И оперативного управления строительным производством в условиях неопределенности финансирования дорожных проектов
На правах рукописи
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ
И ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ В УСЛОВИЯХ
НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ФИНАНСИРОВАНИЯ
ДОРОЖНЫХ ПРОЕКТОВ
05.23.11 – проектирование и строительство дорог, метрополитенов,
аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Хабаровск 2011
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Тихоокеанский государственный университет»
| Научный руководитель – Официальные оппоненты – – Ведущая организация – | доктор технических наук, доцент Ярмолинский Владимир Аполенарьевич доктор технических наук, профессор Боровик Виталий Сергеевич кандидат технических наук, доцент Вербицкий Геннадий Марьянович ФКУ «Федеральное казенное управление автомобильных дорог «Дальний Восток» Федерального дорожного агентства» (ФКУ «Дальуправтодор») |
Защита диссертации состоится « 6 » октября 2011 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.294.01 при ФГБОУ ВПО «Тихоокеанский государственный университет» по адресу: 680035, Россия, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136, ауд. 315 л.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Тихоокеанский государственный университет».
Автореферат разослан «____» ____________ 2011 г.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Программой модернизации и развития автомобильных дорог Российской Федерации до 2025 года предусматривается переход дорожного хозяйства России на инновационный путь развития. Эффективность экономического развития, успешная реализация природных, сырьевых и энергосодержащих ресурсов, укрепление межрегионального и международного сотрудничества требуют модернизации существующих транспортных коммуникаций и строительства новых. По уровню развития сети автомобильных дорог с твердым покрытием Дальневосточный федеральный округ (ДФО) в значительной степени отстает от средних показателей по России. Плотность автомобильных дорог с твердым покрытием на 1000 кв. км территории по России составляет 67 км, по ДФО – 7,08 км.
Территориальная удаленность от центральных регионов страны, сложные природно-климатические условия, низкий уровень развития транспортной инфраструктуры, отсутствие единой опорной сети железных и автомобильных дорог приводит к существенной зависимости организационных методов управления строительством автомобильных дорог в Дальневосточном регионе от вышеперечисленных факторов.
Кроме этого, изменились условия распределения заказов на строительство дорожных объектов. Федеральный закон № 94-ФЗ “О размещении заказов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг для государственных и муниципальных нужд” предопределяет правила проведения аукционов на выполнение работ по строительству, реконструкции, капитальному ремонту автомобильных дорог общего пользования.
На стадии проведения аукционов не исключаются ошибки в выборе победителей с точки зрения их возможностей в реализации дорожного проекта, поскольку нет обоснованной методики, которая позволяет осуществлять сравнение претендентов по их научно-техническому потенциалу, качеству выполнения предшествующих проектов, возможности организации собственного подсобного и вспомогательного производства, организационным и другим возможностям.
Основным недостатком существующей системы размещения инвестиционных проектов в дорожном строительстве, особенно на региональном уровне, является разбивка крупных проектов на отдельные участки, отсутствие перспективного планирования на три – пять лет. Понятно, что такое положение обусловлено сложностью формирования региональных бюджетов, но при такой инвестиционной политике подрядным организациям сложно повысить рентабельность производства за счет организации собственной промышленной базы.
Отмеченные обстоятельства обусловливают неопределенность финансирования дорожных объектов. Это не способствует устойчивому развитию производственной базы подрядных организаций и внедрению прогрессивных технологий. В сложившихся условиях большое практическое значение имеют прогрессивные методы организации и оперативного управления строительным производством, позволяющие повысить эффективность использования производственных ресурсов и обеспечить высокое качество работ.
Цель и задачи работы. Цель работы заключается в разработке методики повышения эффективности организации и оперативного управления строительным производством за счет внедрения прогрессивных форм и методов использования производственных ресурсов.
Для достижения указанной цели были определены следующие задачи:
1. Провести исследование инвестиционной политики развития дорожного строительства в Дальневосточном федеральном округе в условиях неопределенности финансирования дорожных проектов.
2. Осуществить статистический анализ эффективности использования дорожно-строительной техники на объектах дорожного строительства.
3. Разработать модель эффективности использования ведущих и вспомогательных машин на объектах дорожного строительства региона и произвести ее вероятностную оценку с учетом заданного уровня риска.
4. Провести корректировку границ доверительных интервалов эффективности использования дорожно-строительной техники, с установлением новых граничных значений интервалов распределения случайной величины эффективности использования основных и вспомогательных машин на объектах дорожного строительства региона из условия обеспечения допустимого риска с заданной доверительной вероятностью.
5. Разработать рекомендации по повышению эффективности оперативного управления производственными ресурсами с учетом обеспечения требуемого качества работ в условиях неопределенности финансирования на объектах дорожного строительства Дальневосточного федерального округа.
