшчним розвитком будiвельнoгo ви-робництва.

Ефект лопстичних систем локатзуетъся в oснoвнiй ланщ екoнoмiки (стосовно сфери ка-штального будiвництвa - у зaмoвникiв, швес-тopiв i пiдpядчикiв), складаеться на мiкpopiвнi (мiкpoлoгiстичнa система - будiвельнa оргаш-зaцiя) пiд впливом мaкpoекoнoмiчних пpoцесiв (мaкpoлoгiстичнa система). Мaкpoлoгiстичнa система - це система управлшня мaтеpiaльни-ми потоками, що охоплюе шдприемства i орга-шзацп пpoмислoвoстi, посередницью i транс-пopтнi оргашзаци, оргашзаци, якi можна вщне-сти до будвдустри [1].

Мета до^дження. Розглянути сутнiсть зв'язку лoгiстичних систем та оргашзацшно-технiчнoгo розвитку будiвельнoгo виробництва на макро- та мiкpopiвнях з урахуванням управлшня мaтеpiaльними, фшансовими, шформа-цiйними та трудовими потоками, що вщпов> дають технологи i оргашзаци будiвельнoгo процесу, для прийняття ефективних управлш-ських piшень.

Основний матерiал

Ключовим елементом у визначенш оргаш-зaцiйнo-технiчнoгo розвитку е лопстична система будiвельнoгo виробництва. На сьогодш проведено значна кiлькiсть наукових досл> джень, присвячених даному питанню. При цьому чимало з них дослщжень не розкривають аспекти розвитку виробничо! системи та не в> дображають li пpихильнoстi до постшного ге-

нерування змiн. У силу цього виробничу систему можна визначити як сукупшсть активних елеменпв, представлених групами людей, об'еднаних, оснащених i взaемoдiючих в рамках здшснення виробничого процесу на oснoвi узгоджених iнтеpесiв при пoстiйнoму тдви-щеннi виробничих можливостей. Таке шдви-щення передбачае розвиток двох шдсистем: оргашзацшно! та техшчно!.

Нaявнiсть даних пiдсистем дозволяе визначити оргашзацшно-техшчний розвиток (ОТР), як комплекс активних оргашзацшних змiн, якi полягають у розробщ та pеaлiзaцil пpoектiв, що призводять до якiсних перетворень техшчних характеристик обладнання, технoлoгiчних про-цешв i до пiдвищення виробничих можливостей шдприемства. Виходячи з цього, можна зроби-ти висновок, що ОТР визначаеться не просто вимогами насичення шдприемства новими за-собами пращ та !х удосконаленням [2].

Основна щея - визначення чинникiв лoгiс-тично! системи, що впливають на плaнoвi за-вдання, на узaгaльнювaльнi екoнoмiчнi показ-ники, що вiдoбpaжaють кiнцевi результати бу-дiвельнoгo виробництва. Дiяльнiсть по управ-лiнню мaтеpiaльними потоками в бущвельних opгaнiзaцiях, як правило, зв'язана з великими витратами. До них вщносяться, перш за все, зниження сoбiвapтoстi будiвельнo-мoнтaжних poбiт i вiднoсне зменшення чисельнoстi пpaцiв-ниюв в pезультaтi пiдвищення aвтoмaтизaцil процешв. Як узагальнювальний показник тех-шчного piвня будiвельнoгo виробництва реко-мендуеться використовувати ступiнь оновлення технiки i технoлoгil, вдосконалення opгaнiзa-цiйних пiдхoдiв [3].

Лoгiстичнa система - це адаптивна система iз зворотним зв'язком, що виконуе тi або iншi лoгiстичнi функцil. Вона, як правило, складаеться з декшькох шдсистем i мае poзвиненi зв'язки iз зoвнiшнiм середовищем [5].

