WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Моделирование затрат на строительно-монтажные работы коттеджного строительства

Автореферат кандидатской диссертации по экономике

 

На правах рукописи

РОСТОВЦЕВА Татьяна Владимировна

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАТРАТ

НА СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ

КОТТЕДЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Специальность 08.00.13 — Математические и инструментальные

методы экономики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Санкт-Петербург 2009


2

Работа выполнена на кафедре информационных систем в экономике ГОУ ВПО

«Санкт-Петербургский         государственный          инженерно-экономический

университет»


Научный руководитель:


кандидат технических наук, доцент

Фомин Владимир Ильич



Официальные оппоненты:


доктор экономических наук, профессор

Медников Михаил Дмитриевич


кандидат экономических наук, доцент

Варламов Борис Александрович


Ведущая организация


ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный   университет   водных коммуникаций»


Защита состоится «10» декабря 2009 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.219.05 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет» по адресу 191002, Санкт-Петербург, ул. Марата, д. 27, ауд. 422.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет» по адресу 196084, Санкт-Петербург, Московский пр.,103-а.

Автореферат разослан «10» ноября_ 2009 г.


Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.219.05,

кандидат экономических наук, профессор


В.М.Корабельников


3

I.       ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Определение затрат на строительно-монтажные работы является важным условием принятия обоснованных управленческих решений в сфере строительства. Решение данной задачи связано с оценкой влияния материальной комплектации строительно-монтажных работ на расход материалов в натуральном и денежном выражении, а также на трудоемкость и стоимость работ, обусловленных выбранной материальной комплектацией. Вдобавок оно позволяет проанализировать с экономической точки зрения различные варианты проекта и выбрать оптимальный вариант, обеспечивающий наименьшую сумму расхода материалов и стоимости работ.

Особую актуальность данная задача имеет для коттеджного строительства. В ситуации экономического кризиса многие инвесторы и владельцы земель остались с нереализованными планами или с незавершенными строительными объектами. Неясные перспективы бизнеса, страх потерять вложенные средства, снижение покупательской активности приводят к прекращению финансирования объектов, росту неплатежей по кредитам. В этих условиях первостепенное значение приобретает выявление источников экономии при ведении строительных работ.

Анализ работ, посвященных вопросам повышения обоснованности управленческих решений в строительстве, показал, что до настоящего времени основное внимание уделялось задачам сетевого планирования и управления, в частности, вопросам минимизации продолжительности проекта и оптимизации расходов на комплексное строительство за счет перераспределения ресурсов между объектами строительства. Для этих задач характерно использование фиксированного набора строительных материалов и фиксированного набора работ на каждом этапе. Задача выбора совокупности строительных материалов, необходимых для производства строительно-монтажных работ, отличается от задач сетевого планирования, поскольку она зависит от других задач проекта и сама влияет на решение этих задач.

Задача определения оптимальной комплектации строительных материалов в изложенной нами постановке, насколько нам известно, ранее нигде не ставилась. Во-первых, считалось, что количество вариантов комплектации слишком велико и не существует достаточных вычислительных средств, чтобы просчитать все варианты. Во-вторых, отсутствовала возможность обеспечить такие модели исходными данными т.к. те, кто на практике занимался этими вопросами, испытывали затруднения в получении доступа к постоянно меняющейся информации о ценах производителей и поставщиков.

Возможность решения данной задачи появилась благодаря быстрому развитию информационных технологий. С одной стороны, сеть Интернет, позволила получить доступ к огромному количеству прайс-листов и технической документации предприятий-поставщиков строительных материалов. С другой стороны, возросшие возможности современных персональных компьютеров, которые могут быть усилены возможностью передать функции интеллектуальной


4

обработки данных удаленным компьютерам, позволяют анализировать практически любые объемы данных.

В связи с вышесказанным, задача разработки и реализации новых подходов к моделированию затрат на строительно-монтажные работы актуальна с научной и практической точек зрения.

Целью исследования является моделирование затрат на строительно-монтажные работы коттеджного строительства для обеспечения решения задач выбора рациональных вариантов материальной комплектации проекта и минимизации стоимости проекта.

