Моделирование распределения комплектов машин по объектам строительства

Согласно СНиП 3.01.01–85 «Строительные нормы и правила: Организация строительного производства» механизация строительных, монтажных и специальных работ при возведе­нии объекта должна осуществляться комплектами строительных машин, оборудования, средств малой ме­ханизации, необходимой монтажной оснастки, инвентаря и при­способлений.

В строительном производстве выделяют главные, основные, подготовительные, заключительные, обеспечивающие и вспомо­гательные процессы. Главный технологический процесс (опера­ция) предназначен для осуществления решающего преобразова­ния предмета труда, и его изменение корректирует остальные производственные процессы.

Основные, подготовительные и за­ключительные производственные процессы (операции) зависят от применяемых технологий, заложенных в главном процессе, и предназначены для его реализации. Обеспечивающие и вспомогательные процессы (операции) способствуют осуществлению ос­новных процессов, делают их более эффективными и приемле­мыми для осуществления главного процесса.

Правило разделения основных и вспомогательных операций сводится к выполнению следующих процедур:

1. определяют главную операцию (процесс) и набор действий, вы­полнение которых считается необходимым для ее осуществления;

2. изображают схему взаимодействия намеченных операций с главной операцией;

3. проводят анализ, корректировку и уточнение классификации операций схемы;

4. анализ и корректировка взаимосвязи основных и вспомогательных операций.

Главным источником излишних затрат времени и труда, особенно ручного непроизводительного, являются обеспечивающие и вспомогательные операции, сокращение которых способствует повышению эффективности строительного производства.

Рост экономической эффективности строительного производства обеспечивается при выпол­нении всех операций высокопроизводительным способом. Внедрение на отдельных операциях высокопроизводительных машин без должного обеспечения их сопряженности по производительности со смежными операциями и технологическими системами приведет к нерациональному использованию прогрессивной техники, вследствие перехода работы этой техники на режим оборудования, лимитирующего выпуск конечной продукции.

Обычно при внедрении новых прогрессивных технических средств учитывается их производительность без учета взаимодействия с другой техникой, участвующей в обеспечении технологических процессов. Составленные на этой основе «сбалансированные» планы работ в реальных условиях производства оказываются несостоятельными. В них нарушается один из основ­ных принципов производительного процесса — непрерывность. Это вызывает появление простоев отельных бригад и звеньев и сбои во всей сложной системе строительного производства.

Для ритмичного выполнения всего технологического процесса и обеспечения высокой эффективности труда комплект машин должен обеспечивать непрерывность, правильное соотношение производительности различных операциях и максимальное снижение суммарных затрат машинного времени при выполнении всех операций.

Комплексная механизация работ обеспечивается сбалансированностьюпроизводительности входящих в комплект машин, при соблюдении условий:

1. все операции механизированы;

2. механизация – система взаимоувязанных по основным параметрам и расположению в пространстве технических средств;

3. производственные операции выполняются непрерывно и равномерно;

4. главная технологическая операция осуществляется основной машиной комплекта, определяющей параметры и организацию работы остальных машин;

5. критериями эффективности работы комплекта машин являют­ся темпы снижения суммы затрат машинного времени на единицу конечной продукции;

6. лимитирующей операцией считается та, на которой произво­дительность машины минимальная.

Рассмотрим влияние сбалансированности производительности на суммарные затраты машиносмен двух последовательно выполненных смежных опера­ций, исходя из следующих условий.

Если конечный общий объем в натуральных единицах V₀, выполнение которого связано с осуществлением двух смежных операций, производительность машин в единицах конечной про­дукции на первой операции П₁, на второй П₂ и П₁ > П₂, то суммарные затраты машиносмен на выполнение обеих операций составят:

где n — соотношение производительности машин на смежных операциях (индекс производительности);

Построим график зависимости суммарных затрат машиносмен от соотношения производительности машин на смежных операциях при n=1; n=5 и n=10 (рис. 8.1).

