Inżynieria przedsięwzięć budowlanych: Rekomendowane metody i techniki.

(1)

P O L S K A A K A D E M I A N A U K

KOMITET INŻYNIERII LĄDOWEJ I WODNEJ

SEKCJA INŻYNIERII PRZEDSIĘWZIĘĆ BUDOWLANYCH

IN ŻYN IE RI A

PR ZE DSI Ę WZIĘ Ć B UD O WLA NY CH

R

EKOMENDOWANE METODY I TECHNIKI

Praca zbiorowa pod redakcją Tadeusza Kasprowicza

(2)

Rada Redakcyjna

A.M. Brandt, A.Garstecki, P. Konderla, A. Kozłowski, M. Kwietniewski,

A. Siemińska-Lewandowska, J. Szwabowski, W.Świdziński, J. Ziółko

Komitet Redakcyjny

W. Bilon (Niemcy), J. Chróścielewski, L. Courard (Belgia), A. Garbacz,

W. Gilewski, M. Giżejowski, O. Kapliński, W. Marks, Z. Młynarek,

A.S. Nowak (USA), J.Z. Piotrowski, A.P. Tarko (USA), M. Tracz, E.K.

Za-vadskas (LitwaP), H. Zobel (redaktor naczelny).

Redaktor tomu

Tadeusz Kasprowicz

Recenzenci

Zdzisław Hejducki, Oleg Kapliński

© Copyright by Sekcja Inżynierii Przedsięwzięć Budowlanych KILiW PAN

http://sipb.sggw.pl/

Wydanie we współpracy z Polską Izbą Inżynierów Budownictwa

sponsorowane przez

Przedstawicielstwo Korporacyjne w Gliwicach

Sopockie Towarzystwo Ubezpieczeń Ergo Hestia S.A.

Ul. Sienkiewicza 11, 44-100 Gliwice

Zeszyt nr 91

ISBN 978-83-7814-403-8

Wydanie I. Nakład 100 egz.

Ark. wyd. 17,5

(3)

SPIS TREŚCI

1. Inżynieria przedsięwzięć budowlanych... 10

1.1. Wprowadzenie ... 10

1.2. Przedmiot badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych ... 12

1.3. Obszary problemowe i wybrane szczegółowe problemy badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych ... 16

1.4. Interdyscyplinarność badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych ... 18

1.5. Podsumowanie ... 19

1.6. Literatura ... 20

2. Wstępna selekcja wykonawców robót budowlanych z zastosowaniem logiki rozmytej ... 21

2.2. Proponowana procedura prekwalifikacji ... 22

2.3. Kryteria selekcji wykonawców robót budowlanych ... 25

2.4. Modele prekwalifikacji ... 26

2.5. Założenia modelu prekwalifikacji z zastosowaniem zbiorów rozmytych ... 27

2.6. Ogólna charakterystyka modelu ... 30

2.7. Przykład ilustrujący działanie modelu ... 34

2.8. Analiza wrażliwości modelu ... 42

2.9. Program „Prekwalifikacja” ... 43

3. Metoda diagnozy i sterowania relacjami partnerskimi przedsiębiorstwa budowlanego... 49

3.2. Model relacji partnerskich przedsiębiorstw budowlanych ... 51

3.3. Projekt rozmytego systemu eksperckiego ... 54

3.4. Przykład działania systemu ... 73

3.5. System informatyczny do zarządzania relacjami partnerskimi przedsiębiorstw budowlanych ... 76

3.7. Literatura: ... 79

4. Kontrola kosztów realizacji obiektu budowlanego metodą Earned Value ... 81

4.2. Rekomendowane zastosowania ... 83

4.3. Analiza i sformułowanie problemu ... 84

4.3.1. Podstawowe założenia ... 84

4.3.2. Metodyka obliczania wartości wypracowanej ... 87

4.3.3. Metodyka grupowania zadań i wyznaczania wartości wskaźników EVM ... 89

4.4. Kontrola zaawansowania metodą EVM w programie MS Project ... 93

4.4.1. Wprowadzenie ... 93

4.4.2. Przypisywanie kosztów planowanych do zadań ... 95

4.4.3. Wady i zalety różnego sposobu deklarowania kosztów planowanych ... 98

(4)

4.4.5. Edytowanie kosztów rzeczywistych ... 101

4.4.6. Ustawienie opcji programu wpływających na przebieg obliczeń wskaźników EVM ... 101

4.4.7. Deklarowanie danych z jednej aktualizacji i odczytywanie wartości wskaźników 103 4.4.8. Uwzględnianie zmiany planowanych kosztów i/lub terminu zakończenia robót. . 105

4.4.9. Ocena przebiegu robót na podstawie wskaźników EVM ... 106

4.5. Przykłady zastosowania ... 108

4.5.1. Przykład nr 1. Obliczanie wartości wskaźników EVM... 108

4.5.2. Przykład nr 2. Obliczanie wartości wskaźników EVM w arkuszu Excel na podstawie listy zadań. ... 109

4.5.3. Przykład nr 3. Kontrola zaawansowania metodą EVM w arkuszu Excel dużego obiektu budowlanego. ... 111

4.5.4. Przykład nr 4. Kontrola zaawansowania metodą EVM w programie MS Project . 117 4.5.5. Przykład nr 5. Kontrola zaawansowania metodą EVM w programie MS Project obiektu budowlanego ... 120

4.6. Słownik pojęć i akronimów używanych w metodzie EVM ... 122

5. Optymalizowanie decyzji w planowaniu produkcji budowlanej na podstawie pracochłonności prac ... 126

5.2. Optymalizacja organizacji zespołu do wykonania zadania ... 126

5.3. Ustalanie organizacji brygady do wykonania przedsięwzięcia ... 130

5.4. Harmonogramowanie produkcji budowlanej ... 134

5.5. Analiza ryzyka planu produkcji budowlanej ... 135

6. Modele decyzyjne problemu wyrównania zapotrzebowania na zasoby ... 141

6.2. Ogólna charakterystyka problemu ... 141

6.3. Analiza i sformułowanie problemu ... 144

6.4. Przykład testowy rozwiązania modelu wyrównywania zasobów ... 149

7. Analiza sieci pert metodą symulacji komputerowej ... 157

7.2. Ogólna charakterystyka problemu analizy modeli sieciowych z niedeterministycznymi czasami realizacji procesów ... 157

7.3. Analiza i sformułowanie problemów symulacji modelu sieciowego metodą Monte Carlo... 159

7.3.1. Szacowanie wiarygodności wyników symulacji ... 159

7.3.2. Definiowanie typów i parametrów rozkładów prawdopodobieństwa czasu wykonania procesów ... 161

7.4. Przykład zastosowania metody symulacji Monte Carlo do analizy przedsięwzięć budowlanych ... 165

7.4.1. Podstawowe założenia ... 165

(5)

7.4.3. Analiza modelu sieciowego metodą symulacji komputerowej ... 168

7.4.4. Porównanie wyników analizy modelu sieciowego metodą symulacji komputerowej z metodą PERT ... 168

7.4.5. Analiza modelu sieciowego z ograniczeniem czasowym rozpoczynania czynności ... 169

7.4.6. Analiza modelu sieciowego z ograniczeniem dostępności zasobu odnawialnego 169 7.5. Podsumowanie ... 170

8. Metoda określania pracochłonności i materiałochłonności pali wierconych 173 8.1. Streszczenie: ... 173

8.2. Cel i zakres opracowania ... 173

8.3. Ogólny opis problemu ... 173

8.4. Metodyka opracowania norm rzeczowych ... 176

8.5. Pracochłonność i norma czasu ... 184

8.6. Materiałochłonność i norma zużycia mieszanki betonowej ... 186

8.7. Przykładowa tabelaryzacja norm pracochłonności i materiałochłonności pali CFA ... 188

9. Model decyzyjny wspomagający utrzymanie budynków mieszkalnych ... 192

9.2. Ogólna charakterystyka problemu ... 193

9.3. Opis proponowanego modelu ... 196

9.4. Ocena budynku ... 196

9.5. Ocena wartości użytkowej budynków... 198

9.6. Klasyfikacja budynków do remontu oraz zaprojektowanie wariantowych napraw ... 201

9.7. Wskazanie rozwiązań remontowych ... 201

9.8. Przykład zastosowania modelu ... 202

10. Metoda oceny ryzyka uszkodzeń obiektów komunikacyjnych w warunkach kryzysowych ... 209

10.2. Metodologia badań... 210

10.3. Podstawy teoretyczne metody oceny ryzyka uszkodzenia obiektów mostowych... 211

10.3.1. Podstawowe założenia dotyczące oceny ryzyka uszkodzenia obiektów mostowych ... 211

10.3.2. Metody optymalizacji wielokryterialnej wykorzystywane do oceny ryzyka uszkodzenia obiektów infrastruktury transportowej ... 212

10.3.3. Kryteria uwzględniane przy ocenie ryzyka uszkodzenia obiektów mostowych .... 216

10.4. Przykład oceny ryzyka uszkodzenia obiektu mostowego ... 218

10.5. Aplikacja komputerowa do oceny ryzyka uszkodzenia obiektów mostowych... 224

(6)

