Параллельный метод строительства

Параллельный метод предусматривает одновременное выполнение ряда работ на отдельном здании или возведение нескольких однотипных зданий. На каждом из рассматриваемых объектов будет работать самостоятельная бригада. В идеале все бригады одновременно приступят к работе и в одно время закончат возведение зданий. При параллельном методе общая продолжительность возведения отдельного здания равна времени выполнения всех работ, но при этом в несколько раз возрастет потребность в рабочих для одновременной работы.

Параллельный метод обеспечивает минимальную продолжительность, так как срок строительства равен сроку сооружения одного дома. Однако здесь так же, как и при последовательном методе, вид и количество потребляемых ресурсов постоянно изменяется в зависимости от периода строительства.

Но современный уровень строительного производства и организации строительства, когда строительно-монтажные работы в основном ведутся силами мощных подрядных общестроительных организаций, исключает использование последовательного и параллельного методов строительства в чистом виде. Это связано в первую очередь с необходимостью равномерного использования ресурсов (машин, рабочих бригад и т. п.), а также с ограниченностью этих ресурсов.

Например, при строительстве любого объекта по мере выполнения работ в определенной технологической последовательное освобождаются механизмы и бригады, закончившие работы определенного этапа. Так, вначале освобождается землеройная техника, затем бригады монтажников, монтажные краны и т. д. Для того чтобы эти мощности не простаивали, их необходимо переключить на строительство другого объекта. Таким образом, определенные работы начинаются на втором объекте, и в это же время заканчиваются на первом и т. д.

При выполнении работ на многих объектах одновременно в определенные периоды потребность в однородных ресурсах может значительно превысить их фактическое наличие. Поэтому эти ресурсы по мере завершения работ на одном объекте будут последовательно переходить на другой и т. д.

Поточный метод, сохраняя соответствующие преимущества последовательного и параллельного способов, позволяет избежать их недостатки. При поточном методе работы по сооружению каждого из домов делят на несколько процессов, на выполнение которых отводится одинаковое время. На комплексе из N домов однородные процессы выполняют последовательно друг за другом, а разнородные процессы - параллельно. Продолжительность строительства N зданий, расчлененных на несколько процессов, будет больше, чем при параллельном, но меньше, чем при последовательном методе. Интенсивность потребления ресурсов здесь также будет больше, чем при последовательном методе, но меньше, чем при параллельном.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ И ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ
Последовательность производства работ обусловлена следующими основными факторами, поэтапное освоение которых в конечном результате приводит к реализации строительного процесса:
территория застройки;
подготовка площадки (работы подготовительного периода);
возведение подземной части;
возведение надземной части;
возведение ограждающих конструкций;
монтаж инженерного оборудования;
внутренние отделочные работы;
монтаж технологического оборудования;
наружные отделочные работы;
благоустройство.
Выбор территории застройки - самый первый этап реализации строительства. На этом этапе, исходя из поставленных задач, определяют наиболее оптимально расположенный земельный участок, удовлетворяющий как требованиям рационального снабжения строительными материалами, конструкциями и ресурсами на период строительства, так и отвечающий необходимым требованиям эксплуатации, проводят инженерно-геологические изыскания. Осуществляют государственное оформление (экспертиза зданий и сооружений, планируемых под застройку данного земельного участка), отвод земельного участка под строительство и подготовку архитектурно-планировочного задания.
Подготовка площадки является обязательным этапом, примерно схожим по составу работ для промышленного и гражданского строительства. В основном, под подготовкой площадки понимают проведение инженерных изысканий, привязку возводимого здания на местности, снос старых строений, перекладку сетей, возведение временных зданий и сооружений.
Принятая последовательность производства работ при возведении отдельного здания или комплекса, состоящего из расположенных рядом однотипных зданий, может в значительной степени влиять на общий срок строительства.

Рассмотрим один из методов строительства зданий или производства взаимосвязанных работ-последовательный.
Последовательный метод предусматривает, что при возведении отдельного здания бригада рабочих выполняет каждую следующую работу только после окончания предыдущей. Следовательно, общая продолжительность строительства здания равна сумме продолжительностей производства отдельных видов работ, т. е. в данном случае потребуется незначительная численность персонала, работающего на одном объекте. В случае, когда ряд однотипных зданий будут строить одно за другим, каждое следующее здание - только после окончания предыдущего, то единая бригада рабочих будет возводить эти здания последовательно, переходя с одного завершенного объекта на следующий. При этом методе общая продолжительность строительства комплекса зданий равна произведению продолжительности строительства одного дома на их число, но при этом так же, как и при возведении отдельного здания, требуется относительно малая численность рабочих, задействованных длительное время на одном месте.
Последовательные методы характеризуются с одной стороны последовательностью выполнения работ комплекса, а с другой - отсутствием одновременности их выполнения.
Необходимость их применения определяется:
спецификой производства;
конструктивными особенностями сооружений;
технологией работ;
техникой безопасности.
Достоинства метода:
простота его организации;
низкая чувствительность к изменению и даже отказу от ритмичности работ;
высокая степень альтернативности цепи (последовательности работ), так как её характер может быть достаточно свободно изменён в любой момент времени (рис.3.).
Недостатки метода:
Большая продолжительность выполнения комплекса работ - максимальная по сравнению с другими методами при равной интенсивности работ;
Большая потребность в ресурсах - максимальная по сравнению с другими методами при одном и том же сроке выполнения комплекса работ.
В следствии указанных недостатков последовательные методы организации работ в качестве самостоятельных применяются весьма редко, за исключением случаев, когда эти методы единственно возможны (трубы, мачты, башни, градирни, и др.).

