Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Управление строительными проектами методами математического моделирования. Монография
.pdf
В результате алгебраических преобразований, решение трехдиагональной
7...,,1,0,;
1
0
7
0
7
0
0
nPPP
n
n
m
m
m
n
n
n
m
m
m
7...,,1,0,;
1
0
7
0
7
0
0
nPPP
n
m
m
n
n
m
m
7...,,1,0,
1
7
0
7
7
0
KPP
Km
m
Km
m
m
m
K
системы алгебраических уравнений (3.24) можно свести к явному решению
вида [23, 47]:
. (3.25)
Как было сказано ранее, математическая модель пополнения запасов для
объекта строительства будет зависеть от двух параметров: - интенсивность
пополнения запасов и - интенсивность расхода запасов. Однако, решение
(3.25) показывает, что модель можно свести к одному параметру
который имеет смысл отношения скорости пополнения запаса к скорости его
расхода. Данный показатель обычно в теории массового обслуживания [47]
называется приведенной интенсивностью пополнения запасов. С учетом
данного параметра, выражение (3.25) примет вид:
. (3.26)
Однако, для анализа вероятности поддержания объекта строительства в
необходимом состоянии с точки зрения имеющихся ресурсов, необходимо
определить вероятности того, что на нем присутствуют запасы не менее, чем на
K временных периодов, в нашем примере, суток. Данные вероятности, согласно
(3.26), можно вычислить по формулам:
,
. (3.27)
В результате проведения решения для различных приведенных
интенсивностей и для разных сроков до последующего пополнения запаса были
получены следующие результаты.
Проанализируем полученное решение. Для этих целей приведем
зависимости вероятности необходимого количества запасов на строительных
объектах на заданное количество временных периодов как функции от
приведенной интенсивности:
.
101
Очевидно, что при K=0, что соответствует вероятности того, что запасов
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0,5
0,56
0,62
0,68
0,74
0,8
0,86
0,92
0,98
1,04
1,1
1,16
1,22
1,28
1,34
1,4
1,46
1,52
1,58
1,64
1,7
1,76
1,82
1,88
1,94
2
Вероятность
Приведенная интенсивность
Вероятность наличия запасов
Вероятность запаса на 1 сутки Вероятность запаса на 2 суток
Вероятность запаса на 3 суток
на строительном объекте хватит более, чем на 0 суток, эта вероятность равна
единицы, что соответствует достоверному событию. С ростом количества суток
K, на которые будет обеспечен запас ресурса, вероятность его обеспечения
будет падать. Также, увеличение параметра , который регулирует скорости
поставки и расходования запасов, вероятность надежного обеспечения
запасами строительных объектов, будет расти.
На рис. 3.9 представлены зависимости вероятностей необходимого
количества запасов на строительном объекте в объеме, достаточном на период
от 1 до 3 суток, а на рис. 3.10 приведены эти же зависимости для временных
периодов от 4 до 7 суток.
Рис. 3.9. Вероятности зависимости запасов на строительном объекте на период
от 1 до 3 суток, как функции от приведенной интенсивности
102
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0,5
0,56
0,62
0,68
0,74
0,8
0,86
0,92
0,98
1,04
1,1
1,16
1,22
1,28
1,34
1,4
1,46
1,52
1,58
1,64
1,7
1,76
1,82
1,88
1,94
2
Вероятность
Приведенная интенсивность
Вероятность наличия запасов
Вероятность запаса на 4 суток Вероятность запаса на 5 суток
Вероятность запаса на 6 суток Вероятность запаса на 7 суток
Рис. 3.10. Вероятности зависимости запасов на строительном объекте на период
от 4 до 7 суток, как функции от приведенной интенсивности
Из рис. 3.9 и 3.10 видно, что, как и следовало ожидать, вероятность
отсутствия дефицита ресурса растет с увеличением приведенной интенсивности
и с уменьшением срока последующего пополнения запаса.
Таким образом, была описана основанная на марковских случайных
процессах математическая модель, позволяющая в вероятностном подходе
оценить наличие необходимых ресурсов на строительных объектах в
ближайшие периоды времени.
Данная модель позволит осуществлять оперативное управление запасами
строительных объектов в условиях нестабильного их снабжения и
расходования, а также планировать действия по мероприятиям, позволяющим
увеличить объем поставляемых запасов на объекты в зависимости от скорости
их расходования с учетом влияния внешних условий и внутренних факторов.
и методики, позволяющие оптимизировать на основе методов математического
моделирования, распределение ресурсов между объектами строительства либо
между работами на одном строительном объекте.
3.5. Подведение итогов по главе 3
Подводя итог, в данной главе были приведены и описаны методы, модели
103
Для этого были поставлены цели и задачи научного исследования по
оптимизации ресурсного управления строительной инфраструктурой.
