Моделирование строительного производства

1. Системный подход к моделированию в строительстве

2. Виды моделей в строительном производстве.

3. Правила построения сетевых моделей.

4. Элементы и параметры сетевых графиков.

5. Порядок построения сетевых графиков.

6. Расчет сетевого графика.

7. Разновидности сетевых моделей и графиков.

8. Оценка качества сетевых графиков.

1) Существует теория моделей – раздел математики, где применяется математическая логика в алгебре. Модели разрабатываются с разной степенью условности (абстрактности).

При этом строительное производство рассматривается как система ресурсы – продукция, которая состоит из 3 компонентов: ресурсов, продукции и производственного процесса (рис. 1.1 – 1.3).

Рис. 1.1. Модель процесса ресурсы – продукция

Рис. 1.2. Системная организация строительства

Рис. 1.3. Системная организация строительства объекта

Проектирование реального процесса ресурсы – продукция, предназначенного для достижения определенных целей, может вызывать определенные трудности.

Организация и планирование строительного производства предполагают согласование работ во времени и пространстве, т. е. разработку моделей выполнения согласованного во времени и пространстве комплекса работ с целью достижения высоких технико-экономических показателей строительного производства.

2) При моделировании строительного производства применяют следующие модели: балансовые модели, сетевые модели; имитационное моделирование; поточные модели; балансовые модели, графические модели.

Балансовая модель базируется на сопоставлении наличия ресурсов (материальных, трудовых, финансовых) и потребность в них. Балансовый метод заключается в определении, количественном измерении и сопоставлении показателей, характеризующих потребности объектов строительства, с аналогичными показателями источников получения ресурсов.

Имитационное моделирование применяется для поиска рациональных вариантов организации строительства. В ходе имитационного моделирования оцениваются сроки строительства, выбираются даты начала и окончания строительства. Модель позволяет следить за ходом реального процесса в любой промежуток времени и производить соответствующие изменения.

При организации, планировании и управлении строительством широкое применение получили изобразительные модели, т.е. графические:

линейный календарный график;

циклограмма;

сетевой график;

таблицы – матрицы (рис. 1.4).

Линейный календарный график предложен в конце ХIX в. Г.Л. Гантом. К его достоинствам относятся:

1. Простота построения и наглядность.

2. Содержание достаточно подробных характеристик видов работ и данных о потребностях в исполнителях и механизмах на каждую единицу времени.

3. Возможность отображения на одном графике всего перечня работ как основных, так и прочих.

Основной недостаток – не обеспечивается необходимая увязка работ.

Циклограмма – эта форма календарного плана была предложна русским инженером в 1914 г. и использована при строительстве моста через р. Оку в г. Муроме.

В начале 1930 г. эта форма графиков получила дальнейшее развитие в работах М.С. Будникова. Циклограмма отображает не только технологическую последовательность и сроки, но и место производства работ.

Большой вклад в развитие теории изобразительных моделей в виде циклограммы был внесен проф. В.А. Афанасьевым. Его работа «Поточная организация строительства» является классикой в области моделирования организационно-технических процессов.

Сетевой график предложен Дж.Е. Келли и М.Р. Уолкером в конце 50‑х гг. Он представляет собой ориентированный граф – сеть, образуемую стрелками (работами и связями) и кружками (событиями), обозначающими начало и окончание каждой работы и связи. В России сетевое моделирование получило развитие в работах проф. Рыбальского.

Рис. 1.4. Изобразительные (графические) модели

Особенности моделирования комплекса работ. Для разработки модели организации любых производственных и непроизводственных процессов необходимо:

детализировать все элементы, работы, задачи, виды деятельности, т.е. установить требуемый перечень действий, обеспечивающих достижение поставленной цели;

установить последовательность их выполнения, исходя из технологических и организационных зависимостей. Выяснить все ограничения, наложенные на последовательности;

определить время (стоимость) выполнения каждой работы, каждого мероприятия.

3) Составляется сетевой график слева направо от исходного события к конечному. Форма сетевого графика должна быть максимально простой, по возможности без пересечений, большинство работ следует изображать горизонтальными линиями. Каждая работа имеет только два события, нельзя допускать появления работ, имеющих одинаковый ход. В сетевом графике не должно быть тупиков, «хвостов», циклов. Необходимо правильно изображать сложные работы. Если те или иные работы начинаются после частичного выполнения предшествующих, то эту работу следует разбить на части, при этом каждая часть работы (захватка) в графике, будет считываться самостоятельной работой, которая имеет свои предшествующие и последующие события.

4) Элементами сетевых графиков являются: работы, события, путь.

Работы делятся на:

Действительные – производственный процесс, требующий затрат времени и ресурсов.

Ожидание – процесс, требующий затрат только времени.

Фиктивная работа – процесс, не требующий затрат времени и ресурсов. Вводится только для отображения зависимости или технологической последовательности выполнения процесса.

Событие – факт окончания одной или нескольких работ.

Путь – непрерывная последовательность работ.

Полный путь – суммированный путь от исходного до последнего события.

Критический путь – полный путь, имеющий наибольшую продолжительность.

Раннее начало выполнения работы ( ) - тот срок, раньше которого работа не должна начаться.

Позднее начало выполнения работы ) - тот срок, позже которого работа не должна начаться.

Раннее окончание выполнения работы ( ) - тот срок, раньше которого работу завершить нельзя.