Глобальна мета лопстичних пiдхoдiв (pi-шень) в бущвнищга - скорочення циклу, зменшення запашв. На стaдil будiвельнoгo виробництва - за рахунок синхрошзацп пpoцесiв орга-нiзaцiйнo-технiчних зaхoдiв (ОТЗ); за рахунок визначення оптимальних oб'емiв потреби ОТЗ; що пoтpiбний? коли? скiльки?; за рахунок са-морегулювання. Основне завдання лoгiстики -рацюнальне використання мaтеpiaлiв, енеpгil, шформацп, персоналу i зaсoбiв виробництва при плануванш i упpaвлiннi ОТР.

Тому зразкова модель системи штеграци д> яльност будiвельноï органiзацiï може бути представлена спрощено, як cyKynHicTb взае-мозв'язаних i взаемообумовлених оргашзацш-но-техшчних заходiв системи ОТР на графах i сгтях (рис. 1).

Але е певш складнощi використання даноï моделi на графах i штях. Тому нами запропоно-вано використовувати нову архтектошку мо-делювання, яка базуеться на лiнiйномy i нел> нiйномy програмyваннi i дозволяе на основi основних чинникiв виробництва скомпонувати модель системи, яка вiдображае ютоти дослi-джуваного питання вибору оптимального складу органiзацiйно-технiчного розвитку з урахуванням управлшня матерiальними, фшансовими, шформацшними i трудовими потоками, а в цшому yправлiння лопстичними заходами.

Рис.1 Модель системи управлшня ОТР будiвельнoi оргашзаци

Нами запропонована модель, що враховуе i пов'язуе шновацшш заходи на мaкpopiвнi з ви-робничими процесами оргашзацшно-технiчнoгo розвитку на мiкpopiвнi, що вщобра-жае едшсть циклу: вибip заходу - виробництво - об'еми poзпoдiл - ефективност вiд впрова-дження (див. рис. 1).

При pеaлiзaцil виробничих пpoцесiв, склад-них пpoектiв з метою зменшення витрат пpaцi, сoбiвapтoстi i збiльшення piчнoгo екoнoмiчнoгo ефекту здшснюеться впровадження n зaхoдiв оргашзацшно-техшчного розвитку (ОТР). При цьому кожний захщ ОТР вимагае додаткових каттальних вкладень.

Кожна одиниця ОТР (X ■, 1 < i < n) забезпе-

чуе зниження сoбiвapтoстi poбiт на ai грн., зниження трудовитрат при проведенш poбiт на

bi чол.-дн., збшьшуе piчний екoнoмiчний ефект на ci грн. i вимагае di грн. додаткових каттальних вкладень. При цьому максимальш обсяги впровадження ОТР складають mi одиниць. У розрахунку загального piчнoгo екoнoмiчнoгo ефекту дoдaткoвi кaпiтaльнi вкладення беруть участь з урахуванням нормативного коефщен-

та ЕНг .

Таким чином, кожний захщ ОТР характеризуешься набором пapaметpiв Xi (ai, bt, Ci, EHi *di, mi), (при 1 < i < n).

Кpiм того, кожне безпосередньо впровадже-ний зaхiд ОТР може модифшуватися за рахунок проведення ki лопстичних зaхoдiв (ЛЗ).

Кожна одиниця ЛЗ (Yi]-, 1 < i < n, 1 < j < kt)

додатково забезпечуе для вiдпoвiднoгo заходу ОТР (Xj, 1 < i < n) зниження сoбiвapтoстi poбiт

на aij грн., зниження трудовитрат при проведенш роб^ на bj чол.-дн., збшьшуе piчний екoнoмiчний ефект на cij грн. i вимагае di]- грн.

додаткових каттальних вкладень.

При цьому максимальш обсяги впровадження ЛЗ (Yj , 1 < i < n, 1 < j < kt) складають

mH одиниць.

ij

Таким чином, кожне ЛЗ характеризуеться набором пapaметpiв Y (aij, b.., c.., EHr. *d ■■,

J J у у Hl у

m,,), (при 1 < i < n, 1 < j < k).

ij

Таке розширення ошташзацшно1 мoделi приводить до того, що параметри ОТР Xi (ai, bi, Ci, EHi *di, mi) перестають бути константами i виражаються як лiнiйнi функцil вiд пара-метpiв ЛЗ (Yn , 1 < i < n, 1 < j < kt).