Для достижения поставленной цели автором были поставлены и решены следующие задачи:

  1. Исследование проблем малоэтажного строительства в целом и проведение анализа сложившейся практики определения затрат на строительно-монтажные работы.
  2. Формулирование экономической постановки проблемы моделирования затрат на приобретение строительных материалов, необходимых для производства строительно-монтажных работ коттеджного строительства.
  3. Постановка проблемы обеспечения математической модели оптимизации затрат на строительно-монтажные работы данными из Интернета.
  4. Разработка рекурсивной модели расчета расхода материалов в процессе выполнения строительно-монтажных работ и стоимости работ, обусловленных выбором материалов комплектации.
  5. Построение графовой модели выбора вариантов материальной комплектации строительно-монтажных работ, обеспечивающей наименьшую стоимость проекта.
  6. Разработка алгоритма сбора ценовой информации в сети в целях обеспечения математической модели оптимизации затрат на строительно-монтажные работы данными из сети Интернет.
  7. Разработка примеров информационного и программного обеспечения моделей расчета расхода материалов в процессе выполнения строительно-монтажных работ и выбора вариантов материальной комплектации строительно-монтажных работ, обеспечивающих наименьшую стоимость проекта.

Объектом исследования является коттеджное строительство.

Предметом исследования являются вопросы выбора рациональных вариантов материальной комплектации проекта в целях минимизации затрат на строительно-монтажные работы коттеджного строительства.

Соответствие паспорту специальности Диссертационное исследование проведено в рамках специальности 08.00.13 - «Математические и инструментальные методы экономики», п.п. 1.2, 1.4 Паспорта специальностей ВАК.

Теоретическая и методологическая основа исследования

Основные теоретические и методические аспекты проблемы управления затратами нашли отражение в публикациях таких авторов, как: Бобков А. А., .Варламов . Б. А., Зенкина М.В., Поспелов Ю. А., Смирнов Е.Б., и др. Среди ра-


5

бот, связанных с разработкой экономико-математических моделей и методов теории графов можно выделить следующих авторов: Дудорин В.И., Медников М.Д., Семенов В.П., Стельмашонок В.Л., Тельнов Ю.Ф., Чесноков А.Г., Bennett К., Bodlaender Н., Okamoto Т., Cong J. и др. Вопросы сетевого планирования и выбора поставщиков материально-технических ресурсов в строительстве рассмотрены в работах Семенова П.И., Колпачева В.И., Журавлева СВ., Манкиева Р. Г., Околеловой Э. Ю. и др.

Исследование строилось на принципах системного подхода, логического анализа и синтеза, теории графов, кластерного анализа и моделей параллельных вычислений.

Научная новизна выносимых на защиту положений и выводов заключается в следующем:

  1. В диссертации решена актуальная задача оптимизации материально-технического снабжения строительно-монтажных работ малоэтажного строительства. Новизна ее состоит в том, что предложен новый подход к решению задачи определения оптимальной, с экономической точки зрения, комплектации строительных материалов, который с одной стороны базируется на методах и алгоритмах теории графов, ранее применявшихся для решения задач транспортной логистики, а с другой на использовании Интернет-технологий для обеспечения математических моделей исходными данными.
  2. Разработана система математических моделей, обеспечивающих выбор оптимального набора строительных материалов на основе суммарного расхода материалов в денежном выражении. Модели отличаются применением технологии интеллектуального анализа данных для расчета себестоимости строительно-монтажных работ.
  3. Решена общая оптимизационная задача, не удовлетворяющая принципу Беллмана, который требует, чтобы всякий набор оптимальных значений был бы сам оптимальным (т.е. обеспечивал бы минимальное значение целевой функции среди всех последовательностей, совпадающих с ним в крайних компонентах и по числу компонент). Применительно к задаче определения оптимальной комплектации строительных материалов, затраты на последний материал комплектации зависят от предыдущих материалов и набор предыдущих материалов не обязан быть оптимальным по стоимости. Неоптимальный набор материалов может обеспечить такие затраты на последний материал комплектации, что суммарные затраты на все материалы комплектации будут лучшими, нежели суммарные затраты на такую комплектацию материалов, где затраты на предыдущие материалы были оптимальными.
  4. Предложен механизм обеспечения математической модели оптимизации затрат на приобретение строительных материалов данными из сети Интернет, отличающийся сбором экономических показателей с учетом структуры данных в сети Интернет, использованием словарей и переводчиков для автоматизированного формирования запросов к поисковым системам Интернета; проверкой достоверности метаданных.

Практическая значимость заключается в возможности использования


6

разработанных моделей для повышения обоснованности управленческих решений в области коттеджного строительства, в частности при формировании смет на строительно-монтажные работы с целью определения рациональных вариантов материальной комплектации проекта и минимизации стоимости проекта.

Апробация результатов диссертационного исследования. Основные результаты диссертационного исследования докладывались на ряде конференций СПбГИЭУ, в частности на научно-практической конференции по современным проблемам прикладной информатики от 19-20 мая 2009 года, проведенной в 2009 г. Кроме того, практические и научные разработки были использованы в ООО «Новый дом».

Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ общим объемом 1,7 печатных листа, из них 3 работы опубликованы в рекомендованных Высшей аттестационной комиссией изданиях.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы из 120 источников. Структура диссертации соответствует целям и задачам исследования и отражает логическую взаимосвязь выполненных разработок.

П.ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

Анализ сложившейся практики оптимизации затрат на строительно-монтажные работы показал, что до настоящего времени подробно были исследованы вопросы оптимизации расходов на строительство за счет рационального распределения ресурсов по зависимым работам и вопросы выбора поставщиков материально-технических ресурсов и их оценка на основе балльного метода.

Задача минимизации продолжительности проекта при минимальных дополнительных затратах была поставлена в диссертациях Семенова П.И., Колпа-чева В.И. В работе Колпачева В.И. предложен эвристический алгоритм нахождения кратчайших путей, в основе которого лежит метод последовательного сокращения продолжительности проекта. Семенов П.И. разработал модель выбора вариантов производства работ, при минимуме средств направляемых на сокращение сроков выполнения, с учетом ограничений на технологическую последовательность выполняемых работ. В диссертации Журавлева СВ. поставлена задача оптимизации расходов на комплексное строительство и построена математическая модель оптимизации расходов на комплексное строительство, обеспечивающая перераспределение имеющихся ресурсов между объектами строительства.

Вопросы выбора поставщиков материально-технических ресурсов (МТР) и их оценка на основе балльного метода рассмотрены в работах Манкиева Р. Г., Околеловой Э. Ю. К сожалению, большинство работ не содержат каких либо


7

моделей. Так в работе Манкиева Р. Г. установлены критерии оценки и выбора поставщиков МТР и субподрядных организаций в строительном производстве, проведена их типология в зависимости от вида и специфики потребления поставляемых ресурсов, разработана методика оценивания действующих и потенциальных поставщиков строительного предприятия на основе балльного метода. Наиболее интересной, на наш взгляд, в данной группе исследований является диссертационная работа Околеловой Э.Ю., которая предложила алгоритм сравнительной оценки предприятий. К сожалению, механизм наполнения базы нормативно-справочной информации практически не разработан. Предполагается, что формирование нормативно-справочной базы происходит на основании предоставленной предприятиями информации. Этот факт существенно снижает круг анализируемых поставщиков и приводит к дефициту конкуренции между ними. Отметим, что именно дефицит конкуренции среди поставщиков часто является причиной высоких цен на строительные материалы.

Проблема, которой задается автор предлагаемой работы заключается в поиске ответа на вопрос: каким образом можно снизить затраты на приобретение строительных материалов и как следствие снизить себестоимость коттеджного строительства в целом.

Одним из путей снижения затрат расхода материалов и оборудования в ходе строительно-монтажных работ является подбор оптимального варианта сочетания цены, нормы расхода материалов и стоимости дополнительных работ, обусловленных комплектацией материалов.

1. Предложен новый подход к решению задачи определения оптимальной комплектации строительных материалов, который с одной стороны базируется на методах и алгоритмах теории графов, ранее применявшихся для решения задач транспортной логистики, а с другой на использовании Интернет-технологий для обеспечения математических моделей исходными данными.

В обобщенной постановке задача оптимизации расхода материалов формулируется следующим образом: используя исходные данные, требуется подобрать такой состав совместимых материалов (по одному из каждой группы видов строительных материалов), чтобы общий расход всех подобранных материалов по всем выполняемым работам был наименьшим в денежном выражении.

Отметим, что совокупности строительных материалов, необходимые для производства отдельной строительно-монтажной работы (СМР) обычно являются взаимозаменяемыми. При этом, расход одних и тех же материалов будет различаться в зависимости от выбранной совокупности материалов других групп. Таким образом, задача заключается в подборе оптимального варианта сочетания цены и нормы расхода материалов.

Основную сложность проблеме придает тот факт, что при выполнении заданной СМР норма расхода конкретного материала из конкретной группы зависит от выбора материалов других групп. Эти зависимости определены в ГОСТах, СНиПах и технических условиях, где для каждого конкретного материала задан список материалов, влияющих на норму расхода этого материала, и


8

определено значение нормы его расхода для каждого набора материалов, влияющего на расход данного материала.

Применение математических методов позволяет лучше обосновать управленческие решения по выбору комплектаций строительных материалов, необходимых для реализации строительного процесса. Вдобавок, наличие удаленного доступа к большому количеству прайс-листов и технической документации предприятий-поставщиков строительных материалов, делает возможным обеспечение математических моделей данными из сети Интернет.

К сожалению, мощность и неконтролируемость современных документальных потоков таковы, что эффективный сбор экономических показателей в сети Интернет, без принятия дополнительных мер, невозможен. К числу особенностей, осложняющих сбор экономических показателей в сети Интернет, относятся: размер сети; многоязычие Интернета; отсутствие контроля качества информации.