Календарный график производства работ
При последовательном методе все технологические циклы ведут сначала на первой захватке, затем на второй и т. д.
Переход на последующую захватку осуществляется после окончания работ на предыдущей
Т = t × m
Т — общая продолжительность работ, t – продолжительность работ на одной захватке; m – число захваток
Бригада рабочих будет переходить последовательно от работы к работе, требуется незначительное количество персонала, работающего на одном объекте.
Q = T × n, (чел.дн)
Q — общая трудоемкость, T — общая продолжительность, n — количество человек.
Эпюра движения рабочей силы
После построения календарного графика и определения срока строительства приступают к построению эпюры движения рабочей силы, которая служит для определения потребности в людских ресурсах и необходимости обеспечения их соответствующим объемом бытовых услуг, временными зданиями и сооружениями, требуемым инвентарем, средствами индивидуальной защиты и прочим.
Эпюра отображает количество рабочих на строительной площадке (вертикальный масштаб) в любой момент времени (горизонтальный масштаб) в течение всего срока строительства.
Как правило, полученная эпюра движения рабочих выглядит не совсем удачно: есть пики и спады - резкие (более чем на 30%) кратковременные (несколько дней) перепады значений. Для более равномерной загрузки рабочих бригад производится оптимизация эпюры, исходя из следующих требований:
1. По мере развертывания фронта работ общее число рабочих на стройплощадке должно увеличиваться, затем постепенно уменьшаться.
2. Значение коэффициента неравномерности движения рабочих (максимальное количество рабочих на площадке, определенное по эпюре, деленное на среднее число рабочих, определяемое делением площади эпюры на длину ее основания) должно стремиться к 1,5.

Методы организации строительного производства. Сущность и основные принципы поточной организации строительного производства.

Организация строительного производства может быть осуществлена тремя методами – последовательным, параллельным и поточным.

При последовательном методе существует ряд недостатков – уровень потребления ресурсов минимальный, а длительность потребления максимальная, каждый из видов ресурсов будет участвовать кратковременно, так как в процессе сооружения дома периодически требуются рабочие разных специальностей, различные машины, механизмы и материалы. Неизбежны также простои машин и потери на их перебазировку. Частая смена видов материалов, изделий и конструкций вносит большие трудности в работу предприятий-изrотовителей, транспорта и opraнов снабжения.

Параллельный метод обеспечивает минимальную продолжительность строительства, однако потребление ресурсов во много раз возрастает возрастает, также сильно увеличивается количество рабочих и механизмов, что экономически не всегда целесообразно.

Поточный метод, сохраняя соответствующие преимущества последовательноrо и параллельноrо способов, позволяет избежать их нeдостатков. При поточном методе работу по сооружению каждоrо из домов делят на n процессов. На комплексе из N домов однородные процессы выполняют последовательно друг за другом, а разнородные параплельно (рис. 5.3) Продолжительность строительства N зданий, расчлененных на п процессов, будет больше, чем при параллельном, но меньше, чем при последовательном методе. Интенсивность потребления ресурсов здесь также будет больше, чем при последовательном методе, но меньше, чем при параллельном.

Для поточноrо метода характерны следующие черты:

1. Расчленение работы на составляющие процессы в соответствии со специальностью и квалификацией исполнителей.

2. Расчленение фронта работ на отдельные участки для создания наиболее блаrоприятных условий работ отдельным исполнителям.

3. Максимальное совмещение процессов во времени.

Поточный метод обеспечивает равномерность потребления ресурсов и ритмичность выпуска rотовой продукции (в данном примере домов). Поточная орrанизация создает, в свою очередь, блаrоприятные условия для работы орrанизаций смежников: подрядных орrанизаuий, заводов поставщиков, транспорта, снабженческих opraHoB.

