Оптимизация распределения работ по техническому обслуживанию

Эффективную работу современного банка обеспечивает широкий арсенал разнообразных технических средств: вычислительная техника и оборудование информационных сетей, машины для обработки денежной массы, телекоммуникационная аппаратура, технические средства охраны и сигнализации, оргтехника. Сюда же следует отнести инженерное оборудование зданий и сооружений, включающее системы энергоснабжения, вентиляции, кондиционирования, пожаротушения, автоматизированные системы управления всем этим сложным хозяйством и его отдельными частями.

Столь высокая техническая оснащенность предъявляет особые требования к организации системы технического обслуживания (ТО), которая обеспечивала бы соблюдение необходимых условий эксплуатации и надежную работу всех видов техники. Основная задача технического обслуживания заключается в проведении профилактических мероприятий по поддержанию работоспособности оборудования на должном уровне путем выполнения комплекса регламентных работ с установленными для каждого вида техники объемом, периодичностью и последовательностью действий.

В зависимости от объемов выполняемых работ и частоты их проведения различают регламентные работы малой (ежедневные, недельные, ежемесячные) и большой (квартальные, полугодовые и годовые) периодичности, характеризующиеся своим набором технологических операций, задаваемых обычно изготовителем в сопроводительной технической документации (ТД) на поставляемое изделие с изложением необходимых требований и порядка проведения указанных работ. При этом содержание каждого последующего вида регламентных работ, как правило, не отменяет процедур предыдущих видов обслуживания с более частым периодом проведения.

Большая часть регламентных работ выполняется в ходе эксплуатации либо работниками технической службы, отвечающей за поддержание работоспособности конкретного вида оборудования, либо силами дежурной смены, если таковая предусмотрена техническими условиями эксплуатации. К таким видам работ относятся регламентные работы малой периодичности, содержание которых соответствует простейшим видам ТО и заключается в осмотре, удалении пыли, загрязнения и влаги, проверке разъемных электрических соединений и т. п.

Отдельные виды регламентных работ, требующих выполнения сложных операций, связанных с частичным демонтажем оборудования, проведения прецизионных измерений или настроек с применением специальной измерительной аппаратуры, а также предъявляющих достаточно высокие требования к квалификации работников, могут выполняться путем привлечения специализированных сторонних организаций на договорной основе.

Результаты анализа, проведенного в ходе экспертизы проектов договоров подряда на ТО территориальных отделений ЦБ РФ, показывает, что, помимо традиционного для многих договоров необоснованного завышения трудоемкости или сметной стоимости работ, достаточно часто несложные виды регламентных работ, не требующие специальной подготовки персонала, перекладываются на подрядчика, что, естественно, удорожает договор. Кроме того, в объем выполняемых работ по договору включаются операции, не предусмотренные технической документацией, в нарушение ТУ искусственно завышается частота проведения некоторых измерений, что также приводит к необоснованному увеличению цены договора.

При всем разнообразии используемых систем и комплексов, во-первых, многие из них имеют одинаковые функциональные элементы, требующие единого подхода при проведении ТО, во-вторых, содержание определенных регламентных работ, по крайней мере для работ малой периодичности, также достаточно близки для многих видов техники независимо от их назначения. Такие виды работ вполне успешно могут выполняться специалистами одной бригады, обеспечивая, в определенных пределах, обслуживание достаточно разнородной на первый взгляд техники. Несмотря на это, на практике для выполнения близких по характеру работ для разных видов техники часто выбираются разные подрядные организации, что отнюдь не способствует снижению суммарных затрат.

Перераспределение объема работ по ТО в сторону увеличения доли участия в их выполнении подрядной организации, конечно, облегчает задачу собственной службы эксплуатации, однако при этом следует иметь в виду, что содержание требующегося числа работников в собственном штате обходится, как правило, дешевле, чем оплата услуг такого же числа специалистов по договору с подрядной организацией.

В то же время стремление к выполнению всех работ по ТО собственными силами начиная с определенного объема требует увеличения штата обслуживающего или эксплуатирующего подразделения, повышения уровня квалификации работников. Выполнение этих требований может вызвать значительные дополнительные расходы, которые в результате приведут к превышению суммарных затрат на ТО по сравнению с оптимальным соотношением объемов услуг между сторонними организациями и собственной службой.

Таким образом, в процессе организации ТО перед владельцем техники стоит проблема распределения предписанного изготовителем объема регламентных работ W между собственной технической службой и подрядной организацией. Обычно W задается в виде списка работ и операций в ТД или перечня предоставляемых услуг в прейскуранте у подрядчика, каждой позиции которого соответствует определенная цена:

где

Если при этом технические требования, связанные с полнотой и качеством проводимых регламентных работ, принять в виде обязательных к выполнению условий, то при ограниченных ресурсах критерием выбора варианта распределения объема работ между исполнителями уместно предложить величину суммарных затрат Z, которая определяется выражением:

где — затраты на содержание собственной службы ТО, выполняющей определенную часть регламентных работ;
— цена договора на ТО с подрядной организацией, выполняющей оставшуюся часть работ;
W` — подмножество работ, выполняемых собственной службой владельца;
W`` — подмножество работ, выполняемых сторонней организацией;
W` и W`` — непересекающиеся множества объединение которых составляет весь объем регламентных работ, предписанных техническими условиями.

Величина цены подрядного договора напрямую зависит от объема выполняемых работ, а ее определяющей составной частью является величина фонда оплаты труда (ФОТ) F:

где — вектор расценок, используемый подрядной организацией.

— булева переменная, удовлетворяющая следующим условиям: (3)

— вектор, задающий распределение работ между исполнителями.