Позднее окончание выполнения работы ( ) - тот срок, позже которого работа заканчиваться не должна.

Общий резерв времени работы ) – срок, на который можно сдвинуть начало выполнения работы, не изменяя времени критического пути.

Частный резерв времени выполнения работы ( ) – время, на которое можно отодвинуть окончание работы, не изменяя при этом раннего начала последовательности работы.

Время работы:

, (1.4)

где Q – трудоемкость процесса;

Н_вр. – норма времени;

V - объем работы;

N – количество исполнителей;

S- сменность.

5) Перед началом построения сетевой модели следует установить:

Какие работы должны завершиться раньше, чем начнется рассматриваемая работа.

Какие работы могут быть начаты после завершения данной работы.

Какие работы могут быть выполнены одновременно с данной работой.

6) Расчет сетевого графика

Расчет может выполняться вручную или на электронно-вычислительной машине (ЭВМ). Для «ручного» способа существует 2 варианта: универсальный (табличный) и графический – на модели (секторным методом). При расчете на ЭВМ в программу закладывается табличный способ.

После расчета сетевого графика производится его календаризация (привязка к датам, рабочим дням), а после – корректировка (оптимизация) сетевого графика.

7) Разновидности сетевых моделей и графиков

По структуре сетевые модели могут быть каноническими и альтернативными.

По количеству целей сетевые модели могут быть одноцелевыми и многоцелевыми.

По точности определения временных оценок сетевые графики могут быть: детерминированными (когда точно указано время), вероятностными, смешанными.

По охвату программы:

1. Комплексный укрупненный сетевой график (разрабатывается в проекте организации строительства).

2. Сетевой график на конкретный объект (разрабатывается в проекте производства работ) с четким отображением всех видов работ.

3. Локальные сетевые графики (отдельные группы работ).

4. Сводный сетевой график на программу строительной организации (составляется в проекте организации работ).

8) Оценка качества построения сетевых графиков производства по следующему параметру:

Коэффициент равномерности распределения ресурсов по объекту:

(1.5)

Среднее количество потребляемого ресурса на объекте:

(1.6)

Максимальное количество потребления ресурсов в смену:

Продолжительность работ по критичному пути:

Фактическая трудоемкость (материалоемкость, стоимость):

(чел.-дн.; м-дн.; руб-дн.);

Для отдельно строящегося объекта ; для комплекса .

Лекция 2. Подготовка строительного производства

Организация инженерных, технико-экономических и экологических изысканий. Задача инженерных изысканий – получить данные, необходимые для технически правильного и экономически целесообразного решения основных вопросов проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

Экономические изыскания проводятся для определения географического района и места строительства. Выявление возможности обеспечения строящихся предприятий сырьем, материалами, топливом, водой, электроэнергией, газом, транспортом, а также использования для нужд строительства местных строительных материалов, производственной базы, рабочих кадров.

При этом рассматриваются все затраты, в первую очередь поддающиеся учету:

Стоимость земельного участка.

Стоимость аренды, затраты на приобретение или строительство.

Расходы на перевозки сырья, горючего, готовой продукции.

Затраты на энергию и водоснабжение.

Налоги и страхование.

Оплата рабочей силы.

Расходы на передислокацию, включая потери от остановки на некоторый срок.

Принимаются во внимание и так называемые неподдающиеся учету затраты:

Конкуренция нанимателей рабочей силы.

Отношения профсоюзов.

Отношения муниципальных властей.

Муниципальные постановления о выплате компенсации, страхование от безработицы, уборка отходов, загрязнения воздуха, шум и т.п.

Расходы, связанные с метеорологическими условиями и другими природными условиями.

Экологические изыскания зоны строительства проводятся с целью установления безопасности пребывания людей. Делается анализ грунтов, воздуха, почвы, воды, растений, направления ветра. Особое внимание обращается на наличие вредных веществ, загазованности, радиации, запылениях, возможности заноса ветром вредных веществ со стороны и др. Заказчику выдается лицензия и экологический паспорт.

Инженерные изыскания заключаются в комплексном изучении природных условий района строительства – геологических, геодезических и метеорологических – для получения необходимых данных, обеспечивающих разработку проектных решений зданий и сооружений и их строительство.

Инженерно-геодезические изыскания позволяют получить топографо-геодезические материалы для проектирования и строительства, инженерно-геологические – определяют климатические особенности района, глубину промерзания грунтов, рельеф, геологические строения, гидрогеологические условия, физико-механические свойства грунтов, химический состав подземных вод, их агрессивность к бетону, описание месторождений местных строительных материалов и количественную оценку их запасов.

Инженерно-гидрометеорологические изыскания производятся в исключительных случаях (затопление территории, изменение климата и т. п.).

Организация инженерных изысканий осуществляется специальными подразделениями на основе рабочих программ по заданию заказчика в три периода: подготовительный, полевой, лабораторно-камеральный.

Разрешение на изыскание получает заказчик в главном управлении геодезии и картографии (ГУГК). По результатам изысканий составляется технический отчет. В нем излагаются методика и способы выполнения, а также объемы отдельных видов работ, анализ и оценка их точности. К отчету прилагаются графические данные.

В отчет по геодезическим изысканиям входят:

1. Пояснительная записка.

Топографические планы и карты.

1. Продольные и поперечные профили.

2. Ведомость координат и высот пунктов геодезических сеток.

3. Инженерно - геологические выработки.