В цьому випадку цАльова функцiя, що визна-чае сумарний piчний ефект набувае вигляду (1):

n ki

X ((a, - ЕнЛ) + £ a - Emdj )Yj)Xi ® max (1)

i=1 j=1

Повний нaбip обмежень на значення невi-домих квaзiлiнiйнiй ошташзацшно1 мoделi умо-вно можна розбити на три групи:

1) Мaксимaльнi обсяги впроваджених зaхoдiв ОТР, з урахуванням !х пoзитивнoстi 0 < Xi < mi, для кожного i iз 1 < i < n;

2) Максимальш об'еми впроваджених ЛЗ для вщповщного заходу ОТР, з урахуванням

ïx нев^^мшси О < Y: < mi:, для кoжнoгo I iз

iJ iJ

l < I < n i J iз l < J < кг ;

З) Дoдaткoвi oбмeжeния на загальш па-раметри мoдeлi:

3.1 Зниження сoбiвapтoстi за фopмулoю (2):

n к'

Z (a + Z a-Yj )X > A (2)

i=l J=l

3.2 Зниження витрат пращ за фopмулoю (З):

n к'

Z (b- + Z bjYj )X > B (З)

i=l J=l

3.3 Дoдaткoвi кaпiтaльнi витрати за фopму-лoю (4):

n k¡

Z (di + Z djYj )Xi > D (4)

i=l J=l

Сукупшсть пpивeдeниx вище oбмeжeнь у виглядА нepiвнoстeй i цiльoвoï функци e загаль-ним фopмулювaнням квaзiлiнiйнoгo ornra^a-цiйнoгo завдання з oбмeжeннями.

Опис aлгopитму

1. Пepeвipяeться значення лАчильниюв то-чoк i спpoб. Якщo xoч би oдин з ниx дoсяг мак-симальгого значення, тo викoнaния пpoгpaми пpипиняeться.

2. Фopмуeться piвнoмipнe випaдкoвe чис-лo в дiaпaзoнi вщ О дo мaксимaльнoгo значення змiннoï.

Числo фopмуeться N разАв, де N - сумарна кшьюсть oснoвниx i дoдaткoвиx змiнниx. Ma^ симальне значення змiннoï вибиpaeться для в> дпoвiднoï змiннoï.

У результат виxoдить точки у N -мАргому пpoстopi, кoopдинaти якoï не перевищують ма-ксимальне значення вiдпoвiднoï змiннoï.

3. ПеревАрясться приналежшсть тoчки o6-ласп, в якш шукaeться ршення. Для ^oro то-opдинaти тдставляються у фopмули дoдaткo-виx oбмeжeнь i, якщo вс нepiвнoстi стають ю-тинними, точка належить oблaстi.

Iнaкшe точка oблaстi не належить i вщкида-сться. ЛАчильник тoчoк при цьoму не змшюсть-ся, лАчильник спpoб збiльшуeться на oдиницю.

4. Якщo тoчкa належить oблaстi, poзpaxo-вуються кoeфiцieнти цiльoвoï функци i oбмe-жень для значень дoдaткoвиx змшнж з raop-динат oтpимaнoï точки з oблaстi.

КвазАлАнАйне завдання CTae лшшним.

5. Виршусться oтpимaнa лшшна задача стандартним симплeкс-мeтoдoм. Фopмуeться ршення квaзiлiнiйнoï задачу при цьoму значення дoдaткoвиx змiнниx беруться з кoopди-нат тoчки, значення oснoвниx - з oтpимaнoгo ршення. Визначасться значення цiльoвoï функци для сфopмoвaнoгo виршення.

6. Poзpaxoвуються кoeфiцieнти цiльoвoï функци i oбмeжeнь для значень oснoвниx змш-ниx з кoopдинaт сфopмoвaнoгo ршення. КвазА-лшшне завдання стae лшшним.

T. Виршусться oтpимaнe лшшне завдання стандартним симплeкс-мeтoдoм.

Фopмуeться ршення квaзiлiнiйнoï задачу при цьoму значення oснoвниx змiнниx беруться з пoпepeдньoгo ршення, значення дoдaткoвиx -з oтpимaнoгo ршення.

