Файл: Вайнштейн Б.С. Применение автоматизированных систем управления в строительстве.pdf

политической обстановки и от некоторых других факто­ ров, не поддающихся точной количественной оценке.

Типовая задача на выбор стратегии в условиях неоп­ ределенности в сильно упрощенном виде формулирует­ ся примерно так: в сложившейся производственной или хозяйственной ситуации возможен выбор одного из не­ скольких решений; затраты, связанные с каждым из этих

ожидания), а теория игр дает методы выбора оптималь­ ной стратегии применительно к установленным крите­ риям.

Теория игр пока не нашла сколько-нибудь заметного отражения в регламентированном управлении строи­ тельными предприятиями, но руководителям зачастую приходится принимать практические решения в ситуа­ циях, которые сходны с моделями этого раздела мате­ матики. Например, интуитивно соизмерять затраты на создание и внедрение новой техники не только с резуль­ татами, которые будут достигнуты при удачном исходе, но и с вероятностью получения этих результатов. Не этим ли объясняется сдержанность, иногда проявляе­ мая при создании новой техники силами отдельных тре­ стов? Здесь и вероятность благоприятного исхода не слишком велика, и результат в рамках одного треста может не окупить затраты. Иное дело, если решать та­ кие задачи в масштабе министерства или отрасли.

Модели теории игр, вероятно, найдут применение при выборе вариантов производства работ, если они ведутся на открытом воздухе и подвержены влиянию природноклиматических условий, например при строительстве магистральных трубопроводов, шоссейных и железных дорог, аэродромов и т. д.

Теория игр как математический аппарат научного управления тесно соприкасается с теорией массового об­ служивания, включая управление запасами и теорию очередей.

Теория массового обслуживания применяется для формирования и оптимизации моделей, если в процес­ се производства или обслуживания нельзя обеспечить синхронности поставок ресурса и его потребления. От­ сюда возникает «очередь» как следствие временного, случайного дефицита ресурса или его избытка.

45

Теория массового обслуживания первоначально за­ родилась при проектировании и'эксплуатации телефон­ ных станций и сетей. В связи с большими колебаниями интенсивности вызовов в течение суток возник вопрос, проектировать ли телефонные станции на мощность, поз­ воляющую покрыть самый высокий, «пиковый» спрос иа переговоры (тогда большую часть суток оборудование будет не загружено, находясь как бы в очереди, в ожи­ дании вызова), или пойти на то, что в часы пик часть вызовов не будет удовлетворена, образуется «очередь» абонентов.

Впоследствии оказалось, чго подобные ситуации во­ обще присущи сфере обслуживания, а также сфере производства, если нет реальной возможности строго синхронизировать потребление и (или) поставки ресур­ са. Устойчивость производственного процесса в этом случае поддерживается при помощи запасов, которые, однако, не должны быть чрезмерными, чтобы не отвле­ кать из производственного оборота значительные ре­ сурсы.

Таким образом, в АСУС теория массового обслужи­ вания и ее самостоятельная ветвь —теория запасов—• могут применяться при расчетах потребности в трудо­ вых ресурсах, материалах и механизмах с учетом оп­ тимального размера запаса или резерва.

Резервы мощности вспомогательных машин обычно требуются для бесперебойной работы крупного агрегата, простои которого дорого обходятся. Это относится, на­ пример, к землесосу с шаландами, к комплексу асфаль­ тосмесительная установка — самосвалы •— катки при уст­ ройстве верхнего покрытия шоссейных дорог или к ком­ плексу башенный кран — панелевозы иа монтаже сбор­ ных домов и др.

Для формализации задач этого типа требуется ис­ ходная информация о потерях в связи с простоем глав­ ного агрегата, о возможных потерях из-за нарушения сроков выполнения критических работ, о стоимости ра­ боты резервных машин и о вероятностях отклонения от оптимального (ритмичного) хода процесса.

Идея о бесперебойном синхронном движении ресур­ сов и столь же ритмичном ходе производственного про­ цесса очень привлекательна, но даже теоретически мо­ жет она быть реализована только для массовых цик­ личных процессов. Поэтому и специализация как орга-

46

низациониая форма разделения труда, наряду с положи­ тельными экономическими результатами, обычно приво­ дит в сложном производственном процессе либо к непол­ ной загрузке мощностей отдельных организаций, либо к очереди на выполняемые ими работы.