Методы исследования основываются на системном подходе, теории вероятностей и математической статистике, аналитических методах теории надежности, вероятностных математических моделях, программных продуктах решения прикладных задач, организационных и управленческих методах повышения эффективности строительного производства в условиях неопределенности его развития.
Научная новизна работы заключается в:
- установлении вероятностных закономерностей эффективности использования техники на объектах дорожного строительства ДФО;
- разработке вероятностной модели повышения эффективности использования ведущих и вспомогательных машин на объектах дорожного строительства региона позволяющей оптимизировать состав и загрузку машино-дорожных отрядов;
- обосновании границ доверительных интервалов эффективного использования техники из условия обеспечения допустимого риска в условиях неопределенности финансирования дорожных проектов;
- разработке методики повышения эффективности комплектования машино-дорожных отрядов и ресурсного обеспечения строительства с учетом требуемого качества дорожно-строительных работ.
Практическая значимость и реализация работы. Разработанные методы позволяют повысить эффективность применения систем организации и оперативного управления строительным процессом в дорожном строительстве. Это подтверждается применением полученных результатов в подразделениях ФГУП “ГУСС “Дальспецстрой” при Спецстрое России”. В частности, внедрение новых организационных принципов управления специализированными дорожными отрядами в Филиале “УПП № 2” Дальспецстроя позволило обеспечить досрочный ввод участка автомобильной дороги “Хабаровск – Лидога – Ванино” с высоким качеством работ. Новые подходы к решению организационных и управленческих задач позволяют оперативно управлять ресурсами подрядных организаций в условиях неопределенности реализации дорожных проектов. Предложенные методы комплектования машино-дорожных отрядов, основанные на вероятностной оценке планируемых объемов работ, позволяют оптимизировать парк дорожных машин. Предложенный механизм анализа эффективности ведущих и вспомогательных машин позволяет оптимизировать состав машино-дорожных отрядов для выполнения технологических процессов с высоким качеством работ. Результаты исследования по применению новых материалов и методов организации и технологии строительного производства внедрены в Стандарт КГУ «Хабаровскуправтодор» СТО 02-2010 «Применение геосинтетических материалов, включаемых в расчет конструкций дорожной одежды и земляного полотна на региональных или межмуниципальных автомобильных дорогах Хабаровского края».
На защиту выносятся:
- вероятностные закономерности распределения эффективности использования техники на объектах дорожного строительства в ДФО;
- вероятностная модель эффективности использования ведущих и вспомогательных машин в составе машино-дорожных отрядов;
- методика корректировки доверительных интервалов эффективного использования дорожной техники с учетом допустимого риска в условиях неопределенности финансирования дорожных проектов;
- методика повышения эффективности комплектования машино-дорожных отрядов и ресурсного обеспечения строительства с учетом требуемого качества дорожно-строительных работ.
Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждается применением современных методов математического анализа, применением программно-аппаратных средств, уровнем сходимости результатов математического моделирования и измерений фактических величин, большим объемом экспериментальных данных, полученных в результате работы филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой». Результаты научных исследований получены с применением методов математического анализа и современных программных продуктов для решения инженерных задач (Excel, Mat lab и др.). Достоверность полученных результатов подтверждена их внедрением в стандарты организации, методические рекомендации и другие документы, направленные на повышение эффективности работы дорожных предприятий региона.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на:
- Региональной научно-технической конференции “Обеспечение качества дорожных работ в соответствии с современными нормами, новыми материалами и технологиями в условиях Дальнего Востока и проблемы поддержания сети дорог в нормативном транспортно-эксплуатационном состоянии”. Хабаровск, Тихоокеанский государственный университет, 2007 год.
- Международной научно-практической конференции “Проблемы инновационного и экономического роста Дальнего Востока России.” Хабаровск, Тихоокеанский государственный университет, 2007 год.
- Региональном научно-практическом семинаре “Опыт применения геосинтетики в дорожном строительстве Дальнего Востока” 18 февраля 2010 года, Хабаровск, Тихоокеанский государственный университет.
- Круглом столе “Дорожное строительство – Дальний Восток” 28 мая 2010 года, Хабаровск, ФГУ ДСД «Дальний Восток».
- Научно-техническом семинаре кафедры “Автомобильные дороги” Тихоокеанского государственного университета, 28 февраля 2011 года.
Личный вклад автора состоит в:
- установлении вероятностных закономерностей и характеристик распределения эффективности использования техники на объектах дорожного строительства региона;
- разработке вероятностной модели эффективности использования дорожной техники;
- получении методики корректировки доверительных интервалов эффективного использования дорожной техники с учетом допустимого риска в условиях нестабильности финансирования дорожных проектов;
- разработке методики повышения эффективности комплектования машино-дорожных отрядов и ресурсного обеспечения строительства с учетом требуемого качества дорожно-строительных работ на объектах дорожного строительства ДФО.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано четыре печатных работы, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК (журнал “Вестник ТОГУ” №1 (20) за 2011 год, “Транспортное строительство” № 3 за 2011 год). Результаты диссертационной работы легли в основу Стандарта организации СТО 02-2010 «Применение геосинтетических материалов, включаемых в расчет конструкций дорожной одежды и земляного полотна на региональных или межмуниципальных автомобильных дорогах Хабаровского края».
