Автоматизация строительных процессов
Автоматизированными называют технологические процессы, в которых заняты машины, оснащенные устройствами, обеспечивающими выполнение строительных работ без оперативного вмешательства человека. В этом случае говорят об автоматизированной машине или автоматизированном комплексе. За оператором, таким образом, остаются лишь функции наблюдения за работой машины и переключения управления на себя в экстремальных ситуациях. Высвобождая полностью или частично человека от управления машиной, автоматизация есть одна из наиболее эффективных форм системы управления. Важным положительным фактором автоматизации является гарантированная возможность более высокого качества строительных работ, в ряде случаев способствующая сокращению времени на их выполнение. Так, если для получения требуемого качества земляной поверхности при ее планировке неавтоматизированным бульдозером требуется совершить пять-шесть проходов по одному следу, то с применением автоматической системы управления такое же качество может быть получено за три-четыре прохода. Автоматические системы управления машинами лишены присущего человеку такого негативного фактора как физическая усталость, вследствие которой к концу рабочей смены у машиниста притупляется четкость в координации управленческих движений и существенно снижается производительность машины.
Применение автоматических систем управления ,как правило, эффективно только при комплексно механизированном технологическом процессе, поскольку автоматизация высвобождает только рабочих-механизаторов, которые при частичной механизации составляют незначительную часть от общего числа рабочих, вследствие чего затраты на создание и обслуживание автоматических систем управления могут оказаться не-окупленными. При частично механизированном строительном производстве возможный рост производительности машин за счет автоматизации их работы в ряде случаев не покрывает снижения их производительности из-за простоев по организационным причинам.
Автоматизацию называют полной или комплексной, если все основные и вспомогательные процессы управления автоматизированы так, что заданная производительность и качество продукции обеспечиваются без вмешательства человека, за которым остается только функция наблюдения за работой специальных устройств. Из этого следует, что путь к комплексной автоматизации лежит через комплексную механизацию строительных процессов.
Автоматические устройства применяют также для предупреждения запредельных режимов работы машин, включая аварийные ситуации. Такие устройства могут выполнять только сигнальные функции — выдавать световую, звуковую и иную информацию управляющему работой машины оператору (машинисту), предваряя экстремальные ситуации, или блокировать отдельные органы управления.
Важным направлением применения автоматических устройств является автоматический учет и контроль за работой строительных машин и строительных процессов в целом с созданием надежной постоянно действующей связи между отдельными агрегатами и пунктами управления (конторами строительства, диспетчерскими узлами и т. п.). Эти системы позволяют получать информацию о производительности труда, количестве занятых в технологических процессах рабочих, фактическом времени чистой работы машин, состоянии их основных агрегатов и узлов, простоях машин с указанием причин, выработке машин, расходе энергии, горючих и смазочных материалов и т. п. Результаты обработки этой информации используются для эффективного оперативного руководства ходом строительства и работой парка строительных машин.
1.4. Строительные машины: основные понятия и определения.
Строительной машиной называют устройство, которое посредством механических движений преобразует размеры, форму, свойства или положение в пространстве строительных материалов, изделий и конструкций. Например, камнедробилка измельчает каменные материалы до размеров меньше исходных; формовочная машина в производстве железобетонных изделий укладывает бетонную смесь в опалубку, придавая будущему бетонному или железобетонному изделию определенную форму; поверхностные или глубинные вибраторы уплотняют уложенную в инженерное сооружение бетонную смесь, преобразуя ее плотность; башенный кран перемещает строительное изделие или иной груз (железобетонную плиту перекрытия, металлоконструкцию арки, контейнер и т. п.) из одного пространственного положения в другое. Изменяемые факторы (размеры, форма, свойства, положение в пространстве) не обязательно должны быть целевыми, как это имеет место в приведенных примерах. Многие машины преобразуют отдельные из этих факторов попутно при преобразовании других факторов. Например, разрабатывая грунтовую выемку, одноковшовый экскаватор отделяет часть грунта от массива, переносит его в ковше и отсыпает в кузов автосамосвала или в отвал, изменяя его положения в пространстве. Попутно исходный материал — массив грунта — претерпевает также изменения по форме (измельченные куски грунта в процессе его разработки) и по свойству (изменение объема пор, плотности).
В соответствии с приведенным выше определением машины, изменяющие только положение строительных материалов в пространстве, следует отнести к транспортным, а все остальные — к технологическим. В инженерной практике транспортными называют такие машины как автомобили, тракторы, тягачи и т. п. Все другие машины этой группы получили название, более конкретно определяющее их назначение, например, грузоподъемные машины для перемещения грузов по пространственным траекториям, транспортирующие машины для перемещения грузов по стационарным траекториям и др. Следует отметить, что основой рабочих процессов большинства технологических машин являются транспортные операции или их отдельные части — рабочие движения.
