Введение
Большинство из присутствующих на рынке систем по управлению проектами не позволяет использовать в расчёте такие важные параметры, как объёмы работ и ресурсы в совместном рассмотрении с многочисленными требованиями и ограничениями. Без комплексного учёта связки ресурсов, работ и дополнительных ограничений трудно получить план, адекватный реальной ситуации во время реализации проекта. Кроме того, применяемые в таких системах методы не позволяют учитывать взаимное влияние и согласование множества параллельно выполняемых работ. Алгоритмы расчёта не используют нелинейные функции для вычисления времени и ресурсов по работам и, главное, не представляют способов минимизации общего времени проекта. В предлагаемой статье описываются варианты решения перечисленных вопросов. Качественно рассчитанный и оптимизированный по ряду критериев календарный план строительства позволяет решать множество задач, например, прогнозирование инвесторской стоимости строительного объекта. Система календарного планирования гармонично встраивается в схему управления строительным предприятием наряду с другими компонентами.
О среде планирования
Система календарно-сетевого планирования строительных работ АВС «АККОРД» ориентирована на поиск решения в среде, характеризующейся множеством требований и ограничений. Подобные условия изначально могут быть самыми разнообразными: временные и ресурсные ограничения, погодные, сложная экономическая и нестабильная политическая ситуации, неудобный для заказчика график финансирования по периодам и другие факторы. Эти условия могут быть преобразованы в понятные и управляемые параметры, как для задачи планирования, так и для метода решения.
Рис.1. Ресурсная сеть с технологическими ограничениями.
Рассмотрим примеры. Допустим, проект реализуется в условиях ограниченного времени. Для учета требований по срокам директивное время вводится в условие планирования при наличии всех других требований: ограничений по ресурсам, технологических связей, резервов на риски и т.д. После этого выполняется поиск такого варианта плана работ, в котором будет минимизировано количество необходимых ресурсов и выполнены все дополнительные условия. В другом примере прогнозируется нарушение поставок материалов в некоторых работах. Такое негативное событие оценивается экспертом процентом вероятности и для этих работ в плане назначаются дополнительные временные резервы в соответствии с установленной степенью угрозы.
Подготовка требований
Важным этапом в разработке плана работ по готовому проекту (а порой не законченному) является формирование требований. Важным этот этап является ещё и потому, что здесь устанавливаются цели, которые можно будет увидеть и оценить в конце разработки графика производства работ с точки зрения успешности реализации проекта. Для облегчения этой задачи, разложим проблему на составляющие:
- требования по исходным данным для планирования работ: перечень работ, список используемых материалов, конструкций, оборудования;
- требования по структуре распределения работ и особенностям построения расчётной технологической схемы с целью согласования с правилами по формированию проектных технологических модулей и конструктивных элементов;
- требования по проекту плана финансирования в разрезе периодов;
- требование по директивному сроку проекта и допустимым отклонениям;
- требования по управлению рисками: по времени, по ресурсам, по технологии, перечень других вероятных непредвиденных обстоятельств.
Исходные данные для планирования работ проекта
В качестве исходных данных в среде «АККОРД» используются результаты расчёта локальных смет. За счёт этого достигается эффект автоматического наполнения ресурсами и стоимостными показателями, которые выбираются из сметных позиций. Помимо этого, если проектирование объекта и разработка сметной документации выполнены в среде Autodesk Revit или Nemetschek Allplan, то «АККОРД» позволяет выполнять автоматизированное формирование технологических комплектов работ на основе BIM-модели.
В силу того, что исходными данными в «АККОРДе» являются результаты расчёта локальных смет, вся сметная информация поступает на вход в полном объёме. За каждой работой следует набор ресурсов, включая материалы, конструкции, оборудование, трудозатраты, машины и потребность в деньгах. При этом нет необходимости в выполнении рутинных задач по наполнению пула ресурсов, назначении этих ресурсов в работы и разделения ресурсов по типам.
Рис. 2. Состав технологического процесса с привязкой сметных данных.
Вся информация привязывается полностью автоматически, что сокращает работу по подготовке календарного плана в разы в сравнении с системами календарного планирования общего назначения.
Общее описание метода решения задачи
Описываемая задача имеет следующую характеристику. В целом задача называется – календарное планирование работ, представленных в виде связанной направленной сети. Сеть строится согласно технологии производства работ проекта.
В решении поставленной задачи необходимо выполнить три ключевых требования:
- получить решение по главному требованию, в нашем случае – найти наименьшее значение времени проекта, состоящего из множества работ, при выполнении большого числа различных условий и ограничений,
- все работы согласовать между собой и увязать во времени в соответствии с заданной технологией,
- метод расчета временных и ресурсных показателей каждой работы должен проводиться по заданной не линейной функции, т.к. по линейной функции невозможно получить результат необходимой точности.
Первое требование выполняется с помощью симплекс-метода, с помощью которого решаются задачи линейного программирования.
Второе требование реализуется посредством метода сетевых расчётов основанном на законах Кирхгофа.
Для исполнения третьего требования – реализации расчёта параметров выполнения работ по нелинейной функции, используем сепарабельный подход. Например, расчет времени T на производство работы объёмом V и ресурсом R производится по формуле гиперболы: T=V/R и в этом случае преобразуем выражение в кусочно-линейную функцию.
Описание процесса разработки плана работ
Создание плана работ или графика производства работ производится на основании смет по проекту. В планировании используются: перечень работ, их объёмы; нормативные данные по работам; объёмы строительных материалов, конструкций, оборудования; описание технологии производства работ.
Разработка план графика состоит из следующих шагов:
- формирование требований по план-графику,
- создание схемы процессов, отображающую технологию производства работ,
- привязка исходных данных из смет и автоматизированное построение расчётной схемы Производительных Сил (далее ПС),
- уточнение технологии производства работ на схеме ПС,
- ввод данных по ПС (количество имеющихся), используемых для производства работ,
- расчёт план-графика. Работа выполняется за несколько циклов, с целью выполнения заданных требований:
- расчёт в режиме «Оптимизация плана по заданным ПС»,
- расчёт в режиме «Оптимизация плана по заданному времени проекта»,
- целочисленный расчёт, при необходимости,
- согласование расчётного графика финансирования проекта по план-графику в разрезе периодов с заданными требованиями,
- расчёт с учётом резервов в работах для компенсации угроз (рисков),
- анализ выполнения требований и, при необходимости, повторение расчёта план-графика,
- ввод данных по факту выполненных работ,
- вывод документации план-графика для управления реализацией проекта.
В связи с тем, что исходными данными для план-графика являются сметы, которые содержат все необходимые нормативные, ресурсные и справочные данные, то при разработке плана работ имеем большую экономию временных и трудовых затрат.
Реализация заданных требований при разработке план-графика
a. Средства управления параметрами расчёта план-графика
Ряд требований устанавливается до расчёта с помощью параметров, которые объединены в три группы, см. рис. 3. Это режимы экономии используемых ПС, режимы расчёта план-графика и дополнительные требования:
- режим экономии заданных ресурсов. При расчёте план-графика в каждой работе этот режим регулирует расход ресурсов в трёх вариантах: экономии нет, средняя экономия, максимальная экономия. В соответствии с выбранным режимом расчётное время проекта будет изменяться,
-
режимы расчёта план-графика:
- a. оптимизация план-графика по заданным ПС,
- b. оптимизация плана по заданному (директивному) времени проекта,
- дополнительные требования:
- a. целочисленный расчёт,
- b. расчёт плана работ с учётом резервов (рисков). По управлению рисками в план-графике смотрите пояснение ниже.
Рис. 3. Параметры расчёта план-графика производства работ.
b. Управление рисками
Полученный ПлГр содержит множество критических работ, как по времени, так и по ресурсам, исполнить такой план можно только в благоприятных условиях, что бывает крайне редко, запускать в реализацию этот план-график представляет определённый риск.
Управление рисками предполагает хорошее знание проекта, условий реализации его в текущее время, состояние производительных сил, квалификацию трудовых ресурсов, знание условий поставки ресурсов и других обстоятельств, связанных с проектом. Всю эту важную информацию нужно использовать для подготовки резервов по времени и ресурсам для компенсации негативных событий планируемых работ. Хотя нет прямой связи указанных аспектов проекта с такими параметрами план-графика, как резервы времени и ресурсов, но их анализ и учет возможных негативных событий поможет заложить необходимые запасы, которые будут способствовать успешной реализации проекта. Для адекватной трансформации знаний и опыта в механизм управления рисками в АККОРДе применяются два подхода:
- использование прогрессивного метода распределения резервов по цепям работ расчётной схемы,
- использование обоснованной формулы расчёта величин резервов, параметрами которой управляет пользователь с учётом опыта и результатов прежних проектов.
Распределение резервов по цепям работ расчётной схемы. В экономике и в производственной деятельности действует закон, используя который можно рационально организовать управление работами проекта и получить определённый выигрыш. Не всем работам требуется уделять одинаково большое, или же иное внимание для достижения хорошего результата. Для реализации этой цели используется закон Парето.
Рис. 4. Форма ввода данных по компенсации угроз срыва проекта.
Использование обоснованной формулы расчёта величины резервов. Каждый проект имеет свои особенности и определённые условия реализации, которые сложились к началу производства работ. Эксперт на основе конкретных условий, использует параметры, которые определяют формулу расчёта резервов. Имеется два варианта формализации и трансформации конкретных условий проекта для оценки рисков по параметрам пользователя:
- оценка на основе «Преобразователя оценки и компенсации угроз» для автоматизированного учёта угроз в плане-графике;
- оценка рисков и компенсаций угроз по зонам важности работ проекта.
Оцененные риски по результатам предыдущего расчёта план-графика дают возможность подготовить задание по их учёту в последующем расчёте плана-графика с оптимизацией всех заданных требований.
c. Управление сроками, управление рисками и выполнение заданных требований
Потребность чёткого управления сроками проекта связано с таким факторами, как финансированием в процессе реализации, погашением кредитов, окончанием всех работ в пределах договорных обязательств и зачастую в условиях кризиса. При наличии экономического кризиса риски увеличиваются. Функционал, предлагаемый в АККОРДе, позволяет решать перечисленные вопросы.
Рассмотрим процесс реализации поставленных требований в нескольких шагах, хотя это не принципиально, пользователь при наличии опыта, может решать такие задачи в одном шаге расчёта:
- Сделать первый расчёт план-графика в режиме «оптимизации заданных ПС» для того, чтобы оценить рассчитанные параметры: время, потребные ресурсы, ПС, проанализировать выполнение технологических требований,
- оценить риски и задать дополнительные резервы для работ, выполнить расчёт план-графика с оценкой увеличения используемых ресурсов и времени,
- по результатам расчётов в двух шагах сформировать окончательные требования по времени проекта, имеющихся ресурсов и дополнительных резервов для компенсации угроз,
- если необходимо рассчитывать некоторые элементы план-графика в целочисленном исчислении, то выполнить ввод соответствующих требований. Выполнение таких требований иногда требует дополнительных ПС,
- ввести требования и выполнить окончательный расчёт план-графика.
Рис. 5. Оптимизированный календарный план в интерфейсе АККОРДа.
Документы для реализации плана работ проекта
Подготовленный ПлГр служит основанием для выпуска документов, с помощью которых выполняются следующие функции:- управление проектом:
- укрупнённый план по процессам,
- календарный план проекта по трудовым ресурсам,
- календарный план по машинам и механизмам,
- управление финансовыми операциями:
- финансовый анализ строительных процессов,
- финансовый план по периодам строительства,
- диаграмма финансирования по периодам строительства,
- управление технологическими процессами производства работ:
- использование в электронном виде чертежей и других материалов рабочего проекта на строительной площадке в связке с процессами,
- планы заданий по ПС, содержащие полный список работ на неделю (или другой задаваемый период) для управления и контроля хода реализации проекта,
- планы по машинам и механизмам, содержащие полный список используемой техники на неделю (или другой задаваемый период),
- управление поставками материальных ресурсов:
- ведомость поставки строительных материалов,
- ведомость использования материальных ресурсов,
- ведомость поставки оборудования, в т.ч. поставки оборудования длительного цикла изготовления (ДЦИ),
- ведомость поставки конструкций, в т.ч. поставки конструкций ДЦИ,
- отчётность по выполненным работам:
- ведомость объёмов СМР,
- акт о приемке выполненных работ (форма № КС-2),
- отчёт о расходе материалов на выполнение СМР (Форма АВС М29/1),
- справка о стоимости выполненных работ и затрат (форма № КС-3).
Рис. 6. Менеджер отчётов.
Заключение.
Система календарно-сетевого планирования «АККОРД» предназначена для разработки планов производства работ в сложных условиях реализации проекта, когда нужно выполнить многочисленные и противоречивые требования.
Использование сметных расчётов в качестве исходных данных обеспечивает использование реальной нормативной и ресурсной баз, уже заложенной в проект. Кроме того, этот фактор существенно сокращает время разработки план-графика.
Метод расчёта плана работ даёт строгую увязку всех работ по заданной технологии и согласование их по времени при минимизации полного времени проекта.
Применение целочисленных заданий на элементы плана работ способствуют получение эффективного и оптимального решения, что может иметь значительный экономический эффект при реализации проекта, особенно если разрабатывается план работ с использованием дорогостоящего оборудования или производительных сил.
Ведомости поставок и использования материалов и других ресурсов позволяют реализовать эффективное материальное снабжение производственного процесса.
Система выявления рисков по критическим путям или отдельным работам с оценкой их угроз по зонам важности позволяет назначать им временные и/или ресурсные резервы, используя закон Парето, что дает определённый эффект в минимизации общего времени проекта.