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

1. 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.
2. 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. 
3. 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.