Разработана структурная схема эффективного ее управления с учетом
потребностей и дефицита ресурсов.
Также была предложена математическая модель эффективного снабжения
строительных объектов или проектов некоторым видом ресурса. Модель
учитывает ограниченность ресурса, транспортные возможности и иные
факторы. Реализация модели позволит составлять оптимальные планы поставки
сырья, товаров, грузов, материальных и человеческих ресурсов,
оптимизировать транспортные затраты, осуществлять эффективное управление
запасами. В основе разработанной модели лежат методы линейной и
нелинейной оптимизации.
Для предложенной модели приведен алгоритм управления перевозимыми
ресурсами, который учитывает все стадии предварительного сбора
информации, анализа и принятия решений в ходе управления, применения
оптимизационных моделей, рассмотренных в работе, и описаны варианты
возможных действиях, если модель оптимизации не приводит к решению
задачи.
Представленная модель распределения и перевозки ресурсов позволит
составлять оптимальные планы поставки сырья, товаров, работников,
оптимизировать транспортные затраты, осуществлять эффективное управление
запасами при выполнении группы строительных мероприятий.
Разработана, описана и обоснована математическая модель
распределения ограниченных ресурсов между строительными объектами,
работами или мероприятиями. Доказана адекватность полученных по модели
результатов. Описана методика проведения вычислительных процедур для
реализации модели в численном виде в среде MS Excel.
На основе вычислительных экспериментов была оценена эффективность
применения модели распределения ресурсов при управлении строительными
проектами, которая в среднем составила более 34%. Получена временная
зависимость между продолжительностью выполнения строительных работ и
объемом выделенных на них ресурсов, что позволит оценить временную
эффективность от применения модели на практике.
Показана актуальность разработки модели распределения ресурсов
разного вида в сфере строительства, доказана адекватность результатов,
описана методика получения оценок по модели численными методами, оценен
экономический эффект от применения модели на практике. Предложенная
модель распределения ресурсов приводит к значительному увеличению
эффективности организации и управления строительными проектами и
увеличивает вероятность своевременного их завершения с минимальными
затратами.
Кроме этого, описана основанная на марковских случайных процессах
математическая модель, позволяющая в вероятностном подходе оценить
104
наличие необходимых ресурсов на строительных объектах в ближайшие
периоды времени.
Данная модель позволит осуществлять оперативное управление запасами
строительных объектов в условиях нестабильного их снабжения и
расходования, а также планировать действия по мероприятиям, позволяющим
увеличить объем поставляемых запасов на объекты в зависимости от скорости
их расходования с учетом влияния внешних условий и внутренних факторов.
Таким образом, все этапы управления строительным проектом в области
оптимального распределения ресурсов на основе математического
моделирования были представлены, система эффективного ресурсного
обеспечения строительной инфраструктуры была реализована.
В следующем разделе данной работы затронем вопрос управления
рисками, которые могут возникнуть при реализации строительного проекта в
современных условиях.
105
Глава 4. УПРАВЛЕНИЕ РИСКАМИ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ
Важнейшим этапом жизненного цикла строительного проекта,
несомненно, является этап его реализации. И важной составляющей этапа
реализации строительного проекта является учет всевозможных рисков и учета
влияния негативных воздействий на процесс строительства, которые
обязательно возникнут на стадии реализации строительного проекта. Этим
вопросам посвящена данная глава.
4.1. Проблема учета рисков при реализации строительных проектов
и направления ее решения
В последнее время экономика России выходит из кризиса и многие
отрасли начинают показывать положительные экономические результаты.
Отдельно следует отметить отрасль строительства, которая по темпам развития
является, наверное, самой эффективной. В частности, 2022 год был для
строительной отрасли самым лучшим за всю историю, если в целом экономика
страны упала примерно на 2%, то экономика строительной сферы выросла на 56%. В отличие от прежних экономических и финансовых кризисов, когда
строительная отрасль падала на два-три года и потом столько же поднималась,
в последние 3 года падения зафиксировано не было.
Однако, при управлении проектами в области строительства, и ранее, и
сегодня существуют значительные риски, которые могут привести как к
существенным проблемам при реализации строительных проектов, так и к их
критическому срыву. Ввиду этого актуальным является вопрос оценки рисков
при реализации строительных проектов, своевременного реагирования на
возможность их наступления и проведения профилактических мероприятий,
направленных на ликвидацию возможных угроз.
Одной из основных задач в планировании и управлении строительными
проектами, является учет и мониторинг возможных рисков, которые либо
возникают, либо могут возникнуть в ходе реализации строительных проектов.