По мере усложнения строительного производства, увеличения числа участвующих в этом процессе специа­ лизированных организаций и поставщиков возрастает экономическое значение правильного формирования и использования материальных запасов и мощностей. За­ пас ресурса выступает в процессе, во-первых, как регу­ лятор устойчивости, ритмичности хода производства и, во-вторых, как амортизатор объективного противоречия между непрерывностью строительного процесса и диск­ ретными поставками материалов.

В первом случае ситуация моделируется аналогично задаче па очереди. Требуется информация о вероятно­ сти перебоя в снабжении, о стоимости содержания запа­ са (плата за фонды или за кредит, складские расходы, дополнительные транспортные расходы в связи с пере­ возкой, потери при хранении), о возможном ущербе при простоях или изменении ритма производственного процесса вследствие перебоя в снабжении.

Во втором случае основной запас формируется в раз­ мере, обеспечивающем бесперебойный ход производства до планового поступления очередной партии материа­ лов, и, кроме того, учитывается дополнительный (стра­ ховой) запас на случай, если очередная партия запоз­ дает. Страховой запас не должен быть слишком велик, иначе стоимость его содержания превысит возможный ущерб от перебоя в снабжении.

Трактовка вопроса о запасах, излагаемая в лите­ ратуре и учебниках по экономике строительства, не всегда применима в условиях АСУС и при новых мето­ дах хозяйствования. Обычно указывали, что страховой запас должен обеспечить работу на период, необходи­ мый для формирования новой партии материала, вза­ мен неполученной в срок. При этом не учитывалась вероятность нарушения срока, а также то, что при не­ большом опоздании поставки (1—2 дня) новую партию формировать нет смысла. Не принималась во внимание и материальная ответственность поставщика, с которого получатель, помимо пени и неустойки, имеет право взыс-

47

рожностью относиться к выводам. Необходимо опреде­ лять надежность результатов п проверять, укладывают­ ся ли отклонения в доверительный интервал.

Из применяемых в строительстве математических методов моделирования наиболее популярны сетевые графики, или иначе сетевое планирование и управление. Оставляя в стороне неточность этого термина1, следует сказать, что применение сетевых графиков сыграло в строительстве определенную положительную роль. Оно способствовало расширению кругозора строителей; в ряде случаев сетевые графики стали эффективным сред­ ством управления, средством борьбы с проявлениями

волюнтаризма.

Сетевой график — это логическая модель сложного процесса возведения здания или строительства крупно­ го объекта (комплекса), изображенная геометрически­ ми (топологическими) методами с учетом фактора вре­ мени.

Ключевое понятие — «критический путь» — прочно вошло в арсенал средств анализа и управления, и это одно уже могло бы оправдать большие затраты, свя­ занные с изучением, составлением сетевых графиков и не всегда плодотворными попытками использовать их как основной рычаг управления производством.

При создании АСУС необходимо решить по отноше­ нию к сетевым графикам четыре вопроса: область при­ менения, предпосылки применения, методы оптимизации и методы воздействия на исполнителей.

Сетевые графики нецелесообразно применять для планирования и управления процессами типа поточно­ конвейерной технологии, например, в промышленных предприятиях. Здесь однозначно определена последова­ тельность операций, в силу чегодзсе они лежат на кри­ тическом пути. Сетевые графики наиболее эффективны для моделирования и оптимального управления слож­ ными многовариантными процессами при многочислен­ ных участниках, в разное время вступающих в производ­ ственный процесс и выбывающих из него.

В качестве предпосылок эффективного применения сетевых графиков можно указаты-іа сбалансированность

1 Планирование и управление нельзя классифицировать по та­ кому признаку, как «сетевое», «линейное» и т. д. Допустима класси­ фикация по периодам планирования, по объектам и т. д., но не по способу изображения моделей процесса.

