Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Управление в социальных и экономических системах

Диссертационная работа:

Михин Петр Валентинович. Модели и методы оптимизации планов проектных работ : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.10 : Воронеж, 2005 152 c. РГБ ОД, 61:05-5/3265

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА I. ЗАДАЧИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСОВ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПРОЕКТНЫХ РАБОТ 13

§ 1Л. Основные понятия и определения 13

§1.2. Постановка проблемно-ориентированных задач 17

§1.3. Механизмы распределения ресурсов 20

§ 1 АЭвристические алгоритмы распределения ресурсов 31

§1.5. Выводы и постановка задач исследования 39

ГЛАВА П. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ РЕСУРСНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ РАБОТ 40

§2.1. Методы решения многоэкстремальных задач распределения ресурсов 40

§2.2. Метод дихотомического программирования 59

§2.3. Распределение ресурсов методом дихотомического программирования в общем случае 64

ГЛАВА III. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ ПРОЕКТНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ 68

§3.1. Оптимальное размещение единиц проектирования во времени 68

§3.2. Задача оптимизации объема субподрядных работ 73

§3.3. Оптимальное размещение работ между подразделениями проектной организации 89

§3.4. Задача совмещения проектных работ 99

ГЛАВА IV ФОРМИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ ПРОЕКТНО-СТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ 116

§4.1 Финансовое состояние ООО УК «Жилпроект» 116

§4.2. Распределение единиц проектирования во времени 120

§4.3 Определение плана работы структурных подразделений 128

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 132

ЛИТЕРАТУРА 133

ПРИЛОЖЕНИЯ 150 

Введение к работе:

Актуальность темы. В условиях динамичности современного строительного производства, применения новых прогрессивных технологий, значительно возросли требования к организации проектных работ.

Было выявлено первостепенное влияние на деятельность строительных предприятий качества проектных решений, которые во многом предопределяют возможность применения эффективных технологических процессов. Наряду с себестоимостью строительно-монтажных работ и продолжительностью строительства на стадии проектирования формируется основной показатель деятельности строительных предприятий — уровень производительности труда.

Исследования, проведенные А.А. Гусаковым и его школой, показывают, что до 85 % затрат на выполнение строительно-монтажных работ по возведению объекта формируются в процессе проектирования. В тоже время анализ структуры сметной стоимости строительно-монтажных работ показал, что около 60 % затрат зависят от принимаемых проектных решений.

Таким образом, на стадии проектирования закладываются реальные предпосылки успешной реализации планов по возведению конкретного объекта и его стоимостные характеристики.

Вопросы формирования планов проектных работ относятся к сфере организационно-технологического управления, включающий технологию проектирования, состав проектируемых элементов, формирование нормативной базы на элементы этой технологии и применение информационных технологий для автоматизации и оптимизации соответствующих расчетов. В то же время проблемы мотивации (стимулирование сокращения сроков работ), обеспечение достоверности представляемых данных и т.д. относятся к сфере экономических механизмов управления.

Следовательно, актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью разработки эффективных моделей оптимизации пла нов проектных работ, позволяющих сократить сроки и, как следствие этого, повысить качество проектирования.

Основные исследования, получившие отражение в диссертации, выполнялись по планам научно-исследовательских работ:

- МНТП «Архитектура и строительство» 2001-2002 г.г.- №5.15;

- федеральная комплексная программа «Исследование и разработки по приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения»;

- грант РФФИ «Гуманитарные науки» «Разработка оптимизационных моделей управления распределением инвестиций на предприятии по видам деятельности» № Г00-3.3-306.

Цель и постановка задач исследования. Целью диссертации является разработка

Достижение цели работы потребовало решения следующих основных задач:

1. Найти оптимальное размещение единиц проектирование во времени.

2. Определение набора работ, передаваемых субподрядным организациям.

3. Оптимальное размещение работ между подразделениями проектной организации

4. Задача совмещения проектных работ при различных свойствах функции продолжительности и различных критериев оптимизации.