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов по работе и рекомендаций, библиографического списка включающего 118 наименований и приложений на 26 страницах. Основной текст содержится на 144 страницах, и включает 20 таблиц и 15 рисунков.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность работы и приведена ее общая характеристика.
Первая глава посвящена анализу состояния проблемы организации и оперативного управления строительным производством в условиях неопределенности финансирования дорожных объектов в регионе.
Рассматриваемая проблема в настоящее время привлекает значительное внимание в нашей стране, поскольку элементы рыночных отношений предопределяют развитие новых форм и методов эффективного использования производственных ресурсов.
Значительный вклад в решение этой проблемы внесли научные разработки С.В. Абрамова, А.В. Афанасьева, В.А. Афанасьева, В.И. Баловнева, С.С. Близниченко, Т.В. Бобровой, В.С. Боровика, А.В. Вершинского, Г. М. Вербицкого, Д.П. Волкова, А.И. Долганова, Э.В. Дингеса, В. Н. Ефименко, С.Н. Иванченко, Б.Н. Карпова, Г.В. Кустарева, Е.С. Локшина, Г.С. Мирзояна, И.А. Недорезова, И.К. Растегаева, В.В. Столярова, В.И. Мещерякова, В.В. Ушакова, А.А. Цернанта, В.А. Ярмолинского и других исследователей.
Как показывает анализ, принципиально новые формы повышения эффективности систем организации и оперативного управления строительным процессом еще не нашли широкого применения на объектах дорожного строительства Дальневосточного федерального округа.
Существующая система организации и управления строительными подразделениями не способствует созданию мощных подрядных организаций, способных развивать свою производственную базу на дальнюю перспективу. Например, при строительстве второй очереди федеральной автомобильной дороги «Амур» Чита-Хабаровск участвовало двенадцать подрядных организаций, создававших достаточную конкуренцию в распределении подрядов. Однако это не способствовало повышению эффективности и качества дорожно-строительных работ (рис.1).
Рис. 1. Анализ нарушений, выявленных в ходе строительства дороги “Амур”
Отсутствие перспективного плана развития производственного потенциала подрядных организаций, обуславливает их работу в условиях повышенных рисков, что накладывает определенные условия для формирования ресурсной части производственных мощностей и, в первую очередь, оснащении дорожно-строительными машинами и механизмами.
Задача заключается в том, какую часть доходов от реализации дорожного проекта направить на расширение производственной базы подрядной организации.
Данная проблема включает в себя оптимизацию конкурентной составляющей рентабельности – амортизационные отчисления. Чем выше механовооруженность производства, тем значительней становятся кратковременные издержки производства, связанные с увеличением амортизационных отчислений.
Но расширенное производство не может быть обеспечено только за счет амортизационных отчислений, поскольку они предназначены главным образом для простого воспроизводства. В этой связи, основной путь расширения производства заключается в повышении эффективности использования ресурсной части основных фондов.
Во второй главе осуществлено исследование влияния организационных и управленческих механизмов на эффективность строительного процесса.
Основной задачей организации производства является повышение его эффективности, увеличение объема и качества выпускаемой продукции, снижение ее себестоимости и улучшение условий труда. Отмеченной задаче соответствует концепция внедрения инновационных технологий, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. Хорошо укладываются в эту концепцию работы В.С. Боровика.
Применение прогрессивных технологий в дорожном хозяйстве в условиях инновационного развития экономики позволяет значительно увеличить темпы дорожного строительства и тем самым повысить эффективность экономики. Особенно это актуально для Дальнего Востока.
Применяемые технологии для строительства и реконструкции автомобильных дорог в регионе зависят от многих факторов. Существенное влияние на организацию и технологию строительства автомобильных дорог в регионе оказывают природно-климатические условия. Территория региона находится преимущественно в I и II дорожно-климатических зонах, характеризуемых наличием многолетнемерзлых грунтов, избыточным увлажнением и глубоким сезонным промерзанием. Вследствие этого, основным организационно-управленческим методом, соответствующим специфике и природно-климатическим условиям, является максимально возможное увеличение строительного сезона. Строительный сезон в рассматриваемом регионе имеет очень ограниченные сроки (таблица 1).