плана организации, которая ведет планируемый строи­ тельный процесс, т. е. на наличие или реальную воз­ можность получения материалов, оборудования, транс­ порта и трудовых ресурсов, достаточных для выполне­ ния поставленных задач. Затем для каждого участника строительства, особенно для субподрядчиков, требуется увязать задачи, вытекающие из данного графика, с дру­ гими его задачами. Определенная последовательность и сроки исполнения работ по тому пли иному графику не должны входить в противоречие с мощностями участ­ вующих организаций и с их обязательствами по другим объектам строительства. И, наконец, для успешной реа­ лизации сетевых графиков необходимо, чтобы исполни­ тели работ, лежащих на критическом пути, имели ре­ зервы, гарантирующие возможность открытия фронта для других участников, поскольку процесс, протекающий без резервов, становится неустойчивым и теряет управ­ ляемость. Сравнительно небольшое внешнее воздействие и случайные отклонения от плана не компенсируются резервом, а порой попадают в резонанс, что приводит к нарушению динамического равновесия.

Для оптимизации сетевых графиков обычно приме­ няют критерий ритмичного использования ресурсов ти­ па мощности («нехранимых ресурсов») при ограничении по сроку окончания процесса. Иначе говоря, минимизи­ руется сумма абсолютных величин или сумма квадратов отклонений от среднего уровня затрат этих ресурсов.

Такой метод представляется вполне приемлемым. Работники строительного производства из практики знают, что равномерный процесс почти всегда оптима­ лен; во всяком случае он намного лучше неравномерно­ го процесса.

Вместе с тем надо иметь в виду, что при передаче выбора вариантов на ЭВМ по алгоритму, основанному на равномерности, есть риск получить неприемлемое решение для данной организации. Строительство круп­ ного объекта невозможно начать в ритме полного раз­ ворота работ, как не может оно быть и остановлено сразу, за один день. Поэтому в плане и в графике целе­ сообразно предусматривать период развертывания ра­ бот и нарастания ресурсов, затем период равномерного ведения работ и, наконец, завершающий период. Тогда в качестве критерия оптимизации будет выступать не равномерность, т, е. min 21 [а—лг;|, а ритмичность, т. е,

50

min S(xj—X i ) 2, измеряемая суммой квадратов отклоне­ ний фактических затрат от их заданных величин.

Сетевой график — это выраженная графическими средствами логическая модель процесса с указанием по­ следовательности событий и работ, а также вероятных затрат времени па их выполнение. Он содержит много полезной информации, но эффективным инструментом управления становится лишь при условии, если одновре­ менно с его утверждением и доведением до исполните­ лей предусматриваются меры воздействия, обеспечива­ ющие его реализацию на практике. Это значит, что каж­ дому адресному заданию, вытекающему из сетевого гра­ фика, должны отвечать адресные стимулы и санкции.

Сетевые графики очень полезны и эффективны в упорядоченной Системе,'но они бесполезны (а иногда и вредны) в условиях несбалансированного плана строи­ тельного предприятия, особенно при частых изменениях плана. Они бесполезны, поскольку несбалансированный план все равно не будет выполнен — с сетевыми графи­ ками или без них. Они могут быть вредны, если сетевы­ ми графиками, как прогрессивным методом управления, не дополняют, а подменяют вопросы ускорения научнотехнического прогресса в производстве, экономического стимулирования, балансовую увязку задач и ресурсов, активное участие трудящихся в управлении.

Между тем в основных документах, регулирующих порядок функционирования систем сетевого планирова­ ния и управления на стадиях разработки исходного пла­ на и оперативного управления, этот комплекс вопросов почти или совсем не отражен. Этим и объясняется из­ вестное разочарование строителей, когда они убеждают­ ся, что сетевые графики, взятые сами по себе, не могут служить в качестве системы планирования и управления.

Среди современных разделов математики особое место принадлежит математической теории оптимально­ го управления. Судя по названию, можно было бы пред­ положить, что эту теорию можно широко применять для формирования экономико-математических моделей и управления производственно-экономическими процес­ сами. Однако в действительности это не совсем верно.

■В основе теории оптимального управления лежит по­ нятие об управляемом объекте, в качестве которого мо­ жет выступать, например, автомобиль, экскаватор, ба­ шенный кран. Общим свойством этих объектов являет-