Динамическая оптимизация долговременных потоков в организации строительства и реконструкции комплекса объектов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.08, кандидат технических наук Мещанинов, Иван Юрьевич

• Мещанинов, Иван Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мещанинов, Иван Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

1 Глава Актуальные задачи календарного планирования на современном этапе развития строительства. 1.1 Календарное планирование в строительстве и реконструкции 11 современных комплексов зданий и сооружений. 1 1.2 Анализ основных элементов методологии календарного планирования.

1.3. Программное обеспечение формирования, расчета и 33 оптимизации строительных работ

Постановка обобщенной задачи исследования

2 Глава Теоретические основы календарного планирования оптимальной последовательности по строительству и реконструкции комплекса объектов > 2.1. Основы формализованной постановки задачи строительства

1 комплекса последовательно возводимых объектов.

2.2. Оценка эффективности оптимизации очередности работ на 61 строительных объектах.

2.3. Методика оценки чувствительности комбинаторной 73 оптимизации очередности освоения объектов

Выводы по 2 главе

1 3 Глава Экспериментальный анализ функциональных особенностей последовательной оптимизации комплекса объектов

3.1. Обоснование выбора критерия последовательной 83 оптимизации комплекса объектов.

3.2. Введение локальных ограничений на сроки инвестиций в 94 объекты на основе требования их эффективности.

3.3. Исследование оптимизационных рисков, возникающих в Ю зависимости от неопределенности исходной информации по объектам

Выводы по 3 главе

4 Глава Практические вопросы оптимизации календарного плана.

4.1 Описание формы электронной таблицы оптимизируемого И1 календарного плана.

4.2 Блок-схема, алгоритмы и программа оптимизации 119 календарного плана

4.3 Оптимизация календарной последовательности строительства 125 на примере плана реконструкции объектов медицинского комплекса.

Выводы по 4 главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамическая оптимизация долговременных потоков в организации строительства и реконструкции комплекса объектов»

Актуальность темы. В настоящее время- в Российской Федерации и в Санкт-Петербурге предпринимаются* интенсивные попытки в создании противодействия развитию неэффективных методов управления строительной отраслью, которые особенно негативно проявили себя во время* начавшегося в 2009 году кризиса. В' частности, в рамках данной тенденции набирает обороты кампания по реанимации ФЗ №214 «Об участии в долевом строительстве многоквартирных домов и иных объектов недвижимости и о внесении изменений в некоторые законодательные акты Российской Федерации» [112]. Зададимся вопросом, а что же раньше не устраивало строителей в этом законе? На наш взгляд, застройщиков не устраивала четкая и недвусмысленная регламентация их обязательств, в частности, по своевременному вводу строительных объектов в эксплуатацию. Понятно, что без этого не возможно цивилизованно планировать и управлять денежными потоками, которые, в подавляющем большинстве случаев, служат основой для оценки капитализации строительного бизнеса, и связанных с этим кредитов, государственных гарантий и других преференций. Если обход закона о долевом строительстве свел к нулю среднесрочные планы по сдаче отдельных объектов, то сейчас наиболее слабым звеном является по сути дела отсутствие долгосрочного календарного планирования и осуществляемое на его основе управление комплексными строительными проектами. Отсутствие долгосрочного планирования в строительстве идет вразрез с подготовленным на 2011-13 годы правительством 3-х летнего бюджета, поэтому строителям необходимо в срочном порядке устранить диспропорции в планировании.

Можно с уверенностью констатировать, что вместе с возникновением потребности в долгосрочном календарном планировании, реанимируются и задачи формирования долгосрочных строительных потоков, включающие в себя и задачи оптимизации очередности освоения объектов, входящих в строительный поток. А для того, чтобы данная задача была актуальной как раз и необходимо выполнение обязательств по своевременному вводу отдельных объектов в эксплуатацию, которое невозможно обеспечить без управления рисками несвоевременного выполнения работ.

Алгоритмизация подобных задач традиционно считается сложной, а при учете сразу трех денежных потоков: до- (пред) инвестиционного, инвестиционного > и после инвестиционного, является, на наш взгляд, .сложной вдвойне. Таким образом, в качестве одного из направлений повышения эффективности управления строительством должно стать обеспечение субъектов управления современным оптимизационным инструментарием по долгосрочному календарному планированию, а в качестве критерия эффективности использовать чистый дисконтированный доход комплексного инвестиционного строительного проекта с учетом оценки его чувствительности к имеющим место различного' рода рискам. Другим актуальным моментом является направленность на комплекс энергоресурсосберегающих проектов; что вносит свою специфику в оптимизационную методику.

