Совершенствование методов оценки рисков при управлении качеством

На правах рукописи

ПИНГАСОВ ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ РИСКОВ ПРИ УПРАВЛЕНИИ КАЧЕСТВОМ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

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

(технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Новосибирск – 2012

Работа выполнена на кафедре «Технология, организация и экономика строительства» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет путей сообщения» (СГУПС).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Воробьев Валерий Степанович

Официальные оппоненты:

Ефименко Владимир Николаевич,

доктор технических наук, профессор,

зав. кафедрой «Автомобильные дороги» ФГБОУ ВПО «Томский государственный архитектурно-строительный университет»

Боброва Татьяна Викторовна,

доктор технических наук, профессор,

зав. кафедрой «Экономика и управление дорожным хозяйством» ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия»

Ведущая организация:

ОАО «Институт по проектированию и изысканиям автомобильных дорог «Союздорпроект»

Защита состоится «28» мая 2012 г. в 11.00 на заседании диссертационного совета ДМ 218.012.01 при ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения» по адресу: 630049, г. Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191, ауд. 224.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения».

Автореферат разослан « 27 » апреля 2012 г.

Отзывы на автореферат диссертации, подписанные и заверенные печатью организации, в двух экземплярах просим направлять в адрес диссертационного совета.

Ученый секретарь

диссертационного совета

канд. техн. наук, доцентЛ.Ю. Соловьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования обусловлена огромными инвестиционными потребностями для реализации Проектов Транспортной стратегии России, в которых автомобильные дороги занимают наиболее материалоемкую и финансовозначимую составляющую дорожного строительства. В теории рисков и практике дорожного строительства возникла необходимость создания реестра рисков, научного обоснования закономерностей их влияния на надежность организационно-технологических решений и качество работ при проектировании, строительстве и содержании автомобильных дорог. Безопасная эксплуатация автомобильных дорог практически невозможна, если при проектировании не учтен допустимый риск причинения вреда человеку, животным, окружающей среде и имуществу любой формы собственности. Актуальность исследований заключается в необходимости обоснования методов, моделей и индикаторов оценки рисков технических и организационно-технологических решений строительных проектов. Возможность возникновения рисков невыполнения этапов проектирования и строительства дорог в договорные сроки, снижения качества работ, а, следовательно, надежности объекта и, соответственно, уменьшения эффективности деятельности строительных организаций и в целом всех участников реализации проекта актуализирует проблему формирования концепции системы менеджмента качества применительно к конкретной организации.

Текущее состояние автомобильных дорог Сибирского федерального округа, Новосибирской области, обеспечивающих пассажирские и грузовые перевозки с возрастающей интенсивностью, обзор и оценка научных исследований в данной области подтверждают необходимость проведения дополнительных исследований по разработке теоретических и методических положений обоснования оценки рисков и повышения организационно-технологической надежности автомобильных дорог при управлении качеством проектирования, строительства и содержания на основе системного взаимодействия инвестиционных, объемно-конструктивных и организационно-технологических решений.

Целью исследования является повышение качества проектирования, строительства и содержания автомобильных дорог для обеспечения безопасности дорожных сооружений за счет снижения числа рисков и возможных ущербов.

Объект исследования – автодорожный комплекс, функционирующий в сфере проектирования, строительства и содержания автомобильных дорог.

Предмет исследования – закономерности влияния рисков организационно-технологических решений на организационно-технологическую надежность и качество реализации инженерных проектов.

Задачи исследования, обеспечивающие достижение цели.

1. Оценить техническое состояние, установить место и роль пропускной способности автомобильных дорог в экономическом развитии территории, определить перспективы развития сети автомобильных дорог Сибири.

2. Выявить факторы риска и предложить их классификацию по стадиям реализации проекта автомобильной дороги.

3. Обосновать методы и индикаторы оценки рисков технических и организационно-технологических решений реализации проектов, разработать модели управления рисками строительства автомобильной дороги и оценки рисков организационно-технологических решений при реализации строительных проектов автомобильных дорог.

4. Сформировать концепцию системы менеджмента качества на основе процессного подхода к управлению рисками строительства и содержания автомобильных дорог в ОАО «Новосибирскавтодор», обеспечивающую организационно-технологическую безопасность строительных проектов.

Основная идея исследования автора состоит в создании реестра рисков при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог, совершенствовании методов и моделей их оценки, реализуемых в системах менеджмента качества.