Состояние функционирования машины, в процессе которого она вырабатывает продукцию, называют производственной эксплуатацией. Она включает выбор типов машин, их расстановку и определение технологических схем комплексной механизации и их реализацию. Выработку (производство) продукции здесь следует понимать в широком смысле, распространяя это понятие также на изменение (преобразование) положения строительных материалов в пространстве. Мероприятия, обеспечивающие поддержание качества машин при их эксплуатации (приемка и сдача машин, их обкатка, монтаж и демонтаж, транспортирование, хранение и консервация, техническое обслуживание и ремонт, снабжение эксплуатационными материалами и запасными частями, обеспечение безопасной эксплуатации и др.), составляют содержание технической эксплуатации.
В процессе производственной эксплуатации вследствие деформирования, поломок и износа элементов машины, обрывов и коротких замыканий в электрических цепях, нарушения регулировок, залипания и забивания рабочих органов обрабатываемой средой, засорения гидравлических систем, образования течей в местах соединения шлангов, загрязнения или ослабления контактов электропроводки, ослабления креплений вследствие вибрации, встречи рабочего органа с непреодолимым препятствием и т. п. машина частично или полностью теряет свою работоспособность и не может выполнять заданные функции с изначально установленными параметрами. Невозможность дальнейшей эксплуатации машины из-за неустранимого нарушения требований безопасности или неустранимого выхода заданных параметров за установленные пределы, неустранимого снижения эффективности эксплуатации ниже допустимой определяет предельное состояние машины. Календарную продолжительность эксплуатации машины от ее начала или возобновления после ремонта до наступления предельного состояния называют сроком службы. Подобный показатель, но измеренный либо в часах чистой работы машины, либо в единицах ее продукции до наступления предельного состояния, называют техническим ресурсом. Срок службы и технический ресурс — обязательные характеристики, которые должны указываться в технической документации на конкретные виды и модели машин. Если техническим ресурсом определяется временной или наработочный (по суммарному объему выработанной с начала эксплуатации машины или ее возобновления после ремонта продукции) интервал работоспособности машины, то срок службы в большей мере является оценочным критерием эффективности использования машины в зависимости от времени, истекшего от начала выпуска машин данной модели, поскольку, кроме прочих факторов, он учитывает так называемый моральный износ машины, характеризуемый соответствием конструктивного решения машины современному уровню развития техники, так как со временем прежде новые модели машин устаревают и уступают по своим выходным параметрам (производительности, стоимости вырабатываемой продукции, безопасности, комфортным условиям для обслуживающего персонала, экологическим показателям и т. п.) пришедшим на смену им новым моделям.
Обзор ИТ решений для строительной отрасли
Часто приходится слышать, что главная причина этого кроется в высокой рентабельности в среднем по отрасли: ведь там, где денег пока хватает, не может быть серьёзного интереса к комплексной автоматизации – и что, мол, интерес появится со временем, когда в силу естественных рыночных процессов начнётся неизбежное снижение цен и, следовательно, доходности строительного рынка, когда наступит ситуация, в которой выживет только тот, кто лучше всех считает.
Этому взгляду обычно противопоставляют другой: там, где денег хватает, тем более нужен строгий учёт, позволяющий избежать коррупции и предотвратить воровство. И всё же главной причиной столь низкого уровня автоматизации строительных компаний является специфичность отрасли: любая строительная компания нуждается в автоматизации слишком большого количества участков деятельности, при этом непременно необходима их тесная интеграция между собой.
Итак, какие же процессы необходимо автоматизировать в строительной компании прежде всего?
Контроль расходов и доходов
В первую очередь автоматизации подлежит контроль расходов и доходов. Строительным компаниям требуется нечто, что позволит иметь под рукой информацию, сколько денег есть и сколько ожидается, какие были затраты и на что, кто их совершал, какие затраты планируются, хватит ли денег и какой ожидается финансовый результат. В подавляющем большинстве строительных компаний логика именно такая: в первую очередь учёту подлежит чистый денежный поток, вне товарного потока, учёта себестоимости или, тем более, прибыльности. Под себестоимостью строители зачастую понимают просто фактическую сумму совершённых затрат на тот или иной строительный объект, а под прибыльностью – разницу между приходом и расходом денежных средств. Таким образом, главное в автоматизации строительных компаний – оперативное бюджетирование (вперёд на месяц или два) и контроль над расходами по заявкам.