Если конкретизировать приведенные тезисы, то можно определить, что для совершенствования эффективности управления строительством являются необходимыми разработки следующих задач, составляющих тему диссертационного исследования.

• Следует усовершенствовать современный организационно-технологический и экономический инструментарий в области долгосрочной организации строительства комплекса последовательно возводимых объектов, ориентированных на энергоресурсосберегающие объекты.

• - Далее нужно наделить этот инструментарий свойством многовариантного выбора управленческого решения и сориентировать его на оценку долгосрочных проектов по чистому дисконтированному доходу с учетом волатильности параметров, приводящей к возникновению рисков. В' условиях начавшегося в 2010 г. экономического выздоровления строительной отрасли по инерции происходит некоторое дробление при планировании освоения территорий под строительство, связанное с выполнением докризисных обязательств: Поэтому сейчас в практику строительства довольно медленно возвращается метод застройки территории Санкт-Петербурга градостроительными- комплексами. Однако^ в. этом направлении' есть и некоторые положительные примеры комплексной застройки, в частности, по намывке у берега Васильевского острова новых земель и по долгосрочному планированию развития инновационных и социально ориентированных комплексов, в частности медицинских. Поэтому, на наш взгляд, в перспективе застройка жилых массивов градостроительными комплексами, а также долгосрочное планирование строительства различных по назначению комплексов последовательно возводимых объектов будет только расширяться.

При планировании долгосрочных строительных потоков' основным варьируемым параметром является выбор очередности строительства объектов, который, как правило, должен быть обоснован в проекте организации строительства. При оптимизационном решении поставленной задачи возникают следующие обстоятельства. Во-первых, на основании статистики перебора вариантов должен быть обоснован оптимизационный критерий, и, во-вторых, этот эффект должен быть больше, чем возможный ущерб, связанный с риском неблагоприятного отклонения фактического эффекта от планируемого оптимизационного эффекта. Следовательно, необходима разработка задач управления, которые обеспечили бы как принятие оптимального решения^ так и его эффективную реализацию с учетом устойчивости инвестиционного строительного проекта к возмущающим факторам.

К сожалению, поставленные вопросы пока решаются лишь на уровне методологических основ, безусловно, корректные по своей постановке, но, как правило, обладающие довольно-общим, расплывчатым и не вполне конкретным характером. Поэтому, принимая во внимание то, что представлено в современной научно-технической литературе, мы, в данном исследовании, ориентируемся на решение новых задач, соответствующих как практическим критериям, так и современной инструментальной основе календарного планирования.

Цель исследования заключается в совершенствовании методологии оптимизационного планирования, организации' и управления строительством комплекса, последовательно» возводимых (реконструируемых) объектов, учитывающих не только инвестиционные затраты, но и доходы (расходы) в до и после инвестиционный периоды, учитывающий энергоресурсосберегающую эксплуатацию объектов.

Научная гипотеза заключается в постулировании зависимости эффективной организации последовательности освоения комплекса объектов от организационно-технологических и социально-экономических факторов.

При этом научная новизна представленного исследования заключается в разработке, совершенствовании, создании и исследовании следующих предметов научного поиска.

1. В'| создании и исследовании универсального оптимизационного алгоритма комплексного потока последовательно- возводимых или реконструируемых объектов, определяемых доходными периодами до инвестиционной и после инвестиционной энергоресурсосберегающей эксплуатации.

2. В исследовании оптимизационных результатов на предмет оценки их вариабельности и чувствительности к организационно-технологическим параметрам, обладающих свойством волатильности (изменяемости).

3. В разработке и исследовании программного обеспечения оптимизационного алгоритма, ориентированного на современные компьютеризированные системы управления проектами с учетом наглядного методического сопровождения по решению оптимизационных задач и анализу их чувствительности.

Объектом исследования представленной диссертации является организация, планирование и управление поточным строительством комплекса последовательно возводимых или реконструируемых объектов.

Предметом исследования диссертации являются оптимальные (по современным критериям) методы организации, планирования и управления строительством комплекса последовательно возводимых или реконструируемых объектов, ориентированные на их практическое использование в современных компьютерных программах управления проектами.