11. Drzewa decyzyjne i użyteczność decyzji ... 229

11.2. Przypadek jednoetapowej decyzji ... 230

11.3. Przypadek decyzji sekwencyjnych... 232

11.4. Użyteczność decyzji ... 237

11.5. Komentarze ... 240

12. Model oszacowania łącznych kosztów cyklu życia obiektu. ... 245

12.2. Cel i zakres oszacowania kosztów w cyklu życia ... 246

12.3. Uregulowania prawne i kierunki rozwoju analizy cyklu życia obiektu ... 247

12.4. Metodyka LCCA... 251

12.5. Procedura LCCA... 254

12.6. Rodzaje kosztów w LCCA ... 256

12.7. Ocena stanu technicznego budynku w LCCA ... 257

12.8. Przykład wykorzystania LCCA do porównywania wariantów rozwiązań ... 257

12.9. Wnioski końcowe ... 262

(7)

Wprowadzenie

Inżynieria przedsięwzięć budowlanych jest stosunkowo nową specjalnością w budownictwie. Specjalność ta łączy dotychczasowe specjalności, takie jak: zarzą-dzanie w budownictwie, technologia i organizacja robót budowlanych, kierowanie budową, zarządzanie przedsięwzięciami i przedsiębiorstwami budowlanymi, a także eksploatacja obiektów budowlanych. Nowe oprogramowanie i coraz większe obli-czeniowe możliwości systemów komputerowych skłaniają zarówno badaczy jak i praktyków do poszukiwania, opracowania i wdrażania różnych rozwiązań szczegó-łowych problemów projektowania realizacji przedsięwzięć budowlanych. Skupienie i ukierunkowanie tego wysiłku w jednej specjalności może poprawić użyteczność proponowanych koncepcji. Jest to szczególnie ważne ze względu na potrzebę kom-pleksowych metod projektowania realizacji przedsięwzięć budowlanych. Opracowanie „Inżynieria przedsięwzięć budowlanych. Rekomendowane metody i techniki”, które przygotowano w ramach działalności naukowej Sekcji Inżynierii Przedsięwzięć Budowlanych Komitetu Inżynierii Lądowej PAN, w całości poświę-cone jest różnym problemom inżynierii przedsięwzięć budowlanych. Jest to drugie opracowanie Sekcji IPB KILiW PAN [1], które ma charakter monografii i jest po-święcone metodom i modelom badawczym inżynierii przedsięwzięć budowlanych. Prezentowane metody i techniki są syntetycznymi opracowaniami naukowymi, które mogą być rozwijane, uszczegółowiane lub specjalizowane w celu bezpośredniego zastosowania w praktyce budowlanej. Ogólny zakres badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych, w którym zwierają się kolejne rozdziały, opisano w rozdziale pierw-szym „Inżynieria przedsięwzięć budowlanych”. Określono w nim przedmiot badań oraz zdefiniowano podstawowe obszary problemowe i wybrane szczegółowe pro-blemy badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych. W rozdziale drugim „Wstępna selekcja wykonawców robót budowlanych z zastosowaniem logiki rozmytej” uzasad-niono potrzebę i zaproponowano ogólną procedurę prekwalifikacji wykonawców robót budowlanych, określono kryteria selekcji tych wykonawców, zdefiniowano modele i założenia modelu prekwalifikacji z zastosowaniem zbiorów rozmytych. Na zakończenie rozdziału przedstawiono przykład ilustrujący działanie modelu. Prezen-towane rozwiązania mogą znaleźć zastosowanie w początkowej fazie przygotowanie realizacji przedsięwzięć budowlanych. W rozdziale trzecim „Metoda diagnozy i sterowania relacjami partnerskimi przedsiębiorstwa budowlanego” zaproponowa-no model relacji partnerskich przedsiębiorstw budowlanych i projekt rozmytego systemu eksperckiego. Możliwości zastosowania systemu przedstawiono na zakoń-czenie rozdziału opisując przykład działania systemu. Przedstawione rozwiązania są szczególnie ważne dla rynkowego funkcjonowania przedsiębiorstw budowlanych. W rozdziale czwartym „Kontrola kosztów realizacji obiektu budowlanego metodą Earned Value” przedstawiono problemy kontroli kosztów z zastosowaniem EVM. Metoda nie jest w Polsce szeroko znana i stosowana. Jednak korzyści, które mogą być uzyskane w wyniku jej zastosowania generują coraz szersze zainteresowanie metodą. Przedstawiony w rozdziale opis problemu oraz rekomendowane zastosowa-nia wyjaśzastosowa-niają możliwości i sposób jej wykorzystazastosowa-nia. Natomiast analiza i sformułowanie problemu oraz metodyka obliczania wartości wypracowanej, meto-dyka grupowania zadań i wyznaczania wartości wskaźników EVM stanowią

(8)

rozszerzenie i uszczegółowienie metody. Bardzo cenne jest też przedstawienie zasad i sposobu kontroli zaawansowania przedsięwzięcia metodą EVM za pomocą pro-gramu MS Project. Proponowane podejście pozwala zwiększyć prawdo-podobieństwo realizacji przedsięwzięć budowlanych na czas i w ramach budżetu. W olejnym piątym rozdziale „Optymalizowanie decyzji w planowaniu produkcji budowlanej na podstawie pracochłonności prac” przedstawiono rozwiązanie trzech istotnych zagadnień związanych z realizacją przedsięwzięć budowlanych. Zapropo-nowano metodę optymalizacji organizacji zespołu do wykonania zadania oraz zasady ustalania organizacji brygady do wykonania przedsięwzięcia. Określono metodę harmonogramowanie produkcji budowlanej i analizy ryzyka planu produkcji budowlanej. Jest to metoda, która może znaleźć zastosowanie w fazie planowania przedsięwzięć budowlanych. W rozdziale szóstym „Modele decyzyjne problemu wyrównania zapotrzebowania na zasoby” przedstawiono ogólną charakterystykę problemu, sposób jego analizy i sformułowania oraz przykład testowy rozwiązania modelu wyrównywania zasobów. Przedstawiona metoda umożliwia lepszy stopień harmonizacji pracy angażowanych zasobów, pozwala na pełne wykorzystanie po-tencjału wykonawczego, redukcję czasu i kosztu realizacji przedsięwzięć. Oznacza to, że jej zastosowanie pozwala lepiej wykorzystać posiadane zasoby realizacyjne, a także przyspieszyć realizację przedsięwzięć budowlanych. W rozdziale siódmym „Analiza sieci PERT metodą symulacji komputerowej” scharakteryzowano proble-matykę analizy modeli sieciowych przedsięwzięć realizowanych w warunkach niedeterministycznych oraz zidentyfikowano problemy praktycznego stosowania metody symulacji Monte Carlo. Przedstawiono ogólną charakterystykę problemu analizy modeli sieciowych z niedeterministycznymi czasami realizacji procesów oraz analizę i sformułowanie problemów symulacji modelu sieciowego metodą Monte Carlo. W zamieszczonym przykładzie zilustrowano sposób analizy modelu sieciowego przedsięwzięcia oraz możliwości uwzględniania ograniczeń czasowych i zasobowych. Jest to kolejna próba doskonalenia już stosowanych metod projekto-wania procesów budowlanych i lepsze dopasowanie harmonogramów do przewidywanych warunków realizacji przedsięwzięć budowlanych. W rozdziale ósmym „Metoda określania pracochłonności i materiałochłonności pali wierco-nych” przedstawiono analizę pracochłonności i materiałochłonności pali fundamentowych wierconych świdrem ciągłym oraz metodykę opracowywania norm czasu i zużycia mieszanki betonowej na podstawie analizy wyników badań in situ. W badaniach wykorzystano przede wszystkim informacje z monitoringu reali-zacji pali, które rejestrowane są za pomocą komputera stanowiącego wyposażenie jest palownicy. Mimo, że prezentowane propozycje dotyczą normalizacji wykonania pali wierconych to metodyka opracowywania norm może być pomocna w normo-waniu nakładów rzeczowych innych robót budowlanych. Jest to szczególnie ważne, gdyż wiele stosowanych norm nie w pełni odpowiada aktualnym uwarunkowaniom realizacji przedsięwzięć budowlanych. W rozdziale dziewiątym „Model decyzyjny wspomagający utrzymaniem budynków mieszkalnych” przedstawiono model decy-zyjny wyboru wariantu remontu lub przebudowy budynków mieszkalnych na podstawie wielokryterialnej oceny wartości użytkowej, która stanowi podstawę kla-syfikacji remontowej i określenia najkorzystniejszego zakresu działań remontowych, z punktu widzenia kosztu ich realizacji. Proponowana metoda jest szczególnie