Управление договорами
Второй по степени важности участок строительного бизнеса, требующий автоматизации, – контроль расходов, работ и задолженностей по договорам подряда и планирование поступлений по договорам купли-продажи, аренды, долевого участия и проч. Здесь ключевой задачей является возможность планирования выполнения работ по каждому договору подряда и график оплат как по расходным контрактам, так и по договорам реализации. Учёт взаимоотношений с заказчиками и подрядчиками интересен, прежде всего, с точки зрения задолженностей и исполнения планов, а по договорам реализации – с точки зрения плана поступления средств и, опять же, возникающих задолженностей клиентов.
Управление проектами
Управление проектами – тема, неизменно интересующая всех строителей. Ведь это очень красиво – календарный график строительства на стене, на котором всё наглядно и понятно. Практически любая строительная компания прошла этот путь: принятие решения о тотальном планировании и управлении проектами; осознание того, что главное – не запланировать, а отследить выполнение; затем понимание того, что собрать «сводки с полей» – задача, требующая такого количества ресурсов, что легче просто от этого отказаться. Так и получилось, что в большинстве строительных компаний управление проектами – это всего лишь красивая диаграмма на стене, подписанная ответственными за проект лицами. Действительно, отслеживать исполнение задач в строительном проекте – чрезвычайно трудоёмкое дело, ведь конкретные исполнители в этой отрасли – люди, далёкие от компьютера, так что в каждом случае требуется дублирование функций, что всегда очень дорого. Не помогают и придуманные бумажные формы отчётности: с бумагой прораб тоже работает крайне неохотно. Поэтому лучшим решением для управления строительными проектами является контроль исполнения проекта по реперным точкам. «Реперными точками» называют важнейшие точки проекта. Поскольку их не очень много, собрать по ним фактические данные об исполнении задач вполне реально. Таким образом, в прикладном смысле единственно возможное управление проектами в строительстве – это календарное планирование, расчёт необходимых ресурсов для определения расходной части бюджета и отслеживание исполнения проекта по реперным точкам.
Составление строительных смет
Прежде чем что-либо построить, необходимо знать, как это будет происходить, какие нужны материалы и во сколько обойдётся весь проект: так появляется необходимость в смете строительного объекта. Сметная деятельность строго регламентирована на государственном уровне, и существует достаточное количество программ для подготовки сметной документации – этот участок в строительных компаниях наиболее благополучен с точки зрения автоматизации.
Прочая автоматизация
Кроме главных бизнес-процессов, описанных выше, в строительной компании, в зависимости от её размера и специализации, может существовать потребность в автоматизации управления снабжением строительных объектов, программах для бизнес-планирования (при расчёте эффективности вложений), программах для управления кредитами при достаточном объёме заёмных средств. Ну и, наконец, строительная компания, как и любое другое предприятие, автоматизирует кадровый учёт и бухгалтерию.
Именно обилием разнообразных бизнес-процессов, требующих автоматизации, и обусловлено отсутствие на рынке ERP-систем приемлемого программного продукта для строительной отрасли и, соответственно, в целом низкий уровень комплексной автоматизации среди строительных компаний. Надо отметить, что для каждой отдельной бизнес-задачи существуют различные варианты решения и автоматизации. Любая строительная компания постепенно обрастает компьютерными программами, автоматизирующими работу различных подразделений. Известная в других отраслях «проблема двойного ввода» здесь превращается в проблему ввода десятикратного – одни и те же данные вносятся в совершенно разные программы, никак не связанные друг с другом. Даже трудно оценить трудозатраты и финансовые потери отрасли в результате такого положения дел. Конечно, в качестве выхода из ситуации можно было бы предложить интеграцию разнородных приложений между собой.
Но здесь есть два «но». Во-первых, в силу большого количества конкретных задач и, соответственно, возможных программ для их автоматизации, появление готового интеграционного решения маловероятно (невозможно предусмотреть интеграцию чего угодно с чем угодно). Во-вторых, стоимость настройки интеграции такого количества продуктов друг с другом может быть очень и очень высока. Это тем более знаменательно, что «ноги» большинства проектов по интеграции «растут» из желания сэкономить. На самом же деле экономия получается весьма сомнительная – интеграционные проекты часто выливаются в суммы даже бульшие, чем замена разрозненных программ на одну, но покрывающую все необходимые задачи. Поэтому большинство поставщиков систем управления предприятиями озабочены созданием готового комплексного решения по автоматизации строительных компаний.
Хотя потребность в комплексной автоматизации строительных компаний осознана разработчиками ERP-систем сравнительно недавно, уже сейчас на рынке представлены интегрированные решения от нескольких производителей. Рассмотрим эти решения подробнее.