Моделирование оценки надежности строительного проекта
"Научный аспект №5-2024" - Экономика и менеджмент
УДК 69.007
Мышинский Андрей Дмитриевич – студент Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.
Аннотация: В статье рассматриваются модели и алгоритмы моделирования для задачи оценки надежности работы строительного предприятия. Рассмотрена стохастическая математическая модель и статистический алгоритм идентификации ее параметров.
Ключевые слова: строительство, предприятие, надежность, моделирование, устойчивость, идентификация.
Обеспечение строительного проекта, крупного комплекса – задача многосторонняя, сложная и инновационная [1] – как структурно, так и ресурсно, функционально, а также системно. Общих оценок надежности и универсальных подходов здесь нет, но подходы априорно и экспертно-эвристически известны прогнозирующим проектировщикам. Рассмотрена модель надежности и устойчивости строительного бизнеса, комплекса, функциональной его полноты в длительном периоде.
Устойчиво функционирующее строительное объединение должно быть:
1. сохраняющим устойчивую работоспособность в течение заданного промежутка времени и в течение всего жизненного цикла [2];
2. способным к восстановлению работоспособности в автоматическом режиме (т.е. способным к самовосстановлению);
3. развивающимся, совершенствующимся;
4. настраивающимся на различные режимы работы по параметрам устойчивой работы, без структурных изменений.
Меру надежности строительного предприятия, бизнеса рассматриваем стохастическим способом. Рассмотрим модель.
Введем – вероятность устойчивости на отрезке
время наблюдения при неизменных рыночных и строительных условиях. Вероятность такой устойчивости равна
Математическое ожидание наступления отказа (сбоя в работе предприятия) равно:
где – моменты отказов (n – их количество на заданном отрезке).
Частота отказов или плотность распределения времен «безотказа» (частота отказов) задается функцией плотности:
.
Условная плотность отказов для т.е. интенсивность, количество отказов в единицу времени равна:
Усредняя, время восстановления определяем как ожидание восстановления устойчивости компании, а интенсивность отказов определяем как:
– интенсивность по j-ой компоненте строительного бизнеса, например, по маркетингу.
Отказы происходят, например, из-за:
1. латентных, не выявленных при проектировании неувязок, дефектов;
2. некорректности данных, их спецификаций;
3. технических несоответствий;
4. логистических сбоев;
5. некорректной документации;
6. ошибок менеджмента и др.
Внутри этих классов причин есть и подклассы. Например, ошибки проектирования могут классифицироваться как ошибки логической структуры, комплексирования, информационные, и др. Моделирование используются в ситуационном управлении, проектном менеджменте или HR-менеджменте [3].
Например, пусть вначале и задана динамика распределения сбоев:
,
где – количество охватываемых проектом процессов,
– количество исправленных сбоев, а функция надежности соответствует экспоненциальному закону:
а С – идентифицируемый параметр (его можно задавать и экспертно).
Модели надежности строительного производства, проекта часто стохастичны и необходимы для решения задач:
1. прогноза надежности;
2. динамического управления;
3. оценки параметров строительных процессов.
Считаем, что последовательные сбои экспоненциально распределены, независимы, равновероятны, исправляемы поочередно, а темп исправления прямо пропорциональный.
Предлагаем алгоритм моделирования с нижеследующими шагами.
1. Ввод данных и, возможно, их допустимых отклонений:
2. Отсев грубых (явно недостоверных) данных, если такие будут, например, когда база недостаточно верифицирована; здесь используется алгоритм (п.2.1-2.9):
2.1. Нахождение моментов:
2.2. Нахождение вариации (%)
2.3. Нахождение максимума отклонения от среднего
2.4. Нахождение аномалий:
2.5. Нахождение точек t-распределения по Стьюденту:
.
2.6. Нахождение критических значений распределения по Стьюденту:
2.7. Если , то
отсеивается – оно грубое.
3. Нахождение дисперсии, отклонения, проверка гипотезы нормального распределения.
4. Нахождение показателя надежности и отклонений по модели, сравнение с заданным допуском.
5. Формирование модели с конкретизацией ее параметров.
Оцениваем надежность, учитывая весь жизненный цикл проекта (работ). Модель развиваема путем усложнения гипотез (моделей) и совершенствуя алгоритм имитационного моделирования. Важно учитывать сложность всей системы.
Инновации в строительстве применяются как в проектировании, так и строительстве, менеджменте и др. Сложность, стохастичность строительных процессов требуют адаптивности, ситуационного моделирования в строительстве, учета строительных требований и стандартов.
Список литературы
- Верстина Н.Г., Кисель Т.Н., Кулаков К.Ю. Внедрение инновационных технологий на предприятиях инвестиционно-строительной сферы: проблемы и определяющие факторы // e-Management. 2022. №1. Т.5. С.4-13.
- Беляев А.В., Антипов С.С. Жизненный цикл объектов строительства при информационном моделировании зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2019. №1. C.65-72.
- Глухова Л.В., Казиева Б.В., Казиев В.М., Шерстобитова А.А. Эволюционные возможности бизнеса в цифровой экономике и их HR-поддержка // Вестник Волжского университета им. В.Н.Татищева. 2023. Т.2. №1. C.46-53.