(9)

waż-na w sytuacji, gdy zważ-naczważ-na, a czasami większość, eksploatowanej infrastruktury budowlanej wymaga lub będzie wymagać poprawy lub odtworzenia odpowiednich warunków użytkowych. W rozdziale dziesiątym „Metoda oceny ryzyka uszkodzeń obiektów komunikacyjnych w warunkach kryzysowych” zaprezentowano metody ilościowej oceny ryzyka uszkodzenia obiektów mostowych. Przedstawiono podsta-wy teoretyczne metody oceny ryzyka uszkodzenia i kryteria oceny ryzyka uszkodzenia obiektów mostowych, kryteria uwzględniane przy ocenie prawdopodo-bieństwa uszkodzenia obiektów mostowych oraz kryteria uwzględniane przy ocenie konsekwencji uszkodzenia obiektów mostowych. Ostateczna ocena ryzyka uszko-dzenia obiektów infrastruktury transportowej generowana jest, jako rozwiązanie wielokryterialne. Proponowane podejście dotyczy specyficznych warunków środo-wiskowych i systemowych. Jednak biorąc pod uwagę możliwe kataklizmy naturalne, a także negatywne celowe oddziaływanie człowieka, warto i tę metodę propagować, jako swoiste przygotowanie do sytuacji kryzysowych. Rozdział jedenasty „Drzewa decyzyjne i użyteczność decyzji” wprowadza nas w problematykę decyzji sekwen-cyjnych, a przede wszystkim przedstawia sposób uwzględnienia preferencji decydenta, jego skłonności lub awersję do ryzyka. Rozpatrywane są sytuacje podej-mowania decyzji w warunkach niepewności. W analizie procesów decyzyjnych wykorzystano, jako narzędzie, tak zwane drzewo decyzyjne. Rozważania teoretycz-ne wsparto teorią użyteczności, dzięki czemu określono postawy decydenta wobec ryzyka. Wpływ tych postaw (np. awersji wobec ryzyka) zobrazowano skutkami ekonomicznymi. W rozdziale dwunastym „Model oszacowania łącznych kosztów cyklu życia obiektu” przedstawiono zasady kompleksowej analizy obiektu budowla-nego. Przedstawione wcześniej w monografii metody i techniki odnosiły się do wybranych faz przygotowania, budowy lub eksploatacji obiektu budowlanego. Zgodnie z postulatami Dyrektyw UE istnieje wymóg określania kosztów globalnych w okresie w wynoszącym 30 lat dla obiektów mieszkaniowych, zaś dla budynków komercyjnych – 20 lat. W tym sensie spełnienie wymagań zrównoważonego bu-downictwa wymusza analizę całego cyklu życia obiektów budowlanych. Wskazana jest analiza kosztów tego cyklu. Takie właśnie podejście, ściśle związane z ogólną metodą LCCA (Life Cycle Cost Analysis), przedstawiono w rozdziale dwunastym.

Podsumowując można stwierdzić, że poszczególne rozdziały monografii zawie-rają podstawy teoretyczne oraz metody i techniki rozwiązania różnych problemów analizy i projektowania przedsięwzięć budowlanych. Są to problemy ważne z punk-tu widzenia praktyki, a także z punkpunk-tu widzenia kształcenia inżynierów budownictwa lądowego. Monografia skierowana jest do członków Sekcji IPB, do nauczycieli akademickich, studentów i doktorantów wydziałów budownictwa i in-żynierii lądowej oraz do inżynierów praktyków, a zatem do wszystkich, którzy realizują lub będą realizować przedsięwzięcia budowlane oraz w różnym zakresie analizować i rozwiązywać problemy związane z budową, użytkowaniem i utrzyma-niem obiektów budowlanych, w szczególności z technologią i organizacją robót budowlanych, kierowaniem budową, zarządzaniem przedsięwzięciami i przedsię-biorstwami budowlanymi, a także eksploatacją, w tym remontem obiektów budowlanych.

(10)

Tadeusz Kasprowicz1

1. Inżynieria przedsięwzięć budowlanych

1.1. Wprowadzenie

Budowa obiektów budowlanych, technologia i organizacja robót budowlanych, kierowanie budową, zarządzanie przedsięwzięciami i przedsiębiorstwami budowla-nymi, a także eksploatacja obiektów budowlanych są przedmiotem badań i kształcenia inżynierów budownictwa od wielu lat. W tym czasie nastąpił istotny rozwój zarówno teorii jak i możliwości jej zastosowań do rozwiązywania proble-mów praktyki. Pojawiły się nowe możliwości analizy i projektowania procesów budowlanych, ale także nowe potrzeby praktyki w zakresie zarządzania tymi proce-sami. Wymagania społeczne, techniczne i ekonomiczne wymuszają kompleksowe analizy i rozwiązania problemów budowy, przebudowy, montażu, remontu lub roz-biórki i eksploatacji obiektów budowlanych. Konieczne staje się nowe kompleksowe, systemowe podejście do rozwiązywania tych problemów. Niezbędne stają się nowe metody i techniki analizy i projektowania realizacji robót budowla-nych. Takie podejście stało się podstawową przyczyną ukształtowania się specjalności inżynieria przedsięwzięć budowlanych. Jest to związane z postawą badacza i projektanta, która ukierunkowana jest na sprawne i efektywne z punktu widzenia warunków społecznych, technicznych i ekonomicznych, rozwiązywanie problemów budownictwa. Ponadto, zakłada się wykorzystanie dorobku innych nauk do rozwiązywania takich problemów. Biorąc pod uwagę różnorodność poglądów w tym zakresie, warto zdefiniować podstawowe pojęcia i zdefiniować przedmiot badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych. Definicji wymagają trzy podstawowe określenia: inżynieria, przedsięwzięcie budowlane oraz termin złożony inżynieria przedsięwzięć budowlanych.

Termin „inżynieria” stosowany jest od dawna w nauce i technice do opisu za-gadnień związanych z analizą, badaniem i projektowaniem różnych obiektów. Przez lata rozumienie słowa „inżynieria” ewoluowało, zmieniały się jego zakres i treść. Obecnie, pojęciem tym najczęściej opisuje się postępowanie, w którym analiza wy-branego fragmentu rzeczywistości prowadzona jest kompleksowo z zastosowaniem podejścia systemowego, a proponowane metody i rozwiązania formułowane są w ujęciu systemowym. Różne koncepcje w tym zakresie są prezentowane w pracach [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Można stwierdzić, że współcześnie, w różnych dziedzinach związa-nych przygotowaniem zmian i przekształcaniem rzeczywistości, termin „inżynieria” rozumie się jako:

1.

Rozszerzający się dział nauk praktycznych, który opisuje, bada i formułuje prawa dotyczące określonego fragmentu rzeczywistości, w tym materii nieor-ganicznej i ornieor-ganicznej, roślin i zwierząt.

1

Tadeusz Kasprowicz, prof. dr hab. inż., Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji, Wojskowa Akademia Techniczna

(11)

2.

Proces decyzyjny i wykorzystanie zasobów podporządkowane celowi, którym jest przygotowanie i realizacja jakiegoś przedsięwzięcia.

W odniesieniu do budownictwa termin inżynieria bywa rozumiany różnie. Zgodnie z „Leksykonem naukowo-technicznym” [7] inżynieria lądowa to technicz-na dyscyplitechnicz-na technicz-naukowa zajmująca się zagadnieniami budowy dróg, kolei, lotnisk i tuneli. Można stwierdzić, że definicja ta nie obejmuje dużego obszaru budownic-twa, które definiowane jest, jako technika wznoszenia i konserwacji budowli oraz związane z nią umiejętności, gdyż budowla [7, 8] to każdy obiekt budowlany niebę-dący budynkiem lub obiektem małej architektury. Na internetowej stronie Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN (http://www.kiliw.pan.pl) określono zakres dzia-łania komitetu, jako badanie obiektu budowlanego w czasie projektowania, wznoszenia i eksploatacji w środowisku, a także jego modernizacja i naprawy. Na-tomiast główne kierunki badań to: obciążenia działające na obiekt, współdziałanie obiektu z podłożem, materiały budowlane, systemy izolacyjne, systemy ogrzewania, wentylacji, zaopatrzenia w wodę i energię, sanitarne, ponadto budowle hydrotech-niczne, inżynieria dróg i mostów, infrastruktura techniczna miast oraz organizacja i planowanie procesów budowlanych. Definicja ta chyba najlepiej oddaje współcze-sne rozumienie inżynierii lądowej.

