611

69 Р47

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РЕШЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

КОМПЛЕКСА ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ

Методические указания

НОВОСИБИРСК 2011

ВВЕДЕНИЕ

Выпускник вуза экономической специальности должен уметь применятьсовременныекомпьютерныетехнологии длярешения возникающих проблем на производстве, что позволит снизить затраты.

Учебная дисциплина «Компьютерное обеспечение. АСУ и АРМ экономиста», изучаемая студентами 5-го курса дневного отделения специальности ЭС в 9-м семестре, описывает основы практического применения прикладных программ для ПЭВМ, в которых реализованы математические модели, отвечающие на вопросы различных по содержательной постановке производственных задач. Все программы разработаны на кафедре ТОЭС и составляют программное обеспечение компьютерного класса кафедры.

Методические указания состоят из двух основных частей. В первой части (главы 1–7) приводятся краткие теоретические сведения и алгоритмы решения, описание диалога с программами и образцы их применения.

В современной строительной практике используются новые технологиистроительныхпроцессов,машиныимеханизмы.При этом,какправило,нетобоснованныхнормативовихприменения, поэтому часто возникает вопрос: определить (получить) данные для установления новых производственных норм или изучить затраты рабочего времени. Ответ на этот вопрос можно получить путем проведения наблюдений. Результатом наблюдений станет некоторая совокупность значений наблюдаемого фактора, которые будут иметь вариации, обусловленные различными причинами, т.е.полученныезначениябудутявлятьсяреализацией некоторой случайной величины. Для получения достоверных

3

результатов необходимо: во-первых, установить правильный порядок организации наблюдений; во-вторых, для обработки полученных значений факторов применить методы математической статистики.

Первая глава методических указаний рассматривает вопросыорганизациииобработкирезультатовнормативныхнаблюдений с помощью программ «Natura» и «Sample».

Вторая глава указаний обобщает результаты наблюдений в многофакторныематематическиемодели, позволяющиепрогнозировать значения исследуемого фактора с заданным уровнем достоверности. Для этого используются программы «Modell» и «Diagramm».

Для решения экстремальных экономических задач строительства широкоприменяютсяметоды линейногопрограммирования (ЛП), когда различные связи и ограничения выражаются линейной зависимостью, а такжедругие математическиемодели.

Втретьей главеуказаний приводятсяпримерыформулировок

ирешения задач с помощью программ «Simply», «Simplint» и «Rasm». Программа «Simply» решает задачу ЛП в вещественной постановке;прииспользованиипрограммы«Simplint»находится решение целочисленных задач ЛП; программа «Rasm» реализует задачу оптимального распределения парка машин по объектам строительства.

Задачи доставки грузов на объекты строительства с минимальными затратами решаются в рамках математической модели транспортной задачи, которая реализована в программе «Transy» и приведена в четвертой главе.

Вопросы оптимального выбора очередности строительства объектов, при которой длина суммарногопути перебазирования строительных подразделений оказывается минимальной, рассматриваются и решаются с помощью программы «Kommy» (пятая глава).

Шестая глава посвящена рассмотрению задачи оптимизации портфеляценныхбумаг(акций), котораяреализована впрограм-

ме «Mark».

Использованиемодели сетевогографика в управлении ходом строительства объекта (прикладная программа «Sety») рассмотрено в седьмой главе.

4

Вторую часть методических указаний (глава восьмая) составляют содержательная формулировка задач для самостоятельного решения студентами и варианты исходных данных.

1.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВНОРМАТИВНЫХНАБЛЮДЕНИЙ

Изучение затрат рабочего времени осуществляется путем проведения наблюдений [1].