Таблица 1. Среднестатистическая продолжительность строительного сезона ДФО
| ДКЗ, административная единица | Устройство оснований и подстилающих слоев | Устройство асфальтобетонных покрытий | ||||
| Дата нача-ла | Дата оконча-ния | Продол-жительность, дней | Дата начала | Дата окончания | Продол-жительность, дней | |
| II Б, Амурская область | 9.04 | 16.10 | 191 | 18.04 | 23.09 | 159 |
| II Б, ЕАО | 4.04 | 23.10 | 201 | 21.04 | 25.09 | 156 |
| II Б, юг Хабаровского края | 8.04 | 25.10 | 199 | 15.04 | 30.09 | 167 |
| II Б, предгорные районы Приморского края | 2.04 | 30.10 | 212 | 12.04 | 10.09 | 152 |
| II А, прибрежные районы Приморского края | 24.03 | 13.11 | 232 | 10.04 | 12.10 | 192 |
| II В, горные районы Приморского края | 8.04 | 21.10 | 200 | 19.04 | 19.09 | 154 |
Очевидно, что в столь короткие сроки невозможно обеспечить возрастающие темпы строительства и реконструкции автомобильных дорог.
Однако, приведенная продолжительность строительного сезона соответствует традиционным технологическим методам строительства типовых дорожных конструкций. В рассматриваемых условиях необходимы новые технологические и конструктивные решения, позволяющие увеличить продолжительность строительного сезона.
Большую роль в продлении строительного сезона играют прогрессивные технологии, к числу которых следует отнести: использование холодных асфальтобетонных смесей позволяющих устройство асфальтобетонных покрытий при нулевых и отрицательных температурах, строительство и ремонт покрытий с использованием литых асфальтобетонных смесей. Использование влажных органо-минеральных смесей позволяет исключить технологический процесс просушки и нагрева каменных материалов крупного заполнителя, что в условиях влажного климата региона обеспечивает экономию до 400 кВт электроэнергии на 100 т выпускаемой смеси.
Кроме того, применение прогрессивных технологий по данным В.С. Боровика, позволяет исключить риски возникновения форс-мажорных обстоятельств в условиях неопределенности реализации дорожных проектов.
Обеспечение использования прогрессивных технологий невозможно без эффективной работы дорожно-строительных машин и механизмов, выполняющих комплекс технологических операций производства дорожных работ. В этой связи особую значимость приобретает процесс обеспечения эффективности использования машин и механизмов в машино-дорожных отрядах.
Показатели, определяющие эффективность дорожных машин разделяют на группы, характеризуемые техническими, эксплуатационными и экономическими свойствами машин (рис. 2).
Рис. 2. Показатели определяющие эффективность дорожных машин
Проведенный анализ эффективности использования строительной техники на объектах дорожного строительства ДФО позволил установить вероятностные закономерности исследуемой случайной характеристики и разработать вероятностную модель эффективности использования дорожной техники на объектах дорожного строительства рассматриваемого региона.
Третья глава посвящена разработке математической модели эффективного использования ведущих и вспомогательных машин в машино-дорожных отрядах на объектах дорожного строительства Дальнего Востока на примере работы Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой».
На основании исследований В.И. Баловнева, Г.В. Кустарева, Е.С. Локшина, Г.С. Мирзояна, А.Н. Новикова и других авторов эффективность использования техники определяется величиной удельных приведенных затрат 
.
Проведя анализ такого интегрального технико-экономического показателя, как удельные приведенные затраты, можно определить систему целевых показателей связанных в единую иерархическую структуру
, (1)
где 
- приведенные затраты, отнесенные к часу эксплуатации, руб/ч; П – часовая эксплуатационная производительность, ед. продукции/ч, определяемая через часовую техническую производительность по формуле
, (2)
где 
- часовая техническая производительность, ед. продукции/ч; 
- коэффициент использования машин во времени.
Величину приведенных затрат 
определяют по формуле
, (3)
где С – текущие затраты; 
- нормативный коэффициент эффективности, определяемый банковским процентом рефинансирования в долях единицы; 
- капитальные вложения.
Капитальные вложения на приобретение новой техники 
складываются из затрат на приобретение техники (оптовая цена, лизинг, дилерские затраты, расходы на транспортировку и монтаж) и затраты на капитальные вложения по эксплуатации техники (создание новой производственной базы и строений, ее оборудование и страховка и др.)
Текущие эксплуатационные затраты, такие как, затраты на сырье, управление, заработную плату, отчисления на реновацию, техническое обслуживание и ремонт, затраты на перебазировку – пропорциональны массе машин - m. Стоимость потребляемой энергии (топлива) и смазочных масел пропорциональна мощности машин – N.
Рассматриваемые характеристики позволяют определить удельные приведенные затраты в виде многочлена
, (4)
где 
- энергоемкость рабочего процесса машины, кВт/ед. производительности; 
- материалоемкость рабочего процесса машины, кг/ед. производительности; 
- величина, показывающая сколько рабочих приходится на единицу производительности машин, чел./ ед. производительности.
