CC BY
40
УДК 351(075.8), 351.86
В.А. Седнев, А.В. Баринов, А.В. Смуров, А.П. Бакуров ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТ МОНТАЖА ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И СТРУКТУРЫ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ПРИ СОЗДАНИИ (МОДЕРНИЗАЦИИ, ВОССТАНОВЛЕНИИ) ОБЪЕКТОВ
Разработаны предложения, позволяющие уже на этапе проектирования (создания, модернизации, восстановления) технических систем различных объектов определить потребность в основных и вспомогательных средствах, стоимость системы и монтажных работ (не дожидаясь решения по проекту) и повысить их эффективность. Такой подход позволит дать количественную оценку снижения трудоемкости и экономии изделий в зависимости от объекта и выполняемых на нем работ, систематизировать их и, внедряя новые методы и технологии, распределить работы, оптимизировав тем самым монтажные подразделения.
Ключевые слова: объект экономики, техноценологические модели, структура работ, удельная трудоемкость вида работ, резерв эффективности.
V. Sednev, A. Barinov, A. Smurov, A. Bakurov OFFERS TO INCREASE EFFECTIVENESS OF WORKS OF ASSEMBLING OF TECHNICAL SYSTEM AND STRUCTURE OF SUBDIVISIONS UNDER CREATION (MODERNIZATION, RESTORATION) OF OBJECTS
The offers allowing at the stage of projecting (creation, modernization, restoration) of technical systems of different objects to determine the necessity in the core and supplements means, the cost of the system and the assembling works (without waiting the decision on the projects) and to increase the effectiveness. This approach allows performing the quantity assessment of lowering the labour-output ratio and saving of products depending on the objects and the works carrying out, systemizing them, and launching the new methods and technologies allocating the works thus optimized the assembling subdivisions.
Key words: economy object, techno-cost models, structure of works, unit man-hours of type of work, reserve of effectiveness.
Анализ проектных решений, заложенных в стационарные объекты (экономики, жизнеобеспечения), показал, что в процессе их эксплуатации возникает необходимость в переделах существующих технических систем, в доукомплектовании их дополнительными средствами, неучтенными документацией, в результате около 20% средств, предусмотренных проектом, не используются, а вынужденные усовершенствования системы приводят к увеличению затрат на 2030%. Задача выбора наилучшего варианта технической системы, например, системы электроснабжения (СЭС), и видового состава технических средств систем объекта является многокритериальной, так как к ней предъявляются многочисленные требования экономического, технического и эксплуатационного характера, и все такие факторы, влияющие, например, на электропотребление, заведомо учтены и отражены во временном статистическом графике изменения
параметра. Поэтому встает задача выбора и обоснования такой системы, которая наилучшим образом удовлетворяет всем требованиям.
Многокритериальная оценка таких систем позволяет выявить тенденции в их развитии и обеспечить возможность сравнения конкретных систем.
В настоящее время не существует общепринятых критериев и оценочных шкал для сравнения. Выбор наилучшего варианта реализации - проектные решения, осуществляемые на основе опыта и интуиции проектировщика. Сравнение систем между собой, выбор наилучшего варианта должны осуществляться на основе исследования моделей, описывающих эти системы.
В качестве критерия оптимальности выбирается показатель, характеризующий наиболее важное для объекта свойство системы, в частности, количество электротехнических средств, электропотребление, остальные рассматриваются в качестве ограничений (надежность, стоимость). Однако невозможно выбрать показатель, который мог бы исчерпывающим образом характеризовать качество системы и при этом иметь физический смысл: каждый показатель характеризует систему только с одной стороны, а совокупность всех показателей обладает всей необходимой функциональной полнотой.
Выходом из ситуации является применение методов технического анализа и построение техноценологических моделей анализа закономерностей и оценки перспектив развития систем электроснабжения, отдельных её элементов и показателей. Интенсивное развитие таких методов объясняется рядом причин:
механизм регулирования производства, распределения и потребления ЭЭ характеризуется комплексом централизованных и автономных решений, последствия которых на макроуровне могут быть описаны только как стохастические процессы;
использование техноценологических моделей позволяет проводить содержательный анализ и прогноз развития систем, необходимые на предварительной стадии планирования. Такое использование моделей позволяет определять последствия ряда вариантов развития и одновременно обеспечивает согласованность и увязку исследуемых показателей;
техноценологические модели являются эффективным инструментом контроля за ходом выполнения планов развития. Если заданные извне показатели отличаются от установленного в плане уровня, то на основе модели представляется возможным исчислять ожидаемые значения основных параметров плана;
техноценологические модели отражают в совокупности любые структурные и динамические изменения в системе, что даёт информацию для выработки решений о целесообразных мероприятиях технической политики. При использовании методологии комплексного управления система техноценологических моделей выполняет функции, тождественные экстремальной модели экономического регулирования.
