Надежность достижения целей в строительстве

Надежность и риск производственной деятельности строительных предприятий воинских формирований при Спецстрое России

Под надежностью системы понимается ее способность решать задачи в условиях дестабилизирующих факторов. Надежность производственной деятельности строительных предприятий – это их способность достигать заданных результатов в обусловленный период.

Производственная деятельность предприятий очень сложный процесс, в котором участвуют технические элементы (строительные машины, транспортные средства и др.) и социальные подсистемы (рабочие коллективы). Взаимодействие этих элементов носит стохастический (изменение, движение) характер, к тому же каждая подсистема производства характеризуется своим уровнем надежности. Поэтому уровень надежности всей производственной деятельности предприятия можно оценить как совокупность надежности его составных частей (элементов, подсистем).

Согласно математической теории надежности уровень надежности производственного процесса должен снижаться пропорционально геометрической прогрессии числа не полностью надежных элементов. Однако это справедливо относительно технических систем, в строительном производстве нужен другой подход, так как здесь приходится иметь дело не с технической надежностью, которой свойственны отказы, а с организационно-технологической надежностью (ОТН), для которой характерны сбои, т.е. выходы расчетных параметров процесса за рамки, установленные плановым заданием.

Сбои в одном или нескольких элементах в ходе производственного процесса приводят к нарушению его функционирования, но не к полной остановке. Сбои возникают, как правило, постепенно, поэтому уже в начале процесса и по его ходу можно снизить их влияние на возможные потери за счет различных форм резервирования. Эти вопросы решаются путем гибкой настройки составных элементов системы на выполнение запланированных показателей, производственной деятельности предприятия, в том числе и реализации проектов в срок.

Оценка надежности достижения какой-либо системой поставленной перед ней цели в срок и является задачей теории ОТН. В теории ОТН для получения рекомендаций по определению оптимальных характеристик надежности работы производственных систем широко используются математические методы теории вероятностей, методы статистического моделирования, экспертных оценок, имитационные модели и др.

Задачи решаются путем выявления методов снижения действия дестабилизирующих факторов и путем проектирования достаточно надежных организационных производственно-экономических структур производственных предприятий.

Достижение плановых показателей в строительстве объектов возможно только при надежном учете влияния случайных возмущений на ход выполнения СМР путем изучения организационно-технологических сбоев и принципов взаимодействия дестабилизирующих факторов.

Задача заключается в поиске организационно-технологических условий, обеспечивающих конечные результаты строительной деятельности с заданной вероятностью.

В строительстве объектов участвует ряд организаций, поэтому важно определить надежность окончания в договорный срок как всех работ, так и их комплексов, выполняемых каждым субподрядчиком.

Для обеспечения строительства объекта в договорный срок обычно составляют прогнозную вероятностную модель сводного календарного плана, исходя из вероятных продолжительностей комплексов работ в границах (формула 9.2.1):

t_min ≤ t ≤ t_max (9.2.1)

Вероятная продолжительность работ может быть найдена из эмпирического закона и их распределения в указанных границах.

В этом случае обычно используют закон бета - распределения, в котором при определенных допущениях математическое ожидание и дисперсия продолжительности выражаются формулами 9.2.2, 9.2.3):

(9.2.2)

(9.2.3)

После этого календарный план рассчитывается, как при детерминированных оценках t_ij = t_ож(ij).

Однако при использовании этого метода ошибка может достигать 25%, поэтому его применяют только для приблизительного анализа вероятностных условий строительства объектов.

Более точные результаты дает метод статических испытаний (метод Монте-Карло). Он требует большого количества вычислений, но сравнительно просто реализуется на ЭВМ. При этом методе вероятностный процесс многократно реализуется на модели, для чего надо знать предельные значения (минимальные и максимальные), а также закон распределения вероятностей наступления значений параметров в интервале предельных значений.

При наличии указанных данных разыгрывается продолжительность строительства объекта по свободному календарному плану (Т). Это будет одно из значений Т.

