Современное строительное производство — сложная вероятностная система. Управление системой такого порядка приводит на практике к тому, что сплошь и рядом основные показатели строительства — продолжительность и стоимость, производительность труда и расход ресурсов — значительно отклоняются от планируемых.
Строительство инженерных сетей и систем трудоемкий процесс, требующий серьезной проработки как на стадии планирования и проектирования, так и в процессе производства строительно-монтажных работ. Любые ошибки и неточности приводят зачастую к серьезному удорожанию проекта, как для подрядчика, так и для заказчика. В частности, огромное влияние на продолжительность строительного производства оказывают: низкое качество используемых материалов и их несвоевременная поставка на строительную площадку [1,с.160], проблема передачи фронта работ, ведущая к запаздыванию выполнения последующих задач,нарушение технологии выполнения работ, вследствие чего затраты основного времени на устранения брака. Поэтому приступая к работам по строительству инженерных сетей и систем необходимо максимально минимизировать риски, влияющие на эффективность производства.
Снижение риска несвоевременности выполнения работ можно осуществить за счет учёта изменения подхода к календарному планированию, т. е. совершенствования классических методов и применения новых.
Так в планировании строительных проектов популярность приобретает метод критической цепи (МКЦ), который базируется на теории ограничений, предложенной израильским ученым Элияху Моше Голдраттом.
Этот метод является альтернативой методу критического пути (МКП), в основе которого лежат ограничения по времени, предопределенные исключительно технологическими связями задач. При этом никак не учитывается зависимость элементов с точки зрения их исполнителя.В случае если ресурс занят на одном некритическом пути, а параллельно его работа требуется и на другом некритическом пути, провоцируется опоздание, которое приводит к изменению критического пути. Т. е. даже если элементы в составе проекта не связаны технологически, они могут оказаться зависимы от одного ресурса. Связи элементов с точки зрения и технологии, и исполняющего ресурса учитываются в критической цепи. Э. Голдратт определяет ее, как самую длинную цепь, состоящую из отрезков, зависящих от пути, и отрезков, зависящих от ресурса [2, с.400].
Основное отличие метода критического пути от метода критической цепи состоит в том, что в критическом пути неопределенность учтена внутри каждой задачи, а в критической цепи — вынесена отдельно в конец проекта, так называемый буфер проекта (резерв времени), при этом продолжительность задач сокращается на 50 %.
Методика оценки надежности выполнения календарного плана по методу критической цепи, может базироваться на функции бета-распределений плотности вероятностей случайной величины [3, с.183, 4, с.520] с учетом воздействия управляющих решений.
Рассмотрим пример выполнения комплекса работ по монтажу инженерных сетей. При расчете методом критической цепи, используя нормативные трудоемкости, продолжительность выполнения работ составило 280 дней (рисунок 1,2). Учитывая все возможности организации и управления производством, а также самые благоприятные условия выполнения строительно-монтажных работ, продолжительность может быть сокращена на 50 % и составит 140 рабочих дней. Если учитывать, что нормативная трудоемкость соответствует среднему статистическому значению и, соответственно, математическому ожиданию, то значение максимально возможного срока окончания этапа работ составляет 490 дней, по формуле:
, (1)
где b — максимально возможный срок окончания этапа работ; ξ — параметр функции, учитывающий эффективность функционирования системы управления (ξ=1); a — минимально возможный срок окончания этапа работ.
При максимальных усилиях системы управления, значение параметра ξ=0. Тогда математическое ожидание продолжительности выполнения работ при a=140и b=490, составит 228 дней. Применяя теорию ограничений системы и метод критической цепи Э. М. Голдратта для данной системы выполнения строительно-монтажных работ, следует ориентироваться на срок 228 дней в виде математического ожидания как установочный срок для исполнителей.
Вероятность выполнения комплекса работ при заданных оптимистических и пессимистических оценках любого срока, можно вычислить по выражению [5, с.67, 6 с.47].