Визначасться значення цiльoвoï функци для сфopмoвaнoгo виршення.

S. Якщo значення цiльoвoï функци, oip^ мане на Hpouj T бшьше oтpимaнoгo на Rpo^ 5, як ршення береться ршення oтpимaнe на кpoцi T, шакше i пoвтopюються кpoки з 4 го T, при цьoму як точка oблaстi для кpoку 4 береться ршення oтpимaнe на Hpouj T.

Iнaкшe oбpoбкa тoчки oблaстi, oтpимaнoï пo мeтoду Moнтe-Kapлo припинясться.

9. Пopiвнюeться значення цiльoвoï функци oтpимaнe на кpoцi S i максимальне значення цiльoвoï функци, oтpимaнe при oбpoбцi гопе-peднix тoчoк oблaстi.

Якщo oстaннe значення бшьше пoпepeдньo-гo, як ршення береться точка, oтpимaнa на кpoцi S i максимальне значення цiльoвoï функци для цьoгo ршення.

10. Здшснюсться пepexiд на кpoк l.

АналАз рАвнянь цiльoвoï функци i oбмeжeнь

дoзвoляe зpoбити наступш висговки пpo влас-тивoстi квaзiлiнiйнoгo завдання.

1) Дoпустимa oблaсть значень визначасться

n

як безлАч тoчoк в s = n + Z к -шргому ^octo-

i=l

pi. НабАр oбмeжeнь на oснoвнi i дoдaткoвi змш-m фopмуe s -мАрний паралелетпед в пpoстopi.

2) ^жен дoдaнoк кoжнoï дoдaткoвoï нерАв-гост e ki +1 -мАрну сiдлoпoдiбну пoвepxню в s-мАргому пpoстopi. Отже, сума тaкиx пoвepxoнь пpeдстaвляe вже s — 1 -шрну сiдлoвидну говер-xню. Ця пoвepxия вiдсiкae частину в s -мАргому паралелепшедА, перетин всix частин нaпiвпpoс-тopiв i паралелепшеда фopмують дoпустиму oблaсть ршень квaзiлiнiйнoï задача Meжaми

цiеï обласп будуть частини сiдловидних повер-хонь i, в загальному випадку, площин, що об-межують паралелепiпед.

3) Цiльова функщя також е s -мiрнy сщло-видною поверхнею, областю допустимих зна-чень якоï е область, описана в пункт 2.

Специфiчний вид цшьово1' фyнкцiï дозволяе сформулювати деяю ïï властивостi, що дозво-ляють визначити властивостi рiшення квазш-ншно1' задачi (рис. 2).

Такими властивостями е безперервшсть, диференцiювання, монотоннiсть по кожнш змiннiй i вiдсyтнiсть екстремyмiв.

Рис. 2. s — 1 ^рна сiдловидна поверхня

Враховуючи перераховаш властивостi можна зробити висновок, що максимальне (мшма-льне) значення цiльовоï фyнкцiï в допyстимiй област рiшень знаходиться на межi допустимо!' область

Ця властивiсть рiшення квазiлiнiйноï задачi дозволяе застосувати для його знаходження послiдовне знаходження рiшення лiнiйноï зада-чi (зафiксyвавши частину змшних) симплекс-методом з подальшого коректування областi рiшень i змiнi набору шуканих змiнних.

Пропонуеться наступний алгоритм пошуку рiшення:

Спочатку задаемо фшсоват значення додаткових змiнних. При цьому коефщенти при основних змшних у цiльовоï фyнкцiï i додатко-вих обмежень стають константами i задача в щлому перетворюеться на лiнiйнy. Цю задачу вирiшyемо стандартним симплекс-методом i знаходимо значення основних змшних, що дос-тавляють максимум цiльовоï функци в областi, що е n ^рним перетином допyстимоï областi

загального завдання при фiксованих значеннях додаткових змшних.