Величина 
- является обратной величине 
- выработке на одного рабочего, 
, ед. производительности/чел.; 
- размерный коэффициент, руб/ед. продукции; 
- размерный коэффициент, руб/(кВт·ч); 
- размерный коэффициент, руб/(кг·ч); 
- размерный коэффициент, руб/(чел·ч).
Таким образом, используя выражение (4) можно получить интегральный показатель технико-экономической эффективности использования машин или ее целевую функцию.
Выражение (4) включает в себя обобщенные и удельные показатели. Интегральный показатель 
может быть также записан в виде
, (5)
где 
- коэффициент приведения условного обобщенного показателя 
к интегральному показателю эффективности использования машин, удельным приведенным затратам - 
; 
- удельная производительность (
).
Проведя анализ формул (4-5) можно сформировать ряд взаимосвязанных ранжированных показателей для оценки эффективности использования ведущих и вспомогательных дорожно-строительных машин на объектах дорожного строительства Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой».
Основной группой показателей являются приведенные затраты, которые позволяют рассчитать экономический эффект от использования техники в стоимостных единицах на единицу продукции. В зависимости от учитывающегося при расчетах показателя статей расходов был сформирован ряд показателей по основным и вспомогательным дорожно-строительным машинам «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой».
В результате расчета интегрального показателя (в процентном отношении к нормативной эффективности использования машин) были получены диаграммы фактической эффективности использования ведущих и вспомогательных машин в машино-дорожных отрядах (рис.3).
Рис. 3. Диаграмма эффективности использования автогрейдеров и бульдозеров
Для вероятностной оценки и количественного анализа эффективности использования ведущих и вспомогательных дорожно-строительных машин на объектах дорожного строительства Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой», была проведена вероятностно-статистическая обработка исследуемой характеристики.
Для оценки меры расхождения между наблюденными и теоретическими частотами появления события эффективности использования ведущих и вспомогательных машин на объектах дорожного строительства Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» использованы кривые распределения Пирсона.
Обработка статистического материала диагностики проводилась с помощью кривых распределения Пирсона, запрограммированных в виде электронных таблиц в программе Excel.
Аппроксимация фактических рядов распределения эффективности использования ведущих и вспомогательных машин в машино- дорожных отрядах: мобильной роторной дробилки FINLAY I-1312; щековой дробилки Sandvik; автогрейдера CAT-160H; бульдозера Либхерр PR 724L-753; виброкатка BOMAG BW 161 AD-4; катка BOMAG BW 203 AD-4; погрузчика Liebherr L556; асфальтоукладчика Titan 7820; асфальтоcмесительной установки LINTEC CSD 1500/4; нарезчика швов Stone CS-2 показала, что с уровнем значимости = 0,05 и доверительной вероятностью Р(
)= 0,95 данные распределения соответствуют кривой нормального распределения.
Пример аппроксимации распределения эффективности использования мобильной роторной дробилки FINLAY I-1312 приведен в табл. 2 и рис. 4).
Таблица 2. Аппроксимация распределения эффективности использования мобильной роторной дробилки FINLAY I-1312
| X(j) | nj | xj | m1 | m2 | m3 | m4 | 1 | 2 | 3 | 4 | Y |
| 0,09 | 10 | -3,22 | -32,17 | 103,50 | -333,0 | 1071,2 | -32,2 | 103,5 | -333,0 | 1071,2 | 4,72 |
| 0,22 | 12 | -2,22 | -26,61 | 58,99 | -130,8 | 290,0 | -26,6 | 59,0 | -130,8 | 290,0 | 14,23 |
| 0,34 | 14 | -1,22 | -17,04 | 20,74 | -25,2 | 30,7 | -17,0 | 20,7 | -25,2 | 30,7 | 28,61 |
| 0,47 | 56 | -0,22 | -12,16 | 2,64 | -0,6 | 0,1 | -12,2 | 2,6 | -0,6 | 0,1 | 38,30 |
| 0,6 | 34 | 0,78 | 26,62 | 20,84 | 16,3 | 12,8 | 26,6 | 20,8 | 16,3 | 12,8 | 34,14 |
| 0,73 | 17 | 1,78 | 30,31 | 54,04 | 96,3 | 171,8 | 30,3 | 54,0 | 96,3 | 171,8 | 20,26 |
| 0,85 | 5 | 2,78 | 13,91 | 38,72 | 107,8 | 299,9 | 13,9 | 38,7 | 107,8 | 299,9 | 8,01 |
| 0,98 | 2 | 3,78 | 7,57 | 28,62 | 108,3 | 409,6 | 7,6 | 28,6 | 108,3 | 409,6 | 2,11 |
| 1,11 | 2 | 4,78 | 9,57 | 45,75 | 218,8 | 1046,6 | 9,6 | 45,8 | 218,8 | 1046,6 | 0,37 |
| 1,23 | 1 | 5,78 | 5,78 | 33,44 | 193,4 | 1118,4 | 5,8 | 33,4 | 193,4 | 1118,4 | 0,04 |
| 152 | 0,50 | 0,0000 | 2,4594 | 0,3813 | 21,9250 | 0,0000 | 2,4594 | 0,3813 | 21,9250 | 150,74 | |
| c | r3 | r4 | SRD = | 1 | 2 | s | y0 | 399,77/400 | |||
| 1,568 | 0,13 | 0,099 | 3,6247 | 0,499 | 0,0061 | 0,0098 | 3,6247 | -12,860 | 38,667 | 0,9917383 |
В нормальной кривой распределения 
. Уравнение кривой имеет вид
, (6)
где 
(7)
Значение моды на оси абсцисс
(8)
а переменная
(9)
Рис.4. Распределение случайной величины эффективности использования мобильной роторной дробилки FINLAY I-1312
Кроме этого, при уровне значимости = 0,05 и заданной вероятности Р(
)= 0,95, статистические ряды распределения эффективности использования аппроксимируются : дорожной фрезы WIRTGEN W50 – кривой Пирсона IV типа; мобильного асфальтового завода CBD-100ABD – кривой Пирсона III типа; разметочной машины РДТ-220 – кривой Пирсона VII типа.