Дополнительную сложность, проблеме сбора ценовой информации в сети Интернет, придает тот факт, что данные о ценах поставщиков и производителей строительных материалов содержатся в таких документах как прайс-листы на строительные материалы, которые публикуются в сети Интернет поставщиками и производителями строительных материалов с целью привлечения новых потребителей. Прайс-листы на строительные материалы, в свою очередь, являются составной частью таких информационных ресурсов 1-го уровня как сайты поставщиков строительных материалов. Кроме того, описания сайтов поставщиков строительных материалов могут являться частью таких информационных ресурсов 2-го уровня как справочники «Желтые страницы». В связи с этим, в дальнейшем мы будем говорить отдельно о поиске разных типов объектов: информационных ресурсов, документов (прайс-листов) и данных (цен на строительные материалы) (Рис.1)

Справочники «Желтые страницы»

Сайты предприятий-продавцов строительных материалов

Прайс-листы продавцов строительных

___________ материалов_________

Цены на ассортимент строительных материалов

Рис. 1. Структура данных в сети Интернет на примере цен на строительные материалы

Таким образом, требуются исследования, направленные на разработку новых подходов к организации сбора экономической информации.


9

2. Разработана система математических моделей, обеспечивающих выбор оптимального набора строительных материалов на основе суммарного расхода материалов в денежном выражении. Модели отличаются применением технологии интеллектуального анализа данных для расчета себестоимости строительно-монтажных работ.

2.1 Разработана рекурсивная модель расчета расхода материалов в процессе выполнения строительно-монтажных работ и стоимости работ, обусловленных выбором материалов комплектации.

Для постановки и решения задачи нужно описать процессы формирования материальной комплектации и расчета расхода материалов для выполнения строительно-монтажных работ проектируемого этапа.

По СНиПам определяются группы материалов и список материалов каждой группы. Группы упорядочивают. К первой группе относятся материалы, нормы расхода которых зависят только от выполняемых работ и для каждой работы определяются как расход материала на единицу объема выполнения работы. Ко второй группе относятся материалы, нормы расхода которых зависят только от материалов первой группы и определяются как расход материала на единицу количества материала первой группы. К i-ой группе относятся материалы, нормы расхода которых зависят только от материалов первой, второй и т.д. i-1-ой групп и определяются как расход материала на единицу количества материала i-1-ой группы.

Считаем, что заданы m работ, объемы выполнения работ Vi, l^i^m^ n групп материалов и для каждой группы с номером к определено значение массива п(к), равное количеству материалов k-ой группы. Кроме того, для каждой группы задана нормативно-справочная таблица, где записаны нормы расхода материалов группы и стоимости дополнительных работ, возникающих при применении материалов группы. Используя эти данные, нужно определить расход и стоимость дополнительных работ, обусловленных данным материалом.

Материальная комплектация - это список совместимых материалов, выбираемых по одному из каждой группы. В программах вместо наименования материала используется его номер. Номера материалов первой группы принимают значения от единицы до п(1), где п(1)- количество материалов первой группы. Номера материалов i-ой группы, (l<i <п), принимают значения x.i, удовлетворяющие неравенствам:

i-1                          i

Zn(k) + l<Xi<   Z4k),                                       (1)

k=l                       k=l

где п(к)-количество материалов k-ой группы. Обозначим

ng(i)=Zn(k) + l,    vg(i)=i>(k),                              (2)

k=l                                   k=l

где п(к)-количество материалов k-ой группы.


10

Тогда номера материалов i-ой группы, (l<i <п), принимают значения xi; удовлетворяющие неравенствам:

ng(i) < х{ < vg(i)

В программах для определения совместимости материалов используется двумерный массив a(i,j), элементы которого

a(i,j)=l, если материалы i,j- совместимы,

a(i,j)=0, если материалы i,j- несовместимы.                                                      (3)

В программах материальная комплектация представляется символьной

строкой, где через запятую перечислены номера совместимых материалов раз

ных групп, т.е. материальная комплектация- это символьная строка (xi, x2j х^

... хп), где Xi- номер материала i-ой группы и a(xi, Xj)=l, (i^j).