Теоретической и методической основой исследования является методология системного подхода, методы организационно-технологического проектирования, теория рисков и надежности, экспертных оценок, стандарты системы менеджмента качества, научные достижения в сфере транспортного строительства. Базовые теоретические и методические разработки, применяемые в диссертации, основаны на трудах отечественных и зарубежных ученых. Среди них: Алексиков С.В., Андреев О.В., Апестин В.К., Бабков В.Ф., Боброва Т.В., Васильев А.П., Ефименко В.Н., Ефимов П.П., Некрасов В.К., Сильянов В.В., Кокодеева Н.Е., Смирнов А.В., Томаев Б.М., Ушаков В.В., Цернант А.А, Чванов В.В. и др. Теория рисков в проектировании, строительстве и содержании автомобильных дорог развивается научной школой Столярова В.В. Развитию методов моделирования, информационных технологий и надежности транспортных объектов, в т.ч. земляного полотна, мостов автомобильных дорог и других объектов посвящены работы Бокарева С.А., Исакова А.Л., Круглова В.М. и других известных ученых. Среди зарубежных ученых, занимающихся проблемами управления безопасностью, рисками и надежностью, выделим Тома Андерсена, профессора Технического университета Дании, А. Чеховского, профессора философии Варшавского университета технологий, Нильса Линда, доктора философии (Иллинойс), признанного почетного профессора университета Ватерлоо, Джона Д. Соронсена, доктора наук по прочности сооружений в Аалборгском Университете (Дания), Майкла Хавбро Фабера, профессора университета (Цюрих, Швейцария), Р. Эльвика и др.

Достоверность результатов определяется корректным применением общеметодических принципов и объективных методов научного исследования; корректностью и адекватностью организационно — технологических моделей; надежностью и достаточностью информационной базы; сходимостью результатов теоретических и опытно-производственных работ, выполненных на основе современных методов исследований, и обработкой полученных результатов методами математической статистики.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней обоснован реестр рисков на стадиях проектирования, строительства и содержания автомобильных дорог, поставлены и решены задачи методического обеспечения оценки рисков и их учета в системе менеджмента качества.

Получены следующие научные результаты.

1. Методом экспертных оценок обоснована классификация рисков по стадиям реализации проекта автомобильной дороги, методы и индикаторы оценки риска организационно-технологических решений при конкретных условиях его возникновения.

2. В качестве индикаторов оценки рисков технических и организационно-технологических решений строительных проектов обоснованы вероятность наступления негативных событий, интенсивность их проявления, величина отклонения технических параметров проекта автомобильной дороги при риске ошибок прогноза интенсивности транспортных потоков, затраты на перепроектирование, удорожание стоимости строительства и содержания, увеличение времени реализации стадий проекта.

3. Разработана имитационная модель управления рисками планирования строительства автомобильной дороги, в основу которой положена функция Перла, оптимизирующая сметную стоимость проекта при заданном времени его реализации.

4. Разработана вероятностная модель оценки рисков организационно-технологических решений по критериям вероятности выполнения программы работ дорожной организации, в целом, и вероятности сдачи объектов в планируемый срок.

5. Предложен и реализован процессный подход к управлению проектами строительства и реконструкции автомобильных дорог, и на его основе сформирована концепция системы менеджмента качества (СМК), обеспечивающая организационно-технологическую безопасность строительных проектов с учетом рисков.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

— риски проектирования, строительства и содержания автомобильных дорог влияют на техническое состояние, аварийность, текущую пропускную способность и перспективы развития территории;

— классификация и значимость рисков по стадиям реализации проекта автомобильной дороги;

— методы и индикаторы оценки риска организационно-технологических решений по стадиям реализации проектов автомобильных дорог;

— модель управления рисками при планировании строительства автомобильной дороги;

— модель оценки рисков организационно-технологических решений при реализации строительных проектов автомобильных дорог;

— концепция системы менеджмента качества (СМК), обеспечивающая организационно-технологическую безопасность строительных проектов с учетом рисков.

Практическая значимость результатов работы:

1. Рекомендации учета риска прогнозирования интенсивности потоков автомобильного транспорта использованы «Росинсталпроектом» в проекте участка автомобильной дороги «Москва – Санкт- Петербург».

2. Комплекс научно-обоснованных методических рекомендаций по снижению рисков при планировании строительства, реконструкции и содержании автомобильных дорог, основанный на результатах моделирования производственных процессов, позволил ОАО «Новосибирскавтодор» повысить эффективность работы в условиях рыночной экономики.