Termin „przedsięwzięcie budowlane” związany jest z często ostatnio używa-nymi terminami „projekt” i „zarządzanie projektami”. Zarządzanie projektami jest chyba aktualnie jednym z najbardziej rozpowszechnionych terminów, który jest wykorzystywany do kompleksowego opisu podejmowanych działań w różnych dziedzinach i dyscyplinach naukowych, a także w praktyce gospodarczej. Za pomo-cą terminu „projekt” zwykle opisuje się wszystkie działania związane z przygotowaniem i realizacją określonego zadania, w tym zarządzanie i realizację zadania od pomysłu, poprzez opracowanie jego wykonania, realizację i zakończenie. Taką treść w języku polskim lepiej opisuje słowo przedsięwzięcie [6]. Ponadto, w budownictwie sformułowanie „zarządzanie projektem budowlanym” może być i bywa mylące, gdyż terminy „zarządzanie budową”, „projektowanie w budownic-twie” i „projekt budowlany” zostały wcześniej dobrze zdefiniowane i są powszechnie jednakowo rozumiane, jednak inaczej niż w określeniu „zarządzanie projektem”. W tym kontekście, podobnie jak w pracach [1, 2, 3], za pomocą terminu „przedsięwzięcie budowlane” opisuje się proces przygotowania i realizacji budowy, przebudowy, montażu, remontu lub rozbiórki obiektu budowlanego w konkretnym miejscu, czasie, otoczeniu systemowym i środowisku naturalnym. Przedsięwzięcie budowlane jest realizowane współzależnymi etapami, które zapewniają osiągnięcie założonego celu. Etapy te to: studia techniczno-ekonomiczno-środowiskowe, opra-cowanie koncepcji przedsięwzięcia i projektu budowlanego oraz przygotowanie organizacyjne i realizacja budowy, w tym przekazanie obiektu do eksploatacji. We wszystkich etapach przygotowania i realizacji przedsięwzięcia budowlanego, po-szczególne opracowania wykonywane są przez specjalistów posiadających wymagane uprawnienia. Podstawowym etapem przedsięwzięcia budowlanego są roboty budowlane na placu budowy. Szczególnym przedsięwzięciem budowlanym jest eksploatacja obiektu budowlanego, czyli zapewnienie możliwości użytkowania obiektu zgodnie z przeznaczeniem poprzez utrzymanie jego wymaganego stanu eksploatacyjnego. W tym sensie użytkowanie obiektu, to zbiór działań związanych

(12)

z kierowaniem procesem użytkowania i wypełniania przez obiekt wymaganych funkcji, czyli wykorzystania obiektu zgodnie z przeznaczeniem. Utrzymanie obiek-tu, to zbiór działań związanych z kierowaniem utrzymaniem i zachowaniem lub odtworzeniem zdolności wypełniania przez obiekt wymaganych funkcji, włącznie z koniecznym dostosowaniem do zmian warunków zewnętrznych. W tym sensie utrzymanie obiektu to jego obsługa funkcjonalna, konserwacja, remont bieżący lub główny. Podstawą projektowania przedsięwzięć budowlanych jest analiza potrzeb inwestora, warunków realizacji robót i eksploatacji obiektu. Szczególnym etapem przygotowania przedsięwzięcia budowlanego jest projektowanie techniczne obiektu. Można stwierdzić, że projektowanie techniczne, w tym konstrukcji obiektu i opra-cowanie projektu budowlanego (dokumentacji projektowej), ze względu na wymaganą wiedzę, niezbędne umiejętności i kompetencje jest realizowane przez specjalistów, jako wyodrębniona część przedsięwzięcia. Zawsze z uwzględnieniem wymagań funkcjonalnych oraz warunków technicznych, technologicznych, organi-zacyjnych, ekonomicznych, systemowych i środowiskowych realizacji robót i eksploatacji obiektu. Etap ten nie jest w niniejszej pracy szczegółowo opisywany.

Biorąc powyższe pod uwagę oraz aktualny stan badań, można stwierdzić, że „inżynieria przedsięwzięć budowlanych” to specjalność w ramach inżynierii lądo-wej, która zajmuje się badaniem budowy, montażu, przebudowy, remontu i eksploatacji obiektów budowlanych w konkretnym miejscu, czasie, otoczeniu sys-temowym i środowisku naturalnym. Dotyczy to gromadzenia i tworzenia specjalistycznej wiedzy, umiejętności i kompetencji, które są niezbędne do projek-towania przedsięwzięć budowlanych oraz podejmowania decyzji określających sposób, czas, koszty, jakość, wymagania i miejsce realizacji przedsięwzięcia budow-lanego. Z tego punktu widzenia, w ramach inżynierii przedsięwzięć budowlanych prowadzone są badania technologii i organizacji robót budowlanych, przygotowania i realizacji przedsięwzięć budowlanych, struktury i funkcjonowania przedsiębiorstw budowlanych oraz procesu eksploatacji obiektów budowlanych. Podstawowym ce-lem takiej analizy jest spełnienie wymagań zrównoważonego budownictwa i wykonanie przedsięwzięć budowlanych na czas, w ramach budżetu i powyżej oczekiwań jakościowych zmawiającego.

1.2. Przedmiot badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych

Zgodnie z przedstawioną definicją podstawowym przedmiotem badań inży-nierii przedsięwzięć budowlanych jest budowa, przebudowa, montaż, remont lub rozbiórka obiektu budowlanego w konkretnym miejscu, czasie, otoczeniu systemo-wym i środowisku naturalnym. Badany jest cykl przygotowania, wykonania i eksploatacji obiektu budowlanego. Oznacza to, że obiekt budowlany w początko-wej fazie przedsięwzięcia budowlanego fizycznie nie istnieje. W kolejnych fazach powstaje obiekt. Początkowo jest to ogólne wyobrażenie obiektu, związane z zaspo-kojeniem potrzeb inwestora, następnie kolejno koncepcja funkcjonalno-konstrukcyjna, projekt konstrukcji, projekt realizacji robót. Podczas realizacji robót powstaje obiekt rzeczywisty, który jest przekazywany do eksploatacji i eksploato-wany. Można stwierdzić, że w fazie precyzowania potrzeb inwestora, opracowania koncepcji i projektowania przedmiotem działań jest obiekt wirtualny, który, po

(13)

uzy-skaniu pozwolenia na budowę (jeśli jest wymagane), podczas realizacji robót na placu budowy, przekształcany jest w obiekt realny i taki przekazywany do eksploat-acji (rys. 1.1).

Obiekt eksploatowany: użytkowany i utrzymywany

Obiekt rozbierany

R e a l n y o b i e k t b u d o w l a n y Obiekt w fazie studialnej

Obiekt projektowany W i r t u a l n y o b i e k t b u d o w l a n y

Obiekt budowany, remontowany, przebudowywany lub montowany

Produkcja wyrobów budowlanych Potrzeby budowlane inwestora

Odpady budowlane

Rys. 1.1. Cykl życia obiektu budowlanego

Prowadzone analizy, prace studialne, koncepcyjne i projektowe wymagają zwykle wiedzy interdyscyplinarnej i mogą być prowadzone przez specjalistów róż-nych dziedzin, dyscyplin i specjalności. Często wykonawcy muszą posiadać określone uprawnienia do ich przeprowadzenia. W pracach studialnych i podczas przygotowania koncepcyjnego, ze względu na powstawanie coraz bardziej szczegó-łowego zbioru informacji i danych, może być konieczne powtórzenie lub weryfikacja wcześniej wykonanych opracowań.

Dlatego jest to skończony ciąg czynności ze sprzężeniami zwrotnymi, który re-alizowany jest w celu optymalnego lub racjonalnego zaspokojenia potrzeb inwestora i użytkowników – rys. 1.2 [5, 7, 8, 9].

(14)

Opracowanie koncepcji Opracowanie dokumentacji projektowej Organizowanie robót Wykonanie robót Zgłoszenie o zakończeniu budowy i zamiarze rozpoczęcia eksploatacji Powiadomienie o zamiarze rozpoczęcia robót Eksploatacja obiektu budowlanego Prace studialne Zamówienia i umowy na opracowania studialne, projektowe i roboty budowlane Pozwolenie na budowę Odbiór wyników i decyzje realizacyjne Odbiór końcowy Inwestor Wymagania eksploatacyjne i warunki realizacyjne Projekt wykonawczy z załącznikami Koncepcja projektowa lub program funkcjonalno-użytkowy Studium techniczno-ekonomiczno-środowiskowe Projekt budowlany z załącznikami Rozliczenie i zakończenie przedsięwzięcia Likwidacja obiektu Obiekt budowlany lub jego część gotowa do odbioru i eksploatacji

Dokumentacja budowy i odbioru Obiekt gotowy do eksploatacji Organizacja budowy, dokumentacja

budowy, plac budowy

Rys. 1.2. Cykl realizacji przedsięwzięcia budowlanego:

W przedstawionym ujęciu, analizy i badania w ramach inżynierii przedsięwzięć budowlanych realizowane są w pewnym cyklu współzależnych działań i dotyczą różnych aspektów technicznych, technologicznych, ekonomicznych, organizacyj-nych i środowiskowych w całym cyklu życia obiektu budowlanego. Pozwala to kompleksowo analizować i oceniać obiekty budowlane zgodnie z zasadami zrów-noważonego budownictwa. Przedmiotem badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych są (rys. 1.3):

 procesy budowy, przebudowy, montażu, remontu i rozbiórki obiektów bu-dowlanych,

 zasady i metody opracowania koncepcji i projektowania budowy, przebu-dowy, montażu, remontu i rozbiórki obiektów budowlanych,

(15)

 eksploatacja obiektów.

Rys. 1.3. Przedmiot badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych

W odniesieniu do obiektów wirtualnych przedmiotem inżynierii przedsię-wzięć budowlanych jest konstrukcja obiektu budowlanego, niezbędne roboty budowlane oraz organizacja wykonania przedsięwzięcia budowlanego (rys. 1.4).