Достоверность полученных результатов исследований подтверждается практическим проверками и применением методик, выводов и рекомендаций, реализованных в конкретных проектах, а также использованием современных научных исследований российских ученых в области теории и практики организации, планирования и управления строительным производством и экономикой и строительства: Андреева JT.C., Афанасьева В.А., Баркалова С.А., Болотина С.А., Васильева В.М., Воропаева В.И., Грабового П.Г., Гусева Е.В., Гусакова А А., Дикмана Л.Г., Зеленцова Л.Б., Мищенко В.Я., Олейника П.П., Рыбальского В.И., Цая Т.Н. и др. и зарубежных ученых в области управления проектами и календарного планирования Ахьюджа X., Джонсона С.М., Келли Дж. О., Уокера М.Е., и др., труды научно-исследовательских и проектных институтов, а также высших учебных заведений, занимающихся вопросами организации, экономики и управления строительством, а также подрядных строительных организаций.

Практическая значимость. Для практического осуществления эффективного планирования, организации и управления строительным производством разработаны и реализованы в форме программного обеспечения следующие методики. Разработки долгосрочного плана реконструкции медицинского комплекса (см. Приложение) и методики инструментального обеспечения комбинаторной оптимизации последовательно возводимых или реконструируемых объектов, реализованной в программе Microsoft Project

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены на 62 - 64-й международной научно-технической конференции молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов СПбГАСУ 2009-2011 гг.; 66 - 68-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ 2009-2011 гг., на междун. научном сем. «Проблемы внедерения энергоэффективных технологий в инженерные системы городского хозяйства», проведенном 28-30 июня; 2010г. в Тывинском гос. универ-те г. Кызыл.

По результатам исследования опубликовано 7 научных статей, первые две из которых в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

1. Болотин С.А., соиск. Мещанинов И.Ю. Основы постановки частной задачи комбинаторной оптимизации строительства комплекса объектов.//Изв. Вузов. Строительство. 2009.

2. Болотин С.А., соиск. Мещанинов И.Ю. Методика оценки чувствительности схемы реализации комбинаторной оптимизации очередности освоения объектов./ Вестник гражданских инженеров. 2009, №2 (19), СС. 20-24.

3. Болотин С.А., Малкин М.М., Мещанинов И.Ю. Совершенствование методов оптимизации календарных планов строительства в компьютерных системах управления проектами./В кн. Управление строительством в современных условиях. СПб.: ВИТУ, 2009. СС. 231-240.

4. Мещанинов И.Ю. Оптимизация последовательности энергоресурсосберегающей реконструкции объектов больничного комплекса. Доклады 67-й научной конференции профессоров, преподавателей, науч. работников^ и аспирантов у-та/С.-Петербургский гос. архит.-строит. ун-т. - В 5 ч. Ч.П - СПб., 2010. СС. 216-220.

5. Мещанинов И.Ю. Совершенствование модели поиска оптимальной очередности освоения объектов. Доклады 66-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов университета/Санкт-Петербургский госуд. архит.-строит. ун-т. - В 5 ч. 4.1 -СПб., 2009. СС. 176-179.

6. Мещанинов И.Ю. Реконструкция больничного комплекса по энергосберегающим технологиям/ Актуальные проблемы современного строительства: 63-я Международная научно-техническая конференция молодых ученых. Секция экспертизы и управления недвижимостью / Санкт-Петербургский госуд. архит.-строит. ун-т. СПб., 2010. СС. 74-77.

7. Болотин С.А. Дадар А.Х., Мещанинов И.Ю. Оптимизация последовательности выполнения энергоресурсосберегающих проектов.

Материалы- межд. науч. сем. «Проблемы внедрения энергоэффективных технологий Bi инженерные системы городского хозяйства», 28-30 июня

2010г. /Тывинский гос. универ-т. - Кызыл., 2010. - С. 20-31.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация изложена на 146 страницах основного текста (гарнитура Times New Roman, 14пт), состоит из введения, четырех глав, заключения (основные выводы), списка литературы, включающего 153*наименования и приложений на 14 с. В работе представлено 20 рисунков и. 18 таблиц.