3. Предложенные матрицы полномочий и ответственности Руководства ОАО «Новосибирскавтодор» в СМК, предусматривающие процессы снижения рисков организационно-технологических решений при строительстве и содержании транспортных сооружений автомобильных дорог, позволили упорядочить процессы контроля безопасности и качества производства работ.

Апробация и внедрение результатов работы. Основные положения диссертации и практические рекомендации обсуждались и получили одобрение на:

международной научно-практической конференции «Современные технологии изысканий, проектирования, строительства и геоинформационного обеспечения», Россия, г. Москва, 18-20 октября 2011 г.;

международных научно-практических интернет-конференций: «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании», г. Одесса, декабрь 2011 г., апрель 2012 г.;

всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: Проблемы и перспективы 2010», г. Санкт-Петербург, Институт проблем транспорта РАН им. Соломенко, 6-8 октября 2010 г.;

всероссийской научно-практической конференции Российской ассоциации дорожников, г. Новосибирск, 2010 г.;

всероссийской конференции транспортников, г. Новосибирск, 8 ноября 2011 г.;

региональной научно-практической конференции «Проблемы проектирования земляного полотна», г. Новосибирск, СГУПС, 29-30 апреля 2010 г.;

совместных технико-экономических советах ОАО «Новосибирскавтодор», «Росинсталпроект» и Администраций областей и краев Сибирского федерального округа, ТУАД.

Основные результаты работы внедрены в ОАО «Новосибирскавтодор» в 2006-2011 годах, ООО «Росинсталпроект» в 2010 -2011 г.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 9 научных работ, в том числе 2 работы в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит введения, пяти глав, заключения, списка литературы, пяти приложений. Объем работы составляет 154 страницы основного текста, 22 рисунка, 38 таблиц, список литературы содержит 178 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, проанализирована степень разработанности проблемы, определены цель и задачи работы, предмет и объект исследования, новизна и практическая значимость, приведены данные об апробации результатов работы, представлены логика и структура исследования.

В первой главе «Проблемы и перспективы развития сети автомобильных дорог Сибири» дан анализ бюджетного финансирования дорожно-строительной отрасли и технического состояния территориальных дорог регионов Сибирского федерального округа, интенсивность движения по наиболее загруженным территориальным дорогам Новосибирской области, показатели аварийности на автомобильных дорогах Сибирского федерального округа, применение новых технологий дорожного строительства в регионах Сибирского федерального округа, прогноз транспортных потоков и развитие сети автомобильных дорог Новосибирской области.

Показано, что индексы объемов регионального валового продукта, равномерно возраставшие до 2010г., в условиях экономического кризиса снизились. Грузооборот автомобильного транспорта в Новосибирской области в 1998-2010 гг. значительно колебался по годам, что свидетельствует о неравномерном развитии бизнеса. Прогноз интенсивности движения на перспективу позволяет уточнить требования к категориям автомобильных дорог до 2025 г. (таблица 1). Анализ приведенных данных позволяет сделать вывод о необходимости модернизации дорог К-12, К-17р и К-19р. В условиях низкой бюджетной обеспеченности и необходимости поддержания технического состояния, обеспечивающего допустимый уровень безопасности, необходима разработка новых гибких подходов и их оценки к нормативам по содержанию и ремонту.

Таблица 1 — Расчет требований к категориям дорог К-12, К-17р и К-19р к 2025 г.

Наименование, участок дороги

Имеющаяся категория

«Пиковая» приведенная интенсивность в 2009 г., тыс. автомобилей в сутки

Прогнозный коэффициент увеличения интенсивности

Прогнозная «пиковая» приведенная интенсивность в 2025 г., тыс. автомобилей в сутки