Полученные основные характеристики законов распределения исследуемой случайной величины: математическое ожидание, дисперсия и среднеквадратическое отклонение позволили произвести анализ эффективности использования ведущих и вспомогательных машин машино-дорожных отрядов.
Для обеспечения эффективной работы ведущих и вспомогательных машин на объектах дорожного строительства Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» были установлены предельные значения эффективности использования дорожной техники, ниже которых происходит ее снижение до недопустимых величин и возникает риск увеличения финансирования дорожных объектов сверх сметной стоимости проекта.
Для определения допустимого суммарного риска предложена формула
, (10)
Где 
– заданный уровень надежности принимаемый равным 0,95.
Под заданным уровнем надежности понимается та доверительная вероятность, при которой не наступит риск, выше которого происходит недопустимое снижение эффективности использования машин и механизмов на объектах дорожно-строительных работ.
Аппроксимация статистических рядов распределения эффективности работы ведущих и вспомогательных машин показала соответствие их нормальному закону распределения. Этот закон справедлив в случаях, когда результат процесса зависит от большого числа независимых случайных факторов, каждый в отдельности влияет на конечный результат незначительно.
Плотность вероятностей нормального закона распределения имеет вид
, (11)
где 
– переменная случайной величины эффективности использования машин; 
– математическое ожидание рассматриваемой случайной величины; 
– среднее квадратическое отклонение.
При введении новой переменной 
, получаем нормированное нормальное распределение (=1)
, (12)
где 
– коэффициент доверительной вероятности или аргумент функции Лапласа.
По полученным вероятностным кривым распределения эффективности использования машин были определены фактические риски для каждой рассматриваемой машины
(13)
(14)
Где 
– табулированная функция Лапласа.
С заданной доверительной вероятностью можно определить границы доверительного интервала рассматриваемой случайной величины 
, за пределы которого она не выходит
, (15)
где 
– аргумент функции Лапласа, принимаемый в зависимости от доверительной вероятности; 
– среднее квадратическое отклонение рассматриваемого параметра.
Для нормального закона распределения справедливо правило «трех сигм» которое гласит, что случайная величина с вероятностью близкой к единице не выходит за пределы доверительного интервала 
.
При заданном уровне надежности 
= 0,95 значение предельно допустимого риска эффективности использования ведущих и вспомогательных дорожно-строительных машин составит 
.
Из условия допустимого риска, были определены предельные значения эффективности использования ведущих и вспомогательных дорожно-строительных машин на объектах дорожного строительства Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» (табл. 3)
Таблица 3. Предельные значения эффективности использования машин Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой»
| Наименование дорожно-строительных машин | Математическое ожидание эффективности использования машин  | Среднее квадратическое отклонение  | Предельное значение эффективности использования машин  |
| Бульдозер Либхерр PR 724L-753 | 0,725 | 0,03 | 0,621 |
| Мобильная роторная дробилка FINLAY I-1312 | 0,499 | 0,13 | 0,263 |
| Щековая дробилка Sandvik | 0,419 | 0,06 | 0,322 |
| Автогрейдер CAT-160H | 0,507 | 0,06 | 0,410 |
| Виброкаток BOMAG BW 161 AD-4 | 0,669 | 0,11 | 0,384 |
| Каток BOMAG BW 203 AD-4 | 0,587 | 0,08 | 0,441 |
| Погрузчик Liebherr L556 | 0,529 | 0,11 | 0,335 |
| Асфальтоукладчик Titan 7820 | 0,616 | 0,09 | 0,302 |
| Асфальтоcмесительная установка LINTEC CSD 1500/4 | 0,700 | 0,105 | 0,526 |
| Нарезчик швов Stone CS-2 | 0,669 | 0,04 | 0,602 |
В результате проведенных исследований, с использованием теории риска, были определены предельные значения величины эффективности использования дорожной техники в условиях неопределенности.