В зависимости от цели изучения строительного процесса различают дверазновидности наблюдений:

организационные – с целью изучения новых методов и приемов труда и исследования потерь рабочеговремени. Проводят, как правило, путем фотографии рабочего дня;

нормативные – с целью получения исходных данных для проектирования новых производственных норм. В результате нормативных наблюдений получаютпоказатели затрат труда на единицу продукции, сопровождаемые характеристикой производственныхусловий:

где tорз – время оперативной работы по заданию; tтп – время технологическихперерывов (0%); tнзр –времяна подготовитель- но-заключительные работы (4 % от tорз); tолм – время на отдых и личные надобности (15 % от tорз).

Значения факторов, полученные в результате наблюдений, будут иметь вариации, обусловленные различными причинами, например мастерством рабочего (при одном и том же уровне квалификацииодинизнихвыполняетнаблюдаемуюоперациюза меньшее время, чем другой); случайным сбоем механизма или строительноймашины;организациейрабочегоместаи т.д.Можно утверждать, что полученные значения являются реализацией некоторой случайной величины. Поэтому для получения достоверных результатов необходимо: во-первых, установить пра- вильныйпорядокорганизациинаблюдений;во-вторых,дляобра- ботки полученных значений факторов применить методы математической статистики.

5

1.1.Общийпорядокорганизациинормативныхнаблюдений

Ворганизации нормативных наблюдений выделяют восемь этапов.

1. Предварительное изучениепроцесса с целью установления новой нормали (условий, при которых определяется норма). Определяются:

–количественныйиквалификационныйсоставбригадырабо- чих;

– характеристики строительных машин и механизмов;

– организация рабочего места;

– состав операций и последовательность их выполнения;

– система оплаты труда;

– требования охраны труда и техники безопасности. Изучаются нормативные источники, технические условия,

ГОСТы, данные по школе передового опыта, существующие данныепрактики.

2. Выбор объекта наблюдений.

Объектом наблюдений должен являться хорошо отлаженный процесс строительства, находящийся в средних условиях технической и материальной оснащенности.

Нельзя создавать искусственные условия, не являющиеся реальными для массового осуществления строительного процесса.

Наблюдения за работой передовых рабочих с целью разработки норм непроводятсявовремяустановленияими отдельных рекордных выработок.

3. Определение состава элементов наблюдаемого процесса и установлениефиксационныхточек(границопераций).

4. Выбор единиц измерения по процессу в целом и по отдельным его элементам. На этом же этапе устанавливаются коэффициенты перехода от единиц измерения по отдельным операциям

кединице измерения по процессу в целом. Измерители продукции, принимаемыедляопераций,повозможностидолжнывыражать конкретный объем соответствующей продукции. Измерительпродукции длявсегорабочегопроцесса должен бытьнаиболее удобным для применения на производстве.

Втабл. 1.1 приведен пример наблюдений за монтажом плит покрытия.

6

5. Выбор метода наблюдений.

Длянаблюденийзамеханизированнымицикличнымипроцессами применяются следующие методы: хронометраж, фотоучет, киносъемка.

Наблюдения за ручными работами осуществляются с помощью фотографии рабочего дня и метода моментных наблюдений.

Дадим краткое пояснение перечисленным методам наблюдений.

При хронометраже продолжительность операций измеряют с помощью секундомера, учитывая затраты с точностью до 1 с.

Фотоучет применяется наиболее широко для проведения организационныхинормативныхнаблюдений.Времязамеряют, используя обычные часы с секундной стрелкой.

Киносъемка обеспечивает получение всех необходимых данных для проектирования норм по подавляющему большинству строительно-монтажныхпроцессов.Основнымвидомкиносъем- ки для наблюдений является покадровая съемка.

Фотография рабочего дня и времени использования машин позволяет получить данные о причинах и размерах потерь рабочего времени. Кроме того, фотография рабочего дня позволяет собрать данные для нормирования дополнительных затрат времени (на подготовительно-заключительные работы, отдых и т.п.).