Rys. 1.4. Badanie robót, przedsięwzięć i przedsiębiorstw budowlanych

W odniesieniu do obiektów realnych przedmiotem badań jest eksploatacja obiektów budowlanych. W szczególności (rys. 1.5):

 użytkowanie,  utrzymanie,  zarządzanie eksploatacją. Środowisko przyrodnicze Otoczenie systemowe Obiekt budowlany wirtualny Obiekt budowlany istniejący Projektowanie budowy, przebudowy, montażu, utrzymania i użytkowania OBIEKT BUDOWLANY Otoczenie systemowe Środowisko przyrodnicze Wirtualny obiekt budowlany Biuro projektowe budowlane Przedsiębiorstwo Przedsięwzięcie budowlane

Roboty budowlane Konstrukcja obiektu Inwestor

(16)

Rys. 1.5. Badanie eksploatacji obiektów budowlanych

Kompleksowa analiza przedmiotu badań jest podstawowym warunkiem sku-teczności, sprawności i efektywności robót i przedsięwzięć budowlanych.

1.3. Obszary problemowe i wybrane szczegółowe problemy badań

inżynierii przedsięwzięć budowlanych

Analiza przedmiotu badań pozwala określić podstawowe obszary problemo-we, które wskazują potrzebę analiz i badań w ramach inżynierii przedsięwzięć budowlanych (rys. 1.6).

Rys. 1.6. Obszary problemowe badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych W wymienionych obszarach są formułowane szczegółowe problemy badań. Aktualnie do najważniejszych szczegółowych problemów badawczych można zali-czyć:

1. Problemy zintegrowanego zarządzania w budownictwie, w szczególności: a) zintegrowane metody przygotowania, organizacji i realizacji robót i

przed-sięwzięć budowlanych: System eksploatacji Otoczenie systemowe Środowisko przyrodnicze Istniejący obiekt budowlany System utrzymania użytkowania System Zarządzanie eksploatacją

Użytkowanie obiektu Utrzymanie obiektu

Problemy użytkowania Problemy utrzymania Problemy zarządzania eksploatacją Potrzeby inwestora P r o b l e m y z r ó w n o w a ż o n e g o r o z w o j u w b u d o w n i c t w i e Problemy realizacji robót Problemy realizacji przedsięwzięć Problemy przedsiębiorstw budowlanych Problemy eksploatacji: konserwacji, remontu i odbudowy Problemy budowy, przebudowy, montażu, rozbiórki Otoczenie systemowe Środowisko przyrodnicze Obiekt budowlany Istniejący Wirtualny

(17)

 standaryzacja procesu inwestycyjnego i systemów realizacji, w tym: cykl realizacji, wymagania prawa budowlanego i prawa zamówień publicznych, logistyka,

 analiza technologii i organizacji robót, ocena kosztów i efektywności,  analiza czasu realizacji, metody harmonogramowania w warunkach

ryzyka,

 analiza i ocena ryzyka, kontyngencja ryzyka,

 systemy, metody i techniki wspomagania przygotowania i realizacji robót i przedsięwzięć budowlanych, na przykład: Building Infor-mation Modeling (BIM), Earned Value/Project/Procurement Management (EVM/EVPM), Analytical Hierarchy Process (AHP), Life Cycle Cost (LCC), Life Cost Assessment (LCA), Online Remote Construction Management (ORCM), Accelerated Construction Meth-od (ACM) itp.;

b) kierowanie robotami i przedsięwzięciami budowlanymi, w tym:  organizacja kierowania,

 kierowanie operatywne,

 systemy, metody i techniki wspomagania kierowania operatywnego, zarządzanie ryzykiem;

c) systemy zrównoważonego rozwoju w budownictwie.

2. Problemy zintegrowanego zarządzania eksploatacją obiektów budowlanych:  metody identyfikacji cyklu życia obiektu budowlanego,

 definiowanie koniecznych normatywnych warunków eksploatacji obiektu budowlanego, stany normatywne obiektu budowlanego,

 organizacja eksploatacji normatywnej obiektów budowlanych (system in-proces eksploatacji, użytkowanie, utrzymanie, standardy utrzymania, zarządzanie eksploatacją, prognozowanie eksploatacji),

 metody oceny i prognozowania stanu eksploatacyjnego podczas eksploata-cji normatywnej obiektów budowlanych,

 systemy, metody i techniki wspomagania zarządzania eksploatacją. 3. Problemy funkcjonowania przedsiębiorstw budowlanych:

a)

tworzenie, struktura i funkcjonowanie:

 zarządzanie i kierowanie, oferty i umowy na roboty budowlane,  realizacja przedsięwzięć, logistyka, outsourcing, reengineering, lean

management, płynność finansowa, zarządzanie jakością, bezpieczeń-stwo i ochrona zdrowia itd.).

b)

systemy i metody wspomagania podejmowania decyzji (procedury algo-rytmiczne i heurystyczne, systemy ekspertowe, algorytmy ewolucyjne i sieci neuronowe, metody symulacyjne itd.,

c)

zarządzanie ryzykiem, zarządzanie strategiczne, w tym systemy zrówno-ważonego rozwoju.

Można stwierdzić, że każdy z wyróżnionych problemów szczegółowych wy-maga specyficznych metod i technik analitycznych i badawczych.

(18)

1.4. Interdyscyplinarność badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych

Przedmiot badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych jest złożony ze względu na charakterystykę techniczną, technologiczną, organizacyjną, ekonomicz-ną oraz środowiskową procesu przygotowania i realizacji robót i przedsięwzięć budowlanych. Dotychczasowe doświadczenia pozwalają stwierdzić, że dobrą meto-dą analizy, wykrywania, formułowania, badania i rozwiązywania problemów inżynierii przedsięwzięć budowlanych jest podejście systemowe. Jest to podejście kompleksowe i interdyscyplinarne, które umożliwia zastosowanie sprawnych metod analizy systemowej i inżynierii systemów [2, 4, 5] oraz optymalne lub racjonalne rozwiązywanie złożonych problemów analizy identyfikacyjnej, problemowej, pro-jektowo-planistycznej i decyzyjnej robót i przedsięwzięć budowlanych. W kolejnych fazach realizacji przedsięwzięcia analizowane i badane są wymagania i ograniczenia realizacyjne oraz sprzężenia wewnętrzne i zewnętrzne, a wyniki formułowane są w ujęciu systemowym. W tym kontekście podejście systemowe oznacza [2, 4, 5]:

1.

Identyfikowanie potrzeb i uwarunkowań ich zaspokojenia, analizowanie i pro-jektowanie robót budowlanych i przedsięwzięcia budowlanego z uwzględnieniem wewnętrznych związków pomiędzy wyodrębnionymi ele-mentami i zewnętrznych z eleele-mentami otoczenia, widzenie wielokierunkowych wzajemnych relacji między nimi oraz możliwych zmian uwarunkowań i wyni-ków działania.

2.

Całościowe postrzeganie robót i przedsięwzięcia budowlanego ze względu na

przygotowanie koncepcyjne, budowę, przebudowę, montaż, remont lub rozbiór-kę i eksploatację obiektu budowlanego. Dotyczy to formułowania potrzeb inwestora oraz wszelkich uwarunkowań realizacyjnych, organizacji i funkcjo-nowania wykonawców robót na placu budowy, uwarunkowań eksploatacyjnych oraz potencjalnych efektów synergetycznych2

we wszystkich fazach przygoto-wania i realizacji przedsięwzięcia, a następnie podczas eksploatacji obiektu budowlanego.

3.

Wyodrębnienie i badanie przedsięwzięcia budowlanego, jako złożonego

syste-mu względnie odosobnionego. Wyodrębnienie to jest zależne w znacznym stopniu od analityka. Jednak zawsze powinno uwzględniać realizację wymaga-nych funkcji obiektu i organizację struktur realizacyjwymaga-nych stworzowymaga-nych do wykonania robót i przedsięwzięcia oraz oddziaływanie bezpośrednie i pośrednie otoczenia, które może mieć wpływ na przygotowanie i realizację robót i przed-sięwzięcia.

Zakres badań inżynierii przedsięwzięć budowlanych w proponowanym ujęciu jest bardzo szeroki. Niezbędne analizy, badanie i efektywne rozwiązywanie proble-mów inżynierii przedsięwzięć budowlanych wymaga zastosowania specyficznych metod i odpowiednio przygotowanych specjalistów. Dotyczy to użytecznych metod i technik modelowania, badania, formułowania i rozwiązywania problemów identy-fikacji potrzeb inwestora i uwarunkowań ich zaspokojenia, projektowania

2

Synergia – takie zestawienie dwóch lub więcej elementów, by ich oddziaływanie dawało skutek większy niż suma skutków wywołanych przez każdy z elementów oddzielnie.

(19)

organizacji i wykonania robót i przedsięwzięć budowlanych oraz eksploatacji obiek-tów budowlanych. Podejście systemowe, czyli podejście kompleksowe i interdyscyplinarne, obecnie stosowane jest mniej lub bardziej świadomie. Uwzględniając aktualny stan wiedzy, rozwój teorii i praktykę badań, potrzeby dy-daktyczne i praktykę inżynierską oraz złożoność przedsięwzięć budowlanych można stwierdzić, że termin „inżynieria przedsięwzięć budowlanych” dobrze określa pod-stawową wiedzę specjalistyczną w dyscyplinie budownictwo. Jednak specyfika przedsięwzięć budowlanych sprawia, że inżynieria przedsięwzięć budowlanych powinna korzystać i korzysta z dorobku nauk, dyscyplin i specjalności, takich jak: prawo, socjologia, ekonomia, psychologia, prakseologia, ergonomia i fizjologia, matematyka i informatyka, stosowane nauki techniczne, teoria organizacji i zarzą-dzania oraz inżynieria systemów (rys. 1.7).

