1. Уточненная методика формирования организационной структуры мобильного парка на основе кластерного анализа, позволяющая обосновывать количество подразделений парка с учетом их производственно-технологических взаимосвязей.

2. Методика обоснования периодичности перебазирования мобильного парка строительных машин. Расстояние перебазирования парка обосновано как по экономическому критерию (стоимость перебазирования), так и по производственному (обеспечение требуемого темпа строительного потока).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ определяется:

- работоспособными методиками формирования состава и структуры мобильных парков и определения периодичности их перемещения;

- рекомендациями по формированию мобильных парков дорожно-строительных машин и периодичности их перебазирования.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. Предложенные методики нашли практическое применение при разработке научно-обоснованных решений технического обеспечения строительства автомобильной дороги федерального значения Москва – Воронеж. Результаты исследований использованы в работе УДС №4 Спецстроя России при разработке проектов производства работ на строительстве магистрали «Дон». Экономический эффект от внедрения предлагаемых методик составил более 40 млн. руб. (в ценах 2008 года). Они использованы также в учебном процессе и дипломном проектировании ВТУ при Спецстрое России в 2007-2008 годах. Факты внедрения рекомендаций автора на строительстве автомобильной дороги «Дон» и в ВТУ подтверждены актами.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях, семинарах и совещаниях в ВТУ при Спецстрое России. Они апробированы на Всероссийской НПК «Повышение долговечности транспортных сооружений и безопасности дорожного движения», проведенной в г. Казани (КГАСУ) в мае 2008г., а также на 67-й научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ (ГТУ) (г. Москва, 2009).

ПУБЛИКАЦИИ. Положения, выносимые на защиту, опубликованы в 8 работах, в том числе в 1 работе, рекомендованной ВАК России.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ, Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы (142 наименования). Общий объем диссертации 146 с., из них 109 страниц текста, 31 рисунок, 26 таблиц.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ

1. Уточненная методика формирования организационной структуры мобильных парков строительных машин с использованием экономико-математических методов.

2. Методика обоснования периодичности перебазирования мобильного парка строительных машин.

3. Практические рекомендации по организации работы мобильных парков строительных машин в дорожном строительстве.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы и изложена общая характеристика работы с позиций соответствия ее требованиям «Положения о порядке присуждения ученых степеней» к кандидатским диссертациям.

В ГЛАВЕ 1 рассмотрены особенности организации дорожно-строительных работ силами дорожно-строительных формирований Спецстроя России и влияния на конечные результаты их деятельности работы парков дорожных и строительных машин. Проведен критический анализ отечественного и зарубежного опыта формирования и организации работы стационарных и мобильных парков машин.

Основы теории парков строительных машин изложены в работах С.Я. Луцкого, Е.М. Кудрявцева, В.А. Зорина, И.С. Левитского, В.М. Могилевича, В.И. Черноиванова и других ученых. Так, в работах С.Я Луцкого изложена модель, позволяющая решить задачу размещения механизированных колонн как производственно-транспортную задачу математического программирования. Однако в указанной модели не учитываются виды и количество применяемой техники, дальность размещения мехколонн зависит только от затрат на устройство вахтовых городков и сметной стоимости строительства. В этой связи применение модели возможно только в крупных организациях, работающих вахтовым методом на строительстве магистральных дорог, что является существенным недостатком данного подхода.

Ряд работ посвящен функционированию парков в сложных природно-географических условиях. Эти вопросы детально исследованы О.А. Бардышевым, Н.Г. Гаркави, Н.Н. Карнауховым; В.А. Зориным, Е.В. Басиным, С.Я. Луцким, В.Г. Тайцем и другими учеными.

В работах Е.М. Кудрявцева изложены имитационные модели различных подсистем парка строительных машин и, в частности, модель подсистемы проведения ТО и устранения отказов с помощью универсальных передвижных мастерских. Модель позволяет определить: среднее количество машин, ожидающих обслуживания в мастерской (средняя длина очереди); среднее время ожидания машин в очереди на обслуживание экскаваторов, бульдозеров, скреперов, передвижной мастерской и парка машин в целом и ряд других характеристик функционирования данной подсистемы обслуживания.

При формировании парков строительных машин важную роль играют организация и планирование производственной деятельности предприятий по эксплуатации и ремонту этих машин. В работах В.А. Зорина подробно рассмотрены организация, структура и типовые схемы эксплуатационных предприятий, предложены расчеты численности рабочих, площадей производственных помещений, справедливые для расчета парков любого типа. Отмечены особенности эксплуатации строительной техники в условиях дорожного строительства, отличительными чертами которого являются линейный характер производимых работ, неравномерность распределения объемов и видов работ по длине дороги, большое количество различных видов средств механизации и т. д.

В современных рыночных условиях являются весьма актуальными вопросы механизации строительства на лизинговой основе, им посвящено большое количество исследований, среди них – работы В.А. Евграфова, А.И. Рубайлова, А.И. Буланова, С.Я. Луцкого и других ученых.