Если розыгрыш провести n раз, то будет получен ряд значений вероятной продолжительности строительства (формула 9.2.4):

Т₁, Т₂ …Т_n (9.2.4)

Проанализировав этот ряд по частоте наступления отдельных значений Т, получим эмпирическое распределение продолжительностей (формула 9.2.5):

r (Т₁), r (Т₂) …r (Т_n), (9.2.5)

а затем - вероятное значение продолжительности строительства Т_ож (формула 9.2.6):

Т_ож = (9.2.6)

где: i – порядковый номер Т из ряда.

Можно рассчитать и дисперсию среднего вероятного значения продолжительностей d² (формула 9.2.7):

(9.2.7)

Рассчитав ожидаемую продолжительность строительства Т_ож и зная продолжительность, обусловленную Т_д, можно определить вероятностное отклонение ожидаемой продолжительности от договорной d (формула 9.2.8):

dТ = Т_ож – Т_д, (9.2.8)

и вероятность того, что разность между фактическим и ожидаемым значением не превысит dТ (формула 9.2.9):

, (9.2.9)

где значение функции – Ф берется из таблиц нормального распределения.

Для определения минимального и максимального значения продолжительности работ можно воспользоваться значением дисперсии формулами, соответственно (формула 9.2.10):

(9.2.10)

где среднее вероятное значение продолжительности - t и среднее квадратичное отклонение этого значения - s(t) определяется по статическим данным (формула 9.2.11):

(9.2.11)

где: t₁ – одно из фактических значений продолжительности i–й работы; r (t₁) – частота (вероятность) наступления этого значения; i - порядковый номер данного фактического значения; n – общее количество фактических значений.

Частота наступления определенного фактического значения продолжительности t_i рассчитывается по формуле (формула 9.2.12):

r (t₁) = n (t₁) /n. (9.2.12)

Для определения t_min и t_max может быть использован более простой метод, основанный на вероятностных коэффициентах, являющихся относительным выражением предельных величин с нормативными данными, т.е. t/t_н.

Соответственно для каждой из работ они могут быть определены по формуле(9.2.13):

; . (9.2.13)

Усредняя по закону больших чисел эти коэффициенты, для всех работ можно получить интервал значения вероятностных коэффициентов – К(t), по которому можно судить о совокупном влиянии случайных факторов на продолжительность отдельных работ в условиях данного строительства.

Этот интервал - К(t) можно распространить даже на те работы строительства, по которым нет достаточной статистики фактических продолжительностей.

Из сводного календарного плана после расчета его модели с учетом действия дестабилизирующих факторов можно получить граничные сроки выполнения комплексов работ субподрядными организациями.

Это позволит им рассчитать организационно-технологическую надежность выполнения своих работ. В таком случае за основной параметр следует принять интенсивность потоков специализированных работ - J, которая может быть определена, исходя из объема специализированных работ - V и срока их выполнения - t в соответствии со сводным календарным планом (формула 9.2.14):

(9.2.14)

Вероятность того, что работы будут выполнены в заданный срок, равна вероятности непревышения расчетного срока (формула 9.2.15):

(9.2.15)

Это условие выполняется, если работы будут вестись с интенсивностью не менее J_p (формула 9.2.16):

t_зад = p (t ≤ t_ρ) =1-ρ (J ≤ J_ρ) (9.2.16)

Можно принять следующий порядок вычисления параметров надежности:

·группировка статистических данных по интервалам;

·вычисление параметров эмпирического распределения, в том числе и ее среднего квадратичного отклонения;

·построение гистограммы эмпирического распределения величины интенсивностей в относительных частотах (для удобства вычисления);

·выбор гипотезы о законе распределения интенсивности на основе рассмотрения гистограммы. В большинстве случаев закон распределения значений интенсивностей по отдельным интервалам получается нормальным;

·проверка нулевой гипотезы на нормальном законе распределения по критерию согласия Пирсона. Для удобства расчет следует свести в таблицу;

·построение графика дифференциальных функций распределения (кривой плотности вероятностей) и выяснение его соответствия кривой гистограммы;

·построение графика интегральной функции интенсивности;

·определение показателей надежности, т.е. вероятностей хода работ с интенсивностью не ниже расчетной. Для этого определяются функции распределения - F_i в принятых пределах (формула 9.2.17):

F_i = ρ (J ≤ J_ρ) (9.2.17)

Дата добавления: 2014-12-29