Допустим, цена договора, как производная величина от ФОТ, находится калькуляционным путем, как сумма себестоимости с установленными величинами накладных расходов и нормы прибыли. Опуская несущественные для данной модели детали ценообразования, выражение для цены договора для краткости можно записать следующим образом:

где k > 0 — некоторый набор нормативных коэффициентов для принятой в договоре структуры цены).

При определении функции , как суммы расходов на содержание службы ТО, с точки зрения поставленной здесь задачи в первую очередь представляет интерес та составная часть затрат, которая зависит от варианта распределения работ. В простейшем случае к таким затратам относятся расходы С_п на содержание персонала. Величина С_п напрямую определяется потребной численностью специалистов, которая не всегда однозначно зависит от объема выполняемых работ, и, кроме того, зависит от уровня подготовки персонала. Тем не менее затраты на содержание службы эксплуатации или ТО в конечном итоге прямо пропорциональны числу работ и их сложности и представляют собой монотонно возрастающую функцию указанных переменных.

Необходимая численность персонала службы ТО, как вариант, может определяться, например, исходя из действующих норм трудозатрат на отдельные виды работ из множества W. Используя типовые расценки из выбранного нормативного документа и проведя необходимые расчеты, получают перечень внутренних расценок с помощью которого расходы на содержание персонала выражаются через введенную ранее булеву переменную (3):

При этом С` в принципе не зависит от расценок С``, принятых у подрядной организации, хотя и не исключается использование в обосновывающих расчетах одинаковых нормативных документов.

Не приводя подробную структуру затрат на ТО, включающую помимо С_п материальные затраты, накладные расходы, амортизационные отчисления и ряд других обязательных статей, выражение для можно представить следующим образом:

где С_S — сумма типовых затрат, не зависящих в явном виде от состава работ W`.

Подставляя выражения (4) и (5) в формулу (1), получаем выражение для суммарных затрат владельца оборудования на ТО:

В векторной форме задача оптимального распределения работ между исполнителями, приводящая к минимальным суммарным расходам на ТО, формулируется следующим образом:

W — непустое конечное множество, n > 0 — число видов работ;

— пространство возможных решений при распределении работ между исполнителями.

Качественный вид функций для выражения суммарных затрат и его составляющих представлены на рисунке, откуда видно, что кривая суммарных затрат Z имеет отчетливый минимум, в области которого и следует искать оптимальное распределение работ между исполнителями, задаваемое вектором

Поскольку оптимальное соотношение объемов работ определяется, исходя из интересов владельца техники, то искомому решению задачи (7) будет соответствовать подмножество работ, которое обозначим как оптимальное и условно будем считать таковым лишь подмножество работ W`_опт, выполняемых службой ТО владельца.

Остаточная величина С_э на границе определения кривой при полной передаче функций по ТО сторонней организации, в случае, когда — пустое множество, а W`` = W, появляется для тех видов техники, которые требуют наличия службы эксплуатации, и представляет собой сумму затрат на содержание данной службы. Так, например, обеспечение бесперебойной работы сложных комплексов электросвязи предполагает наличие такой службы, с организацией сменных дежурств, в то время как большинство видов оргтехники не требуют специальной службы эксплуатации.

Задача (7) относится к классу задач нелинейного целочисленного программирования с бинарными булевыми переменными. Общее число возможных вариантов решения N представляет собой сумму сочетаний различных видов работ из множества W, которое возможно образовать, беря последовательно по 1, 2, и т. д., до n видов работ:

С увеличением n число вариантов быстро растет и, например, при n = 20 составляет уже 2 711 378 комбинаций, что делает неприемлемым нахождение оптимального решения задачи (7) для реального числа работ методом прямого перебора. На практике, как правило, нет необходимости осуществлять полный перебор всех вариантов или искать строгие сложные алгоритмы поиска экстремума, возможности которых к тому же весьма ограничены для нелинейных задач такого класса. Проведение ряда неформальных эвристических процедур, предусматривающих предварительное распределение части работ между исполнителями, отбрасывание явно непригодных по объективным причинам вариантов, позволяет существенно снизить размерность задачи и провести необходимые вычисления для функции (7) при достаточно ограниченном числе допустимых вариантов.

Так, например, разбиение множества W на ряд непересекающихся подмножеств по признаку периодичности проведения работ на ежедневные, месячные, квартальные и годовые регламенты: с передачей простейших функций по ежедневному и месячному регламенту собственной службе ТО приводит к необходимости анализа лишь двух подмножеств — W_к и W_г и требует проведения расчетов на модели (7) для меньшего числа видов работ. При этом часть работ из W_к и W_г может быть также однозначно передана подрядной организации в силу наличия обстоятельств, которые по каким-либо причинам решено не рассматривать в принятой модели в качестве переменного фактора.

Опыт эксплуатации, подтверждаемый необходимыми расчетами, показывает, что дополнительное включение определенного числа специалистов в штат собственной службы оказывается более эффективным и требует меньших затрат, чем заключение договоров подряда на ТО. При этом появляется возможность за счет сэкономленных средств пополнить ЗИП, расширить ремонтную базу необходимым оборудованием, повысив тем самым техническую готовность обслуживающего персонала в проведении малого и среднего ремонта. Кроме того, оптимизация технологического процесса обслуживания при выполнении работ на месте силами собственных постоянных работников при должном контроле повышает качество ТО и является дополнительным резервом сокращения трудозатрат.

Технико-экономический анализ вариантов организации работ по ТО с использованием предложенной в статье математической модели позволяет разработать обоснованные предложения по совершенствованию структуры технических служб и эксплуатирующих подразделений, в результате реализации которых у владельцев техники появляется реальная возможность сокращения суммарных затрат на ТО и текущий ремонт.