(2)
где 
— вероятность выполнения работ в срок T;
(3)
Теперь для ξ=1 имеем p(228) = 0,26 и p(280)=0,523.
При ξ=0 получаем p(228) = 0,58и p(280)=0,784.
Использование уменьшенного на 50 % срока выполнения работ при расчете надежности системы в целом показал неплохой результат, что позволяет оценить положительный эффект применения метода критической цепи как инструмента, используемого при календарном планировании, однако необходимо соблюдение условий максимальной эффективности функционирования системы управления.
Если рассматривать данный метод с точки зрения технологии, то обнаружится ряд неприемлемых факторов. В строительстве самым распространенным способом сокращения продолжительности работ при условии нормальной выработки бригады является увеличение ее численного состава. Но с точки зрения организации производства, фронты работ имеют фиксированный объем, и бесконечное увеличение состава бригад нецелесообразен.
Был произведен расчет оптимального количества рабочих при строительстве инженерных сетей методом критического пути и методом критической цепи (рисунок 1,2). Продолжительность выполнения работ по МКП составила 279 дней, а по МКЦ — 142 дня, что примерно 50 % от МКП. Используя суммарную трудоемкость, рассчитанную по существующим нормативам и равную 3625,11 чел/ч, определим количество рабочих, необходимых для выполнения строительно-монтажных работ по монтажу инженерных систем для МКП и МКЦ.
где 
— количество рабочих, необходимых для выполнения работ; 
— суммарная нормативная трудоемкость; 
— продолжительность выполнения всех работ по монтажу инженерных сетей.
Количество рабочих, необходимых для выполнения работ по МКП:
,
что составляет примерно 2 бригады по 6 человек в каждой.
Количество рабочих, необходимых для выполнения работ по МКЦ:
,
что составляет примерно 5 бригады по 6 человек в каждой, что нецелесообразно с точки зрения размера фронта работ.
Рис.1. Календарный график строительства инженерных сетей методом критического пути
Рис. 2. Календарный график строительства инженерных сетей методом критической цепи
(4)
Таким образом, вследствие несоответствия производственным требованиям, метод критической цепи не может применяться с сокращением продолжительности работ на 50 %. При пересчете процедуры, было получено оптимальное сокращение (из расчета 3 бригады по 6 человек) — 38 %.
Использование метода критической цепи с сокращением срока продолжительности выполнения работ на 50 %, приводит к повышению надежности системы, при условии максимальной эффективности аппарата управления, что позволяет оценить положительный эффект применения метода критической цепи как инструмента, используемого при календарном планировании.
Однако, применяемая в чистом виде методика Э. М. Голдратта для решения проблемы несвоевременности выполнения работ при строительстве инженерных сетей, требует адаптации, в частности, необходим индивидуальный подход и корректировка с учетом особенностей строительных процессов каждого объекта, что способствует получению высокого результата от применения данной теории.
Литература:
- Морозова Т. Ф., Косилов И. А., Кирилова А. С. Оценка организационно технологической надежности моделей выполнения монолитных работ на типовом этаже // Региональные аспекты развития науки и образования архитектуры, строительства, землеустройства и кадастров в начале III тысячелетия. Научные чтения памяти профессора В. Б. Федосенко. — Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», 2015 г. — С. 160.
- Элияху М. Голдратт, Джефф Кокс. Цель. Процесс непрерывного совершенствования. — Минск: Попурри, 2014. — 400 с.
- S. K. Au, J. Ching and J/L/ Beck. Application jf subset simulation method to reliability benchmark problems // № 3. 2007. — С. 183.
- Rowinski L. Organizacia procesow budowlanych // Warszawa: PWN, 1979. — С. 520.
- Байбурин А. Х., Головнев С.Гю. Оценка качества строительно-монтажных работ на основе показателей надежности // Известие вузов. Строительство. — 1998. — № 2. — С. 67.
- Крылов Э. И. Основные принципы оценки эффективности инвестиционного проекта // СПбГУАП. — 2003. — С. 47.