BUDOWNICTWO

Projektowanie i konstruowanie, technologia i organizacja robót budowlanych, kierowanie procesem inwestycyjnym, ekonomika budownictwa, zarządzanie robotami

budowlanymi INŻYNIERIA PRZEDSIĘWZIĘĆ BUDOWLANYCH prawo socjologia psychologia ekonomia prakseologia matematyka i informatyka ergonomia i fizjologia teoria organizacji

i zarządzania inżynieria systemów

stosowane nauki techniczne

Rys. 1.7. Inżynieria przedsięwzięć budowlanych w otoczeniu nauk podstawowych i stosowanych

Podstawowym warunkiem skutecznego wykorzystania dorobku innych nauk i opracowania efektywnych, specjalistycznych systemów, metod i technik inżynierii przedsięwzięć budowlanych jest dobra znajomość zagadnień ściśle budowlanych. Wymagana jest znajomość podstaw pracy konstrukcji i projektowania obiektów budowlanych oraz gruntowna wiedza, umiejętności i kompetencje w zakresie tech-nologii i organizacji robót budowlanych, kierowania robotami budowlanymi, organizacji inwestycji budowlanych, kierowania procesem inwestycyjnym i ekono-miki budownictwa.

1.5. Podsumowanie

Inżynieria przedsięwzięć budowlanych to specjalistyczna wiedza, umiejętno-ści i kompetencje niezbędne w budownictwie do wypracowania i podejmowania decyzji określających sposób, czas, koszty, jakość i miejsce realizacji przedsięwzię-cia budowlanego. Dotyczy to w szczególności:

(20)



pracy konstrukcji,



projektowania obiektów budowlanych,



organizacji inwestycji budowlanych;

(2)

wiedzy, umiejętności i kompetencji w zakresie:



technologii i organizacji robót budowlanych,



kierowania robotami budowlanymi,



zarządzania i organizacji przedsięwzięć budowlanych,



ekonomiki budownictwa,



eksploatacji obiektów budowlanych;

(3)

znajomości dorobku nauk związanych i pokrewych.

1.6. Literatura

[1] Kapliński O. (red.), Metody i modele badań inżynierii przedsięwzięć budowla-nych. Studia z zakresu inżynierii nr 57, PAN- KILiW – IPPT (patronat SIPB), Warszawa 2007.

[2] Pszczołowski Tadeusz, Mała encyklopedia prakseologii i teorii organizacji. Zakład Narodowy im. Ossolińskich. Wrocław – Warszawa – Kraków – Gdańsk 1978.

[3] http://pl.wikipedia.org

[4] Kasprowicz Tadeusz, Inżynieria przedsięwzięć budowlanych. Metody i modele w Inżynierii przedsięwzięć budowlanych. Pr. zb. pod red. Kapliński Oleg. PAN KILiW, IPPT. Warszawa 2007.

[5] Konieczny Józef, Inżynieria systemów działania. WNT. Warszawa 1983. [6] Słownik języka polskiego, red. S. Skorupka, H. Auderska. PWN, Warszawa

1974.

[7] Leksykon naukowo-techniczny. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warsza-wa 1984.

[8] Prawo budowlane. (tekst ujednolicony przez GUNB). Dz.U. 1994.89.414 (z późn. zmianami)

[9] Kasprowicz Tadeusz, „Proces analizy koncepcyjnej, projektowania, organizacji i realizacji przedsięwzięć budowlanych”. Czasopismo Techniczne/Technical Transactions. Politechnika Krakowska. Kraków 2010 (str. 177 – 189).‎

(21)

Edyta Plebankiewicz

3

2. Wstępna selekcja wykonawców robót budowlanych z

za-stosowaniem logiki rozmytej

2.1. Wprowadzenie

Wybór właściwego wykonawcy robót budowlanych jest gwarancją pomyślnego zakończenia przedsięwzięcia budowlanego oraz zwiększa szanse osiągnięcia stawia-nych w nim celów, jakimi są przede wszystkim dotrzymanie planowanego kosztu i czasu (terminu) realizacji oraz jakości robót.

Wykonawcy robót budowlanych są wyłaniani głównie w trybach przetargowych. Przetargi dają wprawdzie zamawiającemu szansę udzielenia zamówienia wykonaw-cy, który proponuje najniższą cenę i krótkie cykle budowy, ale zazwyczaj nie pozwalają na precyzyjną ocenę oferenta. Równocześnie, rośnie ilość postępowań, w których ostatecznym kryterium wyboru oferty jest jedynie cena. Natomiast wyniki badań wskazują, że najtańszy oferent ma często problem z zakończeniem przedsię-wzięcia. Hatush i Skitmore (1997) uważają, że akceptacja najniższej ceny jest podstawową przyczyną problemów z realizacją przedsięwzięcia, ponieważ bardzo często obniżka ceny wiąże się z obniżką jakości.

Wymienione uwarunkowania sprawiają, że szczególnego znaczenia nabiera wła-ściwa ocena potencjału wykonawcy do wykonania powierzonych mu zadań. Może ona przybierać różne formy i być przeprowadzana w różnych etapach wyboru wy-konawców. W wielu krajach we wstępnym etapie procedury wyboru wykonawcy stosuje się prekwalifikację.

W najprostszym ujęciu prekwalifikacja jest procedurą przed – przetargową, po-zwalająca wybrać najbardziej odpowiednich kandydatów, spośród deklarujących chęć udziału w przetargu (Hatush & Skitmore, 1997).

Prekwalifikacja jest procedurą zalecaną m. in. przez Międzynarodową Federację Inżynierów Konsultantów (Fédération Internationale Des Ingénieurs-Conseils) – FIDIC. Jako pomoc dla zamawiających i wykonawców został opracowany standar-dowy formularz prekwalifikacyjny, pozwalający zachować jednolitą formę poszukiwań informacji, a zarazem ułatwiając ich wzajemne porównanie (Międzyna-rodowa Federacja Inżynierów Konsultantów, Standardowy formularz prekwalifikacyjny dla wykonawców, I wydanie, 1992.) Podobnie Bank Światowy opublikował „Standardowe dokumenty prekwalifikacyjne” (Procurement of works: major equipment and industrial installation, The World Bank, Washington, D.C., 1993). Na pierwszej stronie, wydanego przez Azjatycki Bank Rozwoju (Asian Development Bank), „Przewodnika prekwalifikacji wykonawców robót budowla-nych”, można przeczytać: „Jest powszechną praktyką międzynarodową, że w większości kontraktów na roboty budowlane, wymagana jest prekwalifikacja

3

(22)

konawców.” (Guide on prequalification of civil works contractors, Asian Develop-ment Bank, Manila, Philippines, 1992).

W wielu krajach należących do Unii Europejskiej prowadzone są oficjalne wyka-zy lub systemy rejestracji wykonawców. W krajach takich jak Australia, Stany Zjednoczone sektor publiczny ma szczegółowo opracowane zasady i procedury pre-kwalifikacji. Wiele organizacji sektora publicznego opracowuje listy kompetentnych wykonawców, które są następnie wykorzystywane przez zamawiających publicz-nych, a częściowo też prywatnych.

Obowiązujące w Polsce w odniesieniu do zamówień publicznych przepisy usta-wy Prawo zamówień publicznych z 29.01.2004 roku (Dz. U. z 2010 r. Nr 113, poz. 759 i Nr 161, poz. 1078), nie przewidują stosowania wstępnej selekcji wykonaw-ców, jako procedury przed przetargowej. Kompetencje wykonawców są sprawdzane w początkowym etapie procedury przetargowej bądź negocjacyjnej, z różnym stop-niem szczegółowości, w zależności od wartości zamówienia oraz decyzji zamawiającego. Stosowanie procedury prekwalifikacji w sektorze publicznym jest więc w dużym stopniu utrudnione albo wręcz niemożliwe.

Właściwa procedura prekwalifikacji jest z kolei coraz częściej stosowana przez zamawiających prywatnych, a także w przedsięwzięciach o charakterze międzyna-rodowym. Jednak zamawiający zazwyczaj nie posiadają wypracowanej i usystematyzowanej procedury prekwalifikacyjnej. W procesie prekwalifikacji sto-suje się różnego typu kryteria oceny wykonawców. Często same kryteria jak i uzyskiwane od wykonawców informacje są z natury nieprecyzyjne, subiektywne. W wielu wypadkach zamawiający po zebraniu wymaganych informacji nie wiedzą, w jaki sposób racjonalnie je wykorzystać.

W wielu krajach przeprowadzono badania dotyczące różnych aspektów związa-nych z kryteriami prekwalifikacji. Opracowano także modele matematyczne prekwalifikacji, mające wielorakie zastosowanie praktyczne.

2.2. Proponowana procedura prekwalifikacji

Zamawiający wybierając wykonawcę, może zastosować bezpośrednio jeden z trybów przetargowych lub negocjacyjnych, bądź poprzedzić go pewną formą wstępnej selekcji (prekwalifikacji). Na rys. 2.1 przedstawiono najczęściej wykorzy-stywane procedury wyboru wykonawcy.

