Теоретические основы ресурсного обеспечения технологических процессов в дорожном строительстве

На правах рукописи

Алексиков Сергей Васильевич

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕСУРСНОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

• 05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов,
• аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Волгоград 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Волгоградский государственный

архитектурно-строительный университет»

	Научный консультант доктор технических наук, профессор Боровик Виталий Сергеевич
	Официальные оппоненты:
	- доктор технических наук, профессор Подольский Владислав Петрович, ГОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»;
	- доктор технических наук, профессор Столяров Виктор Васильевич, ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»;
	- доктор технических наук, профессор Брехман Александр Иосифович ГОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет»

Ведущая организация:
ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»

Защита состоится 22.12. 2008 г. в 10-00 ч. в ауд Б-203 на заседании диссертационного совета Д 212.026.04 при ГОУ ВПО Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете по адресу:

400074, г.Волгоград, ул. Академическая, 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВолгГАСУ

Автореферат разослан 20 ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ____________________ Акчурин Т. К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проблема своевременного обеспечения дорожно-строительного производства такими ресурсами, как строительные материалы, полуфабрикаты, конструкции и энергоносители по минимальным ценам, предопределяет эффективность работы дорожной отрасли РФ.

В связи с проводимой технической политикой государства на повышение капитальности транспортных сооружений увеличилась ресурсоемкость объектов, которая на 90... 95 % формируется на стадии проектирования. Дорожно-строительные работы выполняются на фоне постоянного роста цен на дорожно-строительные материалы, особенно на энергоносители (топливо). За последние пять лет цены на эти ресурсы росли в 1,5 раза быстрее, чем средняя инфляция по стране. Их доля достигла 60 … 85 % сметной стоимости строительства. Потери инвестиционных возможностей дорожного хозяйства за период 2000 – 2005 гг. из-за опережающих темпов роста цен на дорожно-строительные материалы и топливо составили для дорожников 250 млрд. р., что сопоставимо с годовым объемом финансирования дорожного хозяйства. Высокая конкуренция на рынке дорожных работ привела подрядчиков к необходимости интенсивного внедрения в производство принципиально новых материалов, машин и технологий, не отраженных в действующих отраслевых нормативных документах, что способствовало снижению достоверности проектных организационно-технологических решений, в частности, оценки ресурсопотребления (РП) технологических процессов. Повышение доли ремонтных работ в годовой производственной программе предприятий привело к увеличению количества одновременно сооружаемых объектов, что существенно усложнило организацию ресурсного обеспечения строительства, повысило значимость оперативного управления дорожно-строительным производством. Повышение ответственности подрядчиков за качество и сроки строительства, необходимость производства работ в пределах договорной цены ужесточили требования к ресурсному обеспечению технологических процессов в строительстве.

В ситуации, когда потребности субъектов РФ в развитии транспортной инфраструктуры велики, а финансовые возможности предприятий ограничены, проблема проектирования организации и оперативного управления ресурсным обеспечением в дорожном строительстве на основе прогнозирования производственных затрат и интенсивности потребления ресурсов в ходе реализации технологических процессов является весьма актуальной.

Перестройка экономического механизма в нашей стране повлекла изменение характера дорожно-строительного производства. Сложившиеся научно-практический подход к проектированию, организации и управлению ресурсным обеспечением дорожного строительства не соответствует современным условиям производства, отстает от мирового уровня развития информационных технологий и методологии управления проектами. Ресурсное обеспечение строительства следует рассматривать как адаптивную динамичную систему, в значительной степени определяющую эффективность конструктивных и организационно-технологических решений на всех этапах реализации строительного проекта. По нашему мнению, комплексный подход к ресурсному обеспечению технологических процессов (РОТП) в дорожном строительстве путем минимизации проектной ресурсоемкости объекта конструктивными и организационно-технологическими решениями и ее обеспечения оперативным управлением в процессе строительства позволяет снизить стоимость объектов.

Диссертационная работа выполнена в рамках: программы Минавтодора РФ по строительству дорог в районах интенсивного освоения нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири (№ РД-02-81/83); подпрограммы «Автомобильные дороги» федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002 – 2010 гг.)» (№ г.р. 01850036981, 1987 г.; № г.р. 81069428, 1991г.; № г.р. 0120.0 600789, 2002 г.; № г. р. 01200 5085А3, 2003 г.; № г.р. 0120.0 600788, 2004 г.;); проекта «Комплексная транспортная схема г. Волгограда до 2025 г.», разработанного по заданию Администрации г. Волгограда в 2006 – 2007 гг.