Наиболее интенсивное снижение суммарных затрат машинного времени наблюдается при росте соотношения производительности в пределах or 1 до 8 ед. Наиболее рациональное соотношение производительности nна смежных операциях равно единице, так как в этом случае интенсивность снижения суммарных затрат машинного времени максимальная, а по абсолютнойвеличине она значительно меньше, чем при n =5, тем более при n =10.

400

n=10

200

n=5

n=1

0 2 4 6 8 10

Производительность машины на смежной операции

Рис. 8.1. График зависимости суммарных затрат от производительности на смежной операции

Суммарные затраты машиносмен при выполнении строительных работ комплектом взаимоувязанных машин, когда число операций (процессов) равно т:

(8.3)

Анализ формулы показывает, что З_сум = min при П₁ = П₂ = П₃ =... = П_i =...= П_m = П_mах.

Следовательно, для снижения величины З_сум индекс производительности п должен стремиться к 1. Кроме того, суммарные затраты зависят от числа операций т (они минимальны при т = 1) и увеличиваются пропорционально т и росту n, что отражается на скорости роста выполнения комплексного процесса и, следовательно, достижении конечной цели.

При проектировании комплекта машин для сложных производственных процессов индекс производительности на отдельных операциях не долженпревышать пределов, установленных в зависимости от выработки, лимитирующей выпуск продукции ме­нее производительной машины, и уровня производительности всего комплекта машин.

При низком уровне производительности всех включенных в систему машин пределы определяются n = 1:10, а при более высоком — 1: 5 и имеют тенденцию к снижению.

Последовательность планирования комплектов машин:

1. определяют главный производственный процесс строящегося объекта и возможные варианты комплексной механизации его выполнения;

2. устанавливают взаимосвязь главного процесса с остальными технологическими процессами в их совокупности, обеспечивающей ввод в эксплуатацию;

3. определяют взаимосвязь во времени и пространстве всех процессов иопераций;

4. намечают технически возможные варианты комплексной механизации с применением различных типов машин;

5. рассчитывают требуемое число комплектов исходя из объема и сроков выполнения работ;

6. выбирают комплект машин, обеспечи­вающий повышение эффективности строительного производства.

В условиях дефицита рабочих кадров в качестве критерия эффективности применения техниче­ских средств можно использовать показатель интенсивности сокращения суммарных (общих) затрат труда Т₀:

(8.4)

где Т_г – затраты труда на главной операции, чел.-дни;

Т_в – затратытруда на вспомогательных операциях, чел.-дни;

V_г– объем работ, выполненный на главных операциях в натуральных единицах;

V_в = V_о – V_г — объем работ, выполненный на вспомогатель­ных операциях в натуральных единицах;

П_г – производительность труда на работах, составляющих главные операции в натуральных единицах;

V_о – общий объем работ в натуральных единицах;

П_в – производительность труда на работах, составляющих вспомога­тельные операции в натуральных единицах;

U_г– удельный вес работ на главной операции (процессе);

n – отношение произво­дительности на главной операции и производительности на вспо­могательных работах; n = П_г/П_в.

Анализ полученного выражения показывает, что снижение суммарных затрат труда зависит от величины отношения произ­водительности труда на главных и вспомогательных операциях n.

В настоящее время средняя величина этого отношения составляет: на земляных работах n = 80, штукатурных — 2,8; малярных — 5,3.

Рассмот­рим характерные изменения интенсивности суммарных затрат в зависимости от исследуемых параметров (рис. 8.2).

Т_о, чел.-дни

600

n= 1,2

400

n=63

n=100

U_г

0 20 40 60 80 100

Рис. 8.2. График зависимости затрат труда Т_о от удельного веса затрат на главной операции U_г

На рис. 8.2 видно, что при удельном весе работ главной операции от 0 до 30 % эффективно могут использоваться средства механизации, производительность которых превышает производительность вспомогательных на 20%, n=1,2. Более высокопроизводительная техника будет простаивать, нарушая сбалансированность производственных процессов.

Дальнейшее повышение удельноговеса работ на главной операции, обеспечивающее интенсивное снижение затрат труда, возможно в пределах от 30 до70% при производительности машин на главной операции в 6,3 раза выше производительности на вспомогательных работах.

