Обоснование платформы автоматизации системы оперативного планированияи управления на строительном предприятии Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Организация

строительного производства

------ЖИЛИЩНОЕ ---

СТРОИТЕЛЬСТВО

Научно-технический и производственный журнал

УДК 658.531:331.1:69.007-05

Л.М. КОЛЧЕДАНЦЕВ, д-р техн. наук ([email protected]), В.В. СОКОЛЬНИКОВ, инженер

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 4)

Обоснование платформы автоматизации системы оперативного планирования и управления на строительном предприятии

Предлагается теоретический подход к разработке моделей организации комплекса строительных и обеспечивающих процессов и его программного обеспечения в период производства строительно-монтажных работ (СМР). Представлены две схемы и граничные условия как обоснование построения статических и динамических математических моделей организации информационного обмена при поддержании комплекса процессов строительного предприятия в период производства СМР. Сформулированы задачи и критерии управления строительными предприятиями при реализации генподрядной и субподрядной функций. Сформулированы основные задачи автоматизации оперативного управления строительным предприятием. Выполнен анализ преимуществ существующих платформ автоматизации.

Ключевые слова: оперативное управление, генподрядное предприятие, субподрядное предприятие, задачи и критерии оперативного управления, процессы, параметры затрат ресурсов, платформа и задачи автоматизации.

L.M. KOLCHEDANTSEV, Doctor of Sciences (Engineering) ([email protected]), V.V. SOKOLNIKOV, Engineer Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (4, 2-nd Krasnoarmeiskaya Street. 190005 St. Petersburg, Russian Federation)

Substantiation of Platform of Automation of Operative Planning and Management System of Construction Company

A theoretic approach to the development of models of organization of the complex of construction and ensuring processes and its software support during the execution of construction and erection works (CEW) is proposed. Two schemes and boundary conditions are presented as a substation of construction of static and dynamic mathematical models of organization of information exchange while maintaining the complex of processes of the construction company during the execution of CEW. Goals and criteria of the construction company management in the course of realization of general contractor and subcontractor functions are formulated. Main goals of the automation of construction company operative management are formulated. An analysis of the advantages of existing platforms of automation is made.

Keywords: operative management, general contracting company, subcontracting company, goals and criteria of operative management, processes, parameters of resource expenditure, platform and goals of automation.

Статья посвящена обоснованию логико-математической модели организации комплекса процессов строительного предприятия, т. е. обоснованию методов и способов поддержания ритмичности технологического и функционального содержания процессов предприятия в оперативные периоды производства СМР, а также выбору платформ автоматизации информационного обеспечения указанных моделей и комплексов.

Как показывает практика, в оперативные периоды строительно-монтажных работ трудно эффективно организовать строительные процессы на нескольких объектах одновременно, а также процессы их обеспечения на основе данных календарного планирования затрат ресурсов вследствие неопределенности и недостаточности исходных данных для оперативного планирования, запаздывания их обработки, отсутствия методик и технических средств их получения и обработки. Даже при использовании на предприятиях корпоративных сетевых ресурсов, разработанных на платформе MS SQL server (или аналогичной: 1С ***, Smetawizard); при использовании продуктов семейства MS Project, включая ERP продукты (среда «ARIS»), уровень автоматизации выпуска, оборота, обработки данных оперативного планирования не превышает

38| -

минимальных возможностей пакета MSOFIS, в котором в основном сотрудники СМТО, ПТО и линейные инженерно-технические работники фиксируют отчетность. Такая ситуация приводит к низкой эффективности оперативного управления строительными процессами и процессами их обеспечения.

Из вышеизложенного следует, что эффективность оперативного управления процессами определяется задаваемой ритмичностью изменения технологического и функционального содержания процессов и выражается в отсутствии временных, ресурсных и административных разрывов получения/обработки данных затрат ресурсов, планируемых, выполняемых и выполненных.

Анализ с позиций системного подхода, приведенного выше утверждения приводит к следующей схеме, формализующей организацию комплекса процессов на макроуровне (рис. 1).