Проведенные исследования послужили основанием для получения с заданной надежностью средних значений исследуемой случайной величины эффективности использования ведущих и вспомогательных дорожно-строительных машин и позволили повысить эффективность работы Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» на объектах дорожного строительства Дальнего Востока.
В четвертой главе обоснованы рекомендации по повышению эффективности оперативного управления производственными ресурсами, с учетом обеспечения требуемого качества работ в условиях неопределенности финансирования дорожных объектов.
Важным моментом обеспечения этого условия является недопущение предельного риска снижения эффективности использования техники, ниже которого работа машино-дорожного отряда становится неэффективной.
С этой целью была произведена корректировка доверительных интервалов предельных значений эффективности использования машин из условия допустимого риска с заданной доверительной вероятностью (рис. 5).
Корректировка показала, значения нижних границ доверительных интервалов находятся в зоне предельных рисков снижения эффективности использования техники.
Найденные доверительные интервалы величин эффективности использования основных и вспомогательных машин рекомендованы к использованию на объектах дорожного строительства Дальнего Востока.
Рис. 5. Диаграмма верхних и нижних значений доверительных интервалов и предельных значений эффективности использования и основных и вспомогательных машин филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой»
С учетом разработанной методики эффективного использования дорожной техники, рекомендуется комплектование машино-дорожных отрядов на объектах дорожного строительства ДФО в следующей последовательности:
1. Разрабатывается технологическая последовательность выполнения дорожно-строительных работ.
2. Осуществляется выбор ведущих машин на основании вариантного проектирования.
3. Определяются границы доверительных интервалов эффективности использования машин для конкурирующих вариантов.
4. Из условия допустимого риска 
, с заданной доверительной вероятностью равной 0,997 осуществляется выбор машино-дорожного отряда, обеспечивающего выполнение планируемого объема работ с минимальными затратами.
5. Осуществляется комплектование машино-дорожного отряда вспомогательными ресурсами, оборудованием и средствами контроля качества работ.
Выбор вспомогательных машин осуществляется с учетом их совместимости с ведущей машиной по основным показателям технологических возможностей.
6. Определяются предельные значения эффективности использования вспомогательных машин в отряде.
7. Уточняется технологическая схема и карта технологического процесса с учетом принятого машино-дорожного отряда.
8. Рассчитывается почасовой график использования машин и осуществляется его корректировка.
9. Разрабатывается схема пооперационного контроля качества на выполнение дорожно-строительных работ.
Важной составляющей строительного производства является обеспечение качества продукции.
Отдельные операции строительного процесса можно выполнять весьма разнообразными машинами, однако это не гарантирует требуемого качества выпускаемой продукции. Например, распределение фракционированного щебня нижнего слоя основания можно осуществлять автогрейдером, бульдозером, щебнераспределителем. Однако ровность конечного продукта – покрытия автомобильной дороги будет обеспечена только при условии использования щебнераспределителя с автоматической системой задания вертикальных отметок.
Таким образом, техническая оснащенность технологических процессов должна обеспечивать требуемое качество конечной продукции, как правило, покрытия автомобильной дороги.
Обеспечение качества выполнения дорожно-строительных работ должно осуществляться на всех стадиях технологического процесса.
План ресурсного обеспечения строительства необходимо разрабатывать исходя из следующих принципов:
- максимального использования в дорожной конструкции местных дорожно-строительных материалов;
- организации собственных производственных и подсобных предприятий по выпуску дорожно-строительных материалов изделий и полуфабрикатов;
- использование новых материалов для снижения материалоемкости дорожной конструкции;
- максимального использования пластифицирующих, модифицирующих и комплексных добавок для снижения количества вяжущего в асфальтобетонных бетонных смесях и повышения качества и долговечности дорожной конструкции.
Экономический эффект от внедрения результатов диссертационных исследований на объектах дорожного строительства Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой», составил 103 млн. рублей в ценах 2010 года.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Территориальная удаленность Дальневосточного федерального округа, сложные природно-климатические условия, низкий уровень развития транспортной инфраструктуры, нестабильное финансирование дорожных объектов, недостаточная оснащенность подрядных организаций предопределяют высокие риски организации оперативного управления дорожным строительством.
2. В условиях неопределенности финансирования дорожных проектов повышаются требования к эффективному использованию техники. С этой целью на характерном примере Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» была разработана модель повышения эффективности работы дорожно-строительных организаций, заключающаяся в вероятностной оценке и установлении предельных значений эффективности использования ведущих и вспомогательных машин на объектах дорожного строительства и позволяющая оптимизировать состав и загрузку машино-дорожных отрядов.