Требуемая в 2015 г. категория

К-12, в пределах Новосибирской агломерации

II

7,2

1,80

13,0

II

К-17р, в пределах Новосибирского района

II

15,7

1,80

28,3

I

К-17р, в пределах

Ордынского района

II, III

9,3

1,80

16,7

II

К-17р, в пределах Кочковского, Краснозерского и Карасукского районов

III, IV

3,9

1,60

6,2

II

К-19р, в пределах Новосибирского района

II

23,6

1,80

42,5

I

К-19р, в пределах Тогучинского района

III

7,3

1,60

11,7

II

Важной задачей является совершенствование методов проектирования дорог, исходя из требований охраны окружающей среды, а также с учетом необходимости гармонизации отечественных норм проектирования дорог с нормами проектирования зарубежных стран, обусловленной расширяющейся интеграцией дорожной сети России в международную транспортную систему. При проектировании дорожной одежды в соответствии с пунктом 3.11 ОДН 218.046-01 требуемый уровень надежности в каждом конкретном случае должен быть указан в задании на проектирование. Практика показывает, что в технических заданиях заказчик не указывает данный коэффициент надежности, оставляя право назначать его проектировщику. Преимущественно проектировщик выбирает среднее значение коэффициента надежности. Однако, при анализе транспортного потока и транспортной инфраструктуры района прохождения трассы выявляются новые транспортные связи и возможные превышения проектной пропускной способности автотранспорта. Применяемый коэффициент надежности влияет на толщину дорожной одежды и несущую способность конструкции дороги. Стоимость проведения работ на автомобильных дорогах лимитирована. Так как основная часть затрат ложится на дорожную одежду, то и экономить приходится на ней. В этом случае проектировщик принимает решение о снижении толщины слоя, беря на себя гарантию, что за определенный срок службы автомобильной дороги техническое состояние будет удовлетворять требованиям по надежности и безопасности автомобильной дороги. Иными словами, возникает риск ухудшения технического состояния автомобильной дороги, снижения ее надежности и безопасности. Одновременная реализация указанных проблем требует значительных финансовых и материально-технических ресурсов, что обостряет актуальность поиска снижения затрат на каждый километр строящейся или модернизируемой дороги и неизбежно приведет к многолетнему стадийному решению задач развития и совершенствования дорожной сети.

Во второй главе «Методические основы учета и оценки технических и организационно — технологических рисков проектирования и строительства автомобильных дорог» сформулированы цель анализа рисков и подходы к их определению. Целью анализа рисков является выявление критических рисков, препятствующих осуществлению проекта, потенциальных рисков, оказывающих негативное воздействие в течение жизненного цикла проекта, разработка возможного механизма устранения и распределения рисков, подготовка рекомендаций по управлению рисками.

Предметом анализа являются риски, определяемые как вероятностные (стохастические) факторы негативного воздействия на проект, вызывающие нарушение сроков выполнения работ на всех стадиях его реализации, снижение надежности и долговечности конструктивных элементов, сокращение межремонтных периодов, финансовые и экономические потери участников проекта.

Задачей анализа является определение рисков на стадии предварительной оценки обоснованности технических и организационно-технологических решений проекта.

Результатом анализа является Реестр Рисков (далее «Реестр»), представляемый как документ, определяющий основные категории рисков, в том числе с использованием элементов вероятностного подхода, способы снижения и устранения риска, а также распределение рисков для оптимизации их воздействия на проект. Реестр содержит перечень рисков в порядке их возможного возникновения с указанием стадий проявления последствий риска и стадий, на которых необходимо выполнение работ/мероприятий по снижению рисков.

Определение рисков может быть основано на проектном и функциональном подходах. Проектный подход базируется на распределении рисков по этапам развития проекта. Функциональный подход базируется на группировке рисков по функциональному признаку: финансовый, технический (конструктивные решения), организационно-технологический, правовой др.

Риски могут быть оценены в денежном эквиваленте и вероятности их возникновения в виде оценочной матрицы. В связи с отсутствием достаточных статистических данных по рискам представляется обоснованным для определения реестра рисков применить экспертный метод. Полученные автором результаты сведены в таблицу 2. Они наглядно представлены на рисунке 1, на котором также приведены аналогичные гистограммы по вероятности возникновения рисков.

Экономический ущерб по стадиям реализации проекта (Ci) нами определен как:EMBED Equation.3

EMBED Equation.3,

где i – номер стадии, i=1, 2, 3; j – номер вида рисков.

Здесь Pij вероятность возникновения ущерба на i-ой стадии j-го вида рисков; Cijвеличина ущерба на i-ой стадии j-го вида рисков.

Таблица 2 – Распределение рисков по стадиям инвестиционного проекта

Наименование стадии проекта

Процент рисков по стадиям

Разовые риски

Периодические риски

Смешанные риски

Всего рисков

1. Изыскания и проектирование

11,76

23,54

64,70

34,60

2. Строительство

45,00

20,00

35,00

17,40

3. Эксплуатация и содержание

46,70

6,60

46,70

48,00

ИТОГО

100

EMBED Excel.Chart.8 \s

Рисунок 1 – Число видов рисков по стадиям реализации проекта и их значимости

Максимальные и минимальные величины ущербов на один приведенный км в тыс. руб. по стадиям проекта составили:

EMBED Equation.3

Выполненный автором анализ состояния исследований по организационно-технологической надежности и теории рисков за рубежом показал, что одним из главных показателей качества строительной продукции, в методологии проектирования, принятой международными стандартами качества, является надежность с двумя пограничными положениями, определяющими предельные состояния безопасности, ремонтопригодности и долговечности. В качестве стандарта измерения надежности и критерия надежности в Еврокодах принят главный индекс надежности

β=Ф-1(Pf)≥ β0 ,(1)

где Ф — стандартное нормальное распределение; Pf — вероятность отказа структуры (конструктивного элемента или объекта в целом) в течение некоторого указанного периода; β0 — индекс надежности, определяемый инвестиционной стоимостью, обеспечивающей требуемую безопасность. Он зависит от класса безопасности.

Организационно-технологическая надежность рассматривается как вероятностная величина, обеспечение которой в нормируемых пределах является прерогативой проектировщика, подрядчика и эксплуатационника (пользователя) на соответствующих фазах реализации проекта.

Уровень принятия риска ограничивается доступными ресурсами (материальными, экономическими, экологическими, социальными, политическими) и приемлемым уровнем безопасности.

Оценка риска состоит в том, что оценка вероятности отказа (неудачи) не превысит вероятность отказа граничного состояния Pf ≤ Pзад(Т).

В зарубежной практике законодательством и стандартами установлена ответственность за надежность структуры по ключевым участникам проекта. Упоминаемая концепция «риска», основанная на неявных «допустимых» или «общепринятых» уровнях, требует дальнейших научно-практических обоснований (таблица 3).

Таблица 3 – Определение класса последствий для автодорожного строительства

Класс последствий

Описание

Объекты автодорожного строительства

СС3

Экономические потери или потери человеческой жизни. Социальные, экологические последствия велики. (Большое значение)

Высокоскоростные автомагистрали с большим количеством полос движения

СС2

Экономические потери или потери человеческой жизни. Социальные, экологические последствия значительные. (Среднее значение)

Федеральные автомобильные дороги

СС1

Экономические потери или потери человеческой жизни. Социальные, экологические последствия небольшие или незначительные.

(Небольшое значение)

Территориальные автомобильные дороги

Применительно к определению показателя риска типа вероятности наступления некоторого негативного события за заданный интервал времени могут быть использованы следующие методы: статистический, вероятностно-статистический, теоретико-вероятностный, экспертный. Автором выполнены расчеты погрешностей оценки рисков статистическим методом при пуассоновском потоке негативных событий. Аналогичные расчеты могут быть выполнены для других законов распределения потоков рисков применительно к конкретным проектам.

В главе 3 «Оценка рисков по фазам реализации проектов автомобильных дорог» исследованы основные объемно-планировочные, технологические и конструктивные решения автомобильных дорог и оценка рисков прогнозирования интенсивности транспортных потоков, управление рисками строительства автомобильных дорог, оценка технологических рисков при содержании автомобильных дорог.

При участии автора выполнены исследования интенсивности движения автотранспорта на платной скоростной автодороге «Москва — Санкт-Петербург» и дан прогноз до 2030 года. Фрагмент потоков транспорта приведен на рисунке 2.

Для оценки влияния интенсивности транспортных потоков выполнены расчеты дорожной одежды при прогнозируемой интенсивности движения транспорта, риске реального снижения интенсивности на 20% и риске превышения интенсивности движения транспорта на 20% (таблица 4), позволяющие утверждать о существенном влиянии ошибок прогнозирования на технические и экономические показатели проектируемой дороги.

При проектировании и строительстве автомобильных дорог возникают риски, предотвратить которые невозможно на стадиях реализации проектов из-за неопределенности последующих событий. Как правило, множество рисков удорожают строительство и увеличивают сроки реализации проекта. Автором предлагается подход к управлению рисками на стадии планирования производства работ, основанный на гипотезе оптимального плана, описываемого логистической функцией (функцией Перла):

EMBED Equation.3 ,

где Y – сметная стоимость; К — предельно допустимая сметная стоимость; t — время в днях; a, b – параметры, характеризующие меру логистизации процесса строительства (обеспечение материальными ресурсами в минимальные сроки с минимальной стоимостью), производительность труда и сроки выполнения работ.

Таблица 4 — Фрагмент расчёта конструкции дорожной одежды при 3-х вариантах прогнозируемой интенсивности движения транспорта

Расчёт конструкции дорожной одежды при прогнозируемой интенсивности

Расчёт конструкции дорожной одежды с уменьшением интенсивности

Расчёт конструкции дорожной одежды с увеличением интенсивности



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | Вперед → | Последняя | Весь текст