Из работ зарубежных авторов наибольший интерес представляют труды, посвященные вопросам диагностики, технического обслуживания и ремонта машин в парках. Этим вопросам посвящены работы К.Д. Бонера, Д. Фриделя, Ф. Майсснера (Германия), Дж. Борни (Италия), Ж. Бриона (Франция), В. Сарма (США), М. Кавамара, К. Фудзита (Япония) и других ученых. В Англии Д. Гарвер исследовал работу оборудования и обслуживающих элементов стационарных парков. В США вопросами лизинга техники занимался Дж. Эдриан.

В результате анализа работ указанных авторов сделан вывод о том, что основные усилия науки были сосредоточены на стационарных парках периода плановой экономики. Мобильным паркам уделено недостаточное внимание: неясны вопросы формирования состава парков с учетом вероятностного характера производства; соотношения собственной и арендуемой техники; частоты перемещения парков в процессе строительства дороги; нечетко определены критерии оценки эффективности использования мобильных парков. Сложилось противоречие между состоянием науки и требованиями практики к организации мобильных парков в дорожном строительстве. Это позволило сформулировать научную задачу и задачи диссертационного исследования.

ГЛАВА 2 посвящена обоснованию уточненной методики формирования организационной структуры мобильного парка.

Поскольку структура мобильного парка представляет собой разновидность класса организационных структур, в главе рассмотрены преимущества и недостатки существующих методов формирования организационных структур: статистического, модульного, системно-целевого. Наиболее эффективным признан системно-целевой подход, сущность которого иллюстрируется алгоритмом, представленным на рис. 1. Первый этап алгоритма посвящен декомпозиции целей; второй этап – формированию организационной структуры парка.

Первый этап включает в себя два блока. В ходе анализа исходных данных о строительстве выявляются сведения об объемах работ, наличии техники, которой располагает строительная организация, а также о возможностях использования арендованной техники других специализированных организаций.

Рис. 1. Алгоритм формирования организационной структуры мобильного парка строительных машин.

Далее осуществляется построение и декомпозиция системы целей по методике, излагаемой в § 2.2 диссертации. Декомпозиция осуществляется по направлению «сверху вниз», т.е. от общей цели до частных целей, соответствующих элементарным технологическим процессам.

При реализации 2-го блока проводится анализ нижнего слоя целей, соответствующего технологическим процессам строительства дороги. При этом определяются виды и количество необходимой техники. Для расчета количества ведущих машин (экскаваторов, бульдозеров) используются традиционные формулы в детерминированной постановке. Для расчета количества транспортных средств (самосвалов) применяется модель массового обслуживания, изложенная в § 2.3. Общая постановка задачи массового обслуживания сформулирована в виде целевой функции

С ? простоев = Рэ Сэ + Y С сам ? min , (1)

где, С ? простоев – суммарные потери от простоев средства погрузки (экскаватора или погрузчика) и самосвалов; Рэ - вероятность простоев экскаватора; Сэ – стоимость машино-смены экскаватора, руб./час; Y – среднее число самосвалов в очереди на погрузку; Ссам –стоимость машино-смены самосвала, руб/час. Задача сводится к отысканию такого количества самосвалов, при котором обеспечивается минимум функции (1).

Методика нахождения оптимального решения с использованием модели массового обслуживания иллюстрируется рис. 2.

С ? простоев = Рэ Сэ + Y С сам

Y С сам

2 4 6 8 10 12

Рис. 2. Принцип нахождения оптимального решения

Второй этап представляет собой совокупность четырех блоков (блоки 3– 6).

Формирование производственного звена (блок 3) производится на основе типовых технологических схем производства работ, которые «жестко» фиксируют состав специализированного подразделения и требуемое количество техники. Производственное звено обычно включает в себя 2-3 уровня и завершается на звене типа «прорабство». Выше в иерархии проектируемой структуры следуют органы управления. Этот блок алгоритма осуществляется с применением методов кластерного анализа (рис. 3).

Органы управления также могут формироваться методом кластерного анализа (4-й блок). При этом каждый кластер (орган управления) будет объединять информационные потоки, характеризующиеся определенной мерой близости, то есть производственной информацией, информацией по материальному обеспечению, по состоянию техники и т.п. Однако опыт показывает, что практически все парки имеют типовую структуру управления, сложившуюся в течение десятилетий и такая структура не вызывает критики и нареканий. Поэтому в диссертации при формировании органов управления мобильного парка принимается устоявшаяся типовая структура.

Построение системы материально-технического обеспечения мобильного парка осуществляется в 5-м блоке. Указанные системы относятся к обслуживающим. Автором предложена методика обоснования элементов данной системы. С помощью методики можно рассчитать количество и состав таких элементов парка, как заправочный пункт, КТП, площадка ЕТО, ПТОР в зависимости от состава парка, типа используемых машин.