CC BY
18Волков А. А., советник РААСН, д-р техн. наук, профессор, Московский государственный строительный университет Лебедев В.М., канд. техн. наук, доцент, докторант МГСУ Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАДЕЖНОСТЬ УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ СТРОИТЕЛЬСТВА
По определению академика А. А. Гусакова [1]:
«Надежность организационно-технологическая (ОТН) — способность организационных, технологических, управленческих экономических решений обеспечивать достижение заданного результата строительного производства в условиях случайных возмущений, присущих стр оительству как сложной вероятностной системе».
Надежность строительного процесса — свойство сохранять работоспособность на протяжении заданного периода. Количественные характеристики надежности строительного процесса определяются надежностью совместного функционирования составляющих элементов: технических средств (ТС), трудовых ресурсов (ТР), материальных элементов (МЭ).
Надежность элемента строительного процесса по критерию времени характеризуется коэффициентом готовности (Кг. э.), определяемым отношением времени безотказной работы элемента ко времени выполнения процесса по формуле:
Кгэ=То/(То+Тв),
(1)
где То - время наработки на отказ; Тв - время восстановления.
Соединение элементов строительного процесса в
смысле надежности принимается последовательным, т.е. отсутствие или сбои одного из элементов приводят к остановке или сбоям в выполнении процесса (рис. 1). В производственных системах, состоящих из последовательно соединенных п элементов надежность Я выражаются формулой:
Я
Я,Я2Я3...Я„ = ПЯ,
(2)
где Я - надежность г-го элемента производственной системы.
Эта формула называется часто законом произведения надежности [1, 3].
Ш—Ш—Ш—Ш—ш
Рис. 1. Схема надежности строительного процесса: ФР - фронт работ; ТС - технические средства;
МЭ - материальные элементы; ТР - трудовые ресурсы;
СПр - строительный процесс
Надежность строительного процесса характеризуется коэффициентом готовности (Кг. пр.) определяемым по формуле:
Кг. пр.=Кг фр*Кг.т.с*Кг.м.э.*Кг.т.р, (3) где (Кг фр), (Кг.т.с), (Кг.м.э.), (Кг.т.р) - соответственно ко-
посл
2008, № 4
Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова
эффициенты готовности фронта работ, технических средств, материальных элементов, трудовых ресурсов.
Строительные системы значительно сложнее технических систем. Главной отличительной особенностью строительных систем является их организационный характер, объединение в производственном процессе не только технических систем (конструкций, зданий, машин), но и социологических систем (рабочих, бригад, ИТР).
Взаимодействие этих систем между собой и с внешней средой носит вероятностный характер [1]. Строительное производство это сложная человеко- машинная система. Наличие в системе строительного производства одушевлённого элемента трудовых ресурсов превращает её в саморегулирующуюся и самоорганизующуюся и делает возможным применение общей теории функциональных систем для решения актуальных проблем, в т.ч. определения и обеспечения ОТН.
Понятия и методы математической теории надежности, разработанные для радиоэлектроники, автоматики и других систем со стационарными режимами [2] не учитывают механических, физических, организационных, технологических, экономических и других явлений, определяющих причины отказов и надежность систем, а также не учитыв ают в ажную в экономическом и техническом смысле дифференциацию таких отказов, как отклонение параметров системы от проектных значений, временные и самоустраняющиеся нарушения работы системы («сбои»), с одной стороны, и полный выход системы из строя - с другой. Все отказы носят случайный характер, поскольку вызываются влиянием случайных факторов. Для систем строительного производства характерными являются не полные отказы, а частичные (сбои), которые самоустраняются в процессе непрерывного функционирования системы [1, 3].
Надежность, как одно из базовых понятий кибернетики требует уточнения с позиции общей теории систем. Оценка надежности может быть проведена только по результату деятельности системы, которая могла быть сколько угодно ненадёжной. Более того, практика показывает, что надежность результата обычно достигается за счет пластичности, гибкости перестройки, т.е. ненадежности системы. Поэтому под оценкой надежности системы надо понимать оценку надёжности достижения результата [1, 3].