Wybór wykonawcy zamawiający może poprzedzić procedurą wstępnej selekcji. Prekwalifikacja może mieć formę grupowania wykonawców najlepiej przygotowa-nych do wykonania określonego rodzaju przedsięwzięć. Prowadzi to w efekcie do stworzenia „stałej listy” wykonawców. Zakwalifikowani na stałą listę mogą ubiegać się o realizację konkretnych inwestycji - selekcja „per project". W efekcie prowadzi to do powstania „krótkiej listy”. Te dwa rodzaje wstępnej selekcji, mogą stanowić jej dwa etapy, tzn. z wykonawców zakwalifikowanych na „stałą listę”, tworzona jest „krótka lista”, dla konkretnego przedsięwzięcia. Selekcja „per project” nie musi być poprzedzona selekcją na „stałą listę”. Efektem prekwalifikacji jest ustalenie listy kompetentnych wykonawców.

(23)

W przypadku, gdy nie jest stosowana wstępna selekcja, wykonawcy składają oferty w odpowiedzi na ogłoszenie bądź zaproszenie zamawiającego. Ustalenie kompetencji wykonawców następuje tu zazwyczaj na podstawie danych w ofercie.

Tak więc selekcja kompetentnych wykonawców może odbywać się w różnej formie. Zazwyczaj dopiero z tej grupy, zamawiający wybiera wykonawcę, oceniając złożoną przez niego ofertę, według założonych kryteriów, bądź prowadząc z nim negocjacje.

Rys. 2.1. Najczęściej stosowane procedury wyboru wykonawcy Źródło: opracowanie własne

Biorąc pod uwagę doświadczenie państw, gdzie procedura prekwalifikacji jest szczegółowo opracowana i powszechnie stosowana zaproponowano schemat proce-dury wstępnej selekcji wykonawców, możliwej do zastosowania przez ogół zamawiających prywatnych. Przedstawiono go na rys. 2.2.

Pierwszy etap procedury to selekcja na „stałą listę”. Ma on na celu wstępną oce-nę możliwości wykonawcy.

Początkowym krokiem jest klasyfikacja wykonawców. Wykonawca, który za-mierza poddać się procedurze prekwalifikacji, w pierwszej kolejności musi ustalić do jakiej grupy, kategorii, itp., chce być zakwalifikowany. Podziały te mogą mieć różną formę i dotyczyć zarówno cech przedsięwzięcia (np. rodzaj robót, obiektów), jak i wykonawcy (np. wielkość firmy). Charakterystyka wykonawcy pozwala na szczegółowe określenia górnego zakresu wartości danego rodzaju robót (kategoria wykonawcy), który rozpatrywany wykonawca może wykonywać (system stosowany np. w Portugalii). Wprowadzona klasyfikacja jest indywidualna i zależy od potrzeb zamawiającego. Jest ona szczególnie zalecana dla zamawiających, którzy zlecają realizacje robót budowlanych różnego rodzaju i o zróżnicowanym zakresie. Wpływa to na późniejsze kształtowanie kryteriów prekwalifikacji. Przykładowo w przypadku realizacji robót ogólnobudowlanych będzie wymagany inny sprzęt niż dla robót drogowych. Realizacja dużej, złożonej inwestycji będzie wymagała zaangażowania

Ostateczny wybór wykonawcy Zgłoszenie wykonawcy

Prekwalifikacja („stała lista”)

Prekwalifikacja („krótka lista”)

Ustalenie listy kompetentnych wykonawców Złożenie oferty

Ocena ofert na podstawie kryterium ceny

Ocena ofert na podstawie kryterium ceny i innych

odnoszących się do przedmiotu zamówienia

Negocjacje z jednym bądź kilkomawykonawcami

(24)

firmy o odpowiednim potencjale finansowym i kadrowym, który nie jest konieczny do wykonania drobnych robót remontowych.

Rys. 2.2. Schemat procedury prekwalifikacji Źródło: opracowanie własne

Kolejny krok procedury to ocena spełnienia podstawowych kryteriów. Ma ona na celu wykluczenie wykonawców, którzy są niewiarygodni, np. są w stanie upadłości lub w przeszłości dopuścili się rażących błędów w realizacji inwestycji. Pytania te oceniane są w systemie 0/1 - wykonawcy, którzy nie spełnią któregokolwiek kryte-rium są wykluczani z dalszego postępowania. W tej sytuacji, mogą oni ubiegać się o ponowną kwalifikację w wyznaczonym terminie, po zmianie sytuacji powodującej wykluczenie.

Pozostali kandydaci przechodzą do następnego etapu, w którym są zobowiązani do udzielenia szczegółowych informacji, stanowiących podstawę oceny wykonaw-cy przez zamawiającego. Rodzaj wymaganych informacji jak i sposób ich oceny jest uzależniony od różnych czynników, m. in. od rodzaju (kategorii, grupy) przedsię-wzięć, do wykonania których jest klasyfikowany wykonawca, a także wymagań samego zamawiającego. Zakres wymaganych informacji dotyczy zazwyczaj do-świadczenia, sytuacji finansowej, zasobów kadrowych, sprzętowych, reputacji wykonawcy itp. Są to podstawowe informacje uzyskiwane od wykonawcy w

spe-Selekcja do „stałej listy”

Określenie grupy, kategorii do której będzie kwalifikowany wykonawca

I etap – ocena (0/1) spełnienia podstawo-wych kryteriów

II etap – ocena punktowa stopnia spełnienia szczegółowych kryteriów dotyczących cech

wykonawcy

Selekcja do „krótkiej listy”

Model matematyczny z wykorzystaniem teorii zbiorów rozmytych

spełnia wszystkie kryteria

nie spełnia przy-najmniej jednego

kryterium

uzyskał wymaganą ilość punktów nie uzyskał

wyma-ganej ilości punktów

Wykonawca może ubiegać się o

przedsięwzięcie Wykonawca nie może ubiegać się o przedsięwzięcie

uzyskał wymaganą ilość punktów nie uzyskał wymaganej ilości punktów

Ponowne ubieganie się o kwalifikację w wyznaczonym terminie

(25)

cjalnie przygotowanym formularzu. Ich sformułowanie powinno pozwolić na jedno-znaczną, wymierną ich ocenę.

W przykładzie zaproponowano ocenę punktową uzyskanych informacji. Zama-wiający powinien określić próg punktowy, powyżej którego wykonawca zostanie wpisany na listę. W przypadku nie uzyskania odpowiedniej ilości punktów, wyko-nawca ma możliwość ubiegania się o zakwalifikowanie do innej kategorii, grupy (jeśli wymagania w niej stawiane pozwalają na uzyskanie przez wykonawcę odpo-wiedniej ilości punktów), lub może ubiegać się o ponowną kwalifikację w wyznaczonym terminie, po poprawie własnej kondycji.

Dopiero wykonawcy, którzy znaleźli się na liście, mogą ubiegać się o realizację konkretnych przedsięwzięć. Dokonywana w taki sposób selekcja na „krótką listę” jest zazwyczaj dokładniejsza, a kryteria w niej stosowane, mogą być związane z konkretnym przedsięwzięciem.

Przykładowo wykonawca może tu być proszony o podanie proponowanych źró-deł finansowania inwestycji (wraz z udokumentowaną wysokością posiadanych środków finansowych lub zdolności kredytowej), czasu zapłaty faktur, proponowa-nej obsady kluczowych stanowisk do realizacji inwestycji, wraz z danymi kandydatów, nazw i adresów współpracowników zaznajomionych z postępowaniem celnym, wizowym itp., których przedsiębiorstwo ma w kraju, gdzie będą wykony-wane roboty, danych o przedsiębiorstwach stowarzyszonych – proponowanych renomowanych podwykonawcach.

W wielu wypadkach określane tu kryteria jak i uzyskiwane informacje są niepre-cyzyjne i subiektywne. Do oceny wykorzystywane są różnego typu modele matematyczne. W zaproponowanym przykładzie procedury, uwzględniono model z zastosowaniem teorii zbiorów rozmytych, przedstawiony bliżej w dalszej części opracowania.

2.3. Kryteria selekcji wykonawców robót budowlanych

W literaturze można znaleźć szereg opracowań dotyczących kryteriów prekwali-fikacji – m. in. (Al-Harbi, 2001; Hatush & Skitmore, 1997; Holt, 1996; Khosrowshahi, 1999; Kumarasaswamy, 1996; Russell & Skibniewski, 1988; Russell & Skibniewski, 1990; Wong, 2004). Na podstawie literatury a także badań własnych wśród inwestorów zarówno prywatnych jak i publicznych wyselekcjonowano pod-stawowe kryteria przedstawione w tabeli 2.1.

