5.3 Организационные задачи

Для выполнения любого вида работ требуется определенный набор материалов, машин, средств малой механизации, людских ресурсов, организационного обеспечения и т.д. и т.п. Причем зачастую количество и качество выделяемых ресурсов определяет длительность выполнения этих работ.

Распределяя правильно (или, как принято говорить, «оптимально») ресурсы, можно влиять на качество, сроки, стоимость строительства, производительность труда.

Далее приводится систематизация основных организационных задач, возникающих в практической деятельности инженеров-строителей.

Задачи распределения.

Задачи распределения в общем случае возникают тогда, когда существует ряд работ, подлежащих выполнению, и требуется выбрать наиболее эффективное распределение ресурсов и работ. Задачи этого типа можно разделить на три основных группы.

Задачи распределения первой группы характеризуются следующими условиями.

1 Существует ряд операций, которые должны быть выполнены.

2 Имеется достаточное количество ресурсов для выполнения всех операций.

3 Некоторые операции можно выполнять различными способами, с использованием различных ресурсов, их комбинаций, количества.

4 Некоторые способы выполнения операций лучше других (более дешевые, более прибыльные, требующие меньше затрат времени и т.д.).

5 Тем не менее, имеющееся количество ресурсов недостаточно для выполнения каждой операции оптимальным способом.

Задача заключается в том, чтобы найти такое распределение ресурсов по операциям, при котором достигается максимальная общая эффективность системы. Например, могут минимизироваться суммарные затраты или максимизироваться общая прибыль.

Вторая группа задач возникает, когда наличных ресурсов не хватает для выполнения всех возможных операций. В этих случаях приходится выбирать операции, которые должны быть выполнены, а также определять способ их выполнения.

Задачи третьей группы возникают тогда, когда имеется возможность регулировать количество ресурсов, т.е. определять, какие ресурсы следует добавить, а от каких целесообразно отказаться.

Большинство задач такого рода решается в целях оптимизации строительных и технологических процессов. Основное средство их анализа – модели математического программирования, сетевые графики.

Задачи замены.

Задачи замены связаны с прогнозированием замены оборудования и их физическим или моральным износом.

Различают два типа задач замены. В задачах первого типа рассматривают объекты, некоторые характеристики которых ухудшаются в процессе эксплуатации, но сами они полностью выходят из строя через довольно длительное время, выполнив значительный объем работы.

Чем дольше эксплуатируется подобного рода объект без профилактики или капитального ремонта, тем менее эффективной становится его стоимость единицы продукции.

Для поддержания эффективности работы такого объекта необходимо обслуживание, ремонт, что сопряжено с определенными затратами.

Чем дольше эксплуатируется, тем выше затраты на поддержание его в работоспособном состоянии. С другой стороны, если часто заменять, то возрастает объем капиталовложений. Задача сводится, в этом случае, к определению порядка и сроков замены, при которых достигается максимум общих эксплуатационных затрат и капиталовложений.

Наиболее общим методом решения задач такого типа является динамическое программирование.

Объектами рассматриваемой группы являются строительно-дорожная техника, оборудование, транспортные средства и т.п.

Второй тип объектов характеризуется тем, что они полностью выходят из строя внезапно или через определенный отрезок времени. В этой ситуации задача сводится к определению целесообразных сроков индивидуальной или групповой замены, а также частоты этой операции, при этом стремятся разработать стратегию замены, которая обеспечивает сведение к минимуму затрат, включающих стоимость элементов, потери от отказов и на замену.

К объектам второго типа относятся детали, узлы, агрегаты строительно-дорожной техники, оборудования. Для решения задач второго типа применяются вероятностные методы и статистическое моделирование. Частным случаем задач замены являются задачи эксплуатации и ремонта.

Задачи поиска.

Задачи поиска связаны с определением наилучших способов получения информации с тем, чтобы минимизировать общую сумму двух типов затрат: затрат на получение информации и затрат, вызванных ошибками в принимаемых решениях из-за отсутствия точной и своевременной информации. Эти задачи используются при рассмотрении большого круга вопросов анализа хозяйственной деятельности строительной организации, например, задачи оценки и прогнозирования систем контроля качества, многие бухгалтерские процедуры и т.д.

В качестве средств, применяемых при решении таких задач, используются в основном вероятностные и статистические методы.