В системах строительного производства основной принцип кибернетики и теории функциональных систем - обратная связь - использовался для учета и обобщения опыта строительства, что малоэффективно вследствие быстрого «старения» и большого запаздывания обратных сигналов этого опыта. Математическое моделирование позволяет в основу организационно- технологического проектирования положить модели адекватные строительному производству. Благодаря этим моделям с помощью ЭВМ в ускоренном масштабе времени может быть эффективно использован принцип обратной связи и на его основе выявлены зависимости
организационно-технологических параметров строительства от уровня надежности, установлены граничные значения параметров, обеспечивающие заданный уровень надежности и т.д. [1, 3].
Детерминированный подход, предполагающий полную определённость и неизменность принимаемых проектных решений, был приемлем ранее в силу относительной простоты организации строительного производства. Усложнение строительных систем затрудняет применение аналитических детерминированных методов для исследов ания организационно -технологических решений и проектирования организации и управления строительством объектов и комплексов, поскольку как отмечает Н.П. Бусленко, предсказание поведения сложной системы может иметь только в рамках вероятностных теорий [4], т.е. для ожидаемых событий могут быть указаны лишь вероятности их наступления.
В строительном производстве жизненный цикл проекта осуществляется ритмичным выполнением систе-моквантов различных уровней иерархии целей (результатов). Чем более детально проведена системотехническая подготовка строительного производства, т.е. выявлена наиб ольшая часть систем окв антов, раб отающих на получение результата (строительной продукции), тем выше организационно-технологическая надежность. Это говорит о том, что формальное применение математической теории надежности становится практически неприемлемым к человеко-машинной системе строительного производства, так как дает нулевую надежность.
На практике оценка надежности системы строительного производства осуществляется по итоговому результату, который достигается, как правило, за счет пластичности, гибкости настройки при активном положительном воздействии человека на систему.
Последовательность выполнения системоквантов промежуточных целей, сознательный поиск освободившимися трудовыми ресурсами новых фронтов работ с открытием и использованием следующих системоквантов делает систему строительного производства динамичной, саморегулирующейся и самоуправляемой (рис.2) [5].
Задача организационно - технологического проектирования поточного строительства и внедрения его при производстве СМР состоит в своевременном выявлении системоквантов, беспрепятственном скоординиро-в анном движении исполнителей, о беспеченных материально-техническими ресурсами, по свободным фронтам работ для изготовления строительной продукции соответствующих иерархических целей от многих низших к одной высшей - сдаче строительного объекта заказчику [6].
Для строительных организаций сдача объекта является завершением жизненного цикла раздела проекта -строительное производство, проведение взаиморасчетов с заказчиком и соисполнителями и вступление в новую фазу своей жизнедеятельности - осуществление строительства следующих объектов.
Рис . 2.Функциональная схема выполнения системоквантов строительного производства
ЛИТЕРАТУРА
1. Гусаков А.А. Организационно-технологическая надёжность строительного производства (в условиях автоматизированных систем проектирования). М. Стройиздат, 1974, 252с.
2. Окороков В.Р. Надёжность производственных систем. Издательство Ленинградского университета, 1972.- 168с.
3. Гусаков А.А., Гинсбург А.В. и др. Организационно-тех-
нологическая надёжность строительства. М.: 8УЯ-Аргус, 1994.- 472с.
4. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем, - М.: Наука, 1978. - 400с.
5. Информационные модели функциональных систем /под ред. К.В.Судакова и А.А.Гусакова. - М.Фонд «Новое тысячелетие», 2004. -304с.
6. Лебедев В.М. Функционально - системное проектирование поточного строительства: монография /В.М.Лебедев. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2007. - 216с.