Эти риски, как правило, связаны с влиянием на ход реализации строительства
внутренних условий, либо влиянием факторов внешней среды. Необходимым
учетом их влияния является моделирование и прогнозирование возможного
воздействия внутренних и внешних негативных условий выполнения
строительного проекта, что позволит превентивно принять меры по
возможному сглаживанию такого влияния и максимально уменьшить
последствия негативных воздействий на строительный проект. Ввиду этого
разработка новых методик устранения негативного влияния воздействий,
приводящих к ущербу при реализации строительных проектов, является,
106
несомненно, актуальным и востребованным направлением в сфере управления
строительными проектами.
Основной проблемой для учета рисков является то, что они возникают
под влиянием случайных факторов в условии высокой неопределенности.
Поэтому, подавляющее большинство методов учета рисков в строительстве
основываются на вероятностных моделях. Учитывая то, что в последнее время
уровень неопределенности практически во всех сферах хозяйственной
деятельности значительно вырос, требуется разработка новых подходов к
анализу рисков, которые бы максимально точно и быстро реагировали на
возникающие угрозы.
Учет рисков в строительной сфере основывается на трех базовых
аспектах, которые лежат в основе успешного завершения строительных
проектов [76]:
- временной аспект, результатом выполнения которого является
завершение строительных проектов в заданные сроки;
- стоимостной аспект, который подразумевает то, что реальная стоимость
реализации строительного проекта не будет превышать заранее определенной
сметы;
- качественный аспект, который предполагает, что качество
строительного объекта будет не ниже допустимых пределов.
В контексте данных аспектов и учитывают потенциальные риски при
реализации строительных проектов. Соответственно, в зависимости от
направленности воздействия рисков зависит и возможный ущерб от
наступления негативных ситуаций.
Процесс управления строительными работами в настоящее время
является важнейшим звеном в процедуре организации строительных проектов,
их контроля и успешной реализации. Как показывает практика реализации
строительных проектов, в последнее время участилось несоответствие между
плановыми характеристиками строительных проектов и показателями их
реализации. В какой-то мере это связано и с некомпетентностью персонала,
осуществляющего планирование и недостаточный контроль за строительными
проектами, и с динамически меняющимися требованиями к результатам
выполнения строительных проектов [16, 17].
Однако, одной из основных причин возникающих проблем в
строительной сфере можно считать неприспособленность строительных
организаций к новым экономическим и управленческим условиям, в которых
находится система экономико-производственных отношений в последнее
время. За последние несколько лет происходит слом традиционных,
формировавшихся многие годы экономических отношений во всех сферах, в
том числе и строительстве. Это связано и с интенсивным развитием
строительных и информационных технологий и связанных с ними методами
управления, с разработкой новых промышленных и производственных методов
107
строительства, разработкой новых материалов, технологий их применения,
Детализация условий реализации строительного проекта. Выявление
возможных рисков. Прогноз параметров возможных рисков
Допустимые риски,
приносят ущерб, но не
приводят к срыву
строительного проекта
Критические риски, приносят ущерб, который с
некоторой вероятностью приводят к срыву
строительного проекта
Явные риски,
наступление любого
может привести к
срыву проекта
Цель: минимизировать
ущерб, методы:
марковские случайные
процессы
Неявные риски, состоят
из множества допустимых,
но их накопление
перерастает в критический
Цель: минимизировать
вероятность
наступления, методы:
марковские случайные
Цель: не допустить
критического накопления,
методы: теория массового
обслуживания
Выбор стратегии управления процессом реализации строительного
проекта с минимальным ущербом
Цель: осуществлять поддержку принятия решений, методы: теория игр, принятие
решений в условиях неопределенности
необходимость использования современного оборудования.
Возросшая сложность в организации строительных работ, переход к
новым строительным технологиям, а также возрастающая турбулентность на
ранке в строительной области ведет к увеличению рисков при реализации
строительных проектов. Ввиду этого, актуальным становится разработка новых
и усовершенствование существующих методов управления строительными
проектами в условиях возрастающей неопределенности.
В данном разделе приводятся методы выбора стратегии управления
строительными проектами в условиях высокой неопределенности и описаны
основные математические модели, которые могут быть использованы при
недостаточной информации о возможных условиях, в которых будет
происходить реализация строительных проектов.
Резюмируя вышесказанное, учет рисков при реализации строительных
проектов можно разделить на несколько ветвей научных исследований. Схема
научных исследований приведена на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Структурная схема научных исследований системы учета рисков
и принятия решений при реализации строительных проектов
108
Поясним данную схему. Отдельной модели требует анализ влияния
допустимых рисков, то есть тех воздействий на процесс реализации
строительного проекта, которые не могут привести к срыву его реализации, а
лишь приносят некоторый ущерб, и наша задача минимизировать данный
ущерб. Для дифференциации ущерба рационально разделить его на некоторые
категории, например, слабый, умеренный и значительный ущерб, чтобы при
моделировании учитывать приоритет ликвидации воздействий таких факторов.
