2015-01-30
2364
Повышение уровня надежности строительных процессов является, в конечном счете, одним из существенных факторов экономической эффективности строительного производства. Известно, что в строительстве скрытые и явные потери рабочего времени составляют до 30%.
Поэтому проектирование и осуществление строительно-монтажных работ не могут основываться только на жестко детерминированных параметрах, установленных в ЕНиР, так как влияние многочисленных производственных факторов приводит к срыву выполнения запланированных объемов работ и намеченных сроков ввода объектов в эксплуатацию. ЕНиР представляют собой нормативы, рассчитанные на высокоэффективное и высокомеханизированное производство работ при благоприятных метеорологических условиях, своевременных поставках строительных материалов и конструкций, бесперебойной работе строительных машин и механизмов, строго определенном численном и квалификационном составе звеньев и бригад рабочих.
В действительности, строительство ведется в несколько других условиях, которые оказывают часто негативное влияние на фактическую величину параметров строительных процессов. Причем, наибольшее влияние на эти процессы оказывают такие факторы, как вид и назначение строительного объекта, уровень механизации строительных процессов, а также их технологические особенности, природные и метеорологические условия.
Многие из перечисленных факторов могут быть устранены, - например, недостатки в материально-техническом снабжении, организации труда, неполная загрузка рабочих мест, ряд простоев, отсутствие фронта работ, рабочей документации и др. В целях повышения производительности труда время простоя может быть использовано для выполнения других процессов и операций на объекте, для чего их необходимо предусматривать в проектах производства работ.
Поэтому, в качестве первого направления повышения уровня надежности строительства ряд строительных организаций специально разрабатывают и внедряют в практику проектирования и строительства производственные нормативы, учитывающие фактически необходимое время на выполнение работ в данных организационно- технических и территориальных условиях. Такие нормативы учитывают конкретную структуру объемов работ, уровень технического обеспечения и организации строительных процессов, состав и квалификацию рабочих и др. условия, характерные именно для данной строительной организации. Эти нормы постоянно контролируются и ежегодно переутверждаются руководством строительной организации (стройтрест, объединение, корпорация).
Вторым направлением повышения организационно-технологической надежности строительных процессов является устранение причин возникновения отказов. Эти причины весьма разнообразны и их удобно классифицировать по следующим видам:
· технические;
· технологические;
· организационные;
· управленческие;
· социальные;
· природно-климатические.
Для нас в данном случае наибольший интерес представляют технико-технологические причины возникновения отказов, например, выход из строя инженерных сетей, оборудования, машин, механизмов, инструмента, приборов в результате поломки; низкое качество материалов, конструкций, изделий; нарушение требуемой технологии работ, недостаточная квалификация рабочих, ошибки проектирования и ряд других.
Учитывая, что устранение причин возникновения отказов является очень эффективным средством повышения надежности строительных процессов, необходимо, чтобы в каждой строительной организации был хорошо налажен их оперативный учет и анализ.
Рассматривая основные причины возникновения случайных отказов, можно всегда выделить ряд наиболее часто повторяющихся причин, характерных для условий работы каждой конкретной строительной организации или каждого конкретного строительного процесса. В результате анализа разрабатываются специальные организационно-технические мероприятия по устранению или уменьшению влияния на продолжительность простоев ведущих процессов.
Случайные отказы, возникающие в период производства строительно-монтажных работ, можно разделить на две группы с точки зрения возможности их устранения самой строительной организацией – устранимые и неустранимые. К первой группе относятся отказы, которые могут устранены в результате оперативно- производственных мер, принятых руководством строительной организации. Ко второй группе следует отнести случайные события, вызывающие отказы, которые не могут быть устранены или их устранение связано с неоправданно большими затратами. Это могут быть, например, отказы из-за плохих метеорологических условий, из-за отключения электроснабжения района строительства, возникновение чрезвычайных ситуаций и т.п.
Удельный вес факторов второй группы и степень их влияния зависит от географического района размещения строительства (т.е. региона). Влияние факторов первой группы может быть устранено или значительно снижено проведением соответствующих организационно-технических мероприятий. К их числу можно отнести совершенствование системы материально-технического снабжения строительства, организация диспетчерского управления и связи, создание необходимых запасов материалов и изделий, внедрение прогрессивных технологий и форм организации труда, организация специализированных оперативных ремонтных бригад, осуществляющих контроль за исправной работой оборудования, машин, механизмов и инструмента и ряд других мероприятий.
Повышение уровня надежности резервированием – это третье направление совершенствования организации и технологии строительных процессов.
Резервирование является наиболее действенным методом повышения безотказности системы и представляет собой включение избыточных дублирующих элементов, обеспечивающих работу строительного потока (или строительной организации в целом) при отказе основных элементов.
В технических системах и изделиях резервирование обеспечивает высокий уровень их надежности.
Что касается сферы строительного производства, то здесь резервирование отличается целым рядом существенных особенностей. Так, полное дублирование строительной организации и даже конкретного строительного процесса практически невозможно и экономически нецелесообразно. Весьма трудно дублировать основные строительные машины, механизмы и особенно трудовые ресурсы, так как они ограничены определенными лимитами, а часто их просто не хватает даже для нормального производства работ. Некоторые возможности резервирования имеются в ряде случаев в обеспечении материалами, техническими либо финансовыми ресурсами. Однако, наиболее эффективным в строительстве является резервирование времени и фронта работ.
В технических системах в зависимости от схемы подключения резервирование делится на общее, групповое и поэлементное.
При общем резервировании для повышения надежности дублируется вся система, при групповом - дублируется только группа элементов, обычно наименее надежных, при поэлементном - дублируются все элементы, входящие в состав системы.
В зависимости от числа резервных элементов различают одно, двух, трех и многократное резервирование. Для расчета надежности обычно применяют логические структурные схемы элементов, в которых различают два основных вида соединения – последовательное и параллельное.
Последовательным соединением элементов называется такое, при котором выход из строя хотя бы одного элемента приводит к отказу всей системы. Последовательное соединение эквивалентно системе без резервных элементов и может быть представлено в виде цепочки элементов, включенных друг за другом.
Параллельное соединение – такое, при котором отказ наступает после выхода из строя всех параллельно включенных элементов. Процесс может проходить через любой из параллельных элементов и прерывается тогда, когда в работе не останется ни одного исправного элемента.
Расчет надежности системы с помощью структурных схем заключается в следующем.
Первоначально на основании описания работы системы составляют её логическую структурную схему, изображая все элементы системы и их взаимосвязи. Затем, используя формулы, каждую из цепочек последовательно или параллельно включенных элементов заменяют одним эквивалентным элементом с вероятностными характеристиками, аналогичными тем, которые он замещает. Последовательно проводя такие преобразования, получают простейшую систему с рассчитанными параметрами.
В строительных процессах при возможности создания резервных элементов применяют большей частью резерв с замещением (так называемый ненагруженный или «холодный» резерв). Такой резерв, как известно, может быть немедленно включен в работу в случае выхода из строя основного элемента. Его отличительной особенностью является последовательная работа элементов во времени, что должно быть отражено в структурных схемах.
Если принять, что в системах с резервированием замещением основной элемент А и резервный Б до включения работоспособны, то вероятность безотказной работы такой резервированной системы Pc(t) может быть представлена следующим образом:
,
где
PA(t) – вероятность безотказной работы основного элемента А;
РБ/А(t) – условная вероятность безотказной работы резервного элемента Б (при условии, что элемент А отказал в некоторый момент времени 
.
Условную вероятность РБ/А(t) можно определить из следующих соображений. Если момент наступления отказа основного элемента А обозначим через , то вероятность его отказа на небольшом отрезке времени 
, для которого частоту отказов fA() можно принять постоянной, равна fA() 
. С момента отказа элемента А в работу вступает элемент Б, который безотказно проработает в течение времени t- с вероятностью PБ(t- ). Поскольку отказы элемента А могут произойти в любой момент времени от нуля до некоторого текущего значения t, то искомая условная вероятность будет равна сумме элементарных вероятностей fA() + PБ(t- ).
Переходя к пределу, при условии ->0, получаем выражение для условной вероятности
PБ/А(t)= 
Отсюда находим вероятность безотказной работы системы с одним резервным элементом
Pс(t)= PА(t)+ ,
где
fA() – плотность распределения отказов А-го элемента системы.