3. По результатам аппроксимации статистических рядов распределения случайной величины эффективности использования ведущих и вспомогательных машин на объектах дорожного строительства Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» установлено, что основным законом, характеризующим исследуемые распределения является закон нормального распределения. Полученные основные характеристики законов распределения исследуемой случайной величины: математическое ожидание, дисперсия и среднеквадратическое отклонение позволили произвести анализ эффективности использования ведущих и вспомогательных машин машино-дорожных отрядов.
4. Установлены предельные значения эффективности использования дорожной техники работы ведущих и вспомогательных машин на объектах дорожного строительства Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой», ниже которых происходит ее снижение до недопустимых величин и возникает риск увеличения сметной стоимости дорожного проекта. По результатам расчетов предельные значения эффективности использования дорожной техники составили от 0,263 до 0,621.
5. Определены доверительные интервалы использования дорожной техники на объектах дорожного строительства филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой». На основании установленных фактических рисков снижения эффективности использования дорожно-строительных машин, была проведена корректировка границ доверительных интервалов эффективности их использования, показавшая, что значения нижних границ доверительных интервалов находятся ниже значений предельных рисков снижения эффективности использования техники. В результате проведенной корректировки, были установлены новые граничные значения интервалов случайной величины эффективности использования основных и вспомогательных машин на объектах дорожного строительства филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» из условия обеспечения допустимого риска с заданной доверительной вероятностью. Найденные доверительные интервалы величин эффективности использования основных и вспомогательных машин рекомендованы к использованию на объектах дорожного строительства Дальнего Востока.
6. Разработана модель повышения эффективности работы дорожно-строительных организаций в условиях нестабильности финансирования дорожных объектов, которая позволила получить методологическую базу для повышения эффективности использования машино-дорожных отрядов. Полученные результаты расчета с использованием предлагаемой модели послужили основой для получения с заданной надежностью предельных значений исследуемой вероятностной характеристики величины удельных приведенных затрат, что позволило повысить эффективность работы Филиала «УПП №2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой».
7. Разработаны рекомендации при комплектовании машино-дорожных отрядов, на основании которых рекомендуется исходить из следующих основополагающих факторов: минимальной типизации машин при комплектовании машино-дорожных отрядов, максимальном использовании производственных комплексов машин, уменьшения непроизводительных затрат, оптимизации составов при формировании машино-дорожных отрядов в условиях неопределенности на основании разработанной методики повышения эффективности использования машин и механизмов при обеспечении качества производства работ.
8. Предложенное ресурсное обеспечение строительства необходимо проектировать исходя из принципов: максимального использования в дорожной конструкции местных дорожно-строительных материалов; организации собственных производственных и подсобных предприятий по выпуску дорожно-строительных материалов изделий и полуфабрикатов; использования новых материалов для снижения материалоемкости дорожной конструкции; максимального использования пластифицирующих, модифицирующих и комплексных добавок для снижения количества вяжущего в асфальтобетонных бетонных смесях и повышения качества и долговечности дорожной конструкции.
Публикации в журналах и изданиях, включенных в перечень, определенных Высшей аттестационной комиссией
1. Хакимов А. М. Повышение эффективности использования производственных ресурсов в условиях неопределенности финансирования дорожных проектов / А. М. Хакимов, В. А. Ярмолинский // Вестник ТОГУ. – 2011. – № 1 (20). – С 107-114.
2. Хакимов А. М. Непроизводительные потери в условиях неопределенности в организации строительства дорожных объектов / А. М. Хакимов, В. А. Ярмолинский // Транспортное строительство.– 2011.– № 3.
Публикации в материалах периодических изданий
3. Хакимов А. М. Непроизводительные потери ресурсов в рамках выполнения подрядных дорожно-строительных работ ограниченного объема // Дальний Восток. Автомобильные дороги и безопасность движения: межвузовский сборник научных трудов. – Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2010. – № 10. С.161-164.
4. Ярмолинский А. И. Ярмолинский В. А., Хакимов А. М. Возможности использования методов линейного программирования для управления ресурсами в рамках выполнения подрядных работ ограниченного объема // Дальний Восток. Автомобильные дороги и безопасность движения: межвузовский сборник научных трудов. – Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2010. – № 10. С. 63-68.
Хакимов
Альберт Миннерасихович
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ
И ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫМ
ПРОИЗВОДСТВОМ В УСЛОВИЯХ
НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ФИНАНСИРОВАНИЯ
ДОРОЖНЫХ ПРОЕКТОВ
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Подписано к печати 16.06.2011 г. Формат 60x84 1/16
Бумага писчая. Гарнитура «Arial». Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,5
Тираж 100 экз. Заказ №
Отдел оперативной полиграфии
Тихоокеанского государственного университета
680035, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136