При повышении удельного веса на главной операции до 100%, полном вытеснении вспомогательных процессов, возможно ис­пользование высокопроизводительной техники, обеспечивающей интенсивное снижение затрат труда.

Высокий удельный вес механи­зации работ на главной операции еще не свидетельствует о высо­кой эффективности производства; важно, как это повышение влияет на сокращение затрат труда. Планировать комплекты машин следует исходя из условия максимального по­вышения удельного веса работ на главной операции, создавая предпосылки для автоматизации строительного производства.

По­казатель удельного веса работ, выполненных на главной опе­рации, характеризует степень охвата имеющимися в наличии комплектами техники запланированного объема работ и может исполь­зоваться для определения потребности в таких комплектах. Выявление рациональных границ применения различных средств механизации, составляющих комплект, исходя из условия максимального повышения удельного веса механизированного труда на главной операции, является актуальной задачей.

Количественное выражение взаимосвязи удельного веса труда на главной операции и вспомогательных работах U_т.г можно установить из отношения затрат труда на главной операции Т_г к суммарнымТ_о при выполнении объема работ V_о:

Умножив числитель и знаменатель на , получим

где U_р.г — удельный вес работ главной операции;

U_т.г — удельный вес труда на главной операции.

При n=1 U_т.г = U_р.г. Если n→ ∞, то U = 0, т.е. главной техноло­гической операции нет. Все операции второстепенные, процесс производства работ не упорядочен. Графическая интерпретация этой зависимости показана на рис. 8.3.

Четко просматривается закономерность – чем выше производительность применяемой ма­шины, тем более высокий удельный вес работ на главной опера­ции может обеспечить интенсивное повышение удельного веса труда на этой операции.

Широкому внедрению высокопроизводительных машин должно предшествовать создание предпосылок, обеспечивающих высокий удельный вес работ на главных операциях, и, наоборот, для обеспечения высокого удельного веса работ на главных операциях необходимо создавать высокопроизводительные машины.

Не следует расходовать средства на приобретение высокопроизводительной техники, если для ее эксплуатации не созданы технологические условия, обеспечивающие высокий удельный вес механизации работ на главных операциях.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 U_р.г

Рис. 8.3. График зависимости удельного веса труда U_т.г от удельного веса работ главной операции U_р.г

Возможные варианты комплексной механизации работ проектируются в виде альтернативного сетевого графика, в котором отражается последовательность выполнении работ различными средствами механизации.

Стоимость выполнения работ С_i различными вариантами на­бора машин, входящих в состав комплекта, определяется из вы­ражения

где C_мj — планово-расчетная, сметная или договорная стоимость машнносмен j-й машины, руб.;

М_сj — число отработанных машино-смен j-й машины комплекта, маш.-см.;

N— число машин, уча­ствующих в производственном процессе, шт.;

F_н — норматив пла­ты за фонды, %;

С_бj — балансовая стоимость j-й машины, pуб.;

Т_j -время работы машины j-го типа на строительной площадке, дни;

Т_1j - нормативное время работы машины j-го типа в году, дни;

Rk - норматив платы за k-го работника, pуб.;

Q — число рабочих, участвующих в производственном процессе, чел.;

З_рj — затраты, связанные с организацией и подготовкой механизированных работ j-й машины, руб.;

З_з.п.k — заработная плата k-го работника, участвующего в механизированном процессе, за исключением учтенной в стоимости машиносмены, руб.;

Е_н - нормативный коэффициент экономической эффективности.

Оценка затрат по всей технологической цепи позволяет более точно сопоставлять варианты комплектов машин, так как перерасход на выполнении одних процессов, предшествующих или последующих, может быть перекрыт на других за счет создания соответствующего «задела», исключающего необходимость пол­ного или частичного выполнения тех или иных операций или сокращающего сроки выполнения работ.

Для окончательной оценки эффективности выполнения работ по вариантам необходимо значения суммарных затрат на выполнение механизированных работ соотнести с суммарной продолжительности выполнения всех работ, обеспечивающих достижение конечной цели. Лучший вариант определяется с учетом затрат на выполнение механизированных работ и экономии, полученной от сокращения срока строительства.

ПЛАНИРОВАНИЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