CC BY
137
ВЕСТНИК
МГСУ-
10/2013
ЭКОНОМИКА, УПРАВЛЕНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
УДК 658.51
А.О. Адамцевич, А.П. Пустовгар
ФГБОУВПО «МГСУ»
ОПТИМИЗАЦИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ МОНОЛИТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Проанализированы современные тенденции развития монолитного строительства и предложен комплексный подход к оптимизации строительного производства, основанный на организации адаптивного управления производственными процессами с учетом мониторинга и оперативного анализа влияния внешних воздействий на рассматриваемую производственную систему.
Ключевые слова: производственный процесс, монолитное строительство, организация производства, управление процессами, оптимизация организации, мониторинг
Необходимость возведения объектов различного функционального назначения, требующих индивидуальных архитектурных и уникальных конструктивных решений, в последние десятилетия привела к смещению приоритета строительной отрасли России от использования сборного железобетона к повсеместному внедрению технологии монолитного строительства. Данный вид строительного производства является основной областью применения бетона в качестве конструкционного материала во всем мире [1, 2].
В России также наблюдается положительная динамика роста производства товарного бетона, что подтверждает наличие тенденции к планомерному увеличению доли монолитного строительства как в сфере промышленного строительства, так и в гражданском домостроении (рис. 1).
60
3 50
о
40
св X
н о Ч О я эт
к о а к
<и \о О
30 -
20 -
10
тренда
рносты >
и К2 = ( 1,8047
0
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Год
Рис. 1. Динамика производства бетона для монолитного строительства в России по данным [2, 3]
Подобная тенденция привела к тому, что доля монолитного бетона и железобетона, производимых на территории нашей страны, уже вплотную приблизилась к аналогичным показателям лидирующих в экономическом и промышленном плане стран (рис. 2) [2].
Рис. 2. Доля монолитного бетона и железобетона от общего объема бетонных конструкций, производимых в различных странах
Монолитное строительство в России сегодня развивается по пути интенсификации производства за счет совершенствования организационных и технологических решений, нацеленных на сокращение срока выпуска готовой продукции при обеспечении ее высокого качества и эффективного использования всех видов ресурсов, вовлеченных в производственный процесс [4]. Так, достигнутые результаты в области внедрения поточных методов производства, снижения трудоемкости работ и увеличения интенсивности труда создали высокий потенциал для возведения объектов в монолитном исполнении со скоростью, сопоставимой с использованием технологии сборного железобетона.
Несмотря на это, анализ различных ситуаций, возникающих в ходе возведения объектов из монолитного железобетона, показывает, что в большинстве случаев фактические сроки завершения инвестиционного периода для подобных проектов оказываются значительно выше плановых, что крайне негативно сказывается на себестоимости строительного производства. Характерной чертой монолитного строительства является тот факт, что подобная ситуация может наблюдаться даже при высоком уровне общей организации, когда выполняются условия непрерывности поставок материалов, высокой степени механизации работ и планового обеспечения производственного процесса квалифицированными трудовыми ресурсами.
Проведенный в ходе исследования всесторонний анализ предметной области организации строительства [3—13] показал, что существенным недостатком современных подходов к организации строительного производства в случае монолитного строительства является излишняя консервативность методов и средств управления производственными процессами, не обеспечивающая должной скорости принятия управленческих решений в случае возникновения отклонений при производстве отдельных работ. Наиболее явно данная
ВЕСТНИК лтчпл'».
10/2013
проблема проявляется для отклонений, вызванных нестабильным состоянием окружающей среды, в которой осуществляется изготовление конечной строительной продукции. К таким отклонениям относятся проблемы несоответствия эксплуатационных характеристик конструкций проектным требованиям, снижение скорости набора бетоном распалубочной и проектной прочности, а также повышенное трещинообразование бетона по причине неучтенных или несвоевременно учтенных изменений фактического режима его выдерживания на строительной площадке. Данные отклонения вызывают увеличение технологических ожиданий или приводят к необходимости выполнения трудоемких работ, нацеленных на их устранение, что, так или иначе, противоречит принципам интенсификации строительного производства.