Другая ситуация возникает, когда риски критические, то есть
наступление данных рисков способно привести к срыву реализации
строительного проекта. Здесь отношение к рискам совершенно иное, если для
допустимых рисков необходимо анализировать частоту их наступления и
интенсивность их ликвидации, то при критических рисках необходимо
минимизировать вероятность их наступления, то есть строить иную
математическую модель. В свою очередь, критические риски также могут быть
двух типов:
- явные критические риски, наступление одного из них с определенной
вероятностью приводит к срыву строительного проекта, для таких рисков
важен вероятностный контроль;
- неявные критические риски, которые состоят из последовательности
наступления группы допустимых рисков, которые, нанося некоторый ущерб,
ликвидируются с течением времени, однако, если интенсивность поступления
допустимых рисков превышает скорость их ликвидации, может наступить
момент, когда множество допустимых рисков перерастет в критический риск и
реализация строительного проекта будет сорвана. Для таких рисков важен
контроль за накоплением некоторого критического числа допустимых рисков.
Обе описанные ситуации требуют разных подходов к их
математическому моделированию.
И обобщая модели учета рисков, следует отдельно затронуть вопрос по
выбору стратегии реализации строительных проектов на основе полученной
информации о возможностях поступления негативных факторов. Учитывая то,
что на практике нет совершенно никакой информации, когда наступит
негативное воздействие на строительный проект и каким будет ущерб от него,
для разработки общей стратегии поведения требуется использовать совершенно
иные модели, касающиеся поддержки принятия решений при реализации
строительных проектов.
Математические модели, соответствующие схеме учета риска при
реализации строительных проектов и отличающиеся научной новизной,
приведены ниже.
4.2. Модель учета допустимых рисков с минимизацией ущерба
Одним из важнейших и актуальных направлений успешной реализации
строительных проектов является учет и, как следствие, снижение
109
организационно-технологических рисков в строительной сфере. Проявляются
организационно-технологические риски на всех стадиях реализации
строительных проектов, начиная от проектирования и заканчивая реализацией
произведенной продукцией строительства. Процесс реализации строительных
проектов, комплексов работ или мероприятий в современных условиях
невозможно представить без анализа и оценки рисков при их выполнении,
который проводится на основании разнообразных методов, моделей и подходов
[15, 45].
Основной проблемой для их учета является то, что риски возникают под
влиянием случайных факторов в условии высокой неопределенности [12, 25].
Поэтому, подавляющее большинство методов учета рисков в строительстве
основываются на вероятностных моделях. Учитывая то, что в последнее время
уровень неопределенности практически во всех сферах хозяйственной
деятельности значительно вырос, требуется разработка новых подходов к
анализу рисков, которые бы максимально точно и быстро реагировали на
возникающие угрозы. Таким образом, направление научных исследований,
связанное с разработкой новых и усовершенствованием имеющихся подходов к
учету рисков в строительной сфере, является актуальным и практически
востребованным в настоящее время.
Рассмотрим сначала допустимые риски, которые обязательно будут
ликвидированы, но они наносят строительному проекту некоторый ущерб. Чем
раньше такие риски будут ликвидированы, тем меньшей ущерб они нанесут.
Целью научной работы, представленной в данном разделе, является разработка
математической модели учета негативного влияния допустимых рисков,
способных нанести ущерб, но не способных сорвать проект, на реализацию
строительных проектов в динамике их поступления в условиях высокой
неопределенности.
В основе приведенной в данном разделе модели оценки риска влияния
неблагоприятных факторов на строительный проект лежит теория марковских
случайных процессов, позволяющая оценить вероятность реализации
возможных угроз с разной степенью ущерба, рассчитать риски при выполнении
строительных работ. Модель предполагает, что угрозы, несущие разный
уровень ущерба строительному проекту, поступают в случайные моменты
времени и требуют разное время для их ликвидации. Сначала приведем
предпосылки ее использования для анализа рисков в сфере строительства.
Как было сказано ранее, при проведении строительных работ свойственна
ситуация, когда условия их проведения меняются быстро и непредсказуемо,
развитие событий носят вероятностный характер и предсказать точно влияние
внешних условий на результат реализации строительного проекта оказывается
невозможно. Моделирование процесса реализации строительных работ с
течением времени в таких ситуациях возможно только в вероятностном
подходе и модель должна основываться на стохастических методах.
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]