5. Разработать алгоритм определения минимальной продолжительности проекта, обобщающий известный алгоритм определения критического пути в случае жестких зависимостей

6. Построить алгоритм решения задача минимизации стоимости проекта при сокращении его продолжительности за счет совмещения работ.

Методы исследования. В работы использованы методы моделирования организационных систем управления, системного анализа, математического программирования, теории игр.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. модель оптимального размещения единиц проектирование во времени.

2. модель определения набора работ, передаваемых субподрядным организациям.

3. модель оптимального размещения работ между подразделениями проектной организации

4. модели совмещения проектных работ при различных свойствах функции продолжительности и различных критериев оптимизации.

5. алгоритм определения минимальной продолжительности проекта, обобщающий известный алгоритм определения критического пути в случае жестких зависимостей

6. алгоритм решения задача минимизации стоимости проекта при сокращении его продолжительности за счет совмещения работ.

Достоверность научных результатов. Научные положения, теоретические выводы и практические рекомендации, включенные в диссертацию, обоснованы математическими доказательствами. Они подтверждены расчетами на примерах, производственными экспериментами и многократной проверкой при внедрении в практику управления.

Практическая значимость и результаты внедрения. На основании выполненных автором исследований разработаны модели и алгоритмы позволяющие получать оптимальное распределение объемов проектных работ с минимизацией перегрузки задействованных ресурсов.

Использование разработанных в диссертации моделей и механизмов позволяет многократно применять разработки, тиражировать их и осуществлять их массовое внедрение с существенным сокращением продолжительности трудозатрат и средств.

Разработанные модели используются в практике реализации строительных проектов в корпорации «Воронеж-Дом» и Воронежском домостроительном комбинате.

Модели и алгоритмы, разработанные в диссертационной работе, включены в состав учебных курсов и дисциплин: «Управление проектами», «Организационно-технологическое проектирование», читаемых в Воронежском государственном архитектурно - строительном университете.

На защиту выносятся;

1. модель оптимального размещения единиц проектирование во времени.

2. модель определения набора работ, передаваемых субподрядным организациям.

3. модель оптимального размещения работ между подразделениями проектной организации

4. модели совмещения проектных работ при различных свойствах функции продолжительности и различных критериев оптимизации.

5. алгоритм определения минимальной продолжительности проекта, обобщающий известный алгоритм определения критического пути в случае жестких зависимостей

6. алгоритм решения задача минимизации стоимости проекта при сокращении его продолжительности за счет совмещения работ.

Апробация работы.

Материалы диссертации, ее основные положения и результаты доложены и обсуждены на международных и республиканских конференциях, симпозиумах и научных совещаниях в 2002-2005гг, в том числе: 1-й Международной конференции по проблемам строительства и энергетики (Тула, 2002 г), Международной научно-технической конференции по теории активных систем (ИПУ РАН, г. Москва 2003 г), Научно-технической отраслевой конференции «Системы автоматизированного управления производствами, предприятиями и организациями горнометаллургического комплекса (Старый Оскол, 2003 г), Международной конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий» (Москва-Сочи, 2003 г.), Международной конференции «Совре менные сложные системы управления» (Воронеж, 2003 г.; Тверь, 2004 г.; Тула, 2005 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Личный вклад автора в работах, опубликованных в соавторстве, состоит в следующем: В работах [5], [8], [11] автору принадлежит модель оптимального размещения единиц проектирование во времени; в работах [6], [8], [9] автору принадлежит модель определения набора работ, передаваемых субподрядным организациям; в работах [1], [8], [12] автору принадлежит модель оптимального размещения работ между подразделениями проектной организации; в работе [2], [3], [8] автору принадлежит модели совмещения проектных работ при различных свойствах функции продолжительности и различных критериев оптимизации; в работах [7], [8], [10] автору принадлежит алгоритм определения минимальной продолжительности проекта, обобщающий известный алгоритм определения критического пути в случае жестких зависимостей; в работах [4], [8] автору принадлежат алгоритм решения задача минимизации стоимости проекта при сокращении его продолжительности за счет совмещения работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Она содержит 149 страниц основного текста, 61 рисунков, 11 таблиц и 3 приложения. Библиография включает 195 наименований.