На рис. 1 положение области внутренних ресурсов и протекания процессов предприятия (круг на плоскости) в окружающей среде G стабилизируется не регулярными процессами администрирования на границах области Ат которые компенсируют рассогласование процессов на границах других областей (секторов круга) посредством

^^^^^^^^^^^^^ 42015

Научно-технический и производственный журнал

Organization of construction works

изменения (согласования) ритмичности и содержания процессов затрат ресурсов в областях организации строительства О, и/или организации экономики ОЕ.

Внутри каждой из областей О, Т, ОЕ, Е,р ЕЛг, обозначенных на рис. 1, протекают организованные в соответствии с имеющимися правилами технологические и функциональные процессы затрат ресурсов. Если эти процессы не имеют разрывов на границах областей (максимально согласованы), то организация комплекса процессов является идеальной для предприятия, имеющего текущие значения уровня качества ресурсной базы (величина г), а также распределения внутренних ресурсов между предметными областями деятельности (величины ф.). В указанном случае административные процессы А^=0 и совпадают с периодическими процессами реорганизации экономики ОЕ предприятия, компенсирующими воздействия среды.

Таким образом, с математической точки зрения статическую модель комплекса процессов можно представить в виде функции шести переменных ^р, ^р', ^р, ^Е, FЛdm), обращающейся в 0 в центре круга и на концах радиусов при ф=ф1, ф2, ф3, ф4, ф5. Параметрами этих переменных являются ф и г. Соответственно организацию комплекса процессов следует представить в виде граничных условий для каждой переменной - аргумента функции F.

дг д г

Эф

Эф

dFAJm _ dFpE

Эф Эф

dFÄdm _ дFoe Эг дг

>0|ф=ф7; ¿=1,2,3,4 -0|ф=ф/; /=1,2,3,4

dFc

Osp

|Ф=Ф/; i=5

Эф

Начально-конечные условия для FЛdm: - при не установившейся организации экономики ОЕ:

Tsmr Tsmr

Г oFAdm Jt Г OFQF. Jt.

J "5Ta=-J -дф-А1Ф^Ф<Фо,

где Тхтг - продолжительность возведения объекта; - при установившейся организации экономики:

дг

dFAJ„ aFo

>0|ф=ф5;

э^ = ^1Ф=Фо=о;

dFMm _ Эф

aF0

Osp

Эф

Ф=Фо=0.

Рис. 1. Схема организации комплекса процессов: Управление, Экономика, Строительное производство — предметные области затрат ресурсов; ф — уровень насыщения внутренними ресурсами предметной области деятельности предприятия; г — средний уровень качества ресурсной базы предприятия; ^ — регулярные технологические и функциональные процессы затрат ресурсов; » — нерегулярные процессы затрат ресурсов предприятия на администрирование; ^ — периодические затраты ресурсов на реорганизацию; О, — организация строительного производства (затраты ресурсов на выполнение требований организации строительного производства): 0^=Ро^(лЧ>)|0<ф<ф1; Тр — технология строительного производства (затраты ресурсов на выполнение требований технологии): Т,р^Тч,(г,р)|(р1<р<(р2; Е™ — экономика (затраты ресурсов на обеспечение) строительного производства: Е8р=Р,Е,г,(г,ф)|ф2<ф<фз; Е^Г — экономика (затраты ресурсов на обеспечение) управления: Е,а.= ■Т',е<яг(лФ)1Фз<Ф<Ф1; ОЕ — затраты ресурсов на организацию экономики (хозяйствование): 0£=^оя(г,ф)|ф4<ф<ф5; Ат — затраты ресурсов на администрирование А^ЩР/^^Г, ф)|ф5<ф<фо

В качестве примера существующих практических методик, реализующих непрерывность функции F на границе ф=ф2 схемы (рис. 1), можно привести процесс затрат ресурсов предприятия, обеспечиваемый автоматизацией частного потока информационного обмена: смета ^ ПОС ^ ППР ^ ТТН ^ акты ф.КС2 ^ фМ29. Вид функции F возможно определить после рассмотрения организации комплекса процессов на микроуровне. В этом случае имеем следующую схему комплекса процессов (рис. 2). Из сопоставления рис. 1 и 2 видно, что формализация организации комплекса процессов с «поверхности» процессов затрат ресурсов смещается на «поверхность» информационного обмена данными о текущем состоянии планируемых, расходуемых и затраченных ресурсов. Следовательно, функция F является комплексной, с мнимой информационной и действительной ресурсной составляющими и непрерывной по параметрам затрат ресурсов. Из рис. 2 также следует, что элементом, соединяющим обе схемы рис. 1 и 2, являются методические и технические средства оборота и обработки данных, иначе программно-методическое обеспечение автоматизации информационного обмена данными о параметрах затрат ресурсов.