Поэтому в современных условиях монолитного строительства, характеризующихся освоением технологий всесезонного скоростного производства работ, остро стоит вопрос необходимости преобразований в части организации управления производственными процессами изготовления монолитных конструкций за счет совершенствования методов выработки и реализации управленческих решений, повышающих устойчивость производства к внешним возмущениям. В связи с тем, что результат принятия таких решений представляет собой ответную реакцию субъекта управления на объект управления при возникновении возмущения, способного нарушить устойчивость функционирования производственной системы или отдельных ее элементов, за основной критерий оценки эффективности решения целесообразно принять его «оптимальность», которая отражает фактическое отклонение состояния производственной системы в случае применения управляющего воздействия от оптимального состояния по заданному критерию оценки. В условиях жестких требований к обеспечению непрерывности производственного цикла, предъявляемых к организации производственных процессов монолитного строительства, а также с учетом высокой сложности осуществления переделок в работе, оптимальными решениями могут быть лишь те решения, для которых помимо адекватности возникшей ситуации обеспечивается также высокая оперативность их выработки и реализации.
Таким образом, повышение эффективности организации производства в монолитном строительстве может быть достигнуто при развитии методов адаптивного управления, обеспечивающих высокую оперативность контроля, планирования и регулирования рассматриваемого процесса в каждый момент времени с учетом комплексного анализа фактического состояния производственной системы и воздействия на нее внешних факторов. Данный подход требует организации эффективной прямой и обратной связи между объектом и субъектом управления, где под прямой связью понимается поток информации о необходимых воздействиях на объект управления, а под обратной связью — поток информации о его текущем состоянии и внешних воздействиях.
Обеспечение субъекта управления актуальной информацией о функционировании рассматриваемой производственной системы, включающей сведения о событиях и явлениях, происходящих как внутри нее, так и во внешней среде, а также возможность эффективного использования полученной информации требует комплексного подхода к организации процесса управления, основанного на следующих принципах:
выявление критериев для эффективной комплексной оценки состояния производственной системы, отражающих как ее внутреннее состояние, так и степень воздействия на нее внешних возмущений;
развитие методов и средств оперативного мониторинга состояния возводимых конструкций с учетом выбранных критериев;
развитие методов построения ситуационных моделей функционирования рассматриваемой производственной системы, включающих задачи имитационного моделирования процессов структурообразования бетона с учетом воздействия внешних возмущений;
развитие методов информационно-аналитической поддержки принятия управленческих решений на основе автоматизации обработки информации, получаемой в ходе мониторинга, и анализа возможных вариантов управляющих воздействий на основе имеющихся ситуационных моделей состояния системы.
Принципиальная структурная схема организации управления производственными процессами монолитного строительства, разработанная с учетом перечисленных требований, приведена на рис. 3.
Рис. 3. Принципиальная схема оптимизации организации управления производственными процессами монолитного строительства
В случае реализации данной схемы для организации процесса управления производством бетонных и железобетонных конструкций при монолитном строительстве актуальной задачей является разработка решений, обеспечивающих возможность:
моделирования процесса структурообразования бетона в различных режимах твердения;
оперативного температурно-прочностного мониторинга возводимых конструкций и тепловлажностных параметров окружающей среды в реальном масштабе времени;
информационно-аналитической обработки данных мониторинга и интерактивной поддержки принятия решений в системе оперативного управления, позволяющих снизить загрузку управляющего персонала и одновременно повысить оптимальность принимаемых решений.
ВЕСТНИК AtM-iMt.
10/2013
Библиографический список
1. Li Qingbin, Li Shuguang, Chen Gaixin. Concrete Construction Industry (CBM-CI) // CBM-CI International Workshop. Karachi. 2012. pp. 119—128.