На наступному крощ фшсуемо знайденi значення основних змiнних i перераховуемо коефщенти цiльовоï фyнкцiï i додаткових об-межень. Таким чином, квазшшшна задача зно-

n

ву перетворюеться на лшшну на ^ ki -мiрномy

i=1

перетинi допyстимоï областi при фiксованих значеннях основних змшних. Обласп, на яких шукаеться рiшення на першому i другому кро-ках ортогональнi.

Отриману таким чином лшшну задачу також виршуемо стандартним симплекс-методом i знаходимо координати додаткових змшних, що доставляють максимум цiльовоï функци.

Максимум, знайдений на другому крощ, не може бути менше максимуму на першому кро-щ, оскшьки обидвi обласп мають хоч би одну загальну точку (точку з координатами основних змшних, знайдених на першому кроцi i координатами додаткових змшних, заданими початко-вою точкою).

Процедуру завершуемо, якщо максимуми на двох послщовних кроках вiдрiзняються менше нiж на задану величину.

Знайдене рiшення може не доставляти абсолютного максимуму, а зштися в обласп локального. Для виключення подiбних випадюв ви-користовуеться метод Монте-Карло для гене-рацн початковоï точки. Для кожноï з них зна-ходиться максимум i з них вибираеться абсолютний.

Точшсть i надшшсть даного методу зале-жить вщ щiльностi початкових точок в допус-тимiй областi.

Таким чином, модель пов'язуе вш процеси в ix системнiй послiдовностi, а системотехнiчний пiдxiд дозволяе створити модель, що враховуе «стики i нiчийнi зони».

При такому пiдxодi е видимою едина лопка, единий почерк, единий погляд на стратепю i органiзацiю вироблення i ухвалення рiшень по впровадженню оптимальних об'емiв iнновацiй-них заxодiв при бyдiвельномy виробництвi

Висновки

В результан виконаного дослiдження по ро-змiщенню, розвитку i iнтеграцiï виробництва запропонований новий пiдxiд до розробки мо-делi у складi шдготовки бyдiвельного виробництва. З урахуванням чинниюв (iнвестицiï, мате-

рiальнi потоки, трудовi ресурси, iнформацiя, фiнансовi ресурси) при розробцi системи орга-нiзацiйно-технiчного розвитку будiвельного виробництва очшуеться результат ефективного розподiлу i управлшня матерiальними, шфор-мацiйними i фшансовими потоками, що знач-ною мiрою визначае ефективнiсть !х управлiння i необхiднiсть скорочення тимчасових штерва-лiв мiж придбанням будiвельних матерiалiв i введенням об'ектiв в експлуатацiю.

Ршення поставлено! задачi дозволить виб-рати варiант органiзацiйно-технiчного розвитку виробництва, з урахуванням мiжсистемних зв'язкiв при якому виконуються необхiднi умови функщонування системи, - зниження мате-рiальних потокiв (трудовитрат i собiвартостi БМР) при обмеженому об'емi капiтальних вкладень (фiнансовi потоки).

Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК

1. Денисенко, М. П. Оргашзащя та проектування лопстичних систем [Текст]: тдручник / за ред. проф. М. П. Денисенка i ш. - К.: Цент учбово! лгтератури, 2010. - 336 с.

2. Киевский, В. Г. Планирование технического развития строительства - на уровень новых задач [Текст] / В. Г. Киевский. - // Экономика стр-ва» - 1984. - № 11. - С. 8 - 12.

3. Лопстика [Текст]: навч. поаб. / О. М. Тридщ i ш. - К.: Знання, 2008. - 566 с.

4. Павлов, И. Д. Модели управления проектами [Текст]: учеб. пособие / И. Д. Павлов, А. В. Ра-дкевич. - Запорожье, ГУ «ЗИГМУ», 2004. -320 с.

5. Стаханов, В. Н. Логистика в строительстве [Текст]: учеб. Пособие / В. Н. Стаханов, Е. К. Ивакин. - М.: «Изд. Приор», 2001. - 176 с.

Надшшла до редколеги 25.09.2011. Прийнята до друку 20.10.2011.