Переходя к вопросу о выборе платформы автоматизации информационного обмена как средству организации комплекса процессов, необходимо учитывать три основных фактора:

(1)

(2)

(2.1)

42015

39

Организация

строительного производства

------ЖИЛИЩНОЕ ---

строительство

Научно-технический и производственный журнал

Рис. 2. Схема организации информационной составляющей комплекса процессов

1. Практические многолетние наблюдения, выполненные авторами в различных строительных фирмах, а также детализация рис. 2 показывают, что объем и скорость оборота данных и параметров затрат ресурсов (верхний сектор эллипса), необходимые исполнителю для решения производственных задач без нарушения ритмичности процессов, весьма не велики по сравнению с возможностями, обеспечиваемыми клиент-серверными платформами автоматизации.

2. Существующее различие критериев оперативного управления процессами в субподрядных и генподрядных компаниях. Критерием оперативного управления генподрядчиками являются требования календарного плана возведения объекта. Критерием оперативного управления субподрядчика - текущие ограничения в возможностях хозяйствования. Различие критериев оперативного управления в субподрядных и генподрядных фирмах выражается в различии задач управления, условий и методов их решения. Основной задачей генподрядчиков на этапе подготовки договорной и / или тендерной документации является возможно более точное календарное планирование, распределение потребности в ресурсах на длительные периоды, а на этапе оперативных периодов производства СМР - контроль выполнения графика субподрядчиками и своими службами. Основной задачей субподрядных фирм, функционирующих в условиях директив генподрядчика, является оперативное планирование и контроль затрат, определяемых текущими потребностью производства, производительностью служб и возможностями хозяйствования.

3. При оперативном управлении активно используется функция денег как «средства обращения данных о номенклатуре, объемах, периодах и производственных организационно-технологических параметрах затрат ресурсов».

4о| -

Указанные различия задач управления определяют различие прежде всего архитектур хранения, а также алгоритмов обработки данных затрат ресурсов, что и влияет в конечном счете на эффективность использования той или иной платформы автоматизации информационного обмена.

Основными эксплуатационными характеристиками программного обеспечения решения задачи организации комплекса процессов авторы считают: наглядность (с точки зрения решения задачи организации процессов) интерфейса и структуры хранения данных, надежность, простоту, дешевизну и удобство эксплуатации, скорость доступа и обработки данных, универсальность (многозадачность, определяемая схемами рис. 1 и 2) алгоритмов, гибкость (работоспособность в измененных режимах функционирования при рассогласовании процессов), интегрируемость с другими программами, обеспечение конфиденциальности данных. Результаты анализа доступных платформ автоматизации по предъявленным требованиям и с учетом различия задач управления генподрядных и субподрядных фирм приведены в таблице. Приоритетность (+/-) в таблице расставлена с точки зрения эффективности платформы для решения задач автоматизации оперативного управления, приведенных ниже.

Основными проблемными задачами автоматизации управления при реализации предприятием генподрядной функции являются:

1) формирование достоверных и актуализация внутренних нормативов планирования на виды работ (строительных и проектных); 2) структурирование объекта по частям сооружения и субподрядчикам; 3) калькуляция затрат; 4) календарное планирование (КП) поставок, автоматический выпуск объектных форм сбора отчетности о затратах

^^^^^^^^^^^^^ 42015

Научно-технический и производственный журнал

-------ЖИЛИЩНОЕ ---

строительство

Organization of construction works

Требование к платформе автоматизации Платформа автоматизации

MSEXCEL 1C, бухгалтерия, MS Project (файл-сервер) Реляционные локальные базы данных (файл-сервер) MS SQL server (клиент-сервер)

