Системное управление ресурсопотоками строительных процессов

СИСТЕМНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
РЕСУРСОПОТОКАМИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
Монография посвящена освоению и внедрению в практику железнодорожного строительства результатов научно-исследовательских работ в области управления ресурсопотоками технологических процессов строительного производства. Особое внимание уделено синергетике строительных процессов. Содержание книги направлено на формирование у читателя системного отношения к подготовке организационно-технологических решений. С этой целью показана и проиллюстрирована примерами возможность единого теоретического подхода к описанию различных технологических процессов. Предлагаемые подходы находят применение при проектировании, постройке, реконструкции и ремонте инженерных комплексов различного назначения.
Книга предназначена для студентов и аспирантов строительных специальностей высших учебных заведений, а также для инженерно-технических работников, занятых строительством и переустройством железных дорог.
Введение
В монографии рассматривается решение задач управления потоками ресурсов строительных процессов. Каждый процесс рассматривается в качестве многофакторной динамической системы. Поэтому книга называется "Системное управление ресурсопотоками строительных процессов". О системном управлении написано немало книг и статей. Эта работа отличается от большинства из них тем, что в качестве конечной цели управления выступает синергетика строительных процессов. Применительно к проблемам строительства о синергетике вспоминают крайне редко, считая, что для этого еще не настало время. Строительные процессы подвержены множеству случайных влияний, плохо управляемы. Где уж тут до высоких материй! Ведь термин "синергетика" (от греч. synergetikos) - совместный, согласованно действующий - означает научное направление, изучающее связи, которые образуются между структурными элементами систем (подсистемами), в открытых системах благодаря интенсивному потоковому обмену веществом, энергией и информацией с окружающей средой в неравновесных условиях [23]. Обычно этим термином обозначают поведение биологических объектов. Все живое отличается высокой степенью гармонии. Вертикально стоящий человек не теряет равновесия и не падает, потому что множество мышц во взаимодействии со скелетом работают совместно и слаженно, обеспечивая устойчивость. Что уж говорить о движениях спортсмена или музыканта! Гармония, синергетика поведения достигается благодаря управлению, которое обеспечивается мозгом и нервной системой.
Существуют и самоуправляемые системы, например, природа. Говоря языком техники, вся живая природа являет собой образец гармоничной "безотходной технологии". Эта синергетика и гармония формировалась и оттачивалась методами проб и ошибок в течение многих миллионов лет.
Человек в своем развитии придумал искусственные синергетические системы: автоматы разных видов и назначений. Автоматизация активно проникает во все сферы жизни людей. Особенно эффективно и быстро в XX веке автоматика внедрилась в часовую промышленность, радиоэлектронику, автомобилестроение, производство оружия. Строительное производство тоже не стоит на месте, но отстает. До того как эта отрасль и ее технологическая основа обретут качества синергетики и станут самоуправляемой системой, еще очень далеко, но это не означает, что надо пассивно ждать, когда что-то получится само. Надо ставить задачи и цели даже такие, которые сегодня кажутся нереальными. Автор делает попытку увидеть за термином "синергетика" ростки гармонизации, зачатки синергетики в строительных процессах при сегодняшнем состоянии отрасли.
Применительно к функционированию систем строительного производства это означает управление ресурсными связями, потому что в любом ресурсопотоке, в тех или иных соотношениях всегда содержатся энергетическая, информационная и вещественная компоненты. В таких системах наблюдается согласованное поведение подсистем, целенаправленное снижение энтропии, рост степени упорядоченности и самоорганизации.
В основе синергетики как научного направления лежит теория случайных процессов в неравновесных системах. При этом под случайными (вероятностными, стохастическими) процессами подразумевают такие изменения состояния или характеристик системы во времени, для которых определена вероятность того или иного течения процесса. Подавляющее большинство технологических процессов строительного производства отличается свойством независимости поведения системы на заданном интервале времени от ее поведения в предшествующий период. Такие процессы относят к разряду марковских процессов по имени двух выдающихся математиков XX века - отца и сына Марковых.
Известно, что в основе управления любой технической системой или процессом лежит движение информации. Организационно-технологические системы строительного производства намного сложнее систем технических, их состояние в процессе функционирования менее предсказуемо, некачественное управление ими влечет за собой высокий риск убытков. Поэтому эти системы особенно нуждаются в мощной информационной поддержке, информационном ресурсе.
Несложные модели синергетического поведения систем позволят проиллюстрировать признаки управляемости, выявить роль элементов управления и перечислить признаки, которыми должна обладать система, чтобы считаться управляемой.
Одной из важнейших задач является задача выбора адекватной модели поведения конкретной технологической системы. При этом важнейшей процедурой является анализ обратных связей, функция которых состоит в устранении или компенсации рассогласований, возникающих при работе системы.
Для любого производства, в том числе - для железнодорожного строительства, всегда актуальны проблемы ресурсообеспечения и ресурсосбережения. К числу важнейших требований к системе ресурсообеспечения относится возможность производственных маневров в рамках ресурсопотока путем обмена веществом, энергией и информацией. Исходным пунктом решения задачи управления ресурсопотоком и ресурсосбережением является формирование базы информации о потребностях ресурсов и возможностях их резервирования.
Задача резервирования всех видов ресурсов, скорее всего, в принципе не может быть нормативно регламентирована в силу не стационарности условий ее решения, поскольку большинство вероятностных характеристик процесса резервирования быстро меняется с течением времени. Сегодняшний уровень знаний позволяет решить эту задачу путем автоматизации проектирования организации работ и управления ресурсопотоком в предположении, что ключевые характеристики процессов квазистационарны на ограниченном интервале времени.
В последние годы успешно развивается научное направление, связанное с оценкой и прогнозированием надежности элементов строительного производства. Описание производства системными многоуровневыми информационными синергетическими макромоделями диктуется необходимостью формирования единого информационного поля. Многоуровневые синергетические модели служат основой для решения экспертных задач, классификации, прогнозирования и другим целям на всех стадиях инвестирования строительства.
Проблема формирования качества результата труда рассматривается с позиций соответствия этого качества ресурсозатратам в конкретных технологических процессах. Суть ресурсного подхода состоит в признании того факта, что в рамках конкретной технологии всегда существует уровень качества, после которого дальнейшие затраты ресурсов на повышение качества становятся малоэффективными, поскольку возможности данной технологии исчерпаны.
При выборе или разработке технологий предпочтение отдают безотходным технологиям с учетом возможности использования отходов одних технологий для успешного функционирования других и заблаговременной информационной оценки приоритетов выбора технологических комплексов с позиций синергетики по критериям безотходности.
Монография посвящена освоению и внедрению в практику железнодорожного строительства результатов научно-исследовательских работ коллектива кафедры "Организация, технология и управление строительством" Московского государственного университета путей сообщения (МИИТа) в области управления ресурсопотоками строительного производства.
Особое внимание уделено формированию у читателя системного отношения к подготовке организационно-технологических решений. С этой целью показана и проиллюстрирована примерами возможность единого теоретического подхода к описанию различных технологических процессов. Изложенные выводы базируются на результатах анализа исследований отечественных и зарубежных ученых, стоящих на позициях системного подхода к проблеме управления строительными процессами.
Предлагаемые подходы к проблеме ресурсообеспечения строительства с учетом синергетики систем могут найти и находят все более широкое практическое применение в научных исследованиях, а также при проектировании организации строительства, реконструкции или ремонте инженерных комплексов различного назначения.
Автор с благодарностью примет замечания и предложения по опубликованному материалу.