2. Строительство и реконструкция зданий и сооружений городской инфраструктуры. Том 1. Организация и технология строительства / под общ. ред. В.И. Теличенко. М. : Из-во АСВ, 2009. 520 с.
3. Олейник П.П. Организация строительного производства. М. : Из-во АСВ, 2010. 576 с.
4. Зиневич Л.В., Галумян A.B. Некоторые организационно-технологические особенности современного скоростного монолитного домостроения // Вестник МГСУ 2009. № 1 (спецвыпуск). С. 29—30.
5. Амбарцумян С.А., Мартиросян А.С., Галумян А.В. Нормы выполнения опалубочных работ при скоростном монолитном домостроении // Промышленное и гражданское строительство. 2009. № 2. С. 39—41.
6. Волков А.А. Комплексная безопасность условно-абстрактных объектов (зданий и сооружений) в условиях чрезвычайных ситуаций // Вестник МГСУ 2007. № 3. С. 30—35.
7. Волков А.А. Основы гомеостатики зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2002. № 1. С. 34—35.
8. Волков А.А. Интеллект зданий. Ч. 1 // Вестник МГСУ. 2008. № 4. С. 186—190.
9. Волков А.А., Лебедев В.М. Проектирование системоквантов рабочих операций и трудовых строительных процессов в среде информационных технологий // Вестник МГСУ. 2010. № 2. С. 293—296.
10. Волков А.А. Системы активной безопасности строительных объектов // Жилищное строительство. 2000. № 7. С. 13.
11. Волков А.А. Интеллект зданий. Часть 2 // Вестник МГСУ. 2009. № 1. С. 213—216.
12. Волков А.А. Иерархии представления энергетических систем // Вестник МГСУ 2013. № 1. С. 190—193.
13. Волков А.А., Пихтерев Д.В. К вопросу об организации информационного обеспечения строительного объекта // Вестник МГСУ. 2011. № 6. С. 460—462.
Поступила в редакцию в октябре 2013 г.
Об авторах: Адамцевич Алексей Олегович — младший научный сотрудник НИИ строительных материалов и технологий, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129332, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8(495)656-14-66, [email protected];
Пустовгар Андрей Петрович — кандидат технических наук, доцент, директор НИИ строительных материалов и технологий, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129332, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8(495)656-14-66, [email protected].
Для цитирования: Адамцевич А.О., Пустовгар А.П. Оптимизация организации производственных процессов монолитного строительства // Вестник МГСУ. 2013. № 11. С. 242—248.
A.O. Adamtsevich, A.P. Pustovgar
OPTIMIZATION OF PROCESS ORGANIZATION IN MONOLITHIC CONSTRUCTION
Nowadays in Russian Federation there is a growing demand for monolithic construction. Monolithic construction technology is developing to meet the requirements, such as reduction of construction time and improvement of the quality of the structures.
Analysis of different situations that arise on construction sites shows a number of usual problems: increased construction period, increased cost, etc.
Possible reason of this problem can be in using outdated approaches to the control of monolithic construction processes. Such approaches do not take into account deviations due to the abrupt changes caused by external influence of the environment. And it can lead to increase in technological expectations or increase in labor costs for eliminating these deviations.
This article presents an approach, which helps to increase the efficiency of process organization in monolithic construction by means of adaptive control and operative control in real time.
This approach is based on the methods of operative monitoring and processing of information about the state of the production system at any given time. In this paper organizational scheme for combining different production and control processes was developed, which is based on the following principles:
Choice of criteria for comprehensive assessment of a production system, that reflect both internal state and external disturbances;
Development of the methods and means of operational monitoring of the structures (includes previously selected criteria);
Development of the methods of constructing situation models of the production system functioning (including modeling the hydration process of concrete and the influence of external factors on this process).
Development of the methods of research and information decision support based on automated processing of information, obtained in the course of monitoring, and on the analysis of available options of controlling actions.