Наглядность архитектуры хранения данных ++ +/- - -

Простота эксплуатации ++ +/- - -

Надежность ++ +/- +/-

Скорость автоматической обработки данных - - +/- +++

Скорость поиска данных (эффективность интерфейса и навигации) ++ + - -

Конфиденциальность ++ +/- - -

Универсальность(многозадачность) ++ +/- +/-

Работоспособность в нештатных режимах ++ - -

Интегрируемость с другими программами + +/- +/-

Стоимость разработки и эксплуатации ПО ++ +/- - -

ресурсов; 5) автоматическое ведение балансов затрат ресурсов по объектам и по фирме в целом; 6) автоматический пообъектный контроль выполнения графиков: финансирования; выполнения объемов работ за период продвижения работ с начала строительства объекта в денежном и натуральных измерителях; производства в целом; 7) диспетчерское управление поставками МТР и распределение рабочих и техники по объектам; 8) своевременное формирование достоверной статистики ТЭП завершенных объектов; 9) автоматическое формирование и печать заполненных форм: распоряжений диспетчерского управления, бланков объектных заявок на МТО и кадры рабочих, аналитических отчетов контроля отклонений данных и параметров затрат ресурсов от требований КП.

Основными проблемными задачами автоматизации управления при реализации субподрядной функции являются:

1. Экспресс-расчет затрат ресурсов, срока и цены договора в условиях недостаточности проектной документации.

2. Формирование спецификаций и заявок на МТО объектов.

3. Обработка заявок с формированием заказов поставщикам.

4. Ведение расширенных табелей производственных обстоятельств и затрат рабочего времени инженерно-технических работников и рабочих, формирование обоснования и начисления зарплаты, обоснование источников финансирования выплаты вознаграждений.

5. Оперативное отнесение затрат ресурсов на объекты раздельного финансирования и бухгалтерского учета при едином строительном адресе (объекте управления).

6. Расчет текущих балансов затрат ресурсов как объектов управления, так и предприятия.

7. Адресность и персонификация данных затрат ресурсов.

Примечание. Приведенные выше проблемные задачи

автоматизации сгруппированы по признакам генподрядной и субподрядной функции условно, так как на практике имеет место смешение и перераспределение указанных задач.

Основная функционально-технологическая задача автоматизации - снижение трудоемкости документирования и информационного обмена, а также контроля этапов решения вышеперечисленных задач до уровня трудоемкости интерпретации результатов автоматической обработки данных, представленных в интерфейсе реализации задач ген-подрядной или субподрядной функции.

Основными методическими задачами автоматизации являются:

4'2015 ^^^^^^^^^^^^^

- формирование набора параметров данных затрат ресурсов;

- формирование архитектуры хранения данных;

- формирование набора и структуры алгоритмов обработки данных и параметров затрат ресурсов

- формирование интерфейса ввода/представления данных, соответствующего критериям и задачам управления при реализации генподрядной или субподрядной функций;

- автоматические алгоритмические преобразования параметров и данных затрат и состояния ресурсов в параметры протекания функциональных и технологических процессов предприятия;

- автоматические алгоритмические преобразования параметров протекания технологических и функциональных процессов в показатели конкурентоспособности компании и значения ее организационных характеристик.

Главной организационной задачей автоматизации управления является создание информационной среды, в которой автоматически выявляются нарушения и их причины, что позволяет без дополнительных распоряжений своевременно сглаживать или предотвращать их последствия заинтересованными или ответственными исполнителями.

Выводы.

1. Установлено различие задач и критериев оперативного управления предприятием при реализации генподрядной или субподрядной функций в ходе выполнения строительно-монтажных работ.

2. Выбор платформы автоматизации оперативного управления зависит от соотношения задач генподрядной или субподрядной функций, решаемых на предприятии. Для оперативного управления при реализации субподрядной функции наиболее подходящей является платформа OLE автоматизации «файл-сервер», а при реализации ген-подрядной функции - платформа «клиент-сервер»: локальных реляционных баз данных, или SQL сервер.

3. Программное обеспечение автоматизации оперативного управления должно быть направлено на решение задачи организации единого комплекса строительных и обеспечивающих процессов, т. е. координировать технологическое и функциональное содержание указанных процессов посредством алгоритмической обработки текущих значений данных и параметров затрат ресурсов.