(26)

Tabela 2.1. Kryteria selekcji wykonawców robót budowlanych

Kryteria Przykładowe podkryteria (cechy wykonawcy) Sytuacja finansowa 1. stabilność finansowa

2. posiadane środki finansowe i zdolność kredytowa Możliwości techniczne 1. doświadczenie firmy w realizacji inwestycji danego typu

2. posiadany sprzęt i wyposażenie 3. doświadczenie kadry technicznej 4. długość czasu działalności firmy Zdolności organizacyjne 1. wcześniejsze inwestycje i ich jakość

2. posiadana kadra kierownicza 3. polityka kontroli jakości 4. system zarządzania jakością

5. system zarządzania przedsięwzięciami 6. wiedza menedżerska

Przestrzeganie zasad BHP 1. wypadkowość

2. system zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy 3. posiadana polisa ubezpieczeniowa

Reputacja 1. sukces w zakończonych przedsięwzięciach 2. renoma i opinia rynkowa firmy

3. posiadane referencje od poprzednich zamawiających 4. wcześniejsze niepowodzenia w realizowanych przedsięwzię-ciach

5. wcześniejsze relacje z klientami 6.współpraca z kontrahentami

2.4. Modele prekwalifikacji

Wyselekcjonowanie podstawowych kryteriów prekwalifikacji, było podstawą do budowy modeli wspomagających zamawiających w podejmowaniu decyzji dotyczą-cej wstępnej kwalifikacji wykonawców. Literatura podaje kilkanaście modeli prekwalifikacji. Najważniejsze z nich, według rosnącego stopnia ich skomplikowa-nia, także z podaniem źródła modeli, zestawiono w tabeli 2.2.

Tabela 2.2. Modele prekwalifikacji wykonawców według literatury przedmiotu

Rodzaj modelu Źródła informacji o modelu

Model wagowy

Model wagowy rozszerzony Model dwustopniowy Formuła prekwalifikacyjna Model finansowy

Model liniowy

Model liniowy wykorzystujący przybliże-nie PERT

Model oparty na zbiorach rozmytych Model statystyczny

Model wykorzystujący systemy eksperckie Model hybrydowy

Model wykorzystujący analityczny proces hierarchiczny (AHP)

Model wykorzystujący sieci neuronowe Metoda analizy czynników głównych

(Jaselskis & Russell, 1991)

(Russell & Skibniewski, 1990) (Russell, 1992)

(Hatush & Skitmore, 1997)

(Nguyen, 1985); (Singh & Tiong, 2005) (Jaselskis & Russell, 1991)

(Russell, Skibniewski & Cozier, 1990) (Russell, 1992)

(Fong & Choi, 2000); (Al-Harbi, 2001)

(Lam, Hu, Ng, Skitmore & Cheung, 2001); (Khosrowshahi, 1999); (Elazouni, 2006); (Palan-eeswaran & Kumaraswamy, 2005)

(27)

2.5. Założenia modelu prekwalifikacji z zastosowaniem zbiorów

rozmytych

Budowa modelu ujmującego wszystkie uwarunkowania procesu prekwalifikacji nie jest zadaniem łatwym. W ocenie wykonawców brana jest pod uwagę duża ilość kryteriów, które z kolei są charakteryzowane przez odpowiednie podkryteria. Nie wszystkie kryteria są dla zamawiającego tak samo ważne. Ocena zarówno stopnia ważności kryteriów jak i stopnia ich spełnienia przez wykonawcę, jest często su-biektywna a jej miara trudna w jednoznacznym ustaleniu, np. ważna w ocenie „reputacja wykonawcy”. Nie jest łatwym zadaniem także uzgodnienie jednej wspól-nej skali ocen dla wszystkich kryteriów.

Nie bez znaczenia są także cele, jakie stawia sobie zamawiający w danym przed-sięwzięciu. Najczęściej wymieniane w literaturze cele, do których dąży się w większości inwestycji budowlanych, to czas, koszt i jakość robót. W zależności od różnych czynników, przede wszystkim przeznaczenia inwestycji, zamawiający może przywiązywać różną wagę do tych celów. Np. w przypadku prestiżowej inwestycji, najważniejsza może być jej jakość, przy mniejszej wadze przywiązywanej do jej kosztu. Z kolei w przypadku inwestycji budowanej na sprzedaż, jej jakość może być mniej ważna niż koszt czy termin realizacji.

Hatush i Skitmore (1997) przeprowadzili badania, których założeniem było po-znanie wpływu wyselekcjonowanych kryteriów prekwalifikacji na cele przedsięwzięcia. Badania przeprowadzono w Anglii, w 8 - miu wybranych profesjo-nalnych instytucjach – 3 z nich byli to zamawiający publiczni, 5 – zamawiający prywatni. Wyniki badań pozwoliły na ustalenie rankingu 20 kryteriów prekwalifika-cji, biorąc pod uwagę ich wpływ na wymienione wcześniej cele przedsięwzięcia. Zgodnie z uzyskanymi rezultatami badań, „niepowodzenia w realizacji poprzednich inwestycji”, to kryterium mające największy wpływ na wszystkie trzy cele. Inne kryteria mające duży wpływ na wszystkie trzy cele to: „status finansowy”, „możli-wości, zdolności”, „personel menadżerski (kadra)”, „doświadczenie”. Pewne czynniki można uznać za ważne dla osiągnięcia tylko dwóch celów. Takie kryterium to „gwarancje bankowe” – ważne dla celów: czas i koszt a mniej ważne dla jakości. Z kolei „wiedza menadżerska”, "zarządzanie przedsięwzięciami”, „wcześniejsze inwestycje” są ważne dla celów: czas i jakość, mniej ważne dla kosztu. Określenie stopnia ważności celów dla zamawiającego, jest często w dużej mierze subiektywne. Ocen w procesie prekwalifikacji dokonuje zazwyczaj zespół decydentów powo-łany przez zamawiającego. Zespół ten składa się ze specjalistów z różnych dziedzin. Najczęściej są to pracownicy zamawiającego, ale w niektórych przypadkach mogą to być także eksperci zewnętrzni, którzy np. oceniają pozycję wykonawcy na rynku, reputację. Dodatkowy problem stanowi więc konieczność uwzględnienia w modelu ocen wielu decydentów.

Dążenie do ujęcia ilościowego, wartości uchodzących jeszcze do niedawna za niemierzalne, doprowadziło w latach sześćdziesiątych do powstania teorii zbiorów rozmytych i jej szerokiego zastosowania w podejmowaniu decyzji. Formalny opis teorii zbiorów rozmytych został wprowadzony w 1965 r. przez Zadeh’a (1965) i jego uważa się za głównego twórcę tej teorii.

(28)

W zaproponowanym modelu oceniane elementy traktowane są jako zmienne lin-gwistyczne. Zadeh (1965) proponuje następujące pojęcie zmiennej lingwistycznej: ”Przez zmienną lingwistyczną rozumiemy zmienną, której wartościami są słowa lub zdania w języku naturalnym lub sztucznym”. Możemy ją opisać w następujący spo-sób:

(X, LX, x, Mx) (2.1)

X – symboliczna nazwa zmiennej lingwistycznej np.: wzrost, temperatura, wiek, ocena celu,

LX – zbiór wartości lingwistycznych, które może przyjąć X np.: dla zmiennej lingwistycznej

„ocena celu”, zbiorem wartości może być {bardzo ważny, ważny, …},

x – rzeczywista, ilościowa dziedzina fizyczna zmiennej X;

Mx – funkcja przeliczająca wartości lingwistyczne, na elementy ilościowe x.

W modelu wykorzystano pojęcie a także operacje przeprowadzane na liczbach rozmytych. W literaturze można znaleźć różne ich definicje. Jedna z najdokładniej-szych definicji została podana przez Goetschel i Voxmann (1983). Liczba rozmyta A to szczególny rodzaj zbioru rozmytego określonego na zbiorze liczb rzeczywistych (X = R), który dodatkowo spełnia następujące warunki:

- jest normalny, czyli istnieje argument, dla którego funkcja przyjmuje wartość 1, - jest wypukły

- zbiór A jest wypukły, gdy

 

0;1 ( (1 ) ) min( ( ), ( ))

,y X x y x y

x   _A      _A _A

 ,

- nośnik funkcji A(x) jest przedziałem, - A(x) jest funkcją przedziałami ciągłą.

W modelu zostaną zastosowane liczby rozmyte o wykresie trapezowym i trójkątnym. Opis trapezowej funkcji przynależności przedstawiany jest także w literaturze poprzez tabelę wartości (wzór 2.2)



A

(x) =

                    4 4 3 3 4 4 3 2 2 1 1 2 1 1 , 0 ), /( ) ( , 1 ), /( ) ( , 0 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

(2.2)

Opis trójkątnej funkcji przynależności przedstawiany jest także w literaturze po-przez tabelę wartości (wzór 2.3)

A(x) =                  3 3 2 2 3 3 2 1 1 2 1 1 , 0 ), /( ) ( ), /( ) ( , 0 x x x x x x x x x x x x x x x x x x (2.3)

Liczbę rozmytą można zinterpretować jako czwórkę {x1, x2, x3, x4}. x2 i x3

ozna-czają przedział, w którym funkcja przynależności osiąga wartość 1. x1 i x4 oznaczają

lewą i prawą szerokość rozkładu funkcji przynależności.

Liczbę rozmytą o wykresie trapezowym, możemy więc jednoznacznie określić przez zadanie uporządkowanej czwórki liczb i zapisać jako: