PRZEGLĄD BUDOWLANY 4/200548

AR

TY

KU

ŁY

PR

OB

LE

MO

WE

9.3. Wiedza laboratorium na temat wkładu poszczególnych modułów metody badawczej do budżetu niepewności całkowitej UT całe-go badania bazuje w praktyce na przeróżnych źródłach sięga-jących od serii precyzyjnych pomiarów, aż po wiedzę wynika-jącą z praktycznego doświadcze-nia badacza. Często składowe do budżetu niepewności uzyski-wane są przy pomocy kilku technik szacowania niepewności cząstko-wych ui typowych dla poszczegól-nych modułów metody badawczej i są kombinacją informacji różnego pochodzenia i różnej jakości.

9.4. Istniejące trudności z okre-śleniem wartości liczbowych nie-których cech charakterystycznych metod badawczych i trudność licz-bowego podania zakresu ich nie-pewności, nie powinny odstraszać, a motywować do poszukiwań i dalszych badań, a zwłaszcza do wymiany wiedzy na ten temat między badaczami.

BIBLIOGRAFIA[1] Wyrażanie niepewności pomiaru. Przewodnik. Główny Urząd Miar 1999.[2] Międzynarodowy słownik podstawowych i ogólnych terminów metrologii. Główny Urząd Miar 1996.

[3] PN-EN ISO/IEC 17025:2001 Ogólne wymagania dotyczące kompetencji laboratoriów badawczych i wzorcujących.[4] PN-EN 10002-1:2004 Metale. Próba rozciągania. Część 1: Metoda badania w temperaturze otoczenia.

PRZYPISY1 Mgr inż. J. Morkowski był szefem Systemu Jakości w Federalnym Instytucie Badań i Testowania Materiałów EMPAw Szwajcarii. Obecnie reprezentuje firmę Q-Consulting & Q-Management Ltd. w Duebendorf / Szwajcaria. 2 Dr inż. J. Michałek jest pracownikiem naukowym Instytutu Budownictwa Politechniki Wrocławskiej.

Bezpieczeństwo planowania procesu budowy z uwzględnieniem ryzyka, niepewności i zakłóceńDr inż. Adam Kristowski, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa

Złożone operacje procesu budow-lanego charakteryzują się wystę-powaniem warunków ryzyka i nie-pewności. Ma to miejsce dlatego, że zjawisk losowych nie można wyeliminować lub w istotny sposób ograniczyć ich negatywnego wpły-wu na przebieg i efektywność budo-wy. Niepewność [7,10] oznacza sytuację, gdy nie można określić, jakie elementy (lub przynajmniej część z nich) składają się na nią, jaka jest ich wartość lub jakie jest prawdopodobieństwo ich wystą-pienia. Z ryzykiem [3,7,10] mamy do czynienia, gdy co najmniej jeden z elementów sytuacji nie jest znany, ale znane jest prawdopodobieństwo jego wystąpienia (ich wystąpienia). Warunki ryzyka mogą być zdefinio-wane tylko wtedy, kiedy istniejące doświadczenia z przeszłości, doty-czące podobnych zdarzeń, można porównać z obecną sytuacją, tzn.

gdy możliwy jest probabilistyczny zapis zjawisk zbadanych. Mówiąc o zakłóceniach, należy mieć na myśli sytuacje, które są identy-fikowane ze względu na możliwość korekty modelu zasobów, np. czyn-nych wykonawcy podczas realiza-cji budowy (np. awarie maszyn, nieobecności w pracy robotników, itp.) [1,3].Jakość dokumentacji dotyczącej planowania realizacji budowy jest rezultatem umiejętności poszuki-wania optymalnych rozwiązań tech-nologiczno-organizacyjnych. Jako miernik jakości wykonania budowy można także przyjąć stopień zgod-ności wykonania poszczególnych obiektów i ich elementów z roz-wiązaniami przyjętymi w projekcie. Należy powiedzieć, że jakość każ-dego obiektu i elementu budowli jest wypadkową jakości projektu i jakości wykonania.

Modelowanie projektowania realiza-cji budowy jest przedmiotem badań w wielu ośrodkach naukowych w kraju i za granicą. Można powie-dzieć, że spośród wielu uwidacznia-ją się dwie tendencje w tym zakre-sie: pierwsza ingerująca w koszty przedsięwzięcia i tej zmiennej pod-porządkowuje się przewidywanie ryzyka (lub niepewności) jako sto-sunek zysku do strat. Druga mówi o niedeterministycznym traktowa-niu zasobów ze względu na losową ich dostępność na rynku i ze wzglę-du np. na zakłócenia podczas trans-portu. W celu prawidłowego i pew-nego planowania procesu budowy wielu autorów proponuje powrót do podstawowych metod plano-wania z uwzględnieniem losowego charakteru nakładów; np. do meto-dy PERT.Badania procesów budowlanych związane z ich opisem matema-

ZARZĄDZANIE–ORGANIZACJA

PRZEGLĄD BUDOWLANY 4/2005 49

AR

TY

KU

ŁY

PR

OB

LE

MO

WE

tycznym (także statystycznym) były publikowane w Polsce i za granicą w wielu ośrodkach naukowych od kil-kudziesięciu lat. Prawdopodobnie z powodu braku dogodnych narzę-dzi komputerowych wstrzymano wtedy ich kontynuowanie. Obecnie wraz z rozwojem technik informacyj-nych i potrzebą budowy praktycz-nych narzędzi decyzyjnych można zaobserwować powrót do bada-nia procesów budowlanych, które odbywają się w warunkach niede-terministycznych.Ryzyko należy traktować jako prawdopodobieństwo wystąpie-nia straty lub zysku. Stąd widać, dlaczego występuje konieczność opracowania narzędzi pozwala-jących skutecznie podejmować decyzje, w których decydent [8] „satysfakcjonującą go słuszność będzie mógł oszacować z odpo-wiednim wyprzedzeniem”. Pytanie: dlaczego w matematyce czy fizy-ce nie ma pojęcia „ryzyko” tylko pojęcie „prawdopodobieństwo”? Pojęcie „ryzyko” jest konsekwencją użycia pojęcia „wartość”. Różnice systemu wartości prowadzą do róż-nych ocen ryzyka tego samego działania na podstawie znanego systemu wartości.Wydaje się, że niezbędne jest pod-jęcie kolejnych prac badawczych mających na celu określenie związ-ku między nakładami rzeczowymi, a statystycznym opisem procesu budowy i określaniem parametrów jego rozkładów zmiennej losowej. W metodzie PERT rozkład beta został przyjęty raczej dla potrzeb metody i tak naprawdę, mało jest prac udowadniających słuszność takiego wyboru [5]. Niektórzy autorzy rozpatrywali możliwość użycia rozkładu gamma, loga-rytmiczno-normalnego i innych. Zastosowanie innych funkcji gęsto-ści rozkładu prawdopodobieństwa może nie dać oczekiwanego zwięk-szenia dokładności obliczeń, gdyż istotne znaczenie w tym względzie ma nie tylko sposób matematycz-nego ujęcia zmiennych losowych, lecz również właściwa ocena czasu optymistycznego, pesymistyczne-

go i najbardziej prawdopodobne-go. To może być jednym z ele-mentów bezpiecznego planowania nakładów i całego procesu budowy w odniesieniu do przyjętych i pro-ponowanych rozwiązań techno-logiczno-organizacyjnych. Umieć przewidywać wielkość błędów popełnianych na etapie planowania oznaczać może bezpieczeństwo po części finansowe, organizacyj-ne i technologiczne zarówno dla wykonawcy jak i inwestora.Uważam, iż ogólna ocena badań nad zagadnieniami ryzyka, nie-pewności i zakłóceń z punktu widzenia poszukiwania metod „bezpiecznego” planowania reali-zacji robót budowlanych w spo-sób niedeterministyczny pozwala powiedzieć, że:■ jest potrzeba badania np. czasu pracy i próby jego opisu w sposób niedeterministyczny dla kryteriów przyjmowanych podczas planowa-nia i realizacji prac budowlanych;■ brak jest prostych rozwiązań i przy-kładów praktycznego zastosowania „na co dzień” normowania i plano-wania w sposób niedeterministyczny, wykorzystywanych przez techników i inżynierów budownictwa;■ uważam, że warto pokusić się o próbę przekonania inżynierów, planistów, kosztorysantów do two-rzenia bazy danych dla potrzeb planowania w sposób niedetermi-nistyczny;■ uważam, że należy w „sposób naturalny” przyjmować warunki panujące na placu budowy, należy się z nimi pogodzić i nie upraszczać ich występowania przez przyjmowa-nie sztywnych (deterministycznych) nakładów i ich uśrednianie. To jest jedną z przyczyn tego, że np. kosz-torysy i harmonogramy budowy wykonane na etapie planowania rzadko odpowiadają co do przyję-tych wielkości nakładów pomiarom powykonawczym. Można uważać, że nie da się przewidzieć wszyst-kich okoliczności przebiegu budo-wy. To wcale nie oznacza, że „błę-dów planowania” nie należy mini-malizować. Eliminowanie i minima-lizowanie błędów skłania do próby

poszukiwania metod planowania procesu budowy z uwzględnieniem ryzyka, niepewności i zakłóceń.Ze względu na losowy charak-ter np. czasu trwania procesów budowlanych działania produkcyj-ne w budownictwie w większości sytuacji powinny być planowane w sposób niedeterministyczny (tzn. że nie ma współzależności zjawisk i nie ma jednoznacznie wyznaczo-nych warunków w jakich występują, można je zapisać nie w postaci sztywnej, ale np. w postaci prze-działu rozwiązań wynikających z charakteru zjawisk losowych). Założenie o determinizmie jest moż-liwe, gdy zjawiska losowe można wyeliminować lub w istotny sposób ograniczyć ich negatywny wpływ na przebieg i ogólną efektywność procesu budowy. Sposób eliminacji zjawisk towarzyszących proceso-wi budowy zależy między innymi od otoczenia w jakich występu-ją, tzn. rodzaju i środowiska robót oraz charakterystyki wykonawcy. Ważną rolę odgrywają metody sto-sowane w procesie projektowania, które warunkują elastyczność, nie-zawodność, realność i wrażliwość na zakłócenia, poprzez opracowa-nie i wybór technologii i organizacji procesów budowlanych. Ogólnie można stwierdzić, że ryzyko i nie-pewność podczas budowy obiek-tów budowlanych zależy przede wszystkim od: wielkości i rodza-ju robót budowlanych, warunków zewnętrznych i wewnętrznych zwią-zanych z jego realizacją oraz metod projektowania obiektów i robót.Wielkość i rodzaj procesu budo-wy wpływają na: czas jego reali-zacji, współzależność poszczegól-nych czynności, prawdopodobień-stwo wystąpienia zakłóceń oraz wrażliwość na losową zmienność zewnętrznych i wewnętrznych uwa-runkowań realizacyjnych. Warunki zewnętrzne i wewnętrzne są szcze-gólnie ważne z punktu widzenia terminów i jakości robót, efektyw-ności poszczególnych procesów budowy. W fazie planowania i projektowania ryzyko i niepewność są zwykle naj-

ZARZĄDZANIE–ORGANIZACJA

PRZEGLĄD BUDOWLANY 4/200550

AR

TY

KU

ŁY

PR

OB

LE

MO

WE

większe. Wynika to z ilości informa-cji niezbędnych do projektowania oraz ograniczonej przewidywalno-ści realizacji budowy. Pełną wie-dzą o poprawności projektowania dysponujemy dopiero po zakoń-czeniu inwestycji. Losowa jest charakterystyka poszczególnych operacji i charakterystyka samego wykonawcy. Dlatego projektowa-nie i realizacja budowy ze względu na specyfikę własności wymaga opracowania specjalnych metod wyboru rozwiązań i poszukiwania sposobu szybkiej analizy wyników.W związku z powyższym dla potrzeb pozwalających bezpiecz-nie (tzn. pewnie lub ze znaną wiel-kością błędu przewidywania) pla-nować proces budowy proponuję rozpocząć poszukiwania modelo-we nowych metod, używając nastę-pujących pojęć [na podstawie 2,3,4,9]:■ ryzyko, jako zjawisko wyniku losowego i wielu czynników zakłó-ceń nieistotnych (w pojedynczym przypadku), których suma stanowi o rozkładzie poszukiwanej zmien-nej losowej i o prawdopodobień-stwie wyniku końcowego (np. różny wynik tych samych, powtarzalnych czynności),■ niepewność, jako wynik szeregu zjawisk (technicznych, technolo-gicznych, organizacyjnych i śro-dowiskowych), których nie można opisać przy pomocy zmiennej loso-wej i dla których nie można okre-ślić prawdopodobieństwa wyniku końcowego (np. zmiany pogody, przygotowanie i kwalifikacje wyko-nawców),■ zakłócenia istotne, które są iden-tyfikowane ze względu na możliwość korekty zasobów czynnych wyko-nawcy podczas realizacji budowy (np. awarie maszyn, nieobecności w pracy robotników, itp).Bezpieczeństwo planowania odno-szące się do rozwiązań determi-nistycznych zależy od wielu czyn-ników, których przeważnie w har-monogramie nie uwzględnia się. Rodzaj i ilość dyspozycyjnych zaso-bów, kwalifikacje ludzi i ich dyscy-plina zawodowa, sprawność i nie-

zawodność dostępnych narzędzi, wpływ otoczenia prowadzonych robót budowlanych i losowość zda-rzeń samych w sobie do tych czyn-ników należą. Do czynników loso-wych należą także czynniki atmos-feryczne, płynność kadry, różnego rodzaju trudności w zaopatrywaniu budów w materiały, sprzęt, awaryj-ność stosowanych maszyn. Wpływ oddziaływania czynników losowych na przebieg robót budowlanych powinien być uwzględniany już na etapie projektowania przebiegu budowy [6]. Pomijanie tego wpły-wu powoduje znaczną wrażliwość harmonogramów budowlanych na ich częstą dezaktualizację.W przypadku przedsięwzięć pro-stych w realizacji i planowaniu, harmonogram opracowuje się na podstawie prostych obliczeń, przy wykorzystaniu odpowiednich norm, z podaną wielkością nakła-dów. Istnieje obecnie stosunkowo dużo komputerowych systemów wspomagających harmonogra-mowanie. Należą do nich między innymi: PLANISTA, MS PROJECT, POWER PROJECT, PRIMAVERA, PERTMASTER, PREDICT. Systemy te usprawniają proces organiza-cji robót, jednak opracowane na ich podstawie harmonogramy nie szacują zdefiniowanych warun-ków ryzyka, niepewności i zakłó-ceń w celu probabilistycznej oceny np. kosztorysów czy harmonogra-mów budowy.Problem dobrego i bezpiecznego pod względem jakościowym pro-jektowania realizacji budowy jest problemem ważnym i aktualnym. Dlatego sądzę, że niezbędnym jest rozpoczęcie prac badawczych i wdrożeniowych nad opracowaniem systemu planowania uwzględniają-cego losowy charakter czasu wyko-nywania procesów budowlanych.Uważa się, że harmonogram w ukła-dzie niedeterministycznym (gdzie nakłady podawane będą np. w for-mie przedziałów z wyróżnioną war-tością oczekiwaną) pozwoli zmi-nimalizować straty spowodowane np. przestojami, opóźnieniami, wysokością kar za przekroczenie

terminów umownych. Podczas pla-nowania realizacji budowy pozwo-li na podanie wyników końcowych ze znanym prawdopodobieństwem, co ma ogromne znaczenie np. przy realizacji procesów budowlanych tworzących tzw. ścieżkę krytyczną, bądź zdeterminowanych czasem wykonania. Powinien być narzę-dziem minimalizacji kosztów, zhar-monizowania dostaw, ciągłej analizy zaplanowanych scenariuszy i elimi-nowania błędów.Można zadać sobie pytanie: dla-czego przy opracowaniu katalo-gów np. KNR pomierzone wartości nakładów są następnie uśrednia-ne? Średnia jest statystyką, którą oblicza się łatwo, ale która potra-fi w wielu przypadkach zniekształ-cać rzeczywisty obraz zdarzenia. Deterministyczne wartości nakładów nie mówią wtedy nic o losowym cha-rakterze czasu wykonywania pro-cesów budowy. Należy domniemy-wać, że znamy wartość oczekiwaną, ale nie znamy np. wielkości błędu, jaki możemy popełnić podczas pla-nowania procesu budowy.

BIBLIOGRAFIA[1] Bałuch H., Praca zbiorowa pod redakcją, Budownictwo komunikacyjne, WAT, 2001 r.[2] Benjamin J.R., Cornel C.A., Rachunek prawdopodobieństwa, statystyka matematyczna i teoria decyzji dla inżynierów, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne Warszawa 1977 r.[3] Findeisen W., Analiza systemowa – podstawy i metodologia, PWN, Warszawa, 1985 r.[4] Hellwig Z., Elementy rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej, PWN, W-wa 1975 r. [5] Jaworski K.M., Metodologia projektowania realizacji budowy, PWN, Warszawa, 1999 r.[6] Jaworski K.M., Podstawy organizacji budowy, PWN, Warszawa 2004 r.[7] Kasprowicz T., Scheduling building works under conditions of risk or uncertainty, Archivist Civil Engineering, tom XLIII z. 3, 1997 r.[8] Master of Business Administration – MBA 2/2001, 03 – 04. 2001 r., Pismo Wyższej Szkoły Przedsiębiorczości i Zarządzania im. T. Koźmińskiego i Międzynarodowej Szkoły Zarządzania.[9] Volk W., Statystyka stosowana dla inżynierów, Wydawnictwo Naukowo- -Techniczne, Warszawa 1973 r.[10] Encyklopedia organizacji i zarządzania, PWE.

ZARZĄDZANIE–ORGANIZACJA