Обозначим расход материала Xj. r(xi). Вычислим значение r(xj.).

m

r(xi)=Znr(xbk)Vk                                           (4)

k=l где:

nr(x.! ,k)- норма расхода материала Xi при выполнение к- ой работы, V.k- объем выполнения к- ой работы. Для i>2 расход материала х^ r(xi) вычисляется последовательно по формулам

r(xi) = nr(x1,x2....xi.1,xi)r(xi.1),                              (5)

где:

nr(xb x2j.... х^ ,Xi)- норма расхода материала xi; зависящая от хьх2... x-i-ь

г(хц.)- расход материала х^.. 2.2      Построена целевая функция задачи оптимального материального обеспечения строительно-монтажных работ. Целевая   функция   задачи   оптимального   материального   обеспечения

строительно-монтажных работ f(xi., x2j. х^ ... хп)- сумма расходов материалов

Xi, х2.... Xi ... хп в денежном выражении и стоимости дополнительных работ,

обусловленных материалами хь х2... Xi ... хп.

п

f(xbx2,...xk...xn)= Z(r(xi)c(xi) + sr(xi))^min,                                  (6)

i=l где:

c(xi)- наименьшая цена материала xi; вычисленная с учетом удельных затрат доставки материала и затрат по доведению качества материала до уровня, соответствующего техническим условиям выполнения строительно-монтажных работ.

r(xi)- расход материала xi; и вычисляется по формуле (4) для i=l и по формуле 5 для i>l. Формулы расчета расхода r(xi) приведены выше.

Нужно найти наименьшее значение функции, определяемой формулой (6), изменяя значения целочисленных переменных Xi, (l<i<n), удовлетворяющих неравенствам

ng(i) < х{ < vg(i)


11

и условиям совместимости материалов a(xi, Xj.)=l, (i^j), где матрица a(ij) определяется формулой (3).

Здесь п§(1)-нижняя граница номеров материалов i-ой группы, vg(i)-верхняя граница номеров материалов i-ой группы и их значения определяются формулой (2).

Целевая функция задачи оптимального материального обеспечения

строительно-монтажных работ f(xb x2j....... Xi ... хп) вычисляется рекурсивно, по

этому оптимизационная задача является задачей динамического программиро

вания с конечным множеством допустимых значений аргументов целевой

функции, распределенных по непересекающимся классам.

3. Решение общей оптимизационной задачи, не удовлетворяет принципу Беллмана, который требует, чтобы всякий набор оптимальных значений был бы сам оптимальным (т.е. обеспечивал бы минимальное значение целевой функции среди всех последовательностей, совпадающих с ним в крайних компонентах и по числу компонент). Применительно к задаче определения оптимальной комплектации строительных материалов, затраты на последний материал комплектации зависят от предыдущих материалов и набор предыдущих материалов не обязан быть оптимальным по стоимости. Неоптимальный набор материалов может обеспечить такие затраты на последний материал комплектации, что суммарные затраты на все материалы комплектации будут лучшими, нежели суммарные затраты на такую комплектацию материалов, где затраты на предыдущие материалы были оптимальными.

Часто встречаются материальные комплектации строительно-монтажных работ, где требуется совместимость материалов соседних групп (к-1ой и к-ой группы) и где расход материала к-ой группы зависит только от расхода материала к-1-ой группы. Эта частная задача является задачей динамического программирования, удовлетворяющей принципу оптимизации Беллмана.

Построена графовая модель оптимизационной задачи

Построим граф задачи, определим множество дуг графа, определим допустимые пути графа, введем понятие длины пути и опишем алгоритм построения допустимых путей графа.

Множество вершин графа - множество номеров материалов. Все вершины графа распределяются по п группам, соответствующим группам материалов.

Дуги графа соединяют вершины, соответствующие совместимым материалам соседних групп. Начало дуги - вершина с меньшим номером, конец дуги- вершина с большим номером.

Путем, соединяющим вершину к- ой группы V.k с вершиной п- ой группы Vn, (п>к), называется последовательность попарно совместимых вершин    (Vk,

Vk+i, V.k+2..... Vn) из групп к, к+1, к+2,... п. Длина пути определяется как сумма

наименьших расходов материалов Vk, Vk+i, V.k+2.... Vn, вычисляемых для каждо

го материала Vi по расчетной таблице.

Задача оптимизации расхода материалов сводится к построению всех путей, соединяющих вершины первой и последней группы и определению среди


12

них пути наименьшей длины. Решение данной задачи получено на базе вычислительных сетей, мультипроцессорных вычислительных комплексов и распределенных кластеров. Задача решена с помощью параллельных алгоритмов теории графов.

Для реализации параллельного алгоритма построения путей графа последовательные группы материалов объединяются в блоки по п групп. При этом последняя группа k-ого блока совпадает с первой группой к+1-ого блока. Число п определяется производительностью кластера. На каждом кластере независимо от других и параллельно с другими кластерами определяются все пути, соединяющие вершины первой и последней группы блока. Поиск путей на кластере производится в параллельном режиме. На первом элементе кластера определяются пути, выходящие из вершины Vi, на втором элементе определяются пути, выходящие из вершины V2, на i-ом элементе определяются пути, выходящие из вершины Vi. После построения путей на каждом блоке на k-ом кластере объединяются пути k-ого и к+1-ого блоков и получаются пути длины 2п. Затем в параллельном режиме объединяются пути двойных блоков и т.д. В результате получаются пути вершин первой группы в вершины последней.