Задачи массового обслуживания или задачи очередей.

Теория массового обслуживания представляет собой раздел теории вероятности, в котором изучается поведение систем, состоящих, как правило, из 2-х подсистем (рисунок 24). Одна из них является обслуживающей, а другая – источником заявок на обслуживание, которые образуют поток, носящий случайный характер. Заявки, необслуженные в момент поступления, образуют очередь, поэтому теорию массового обслуживания иногда называют теорией очередей. Теория эта отвечает на вопрос, какой должна быть обслуживающая подсистема, чтобы суммарные экономические потери от простоя обслуживающей подсистемы и от простоя заявок в очереди были минимальными. Многие задачи из области организации и управления в строительстве относятся к задачам, решаемым методами теории очередей.

Так, в задачах массового обслуживания или задачах очередей pacсматриваются связи между потоком строительных работ и машинами, используемыми для их механизации. Типичными задачами массового обслуживания являются задачи на определение количества строительных бригад, машинной техники, организации работы автоматических линий и систем комплексной автоматизации производственных процессов, задачи, связанные с организационно-производственной структурой строительных организаций и т.д.

Для решения задач массового обслуживания часто применяется метод статистических испытаний, заключающийся в воспроизведении на ЭВМ строительного процесса или, иначе говоря, случайного процесса, описывающего поведение системы, с последующей статистической обработкой результатов ее функционирования.

Рисунок 24 - Задача массового обслуживания

Задачи управления запасами (создание и хранение).

Каждая стройка нуждается в строительных конструкция, материалах, полуфабрикатах, сантехоборудовании и т.д. Как правило, поставки и расходование их неравномерны, часто в них вносится элемент случайности. Чтобы строительное производство не задерживалось из-за отсутствия материалов и оборудования, на стройке должен иметься некоторый их запас. Однако этот запас не должен быть велик, так как хранение строительных материалов и различного оборудования связано с расходами на строительство и эксплуатацию складов, а также с замораживанием средств, затраченных на их приобретение и строительство.

Различают два вида издержек, связанных с использованными ресурсами [20]:

издержки, возрастающие с ростом запасов;

издержки, убывающие с ростом запасов.

Возрастающие издержки включают складские расходы; потери, обусловленные старением, порчей; налоги, страховые взносы и т.п.

Издержки, убывающие при увеличении запасов, могут быть четырех видов.

1 Издержки, связанные с отсутствием запасов или несвоевременными поставками.

2 Расходы на подготовительно-заготовительские операции: чем большие объемы продукции закупаются или производятся, тем реже обрабатываются заказы.

3 Продажная цена или прямые издержки производства. Продажа по сниженным ценам, закупка товара большими партиями требует увеличения складских запасов.

4 Издержки, вызываемые наймом, увольнением и обучением работников.

Решение задач управления запасами позволяет определить, что заказывать, сколько заказывать и когда, чтобы минимизировать издержки, связанные как с созданием избыточных запасов, так и с их недостаточным уровнем, когда дополнительные издержки возникают из-за нарушения ритма производства.

Средствами анализа таких задач являются теория вероятностей, статистические методы, методы линейного и динамического программирования, методы моделирования.

Задачи теории расписаний.

Многие задачи планирования и управления строительным производством требуют упорядочения во времени использования некоторой фиксированной системы ресурсов (сборные конструкции, краны, автотранспорт, трудовые ресурсы и т.д.) для выполнения заранее определенной совокупности работ в оптимальный промежуток времени.

Круг вопросов, связанных с построением оптимальных (по тому или иному критерию) календарных планов, с разработкой математических методов получения решений, на базе использования соответствующих моделей, изучается в теории расписаний.

Задачи теории расписаний возникают повсюду, где существует необходимость выбора того или иного порядка выполнения работ, т.е. изучаемые в теории расписаний модели отражают специфические ситуации, возникающие при организации любого производства, при календарном планировании строительства, во всех случаях целенаправленной человеческой деятельности.

Практические цели требуют, чтобы модель строительного производства полнее отражала реальные процессы и вместе с тем была настолько простой, чтобы искомые результаты можно было получать за приемлемое время. Анализируемые в рамках теории расписаний модели являются разумным компромиссом между этими естественными, но противоречивыми тенденциями.