Свойства техноценологических моделей позволяют успешно использовать их в качестве гибкого и эффективного инструмента прогнозирования тенденций. Техноценологические модели допускают варьирование большим числом переменных, на их основе можно прогнозировать как характеристики развития, так и параметры скачков. В отличие от структурных моделей (оптимизационных и др.), они строятся на основе статистической информации временных рядов и не требуют затрат для реализации трудоемких работ, связанных с расчётом на перспективу различных нормативных показателей.
Техноценологические модели можно применять в виде готовых цифровых расчётов по комплексному анализу и прогнозированию тенденций развития СЭС объектов и её элементов, т. е. использовать результаты моделирования; и в качестве методического инструмента для имитационного анализа и многовариантных расчётов, используя техноценологическую модель для дальнейших расчётов. При этом техноценологические модели требуют дальнейшего совершенствования и развития для повышения точности прогнозов, более строгого определения круга показателей и выявления причинно-следственных взаимосвязей между ними, формирования сопоставимых временных рядов за относительно продолжительные интервалы. Для использования моделей требуется преодолеть ряд трудностей методологического и методического характера.
Сложность заключается в том, что параметры уравнений практически полностью меняются с увеличением или изменением исходных динамических рядов, используемых для их построения. Поэтому после каждого шага возникает необходимость в пересчете уравнений модели. Дальнейшее совершенствование техноценологических моделей и методов является важнейшим условием расширения сферы их практического использования, повышения качества и обоснованности прогнозных расчётов. Однако этот недостаток моделирования не следует рассматривать как устранимое явление, поскольку, несмотря на непрерывное совершенствование, ни одна модель не может описать множество неформальных условий. Принятие решений предполагает наличие исходного варианта, который при определенном уточнении может стать плановым заданием. Именно определение исходных вариантов для разработки планов и прогнозов является областью применения техноценологического моделирования.
Рассмотренный аппарат при его корректном использовании наиболее приспособлен для выполнения данных функций, так как применять чисто статистические методы анализа не всегда представляется возможным. Например, при построении моделей прогнозирования возникает необходимость анализа взаимосвязей показателей. Потребность в нем обусловливается тем, что применяемые при построении уравнений методы статистики «нейтральны» по отношению к содержанию показателей. Случайная связь между переменными часто приводит к ложной корреляции: коэффициент корреляции в уравнениях на основе временных рядов несвязанных показателей может быть близок к единице. Таким образом, статистические методы анализа нередко приводят к формальным результатам и не позволяют установить причинные взаимосвязи показателей, а высокий коэффициент корреляции создает видимость связей. Технический анализ позволяет частично устранить эти недостатки.
Таким образом, существующие методы не приспособлены для управления развитием объектов и проведения в них структурных перестроек, развитие же электроэнергетического обеспечения объектов требует устойчивой перспективы развития, которую возможно выработать только на основе надежных прогнозов электроснабжения на всех уровнях. При таком условии не будут допущены просчеты в экономических, технических и технологических стратегиях, например, неверные приоритеты в распределении вложений между подсистемами, переоценка или недооценка резервов. Поэтому необходим комплекс взаимно согласованных и взаимно дополняющих друг друга методов прогнозирования видового состава и электропотребления систем. При этом теорию прогнозирования следует рассматривать в единстве с теорией принятия решений.
Использование прогнозов становится важным элементов в условиях рыночной экономики, затраты на прогнозирование в 10-20 раз меньше доходов, получаемых от использования прогнозов.
Отказ от прогноза равнозначен отказу от поддержания функционирования систем электроснабжения и электроэнергетики в целом. Работы по прогнозированию развития электроэнергетического обеспечения непосредственно связаны с разработкой планов развития экономики и территорий РФ. Разработка этих планов дает возможность изучать и предвидеть степень удовлетворения потребностей в электроэнергии в перспективе, формировать цели и устанавливать этапы их осуществления, сравнивать различные варианты решений. В результате разработки прогнозов заинтересованные органы управления формируют информацию, позволяющую целенаправленно и эффективно воздействовать на процессы, например, электропотребления, обосновывать структурные сдвиги в системах электроснабжения и изменения показателей, согласуясь с реальными возможностями.
Такие разработки могут успешно осуществляться только в результате реализации ценологических моделей, адекватно отражающих закономерности исследуемых процессов, и тенденции изменения параметров во времени. Поэтому одним из главных направлений прогнозирования является использование подходов, связанных с ценологическим моделированием.
Например, при создании (модернизации, восстановлении) технических систем различных объектов, с точки зрения организации выполнения работ, выделяют подготовку, включая материально-техническое обеспечение; организацию работ и структуру подразделений, занимающихся созданием системы, при этом затраты на выполняемые работы (в основном, монтажные) достигают 30-50 % стоимости основных средств, что требует совершенствования методов организации работ. Подготовка работ включает разработку проекта монтажных работ и графиков доставки элементов системы до начала монтажа. Эти составляющие превращают монтаж в непрерывный технологический процесс, требующий постоянных корректив. Для определения необходимых средств пользуются средними нормами, составленными на основе анализа проектов для различных объектов, учитывая их разнородность: одинаковая стоимость работ на разных объектах не означает, что в них будет установлено одинаковое количество низковольтной аппаратуры, трансформаторов и других изделий (отсутствие достоверных данных приводит к избытку (дефициту) видов средств).
СЭС объекта описывается по уровням основными электрическими показателями, распределение же по показателям представляет Н-распределение и для каждого уровня между основными электрическими показателями, технологическими и количеством средств существуют устойчивые корреляционные связи: различают зависимости между электрическими показателями и количеством средств и между количеством средств низшего и высшего уровней системы (или одного уровня). Недостаток информации о составе средств системы при её монтаже аналогичен определению потребности в основных средствах при проектировании системы, так как практически всегда на этапе выполнения работ отсутствует требуемая номенклатура средств. Поэтому задача определения количества средств по прогнозным значениям основных показателей может быть положена в основу информационной базы данных (БД) для задач подготовки работ по монтажу СЭС: основные электрические показатели определяют основные устанавливаемые средства по количеству и мощности основных групп, а выбор выражений для расчётов зависит от исходной информации. Исследования позволят получить корреляционно-регрессионные выражения для основных и вспомогательных средств, для более точного определения потребности в изделиях необходима структурированная по уровням СЭС информационная БД корреляционно-регрессионных моделей,
которая может выступать в качестве эталона для проектируемой (сравниваемой) системы и исключит ошибку: не зная конфигурации системы уже на этапе проектирования можно определить потребность в основных и вспомогательных средствах, стоимость системы и монтажных работ (не дожидаясь решения по проекту) и повысить их эффективность за счет организационно-технических мероприятий. В ходе выполнения работ по созданию СЭС и монтажу её элементов на структуру работ накладывается ограничение в виде устойчивости распределения видов работ по повторяемости: качественная характеристика вида - наименование работы, количественная - удельная трудоемкость (единицы) этой работы:
Ж
"(X) = Ж. (1)
где Wo=W(1) - количество видов, встретившихся в смете один раз; х - непрерывный аналог i=[х]; а - характеристический показатель.
Доказано, что в структуре работ существуют группы, одинаковые для различных объектов. Существующая практика организации работ не предусматривает коэффициентов, учитывающих снижение удельной трудоемкости работ при выполнении одинаковых операций (суммарная трудоемкость не равна сумме трудоемкостей по каждому средству), цены на монтаж электротехнических установок (ЭУ) на единичную выполняемую операцию не предусматривают понижающих коэффициентов, хотя наблюдается снижение удельной трудоемкости при повторении однотипных операций (рис. 1, табл. 1). Снижение удельной трудоемкости выполняемых монтажных работ описывается показателем р:
Туд = ТР (2)
где Туд - удельная трудоемкость вида работ; То - величина трудоемкости первой работы вида работ; х - количество единиц работ вида; Р - показатель интенсивности работ, определяет снижение трудоемкости при выполнении последующих однотипных операций, показатель уровня организации проведения работ.
Освоение персоналом эффективных приемов работы определяется как:
1
1 + а уд + в (3)
Р =
где ауд - удельное значение характеристического показателя по усредненному значению структуры работ; в - коэффициент разновременности выполнения видов работ по объекту. Экспертная оценка р=0,05^0,15, при р=0 снижения удельной трудоемкости вида работ не происходит, поэтому величина суммарной трудоемкости определяется как функция структуры множества работ:
г к
Тс = £ (0 = ТсрЖ0 X X-а-р (4)
где Тс - суммарная трудоемкость по смете работ; Тг - трудоемкость г-го вида работ; Тср -усредненная трудоемкость по всем видам работ; х, к, ^ W(i), Wo - параметры видового распределения.
Рис. 1. Зависимость удельной трудоемкости электромонтажных работ от их объема
Таблица 1
Расценки на монтаж оборудования электротехнических установок
Наименование электрооборудования Затраты
руб.; челч.
Переключатель универсальный, с количеством секций до:
4 0,73 0,5
10 0,36 0,3
16 0,27 0,25
24 0,23 0,21
Как правило, монтажные работы на объекте сводятся к сборке заводских изделий, предварительная же их сборка и увеличение выпуска заготовок обеспечивают экономический эффект: заблаговременная подготовка проводок позволяет выполнить большой объем работ в период подготовки монтажа независимо от готовности сооружений, сокращая время монтажа сетей в них, обеспечивая качество соединений и уменьшая численность задействованного персонала. Создание заготовок снижает трудозатраты на 10-15 % и экономит расход проводов до 10 %, наличие же монтажных мастерских позволяет перенести не менее 30 % объемов работ из зоны создаваемого объекта, в результате объем работ на нем сокращается в 2-2,3 раза, а продолжительность монтажа - в 3-3,2.
Такой подход позволит дать количественную оценку снижения трудоемкости и экономии изделий в зависимости от объекта и выполняемых на нем работ, - это величина резерва эффективности, определяемая показателем р для видов работ, который определяет возможное снижение трудоемкости работ при имеющейся структуре: 40-60 % общего количества видов работ уникальные, требующие квалификации; и 10 % содержит до 60 % всех работ (массовые), устойчивость этой группы позволяет реализовать резерв эффективности при монтаже СЭС несколькими группами одновременно, каждая из которых выполняет определенные виды работ, улучшить их качество, оптимизировать работу и повысить производительность труда до 18-20 %. Использование Н-распределения позволяет дать количественную оценку объемов работ, систематизировать их и, внедряя новые методы и технологии, распределить работы, оптимизировав тем самым монтажные подразделения. Прогнозирование по информационным БД при выполнении
синтеза видовой структуры системы позволяет на стадии проектирования при еще неизвестной схеме электроснабжения определить потребности в составе средств системы, стоимость электрической части и выполняемых работ, величину резерва повышения эффективности работ и оптимальным образом организовать выполнение их. Таким образом:
1. Существующая система работ описывается Н-распределением, что подтверждает возможность ценологического подхода для их управления. Для определения потребности в средствах и изделиях и объемах работ на стадиях проектирования по аналогам и уровням СЭС информационная БД корреляционно-регрессионных моделей позволит ликвидировать дефицит средств (или излишки) и проводить организационно-технические мероприятия, повышая эффективность работ на этапах рассмотрения проектов;
2. В структуре работ устойчиво существуют редко и часто встречающиеся виды работ, устойчивость их видового распределения формализуется значением характеристического показателя в пределах а=0,4-1,0. Суммарная трудоемкость работ снижается при выполнении последующих однотипных операций в зависимости от величины показателя уровня организации работ р=0,05^0,15;
3. Резерв эффективности работ, заложенный в их общей структуре (до 60 %), считается реализованным, если видовое распределение работ соответствует структуре монтажных подразделений. От общего количества видов работ 40-60 % являются редкими, требующими квалификации и 10 % содержит до 60 % массовых работ; устойчивость этой группы позволяет реализовать резерв эффективности за счет рациональной организации, оптимизировав работу на основе критериев Н-распределения.
Литература
1. Кудрин Б. И., Седнев В.А., Воронов С.И. Семнадцать лекций по общей и прикладной ценологии. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - 227 с.
2. Седнев В.А. Техноценологические методы построения и управления развитием многоуровневых систем. Монография. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2008. - 132 с.
3. Седнев В.А. Ценологический подход обоснования и прогнозирования электроэнергетического жизнеобеспечения войск// Электрика.-2007.-№12.
Рецензент: доктор технических наук, профессор Гомонай М.В.