Алгоритм построения путей в блоке из п групп материалов заключается в последовательном вычислении путей соединяющих фиксированную вершину первой группы с номером i с вершинами к- ой группы. Вначале находим пути, соединяющие вершину i с совместимыми с ней вершинами второй группы, и записываем полученные пути в одномерный массив Ь, элементы которого b(n) являются символьными строками, где перечислены вершины пути, отделяемые друг от друга запятой. Например, для путей второй группы b(n)=i,m, где i- номер вершины из первой группы, т- номер вершины из второй группы. Забегая вперед, отметим, что пути к- ой группы записываются в одномерный массив Ь, элементы которого Ь(п)=пь п2,.... щ nk, где щ- номер вершины из i- ой группы.

Начиная с группы номер три, достраиваем пути текущей k-ой группы до путей, заканчивающихся в вершинах следующей k+1-ой группы.

Для этого проверяем совместимость всех вершин k+1-ой группы с вершинами путей k-ой группы и добавляем совместимые вершины к+1-ой группы к соответствующим им путям k-ой группы. (Добавляем к символьной строке, определяющей значение пути k-ой группы, два символа: ",'' и номер вершины k+1-ой группы). Полученные новые значения массива путей записываем вместо текущих значений. Переходим к следующей группе и для нее повторяем описанные выше операции. Процесс построения путей блока показан на рисунке 2.

Для программирования процесса нужно формализовать описанные выше операции. Считаем, что на каждом шаге известны количество вершин k-ой группы- n(k), количество путей k-ой группы- р(к) и значения массива путей к-ой группы- b(i), l<i<p(k). Нужно пересчитать значения b(i) и определить значение р(к+1), равное числу путей к+1-ой группы.

Вначале текущую версию массива b записываем в массив с. Затем по значениям массива с вычисляем новую версию массива Ь. Для этого  выбираем j-


13

ую вершину к+1-ой группы, находим ее номер, равный j+n(k)+l, перебираем все пути b(i), находим вершины пути b(i), проверяем по матрице совместимости а совместимость вершин пути b(i) и вершины номер j+n(k)+l. Если все вершины пути b(i) совместимы с вершиной j+n(k)+l, то увеличиваем счетчик на единицу, добавляем к массиву c(i) запятую и номер j+n(k)+l и получаем новое значение массива b(i). На последнем шаге полученный массив b записываем в файл, имя которого равно номеру вершины первой группы.

В целях реализации алгоритма соединения путей двух соседних блоков, в параллельном режиме, разбиваем пути к- ой группы на п подгрупп. Для каждой подгруппы в параллельном режиме на разных компьютерах (кластерах) выполняем операцию соединения путей подгруппы с путями к+1- ой группы. Пути к+1- ой группы начинаются в той же вершине, в которой заканчиваются пути к-ой группы.

1-ягр.     2-я гр.   3-я гр.                                     К-ягр.       К+1-ягр.

Рис. 2 Построение путей в блоке п групп материалов

Для реализации процесса соединения путей находим последнюю вершину пути к- ой группы и читаем из файла, имя которого равно номеру последней вершины, записанные в нем пути к+1- ой группы, находим совместимые пути к-ой и к+1- ой групп и записываем их объединение в файл. Одновременно в параллельном режиме строят объединение путей к+1- ой и к+2- ой групп и т.д. Затем объединяются полученные пути и определяются все варианты материальной комплектации строительно-монтажных работ. Процесс соединения путей в смежных блоках показан на рисунке 3.

Для программирования процесса нужно формализовать описанные выше операции.

Задаем вершины Vb V.n, V.2n-. Vi- фиксированная вершина первой группы k-ого блока, Vn- переменная вершина n-ой (последней) группы k-ого блока, V2n-переменная вершина последней группы к+1-ого блока. Допустим, что для всех вершин n-ой группы определены индикаторная переменная d(Vi, Vn), значение которой равно числу путей из вершины Vi в вершину Vn. Определим значение


14

индикаторной переменной d(Vi, V2n.) и все пути из вершины V.i. в вершину V2n.