В общем виде выражение надежности системы элементов из ч резервных элементов, работающих в режиме замещения, составит
Pr+1(t)= Pr(t)+ 
,
где
P(t- ) – функция надежности последнего резервного элемента.
Pч(t) и fч() – соответственно функция надежности и плотность распределения отказов системы, состоящей из r элементов.
Наконец, четвертое направление повышения надежности строительных процессов связано с разработкой различных вариантов технологии и организации производства строительно-монтажных работ на объекте. Эти возможные варианты могут быть проработаны либо на стадии проектирования (например, в ППР), либо непосредственно в ходе строительства объекта. Таким образом, при возникновении необходимости (в случае отказа) в действие вводится один из альтернативных вариантов для сокращения продолжительности строительства всего объекта в целом, либо выполнения того или иного строительного процесса в установленные сроки.
Преимущество этого метода заключается в том, что повышение уровня надежности может быть достигнуто не только и не столько резервированием ресурсов (материально-технических, трудовых, финансовых и т.д.), сколько изменением организационно-технологических решений непосредственно в ходе выполнения строительно-монтажных работ.
Этот метод получил в технической литературе название «вариативность»; для оценки его предложен так называемый коэффициент вариативности
,
где
Nb – количество возможных вариантов организационно-технологических решений;
- минимальное число организационно-технологических решений.
При этом различные варианты выполнения строительных процессов могут отличаться как способами производства работ, так и средствами механизации, сменностью, составом исполнителей (квалификацией рабочих, численным составом звеньев и бригад), степенью совмещения процессов, их интенсивностью и последовательностью выполнения.
При разработке ППР (т.е. на стадии проектирования) эти различия должны быть предусмотрены в циклограммах либо линейных графиках производства работ.
Библиографический список.
1. ГОСТ Р ИСО 9000-2001. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь. Госстандарт России. М., 2001.
2. ГОСТ Р ИСО 9000-2001. Системы менеджмента качества. Требования. Госстандарт России. М., 2001.
3. ГОСТ Р ИСО 9000-2001. Системы менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности. Госстандарт России. М., 2001.
4. Р50.3.005-2003. Рекомендации по сертификации. Временный порядок сертификации систем менеджмента качества на соответствие ГОСТ Р ИСО 9000-2001 (ИСО 9001:2000) Госстандарт России. М., 2003.
5. «Семь инструментов качества» в японской экономике. М., Изд. стандартов, 1990, 89с.
6. Бадиров Д.Г. Основы стандартизации и контроля качества продукции. М., «Транспорт», 1986, 221с..
7. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., Изд. «Наука», 1969, с.567.
8. Седых Ю.И., Лазебник В.М. Организационно-технологическая надежность жилищно-гражданского строительства. М., «СИ», 1989.
9. Кистанов А.И. О влиянии организации и технологии производства работ на надежность строительных процессов. Сб. науч. статей «Надежность строительного производства». Санкт-Петербург, 2005, 69с.
Приложение 1.
Таблица коэффициентов для расчета контрольных границ.
| Количество выборок n | А2 | Д3 | Д4 |
| 1,880 | - | 3,267 | |
| 1,023 | - | 2,575 | |
| 0,729 | - | 2,282 | |
| 0,577 | - | 2,115 | |
| 0,483 | - | 2,004 | |
| 0,419 | 0.076 | 1,924 | |
| 0,373 | 0,136 | 1,864 | |
| 0,337 | 0,184 | 1,816 | |
| 0,308 | 0,223 | 1,777 | |
| 1,285 | 0,256 | 1,744 | |
| 0,226 | 0,283 | 1,717 | |
| 0,249 | 0,307 | 2,693 | |
| 0,235 | 0,328 | 1,672 | |
| 0,223 | 0,347 | 1,653 | |
| 0,212 | 0,363 | 1,637 | |
| 0,203 | 0,378 | 1,622 | |
| 0,194 | 0,391 | 1,608 | |
| 0,187 | 0,403 | 1,597 | |
| 0,180 | 0,415 | 1,585 |
Примечание: Прочерк в столбце для Д3 означает, что контрольный диапазон не имеет нижней контрольной границы.