Анализ современного состояния дорожно-строительного комплекса РФ, особенностей организации и управления дорожным строительством позволил сформулировать цель исследования: разработать теоретические основы ресурсного обеспечения технологических процессов в дорожном строительстве в условиях ограниченных ресурсов на базе научно-обоснованных моделей и методик, систематизации и классификации факторов, влияющих на процесс ресурсного обеспечения, всесторонних исследований закономерностей и зависимостей, направленных на снижение ресурсоемкости дорожно-строительных объектов.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

1) классифицировать особенности ресурсного обеспечения дорожно-строительных объектов в условиях ограниченных ресурсов, обосновать основные ресурсы, определяющие стоимость работ, с целью разработки метода, заключающегося в комплексном подходе к ресурсному обеспечению технологических процессов в дорожном строительстве путем минимизации ресурсоемкости объекта конструктивными и организационно-технологическими решениями и ее обеспечения оперативным управлением в процессе строительства в зависимости от взаимосвязанных производственно-экономических факторов;

2) выявить закономерности изменения затрат в производственные ресурсы и разработать модель их прогнозирования, позволяющую обосновать комплексный критерий эффективности, и теоретические основы РОТП в дорожном строительстве в условиях ограниченных ресурсов, с учетом вероятностного характера дорожно-строительного производства;

3) исследовать процесс формирования ресурсоемкости дорожно-строительных объекта в зависимости от проектных конструктивных и организационно-технологических решений на основе выявленных зависимостей РП от технических характеристик машин и механизмов, природно-климатических условий производства работ, физико-механических характеристик грунтов, строительных материалов и полуфабрикатов с разработкой рекомендаций по снижению ресурсоемкости дорожного строительства;

4) разработать ресурсно-технологические модели прогнозирования РП дорожно-строительными процессами на основе выявленных закономерностей изменения ресурсопотребления во времени и установленных зависимостей интенсивности потребления ресурсов от производственных факторов с обоснованием условий эффективного долгосрочного (на предшествующий строительный сезон) и краткосрочного прогнозирования РП;

5) исследовать влияние производственно-экономических факторов на эффективность РОТП в дорожном строительстве с разработкой методик обоснования поставщиков ресурсов на объект с учетом вероятностного характера строительного производства, организации работы автотранспорта с учетом комплексного влияния дорожных условий на его производительность; формирования сводного графика поставки ресурсов на строительный объект; основ оперативного управления РОТП.

Объектом исследования являются процессы, связанные с организацией и управлением ресурсным обеспечением дорожно-строительных процессов.

Предметом исследований является совокупность теоретических, методических и практических аспектов ресурсного обеспечения технологических процессов в дорожном строительстве.

Методологической базой теоретического и экспериментального исследования являются системный анализ и теория прогнозирования, теории вероятностей и надежности, многомерная математическая статистика, метод проф. В.С. Боровика по оценке влияния интенсивности использования производственных ресурсов на результаты дорожно-строительных работ, а также общепринятые теоретические положения в области проектирования, организации и технологии дорожного строительства. Использовались современные компьютерные технологии обработки математической информации.

Основная идея работы состоит в комплексном подходе к ресурсному обеспечению технологических процессов в дорожном строительстве на всех этапах реализации строительного проекта на основе минимизации ресурсоемкости объекта конструктивными и организационно-технологическими решениями, оперативным управлением поставками ресурсов в ходе выполнения дорожно-строительных работ.

В основу исследований положено предположение о решающей роли закономерностей изменения удельных затрат в ресурсы и интенсивности РП в ходе строительства при обосновании организационно-технологических решений по РОТП. Экспериментальные исследования проведены на дорожно-строительных предприятиях Западной Сибири и Нижнего Поволжья с 1981 по 2006 гг. В качестве объектов реализации результатов исследований использовались автомобильные дороги Тюменской, Волгоградской, Астраханской областей и республики Калмыкия. Настоящая работа выполнена c учетом договоров о творческом и инженерном сотрудничестве с трестом «Сибдорстрой», ОГУП «Волгоградавтодор», ОАО УПРОДОР «Каспий», ФГУ «Севкавуправтодор».

Научная ценность заключается в разработке теоретических и методических основ комплексного подхода к РОТП в дорожном строительстве путем минимизации проектной ресурсоемкости объекта конструктивными и организационно-технологическими решениями на основе прогнозирования удельных затрат в ресурсы и РП, оперативным управлением поставками ресурсов в ходе строительства.

При этом получены следующие результаты:

1) выполнена классификация ресурсов в дорожном строительстве, установлено, что в современных условиях ограниченного ресурсного обеспечения, наряду с материалоемкостью, трудо- и машинозатратами в качестве основного ресурса, определяющего стоимость строительства, следует рассматривать временной фактор – продолжительность строительства;

2) на основе установленных закономерностей изменения удельных затрат в ресурсы разработана вероятностно-статистическая модель их прогнозирования на период выполнения дорожно-строительных работ, обоснован комплексный критерий эффективности и разработаны теоретические основы ресурсного обеспечения технологических процессов в дорожном строительстве в условиях ограниченного ресурсного обеспечения;

3) исследован процесс формирования ресурсоемкости объектов, установлены зависимости РП от производственных факторов, разработаны рекомендации по снижению ресурсоемкости дорожно-строительных объектов;

4) разработаны ресурсно-технологические модели прогнозирования РП дорожно-строительными процессами. Установлены условия эффективного долгосрочного и краткосрочного прогнозирования РП;

5) установлено влияние внешних и внутренних производственно-экономических факторов на эффективность РОТП. Выполнено районирование территорий Волгоградской области по условиям поставки каменных материалов на строительные объекты с учетом вероятностного характера дорожно-строительного производства и состояния дорожной сети. Предложена методика формирования сводного графика поставки ресурсов на строительный объект. Разработаны основы оперативного управления РОТП.