Если d(Vi, Vn)^0, то выбираем последовательно пути графа из вершины Vi в вершину V.n. и пути графа из вершины Vn в вершину V2n. Для каждого пути (Vi, V1-!!-) определяем совместимость всех вершин пути (Vn, V2n.) со всеми вершинами пути (V.i, V1-!!-), Если все вершины пути (Vb Y\n) совместимы , со всеми вершинами пути (Vn, V2n), то увеличиваем d(Vi, V2n) на единицу, записываем путь (V.i., V1-!!, V2n), переходим к следующему пути и повторяем выше указанные операции. Если не все вершины пути (V.i., V^) совместимы с вершинами пути (Vn, V2n), то переходим к следующему пути и повторяем вышеуказанные операции. Для определения совместимости вершины V2nJ со всеми вершинами пути (Vi, V1-!!.) вычисляем значение логического выражения t=(apq=l), где Р= Vm, q= V2nJ, и подсчитываем количество истинных значений переменной t. Если это количество равно п, то все вершины пути (Vb V^.) совместимы с вершиной V2nJ. После проверки всех путей, ведущих из вершины Vi в вершину Vn, переходим к следующей вершине n-ой группы. Также к следующей вершине переходим, когда индикаторная переменная d(Vi, Vn)=0. Для следующей вершины повторяем те же операции, что и для предыдущей вершины.

Рис. 3 Построение путей в смежных блоках Если индикаторная переменная d(Vi,V2n) после выполнения данных операций осталась равной нулю, то пути из вершины Vi в вершину V2n не существует.

Частная задача оптимизации расхода материалов в процессе выполнения строительно-монтажных работ решается графовым методом. Производится последовательный пересчет кратчайших путей, соединяющих вершины первой и k-ой группы, в кратчайшие пути, соединяющие вершины 1-ой и k+1-ой группы. На каждом шаге процесса записываем все кратчайшие пути, соединяющие фиксированную вершину первой группы и переменные вершины к-ой


15

группы. Значения кратчайших путей - это значения массива Ь, элементы которого- символьные строки, где перечислены через запятую вершины пути. Выбираем вершину k+1-ой группы и дополняем кратчайшие пути, соединяя выбранную вершину и вершины k-ой группы при условии, что выбранная вершина совместима с вершиной к-ой группы.

Вычисляем длины полученных путей и находим наименьшее значение длин полученных путей. Определяем путь с наименьшей длиной и записываем его вершины. Получаем кратчайший путь, соединяющий вершину первой группы и выбранную вершину к+1- ой группы. В конце выводим значения кратчайших путей, соединяющих вершины первой и последней группы, в ячейки электронной таблицы.

Предложенная в диссертации система моделей позволяет снизить затраты на приобретение строительных материалов. В целях подтверждения практической применимости данных моделей, проведен сравнительный анализ материальных затрат на строительство двухэтажного коттеджа с основанием 14м. на 12м., высотой стен 7м. и площадью 336 кв.м. Суть анализа заключается в сравнении затрат вариантов материальной комплектации с использованием и без использования предложенных моделей. Иллюстрация сравнительного анализа затрат вариантов материальной комплектации показана в таблице 1.

Таблица 1 Сравнительный анализ затрат вариантов материальной комплектации,

необходимых для производства стеновых работ из газобетонных блоков

^^¦^^^^^^     размер блоков

затраты                     ^^"^^•^^^^^

Традиционный вариант

Оптимальный вариант

600x150x200 мм.

600x300x200 мм.

Стоимость стеновых материалов, руб.

800000

1000000

Стоимость работ по укладке блоков, руб.

1200000

600000

Стоимость вяжущих материалов (цементный раствор\плитонит), руб.

Только цементный раствор -80000

Возможен плитонит 20000

Стоимость работ по приготовлению цементного раствора, руб.

10000

-

Стоимость гипрока, руб.

72800

72800

Стоимость работ по креплению гипрока, руб.

24000

24000

Стоимость обвязки, руб.

60000

60000

Общая стоимость материалов и связанных с ними работ, руб.

2246800

1776800

Как видно из таблицы экономия оптимального варианта составляет 470000 руб. или 20% от стоимости строительства по популярному неоптимальному варианту. Отметим, что использование блоков размером 600x400x200мм. ведет к дополнительным затратам по стоимости стеновых материалов и стоимости обвязки, которые превышают снижение их стоимости по другим работам. Поэтому этот вариант строительства не является оптимальным.

4. Предложен механизм обеспечения математической модели оптимизации затрат на приобретение строительных материалов данными из сети Интернет, отличающийся сбором экономических показателей с учетом структуры данных в сети Интернет, использованием словарей и переводчиков для автоматизированного формирования запросов к поисковым системам Интернета; проверкой достоверности метаданных.

Для реализации указанных алгоритмов требуется полная и оперативная информация о ценах производителей и поставщиков строительных материалов и


17

деталей. Автором разработаны автоматизированные Internet технологии сбора и накопления информации о ценах на строительные материалы. Обобщенная структура алгоритма сбора ценовой информации в Internet представлена на рис.4.