Во введении обосновывается актуальность, описывается цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе дается описание методологии и основных понятий планирования проектных работ. Организационно-технологическое управление проектными работами осуществляется на основе следующих исходных материалов: нормативно-справочная информация и нормативная база, представление списком подразделений и специальностей, классификатором проектных работ, описание нормативных технологических моделей, кодами и наименованиями классов работ, функциями зависимости оптимальной дли тельности работ от их объемов; исходная информация представленная перечнем позиций (объектов), по каждому заказу, индивидуальные наименования работ, описание планового периода (год, квартал, месяц), данные о состоянии выполнения работ. В результате формирующиеся планы на год и квартал, распределенные по головным исполнителям проекта, планы отделов на квартал, план загрузки подразделений и специальностей, отчет о выполнении, диспетчерские графики.

Традиционное управление технологией и организацией проектирования использует укрупненные нормативы и нормативные расчеты.

В качестве укрупненных нормативов обычно используют «Сборник цен на проектно-изыскательские работы» и «Временные нормы продолжительности проектирования». Их используют двояко: в качестве укрупненных классификаторов выполняемых работ и в качестве нормативной основы оценки объемов работ и их распределения между подразделениями организации.

Поддержание нормативной базы предлагают осуществлять экспертной проверкой, либо путем учета фактических трудозатрат.

При первом способе каждый раз при подборе модели и привязке ее к объекту эксперты оценивают ее пригодность и при необходимости корректируют модель.

При втором подходе в процессе учета хода проектных работ учитываются и фактические трудозатраты на работы. По этим фактическим трудозатратам и фактическим продолжительностям уточняются параметры работ.

По истечении периода существенной длительности (например года) по каждому часто встретившемуся виду для всех работ решают задачу проверки гипотез: принадлежат ли все встретившиеся работы генеральной совокупности с одним средним и дисперсией или имеет место сочетание двух таких совокупностей или более.

Если статистические критерии показывают на значимую вероятность второй гипотезы, эксперты рассматривают фактические данные и делают окончательный вывод о количестве типов работ. Если их два, то исходная модель расщепляется на две, в каждой из которых присутствует лишь один тип оцениваемой работы. Одновременно пополняется номенклатура работ и результатов.

Такой процесс обеспечивает сохранение адекватности системы моделей структуре проектных работ организации.

Рассмотрим ряд постановок задач оптимального планирования проектных работ. Задача 1. Оптимальное размещение единиц проектирования во времени

Примем, что проект состоит из п единиц проектирования (проектных работ или далее, просто работ). Технология проектирования (необходимая очередность выполнения работ) задана сетевым графиком, вершины которого соответствуют работам, а дуги - зависимостям между работами. Для каждой работы определены ранние допустимые сроки начала, поздние допустимые сроки окончания и продолжительность работы. Кроме того, для каждой работы задан график потребности в ресурсах относительно начала работы. Предполагая также, что задан вектор наличия ресурсов, определяемый на всем горизонте планирования. Требуется определить календарный план выполнения проектных работ в заданные сроки так, чтобы минимизировать перегрузку ресурсов. В такой постановке задача относится к классу NP - трудных задач и не имеет эффективных методов решения. Задача 2. Оптимальная передача на субподряд.

Если перегрузка ресурсов недопустимо велика, то естественно снизить ее за счет передачи части работ на субподряд. Задача заключается в определении множества работ, передаваемых на субподряд, такого, что стоимость субподрядных работ, была минимальной. Другими слова, требуется минимизировать затраты на субподрядные работы при условии что остальные работы могут быть выполнены своими силами без перегрузки ресурсов (либо при допустимой перегрузке ресурсов).