Практическая ценность результатов исследований состоит в решении важной народно-хозяйственной проблемы снижения стоимости дорожно-строительных объектов на основе оптимизации процесса РОТП. С этой целью разработаны рекомендации по методики снижения ресурсоемкости проектов, расчета организационно-технологических параметров ресурсного обеспечения дорожно-строительных объектов, обеспечивающих минимизацию себестоимости работ. Результаты исследований использованы при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог России во II – V дорожно-климатических зонах Западной Сибири и Нижнего Поволжья, в учебном процессе ВолгГАСУ, СибАДИ и других вузов страны.

Автор защищает совокупность теоретических положений и установленных экспериментально-аналитических зависимостей и закономерностей, позволяющих реализовать комплексный подход к РОТП в дорожном строительстве путем минимизации проектной ресурсоемкости объекта конструктивными и организационно-технологическими решениями на основе прогнозирования удельных затрат в ресурсы и РП, оперативным управлением поставками ресурсов в ходе строительства с учетом вероятностного характера дорожно-строительного производства.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: методологической базой исследований, основанной на фундаментальных теориях, проверкой достаточности объема данных для однозначного толкования результатов исследований; оправдываемостью независимых прогнозов температурных и влажностных режимов асфальтобетонных смесей и грунтовых резервов при сопоставлении с натурными наблюдениями, сходимостью результатом аналитических и фактических значений, оцениваемых параметров; оценкой точности вычисляемых параметров.

Личный вклад в решение проблемы заключается в формулировании общей идеи, цели работы, выполнении теоретической и значительной части экспериментальных исследований, обобщения результатов, участии в строительстве опытных участков, их обследовании; разработке и внедрении практических рекомендаций.

Апробация результатов. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на международных, всесоюзных, всероссийских и региональных научно-практических конференциях и совещаниях, в том числе: на Региональной научно-технической конференции «Дороги Сибири» (г. Красноярск, 1982); Региональной научно-технической конференции (г. Суздаль, 1983); научно-технической конференции ВладПИ (г. Владимир, 1985); научно-технической конференции СибАДИ (г. Омск, 1981 – 1986); XL Республиканской научной конференции КИСИ (г. Казань, 1988); Всероссийских научно-технических конференциях (г. Краснодар, 1999, 2000, 2002); Международной научно-практической конференция «Проблемы автомобильных дорог России и Казахстана» (г. Омск, 2001); научно-практических конференциях ВолгГАСУ (г. Волгоград, 1983 – 1991 гг., 1995 – 2007 гг.); III Международной научно-технической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций» (г. Волгоград, 2003); Международной научно-практической конференции «Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура» (г. Омск, 2003); научно-практической конференции «Стратегия развития архитектурно-строительной отрасли и ЖКХ, внедрение наукоемких и инновационных технологий», ВолгГАСА (г. Волгоград, 2003); Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2003); Международной научно-практической конференции «Реконструкция. Санкт-Петербург. 2005» СПбГАСУ (г. Санкт-Петербург, 2005); Международных II и III научно-практических конференциях «Современные проекты, технологии и материалы для строительного, дорожного комплексов и жилищно-коммунального хозяйства» (г. Брянск, 2005); Международной научно-практической конференции «Транспортные системы Сибири» (г. Красноярск, 2005); научно-технических конференциях МАДИ-ТУ (г. Москва, 2006 – 2007 гг.), Всероссийской научно-практической конференции «Современные научно-технические проблемы транспортного строительства» (г. Казань, 2007), Сессии общего собрания Российской академии архитектуры и строительных наук (г. Москва, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Повышение долговечности транспортных сооружений и безопасность дорожного движения» (г. Казань, 2008).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 59 научных работ, в том числе 15 работ в периодических изданиях по перечню ВАК РФ, монография, 4 учебных пособия. Общий объем публикаций 46,22 п.л., в том числе лично автором выполнено 39,14 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографии и приложения. Общий объем диссертации составляет 341 стр., из них 143 рисунка, 41 таблицы, библиография — 319 наименований.

Во введении обоснована актуальность темы, поставлена цель и сформулированы задачи диссертационного исследования, показаны научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе выполнен обзор и анализ сложившихся подходов к материально-техническому снабжению строительных объектов, современных особенностей РОТП в строительстве, обоснованы основные ресурсы, определяющие эффективность дорожно-строительных работ.