В результате выполнения документального поиска и программы представления результатов поиска, получается таблица с наименованиями материалов, наименованиями поставщиков по каждому материалу, ценами и качественными характеристиками материалов у каждого поставщика. По этой таблице формируется SQL-запрос к базам данных «Строительные нормы и правила», «Сметный калькулятор» и получается расчетная таблица, где заданы нормы расхода материалов по все выполняемым работам, цены материалов у каждого поставщика, объемы выполняемых работ, и вычислен расход каждого материала на весь объем строительно-монтажных работ в денежном выражении. Расход материала в денежном выражении определяется как сумма произведений нормы расхода на объем выполнения работы и на цену материала. Сумма вычисляется по всем работам, где используется материал.

Для реализации построенных моделей автор предлагает использовать Internet и услуги вычислительных фирм. Это решение является перспективным, поскольку важным Internet-проектом 2010 года является создание портала и классификатора вычислительных фирм и их услуг. 27 октября 2008 года Microsoft объявила о создании операционной системы, обеспечивающей доступ по Internet к своим свободным серверам и кластерам и к услугам вычислительных фирм.

Системные и программные решения автора по поиску в Интернет исходных и нормативных данных задач оптимального программирования имеют практическое значение. На их базе решается проблема информационного обеспечения реальных задач оптимального программирования. Для данных задач объем исходных и нормативных данных столь велик, что пользователь не состоянии найти и оптимизировать исходные данные, не в состоянии вычислить нормативные показатели.

Таким образом, методы и программы, разработанные в диссертационной работе, могут быть реализованы на практике, имеют практическое значение и соответствуют современному процессу развития экономико-математических моделей.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 .Выбор оптимального варианта сочетания цены, нормы расхода материалов и стоимости дополнительных работ, обусловленных материальной комплектацией является одним из путей снижения затрат в ходе строительно-монтажных работ коттеджного строительства.

2.Расчет себестоимости строительно-монтажных работ можно осуществлять через применение технологии интеллектуального анализа данных, которая в данном случае заключается в: выявлении взаимосвязей между материалами разных групп; формировании на основе выявленных взаимосвязей нормативных баз зависимостей расхода материалов заданной группы от расхода материалов других групп.

3.Предложен механизм реализации графовой модели на базе кластеров, серверов, вычислительных комплексов, который представляет собой процесс


18

управления потоком заданий. Для подготовки, распределения, мониторинга и управления потоком заданий используются специальные программные системы, которые обеспечивают синхронизацию вычислений, определяют свободные вычислительные мощности и загружают их оставшимися невыполненными операциями с других компьютеров.

4.Выделены проблемы поиска экономических показателей в сети Интернет и предложены механизмы их решения. В частности, предложена классификация поисковых средств Интернета, позволяющая выбирать поисковые системы в зависимости от параметров запроса; предложен двухступенчатый механизм формулирования запроса на поиск прайс-листов в сети Интернет; Предложен механизм перевода запроса пользователя на другие языки.

5.Предложен новый подход к решению проблемы обеспечения экономико-математических моделей исходными и нормативными данными, в результате применения которого возрастает скорость получения и обработки данных).

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи, опубликованные в рекомендованных ВАК изданиях

  1. Ростовцева Т.В. Модели оптимизации затрат на строительно-монтажные работы (на примере коттеджного строительства)//Экономика и Управление. № 8 (46) 2009. с.83-86.- 0,5 п.л.
  2. Ростовцева Т.В. Проблемы информационной поддержки материально-технического обеспечения коттеджного строительства средствами сетевых технологий// Вестник ИНЖЭКОНА. Сер. Экономика. Вып.7 (26) 2008 г. С. 201-204.-0,2 п.л.
  3. Ростовцева Т.В. Сравнительный анализ традиционных и автоматизированных технологий информационного поиска// Информационные ресурсы России. - 2003. - № 6. - с. 9-12. - 0,5 п.л.

Статьи, опубликованные в прочих изданиях

    • Ростовцева ТВ., Фомин В.И. Постановка задачи оптимизации затрат материально-технического снабжения строительно-монтажных работ// Современные проблемы прикладной информатики: сб. науч. трудов научно-практической конференции по современным проблемам прикладной информатики. 19-20 мая 2009 года. СПб.: Изд-во Политехи. Ун-та, 2009 г. с. 90-93. -0,2/0,1 п.л.
    • Ростовцева Т.В О некоторых путях повышения полноты поиска информации в Интернет// Российская культура глазами молодых ученых: сб. трудов молодых ученых: вып.П.- СПб., 2001.- С. 166-174. - 0,4 п.л.
     



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.