Исходя из вышесказанного, на защиту выносятся следующие научно-практические разработки и результаты:

1. Теоретические основы календарного планирования оптимальной последовательности объектов строительства и реконструкции, составляющих долгосрочный строительный поток, в котором учитывается до инвестиционный, инвестиционный и после инвестиционный денежный поток.

2. Обоснование выбора чистого дисконтированного дохода в качестве критерия при оптимизации очередности освоения объектов в комплексном инвестиционном строительном проекте.

3. Оценка эффективности оптимизации очередности работ на строительных объектах и методика оценки чувствительности комбинаторной оптимизации очередности освоения объектов, обеспечивающая управление рисками при реализации долгосрочных строительных потоков в практической деятельности.

4. Разработка алгоритма и компьютерной программы поиска оптимальной очередности освоения объектов в долгосрочных строительных потоках, реализующие учет временных, абсолютных и относительных ограничений в программе управления проектами типа Microsoft Project.

Заключение диссертации по теме «Технология и организация строительства», Мещанинов, Иван Юрьевич

Выводы по 4 главе.

В главе показано практическое воплощение теоретических и экспериментальных исследований, сводящееся к методике адаптации оптимизационного календарного планирования в программе управления проектами, анализу программы-макроса и практического примера долгосрочного планирования ресурсосберегающей реконструкции крупного больничного комплекса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В качестве заключения сформулированы следующие выводы. В установлено, что* содержательная постановка задач календарного планирования достаточно разнообразна и потенциально может включать в себя любые производственно-организационные задачи;, связанные с обширнейшей- трудовой деятельностью, а нормативно-правовое обеспечение календарного1 планирования^ в строительстве существенно ослабло, что с точки зрения1 исследовательской' деятельности; дает достаточный простор для разработки оптимальных решений, в частности' поиска оптимальной- очередности освоения объектов с учетом доходных периодов их эксплуатации.

Ранговый ряд, сформированный в виде последовательности убывающих (возрастающих) значений целевой функции, зависит от нормы дисконта-таким образом, что имеются* изменения как в. значениях оптимальных вариантов, так в значениях неоптимальных вариантов. Для предельно больших значений нормы дисконта максимизация^ ИРУ-определяется минимумом удельной стоимости- объекта, который осваивается в первую очередь, и максимумом суммы доходов приносимых всеми объектами, исключая объект стоящий на первом месте, определяемых до их строительства .

Установлено, что» современный диапазон варьирования нормы дисконта колеблется от 10 до 40%, а в качестве средней нормы дисконта принято значение Е=20%; данный факт предполагает постановку вопроса о формировании процедуры анализа чувствительности при оптимизации порядка следования.объектов в их комплексе.

Исследованием установлена потенциальная невозможность прогнозирования оптимальной очередности, выявляемой по критерию ЫРУ на ситуации, связанные с изменениями формы,денежного потока из-за низкой и существенно меняющейся тесноты связи между ранговыми рядами.

Установлено, что при изменении1 очередности освоения, объектов в комплексном инвестиционном строительном проекте могут возникать различные конфигурации денежных потоков, в частности; знакопеременные и инверсионные; для которых оценка эффективности по критериям внутренней нормы- доходности И' дисконтируемого периода окупаемости является не состоятельной, а поэтому актуальной» оценкой! эффективности является показатель чистого дисконтированного дохода. Установлено, что при равномерных доходных периодах эксплуатации объектов имеет место монотонно возрастающая или монотонно убывающая зависимость- чистого дисконтированного дохода от начала инвестиций И' при этом она может иметь знакопеременный характер, зависящей от введенный в расчет нормы дисконта.

Установлена, целесообразность расчета множества вариантов, которая дает возможность принятия более взвешенного решения исходя из дополнительного выбора из субоптимальных вариантов и сделан »вывод о существенной целесообразности соблюдения плановых сроков' строительства, определяющих его-своевременность. Установлено, что существует разница* в оптимизационном критерии между вариантами, полученными с учетом ограничений и. при их полном снятии, и это та «цена», которая должна быть заплачена за введение в подобного рода задачи тех или иных ограничений.

Разработана экранная форма электронной таблицы и компьютерная программа-макрос, ориентированная на реализацию созданной и исследованной в диссертации оптимизационной процедуры, сочетающей возможности базовой панели МР, возможности пользовательских столбцов и программы-макроса.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мещанинов, Иван Юрьевич, 2011 год

1. Афанасьев В. А. Поточная организация строительства. — Ленинград, Стройиздат, 1990. 160с.