Моментные наблюдения – это наблюдения за работой машин или рабочих, которыепроводятся путем обхода выделенных для исследований машин или рабочих по заранее намеченному маршруту. В момент посещения наблюдатель фиксирует не затраты труда или время выполнения работы машинами, а отдельные моменты в состоянии наблюдаемого объекта (то, что видит:

7

например,«машинастоитиз-затехническойнеисправности»или «монтажники устанавливали панели наружных стен»). Моментные наблюдения позволяют одному наблюдателю охватить исследованиямиодновременнобольшоечислорабочихилимашин.

Моментные наблюдения применяются для анализа использования сменного фонда рабочего времени, а также для определенияуровнявыполнениянорм.Методоснованнатеориивыборочныхисследований.

Одной из форм участия рабочих в деле улучшения организации труда и производства является самофотография рабочего дня, т.е. самостоятельное фиксирование рабочими потерь своего рабочего времени, и установление их причин.

6.Проведение пробных наблюдений и отладка процесса.

7.Собственно наблюдения.

8.Обработка результатов нормативных наблюдений.

1.2.Обработкарезультатов натурныхнаблюдений. Программа«Natura»

Для доказательства обоснованности значений базы данных по результатам натурных испытаний проводятся два вида проверки (очистки) [1]:

логическая, при которой по замечаниям наблюдателя из рядов исключаются значения, не относящиеся к нормируемому процессу (частный разговор во время работы; случайное применение другого, не соответствующего общей характеристике, материала);

математическая, при которой методами математической статистики определяют правомерность отклонений.

Проверка устойчивости (реальности, адекватности) ряда (заметим, что ряд – выборка значений фактора, включенных в базу данных) начинается с вычисления коэффициента разброса

где xmin и xmax – наибольшее и наименьшее значения в ряду соответственно.

В зависимости от значения коэффициента разброса устойчивость ряда проверяется поодному из трех далее перечисленныхвариантов.

8

1.При значении коэффициента разброса K 1,3ряд считается устойчивым и очистки не требует.

2.При значениикоэффициента разброса 1,3< K 2проверка производится по методу определения предельных значений.

Cначала вычисляется среднее арифметическое значение ряда

n

xi

где xi – i-й член ряда; n – количество членов ряда.

Затем проверяются все «подозрительные» значения (max, min) по отношению к среднему значению путем расчета их теоретически возможных значений по формулам:

где xт вычисляется послеисключения изхронометражногоряда значений, подозреваемых в ошибочности; xmaxн , xminн берутся в очищенном ряду (ближайшие к экстремальным очередные зна- чения);k–коэффициент,учитывающийколичествонаблюдений n, который принимается по табл. 1.2.

Таблица 1.2

Коэффициент, учитывающий размер ряда

Если xmaxт xmaxн и xminт xminн , то ряд очистки не требует, в противном случае xmaxн или xminн должны быть исключены из ряда.

3. При значении коэффициента разброса Kр > 2 проверка устойчивости ряда осуществляется по средней квадратической ошибке, которая вычисляется по формуле

9

n

xi x 2

Если доп, то ряд устойчив, очистки не требует. Значение допустимойсреднейквадратическойошибкиберетсяизтабл. 1.3.

Таблица 1.3

Допустимая средняя квадратическая ошибка

Если > доп, то ряд нуждается в очистке. Чтобы определить, какое значение xmax или xmin подлежит исключению, необходимо рассчитать два коэффициента:

i 1 i 1

Если 1 < 2, исключается xmin; если 1 > 2, исключается xmax. За одну проверку можно исключить лишь одно значение.

После каждой очистки снова определяется Кр. Исключается не более 10 % от числа наблюдений. В противном случае наблюдения объявляются некачественными, и их требуется повторить. Проверка и очистка ряда ведутся до тех пор, пока не будет доказана устойчивость ряда или его некачественность.

После того, как ряд будет очищен, среднее значение x по нему принимается за продолжительность выполнения данной операции. Методы математической очистки ряда наблюдений реализованы в программе «Natura». Ниже приводится пример обработки нормативных наблюдений с использованием названнойпрограммы.

10