4. Интерфейс и алгоритмы ввода/обработки данных затрат ресурсов должны соответствовать задачам и критериям управления при реализации генподрядной или субподрядной функций предприятия.

- 41

Организация

строительного производства

------ЖИЛИЩНОЕ ---

строительство

Научно-технический и производственный журнал

Список литературы

1. Шаленный В.Т., Папирнык Р.Б. Повышение технологичности проектных решений монолитных и сборно-монолитных зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2010. № 2. С. 19-21.

2. Хромец Ю.Н., Гелайко В.Б. Выбор рациональных проектных решений с учетом затрат на эксплуатацию зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2008. № 4. С. 40-42.

3. Еремеев П.Г. Научно-техническое сопровождение при проектировании, изготовлении и монтаже металлоконструкций // Монтажные и специальные работы в строительстве. 2007. № 3. С. 28-42.

4. Тихонов И.Н. Принципы расчета прочности и конструирования армирования балок перекрытий зданий из монолитного железобетона для предотвращения прогрессирующего разрушения // Жилищное строительство. 2013. № 2. С. 40-45.

5. Сокольников В.В. Моделирование обеспечения качества строительно-монтажных работ и организационного развития строительного предприятия // Жилищное строительство. 2013. № 5. С. 42-49.

6. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Киселева Ю.А. Особенности системы контроля качества высокопрочных бетонов // Строительные материалы. 2012. № 2. С. 63-68.

References

1. Shalennyj V.T., Papirnyk R.B. Increase of technological effectiveness of design solutions of monolithic and combined and monolithic buildings and constructions. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitelstvo. 2010. No. 2, pp. 19-21. (In Russian).

2. Hromec Ju.N, Gelajko V.B. Choice of rational design decisions taking into account costs of operation of buildings. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitelstvo. 2008. No. 4, pp. 40-42. (In Russian).

3. Eremeev P.G. Scientific and technical maintenance at design, production and installation of a metalwork. Montazhnye i specialnye raboty v stro'telstve. 2007. No. 3, pp. 28-42. (In Russian).

4. Tikhonov I.N. The principles of calculation of durability and designing of reinforcing of beams of overlappings of buildings from monolithic reinforced concrete for prevention of the progressing destruction. Zhilishchnoe Stroitelstvo [Housing Construction ]. 2013. No. 2, pp. 40-45. (In Russian).

5. Socolnikov V. V. Modeling of ensuring quality of installation and construction works and organizational development of the construction enterprise. Zhilishchnoe Stroitelstvo [Housing Construction]. 2013. No. 5, pp. 42-49. (In Russian).

6. Kapriyelov S.S., Sheynfeld A.V., Kiselyova Yu.A. Features of the monitoring system of quality of high-strength concrete. Stroitelnye Materialy [Construction Materials]. 2012. No. 2, pp. 63-68. (In Russian).

Шестая международная научно-техническая конференция «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ

И ВЕНТИЛЯЦИИ»

Посвящается 70-летию Победы в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.

Организатор конференции:

ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ) при участии Научно-исследовательского института строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН)

Дата проведения конференции: 25-27 ноября 2015 г.

В рамках конференции предполагается проведение открытого конкурса на лучшую научно-исследовательскую работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых (в возрасте до 30 лет). Соответствующий доклад должен быть подготовлен без соавторства старших по возрасту сотрудников, за исключением научного руководителя конкурсанта. Другие условия конкурса будут сообщены дополнительно.

Место проведения: Москва, Ярославское ш., д. 26, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет»

К участию в конференции приглашаются преподаватели, студенты, аспиранты, докторанты и сотрудники вузов, научно-исследовательских и производственных организаций из Российской Федерации и других стран.

Представители Оргкомитета:

директор ИИЭСМ МГСУ, доц., к.т.н. Лушин Кирилл Игоревич; проф., к.т.н. Махов Леонид Михайлович; руководитель ЦНПД ИИЭСМ МГСУ Латушкин Алексей Петрович; преподаватель кафедры ОиВ Усиков Сергей Михайлович.

Тел. +7 (499) 188 36 07 E-mail: [email protected]

О намерении участвовать в конференции в качестве докладчика или участника просьба сообщить в Оргкомитет по E-mail до 1 мая 2015 г.

42| 4 2015