Key words: production process, monolithic construction, process organization, control, optimization, monitoring.
References
1. Li Qingbin, Li Shuguang, Chen Gaixin. Concrete Construction Industry (CBM-CI). CBM-CI International Workshop. Karachi. 2012, pp. 119—128.
2. Telichenko V.I., editor Stroitel'stvo i rekonstruktsiya zdaniy i sooruzheniy gorodskoy infrastruktury. Tom 1. Organizatsiya i tekhnologiya stroitel'stva [Construction and Reconstruction of Buildings and Structures of Urban Infrastructure. Vol. 1. Organization and Technology of Construction]. Moscow, ASV Publ., 2009, 520 p.
3. Oleynik P.P. Organizatsiya stroitel'nogo proizvodstva [Organization of Construction Production]. Moscow, 2010, 576 p.
4. Zinevich L.V., Galumyan A.B. Nekotorye organizatsionno-tekhnologicheskie osoben-nosti sovremennogo skorostnogo monolitnogo domostroeniya domostroyeniya [Some Organizational and Technological Features of Modern High-speed Monolithic Housing]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2009, no. 1, pp. 29—30.
5. Ambartsumyan S.A., Martirosyan A.S., Galumyan A.V. Normy vypolneniya opaluboch-nykh rabot pri skorostnom monolitnom domostroenii [The Norms of Formwork Operations in High-speed Monolithic Housing Construction]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 2009, no. 2, pp. 39—41.
6. Volkov A.A. Kompleksnaya bezopasnost' uslovno-abstraktnykh ob"ektov (zdaniy i sooruzheniy) v usloviyakh chrezvychaynykh situatsiy [Integrated Safety of Conditionally Abstract Objects (Buildings and Structures) in Emergency Situations]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2007, no. 3, pp. 30—35.
7. Volkov A.A. Osnovy gomeostatiki zdaniy i sooruzheniy [Fundamentals of Homeostatic Buildings and Structures]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and civil Engineering]. 2002, no. 1, pp. 34—35.
8. Volkov A. Intellekt zdaniy. Chast' 1 [Intelligence of Buildings. Part 1]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2008, no. 4, pp. 186—190.
BECTHMK ,n;on<n
10/2013
9. Volkov A.A., Lebedev V.M. Proektirovanie sistemokvantov rabochikh operatsiy i tru-dovykh stroitel'nykh protsessov v srede informatsionnykh tekhnologiy [Designing of the System Quanta of Working Operations and Labor Building Processes in the IT environment]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2010, no. 2, pp. 293—296.
10. Volkov A.A. Sistemy aktivnoy bezopasnosti stroitel'nykh ob"ektov [Active Safety Systems of Construction Sites]. Zhilishchnoe stroitel'stvo [House Construction]. 2000, no. 7, p. 13.
11. Volkov A.A. Intellekt zdaniy. Chast' 2 [Intelligence of buildings. Part 2]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2009, no. 1, pp. 213—216.
12. Volkov A.A. Ierarkhii predstavleniya energeticheskikh sistem [Hierarchies of Description of Energy Systems]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2013, no. 1, pp. 190—193.
13. Volkov A.A., Pikhterev D.V. K voprosu ob organizatsii informatsionnogo obespech-eniya stroitel'nogo ob"ekta [On the Issue of Arrangement of Information Support of a Construction Facility]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2011, no. 6, pp. 460—462.
About the authors: Adamtsevich Aleksey Olegovich — Junior Researcher, Research Institute of Construction Materials and Technologies, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; [email protected], +7(495)656-14-66;
Pustovgar Andrey Petrovich — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, head, Research Institute of Construction Materials and Technologies, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; [email protected]; +7(495)656-14-66.
For citation: Adamtsevich A.O., Pustovgar A.P. Optimizatsiya organizatsii proizvodstven-nykh protsessov monolitnogo stroitel'stva [Optimization of Process Organization in Monolithic Construction]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2013, no. 10, pp. 242—248.