Задача 3. Оптимальное распределение работ между подразделениями проектной организации

Данная задача возникает в том случае, когда в организации имеется несколько подразделений, располагающих мощностями ресурсов одного вида. Требуется распределить проектные работы одного вида между подразделениями, так чтобы обеспечить максимально равномерную загрузку всех подразделений. Задача 4. Совмещение проектных и строительных работ

Совмещение работ, то есть параллельное выполнение работ, связанных технологической зависимостью, производятся с целью сокращения продолжительности всего проекта. Однако такое совмещение приводит как правило к увеличению продолжительности совмещаемой работы, поскольку зачастую приходится переделывать проект, либо к увеличению затрат по той же причине. Частным случаем совмещения работ является так называемые мягкие зависимости между работами (зависимость рекомендательного типа) исследованные в работах Буркова В.Н., Колпачева В.Н, Перелыгина А.Л. и др. Такие зависимости могут нарушаться, но их нарушение приводит к росту продолжительности и (или) затрат. В общем случае совмещение может быть частичным (например, 0,5 объема работы выполняются параллельно с другой работы).

Во второй главе рассмотрены постановки задач распределения ресурсов, следуя работе [1]. При этом предполагается, что проект описан в виде комплекса работ в определенными зависимостями между ними. Зависимости между работами отображаются в виде сетевого графика (сети).

Существуют два способа изображения работ в сетевом графике. В первом способе работы изображаются в виде вершин сети, а зависимости между работами - в виде дуг сети. Во втором способе вершины сети соответствуют событиям сети, то есть моментам завершения одной или нескольких работ, а дуги - работам сети, при этом, для отображения всех требуемых взаимосвязей иногда приходится вводить дуги специального вида - фиктивные работы (можно считать, что такие дуги соответствуют работам нулевой продолжительности, не требующим ресурсов).

В третьей главе рассматриваются возможные методы решения поставленных задач оптимального планирования проектных работ.

Рассмотрим сначала случай независимых проектных работ. В этом случае задача решается отдельно для каждого вида проектных работ. Пусть ограничение отсутствует, то есть при наличии ресурсов каждая работа может быть выполнена в одном интервале. В этом случае существует простое правило оптимального распределения ресурсов:

Правило Л. В первую очередь начинаются работы с минимальными поздними сроками окончания.

Рассматривается обобщение алгоритма на случай произвольного сетевого графика и определение рационального объема работ, передаваемых на субподряд.

Совмещение проектных работ, то есть их частично параллельное выполнение позволяет в ряде случаев сократить продолжительность проектирования. Однако, имеются и отрицательные последствия совмещения работ. Во-первых, уменьшение срока завершения работы за счет более раннего ее начала может не дать эффекта, и может привести даже к увеличению срока завершения по причине увеличения продолжительности работы.

Действительно, нарушение технологии проектирования может привести к необходимости вносить изменения в уже проделанную работу, не позволят в полной мере воспользоваться результатами предыдущих работ. Во-вторых, совмещение работ может привести к росту стоимости проектных работ. Рассмотрим ряд задач оптимального совмещения проектных работ.

В четвертой главе рассматривается методы интенсификации проектных работ в строительстве. На основе результатов главы 3 решена задача оптимизации распределения усилий проектной организации, определены объемы работ, которые целесообразно передавать на субподряд.

Подобные работы
Перелыгин Александр Леонидович
Модели и методы распределения ресурсов при мягких зависимостях между работами
Семенов Петр Иванович
Модели и методы оптимизации управления строительными проектами
Крюков Сергей Вениаминович
Модели и методы оптимизации корпоративных бизнесов
Шахназарян, Армен Авинерович
Модели и методы оптимизации торговых систем
Ларин Олег Михайлович
Методы, модели и алгоритмы для системы поддержки принятия решений оптимизации потерь электроэнергии в системе электроснабжения промышленного предприятия
Ломиногин Алексей Сергеевич
Модели выбора вариантов производства работ в управлении строительными проектами
Щепкина Мария Александровна
Модели стимулирования при выполнении работ различных видов
Хвастунов Дмитрий Анатольевич
Модели оптимального распределения объемов работ в управлении строительными проектами
Володин Сергей Валерьевич
Оптимизационные модели управления ресурсным планированием комплексов работ в проектной организации
Блошицын Леонид Анатольевич
Модели управления ремонтно-строительными работами при содержании недвижимости университетского комплекса

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net