2. Ахьюджа X. Сетевые методы управления в проектировании и производстве. -М.: Мир, 1979, 640 с.

3. Балабанов И.Т. Риск-менеджмент. -М.: Финансы и статистика. 1996. 192 с.

4. Барановская Н.И. Тенденции развития жилищного строительства в постперестроечный период.// Вестник гражданских инженеров., №4 (9), 2006. СС. 77-83.

5. Баркалов С. А. Теория и практика календарного планирования строительного производства. Воронеж, ВГАСА, 1999. 216 с.

6. Берка К. Измерения. Понятия, теории, проблемы. М.: Прогресс, 1987. -320 с.

7. Бизнес-план. Методические материалы. -М.: Финансы и статистика, 1997.-160 с.

8. Болотин С.А. Методология оптимального ресурсораспределения в календарном планировании строительства объектов, и их комплексов: диссерт. д:т.н: СПбЕАСУ., 1998; - 297с:

9. Болотин С.А. Стохастическая? квалиметрия строительных потоков// Известия вузов:^ Строительство и4архитектура;1990|,№1. с. 74-78.

10. Болотин С.А. Управление проектом. -СПб.: СПбГАСУ, 2000. -96 с.15: Болотин- ' С1А., Лёмешко? Д1С. Специфические вопросы оценки? эффективности? проектов» коммерческой? недвижимости:// Недвижимость: экономика^ управление, 2006,

11. Болотин С.А., Мещанинов И.Ю. Основы? постановки частной задачи комбинаторной оптимизации строительства комплекса объектов//Изв. Вузов. CтpoитeльcтвOj №2, 2009.

12. Борт С. Г. Календарное планирование строительно-монтажных работ, в условиях функционирования АСУС. Киев, 1979. - 66с.

13. Бурков В.Н:, Новиков; Д:А. Теория графов, в управлении организационными системами. М.: СИНТЕГ, 2001.

14. Васильев В.М. Организация и управление в строительстве. Основные понятия и термины. М. СПб.: Изд-во «АСВ», 1998. 318 с.

15. Веббер Алан. «В бизнесе все как в. Природе». М.:. «Искусство управления» № 3, 2001г.

16. Волков В.И. Трайнев В.А. Информационно-аналитические методы экспертных оценок в системах^ управления и: образования: М, 1996; учеб. пос. Моск. Педаг. гос. ун. им. В. И. Ленина.

17. Воронин М:И. Анализ и диагностика экономического состояния строительной организации на рынке. М.: ГУУ, 1999, 132с.

18. Воронин М.И. Диагностика экономического состояния строительных организаций в условиях рынка: вопросы методологии. — Автореф. дис. — М.: МГУУ, 1999.-38 с.

19. Воропаев В.И. и др. Методические рекомендации; по ресурсному анализу календарных планов на основе обобщенных сетевых моделей. -М.: ЦНИИЭУС, 1990.

20. Воропаев В.И. Модели и методы- календарного планирования в автоматизированных системах управления строительством. М.: Стройиздат, 1975.

21. Воропаев В.И. Управление проектами в России. -М.: Алане, 1995;

22. Глазунов В.Н. Инвестиционная политика предприятия //Финансы. -1999.-№ 12.

23. Гогуа Н.К. Организация контроллинга в строительном бизнесе с учетом рисков. М.: СИП РИА, 2000. - 184 с.

24. Голенко' Д. И. Оптимизация календарного планирования. — Кибернетика, 1970, №6. с. 35-44.

25. Голенко Д:И. Статистические методы сетевого планирования и управления. — М.: Наука, 1969.

26. Грабовый П. Г. Проблемы управления рисками в экономической деятельности строительных организаций: Автореф. дис. докт. экон: наук. -М.Д996.-44с.

27. Грабовый П. Г., Петрова СИ. и др. Риски в современном бизнесе. М.:Издательство "Алане". 1994. -200 с.

28. Грабовый П.Г. Экономика и управление недвижимостью: Учебник для вузов. М.: Изд-во "ABC", 2000 г.

29. Грабовый П.Г., Попельнюхов С.Н. и др. Основы организации и управления жилищно-коммунальным комплексом: М.: Учебник для вузов. М.: Изд-во "ABC", 2004, 528с.36