Задачей проектирования потока является определение таких параметров, которые с учетом рациональной технолоrии и орrанизации работ обеспечивают общую продолжительность строительства комплекса в пределах нормативной и непрерывную заrрузку ресурсов (бриrад, машин, механизмов).

Орrанизация поточноrо производства в строительстве предусматривает:

1. Выявление объектов, близких между собой по объемно планировочным и конструктивным решениям, технолоrии их возведения.

2. Расчленение процесса возведения объектов на отдельные работы, предпочтительно равные или кратные по трудоемкости.

3. Установление целесообразной последовательности выполнения работ, соединение взаимосвязанных работ в общий совокупный процесс и их синхронизацию, чем достиrается непрерывность строительноrо производства.

4. Закрепление отдельных видов работ за определенными бриrадами рабочих, установление последовательности включения в поток отдельных объектов и движения бриrад в процессе выполнения работ на отдельных объектах.

5. Расчет основных параметров потока с учетом обеспечения одновременности совмещения выполнения большинства работ и соrласованности между продолжительностью выполнения отдельных видов работ и числом ведущих машин и рабочих бриrад.

6. Расчет последовательности перехода ведущих строительных бриrад рабочих и машин с объекта на объект с учетом соблюдения запланированноrо ритма строительства.

По каждой rруппе однотипных зданий устанавливают технолоrическую последовательность работ и определяют рациональные размеры захваток (участков) и их количество. Размеры захваток зависят,

rлавным образом, от объемно-планировочной структуры объекта, состава оборудования, а также от характера развития специализированных потоков, состава выполняемых ими работ и их мощности (про изводительности).

Захватка - это часть здания, объемы работ по которой выполняются бригадой (звеном) постоянного состава с определенным ритмом, обеспечивающим поточную органuзацию строительства объекта в целом.

Поточным методом называют такой метод организации строительства, который обеспечивает планомерный, ритмичный выпуск готoвой строительной продукции (законченных зданий, сооружений, видов работ и т. п.) на основе непрерывной и равномерной работы трудовых коллективов (бригад, потоков) неизменного состава, снабжаемых своевременной и комплектной поставкой всех необходимых материально-технических ресурсов.

Использование поточных методов является естественной орrанизационной формой выполнения СМР силами постоянно действующих, стабильных по составу и численности работающих строительных коллективов.

Применение поточных методов обусловлено теми задачами, которые ставятся и решаются строительными орrанизациями различноrо уровня (бриrадой, участком, СУ, трестом, комбинатом и т. д.) В процессе сооружения объектов различноrо назначения. Все ресурсы при такой орrанизации должны использоваться постоянно и непрерывно. Это условие должно обеспечиваться для ка)l(доrо отдельноrо единичноrо трудовоrо ресурса бриrады (звена) и всех взаимосвязанных с ней в процессе работы средств (механизмов, оборудования и т. п.).

Состав и численность бриrад на достаточно длительный период времени должны оставаться в среднем постоянными даже при сооружении разнородных объектов. Это условие обеспечивает как устойчивое повышение производительности труда, так и создание блаrоприятноrо социально-психолоrическоrо климата в коллективе.

Возможное периодическое частичное изменение в наборе работ компенсируется совмещением профессий рабочими комплексных бриrад.

28 Классификация потоков по структуре и виду продукции, ритмичности и продолжи­тельности. Параметры потоков: пространственные, технологические и временные.

Классификация потока по структуре и виду продукции, ритмичности и продолжительности. Параметры потоков – пространственные, технологические и временные.

Классификацию потоков осуществляют в зависимости от структуры и вида конечной продукции.

Частный поток - это элементарный строительный поток, представляющий собой один или несколько процессов, выполняемых одним коллективом (бригадой, звеном). Продукцией частного потока могут быть земляные работы, устройство фундаментов, кладка стен, монтаж дома, штукатурные работы и т. д. Частный поток организуется, в основном, там, где возможно выполнение работ на разных захватках поточно- расчлененным способом.

Специализированный поток состоит из ряда частных потоков, объединенных единой системой параметров и схемой потока. Специализированные потоки являются основными структурными элементами потока. Их продукцией служат законченные виды работ, конструктивные элементы и части зданий (подземная часть здания, крыша, отделочные работы). В зависимости от характера объекта, вида и степени совмещения работ на одной и той же захватке (захватках) при выполнении работ вручную одновременно могут работать различные специализированные потоки, например, бригады электриков и сантехников на строительстве жилого дома. Частные и специализированные потоки могут иметь различные направления разбития, которые зависят от объемно-планировочного peшения здания, видов выполняемых работ

и их этапов, используемых строительных машин и механизмов. Они могут быть горизонтальными, вертикальными, наклонными и смешанными (рис. 5.4).

Горизонтальное направление потока осуществляют при устройстве фундаментов, монтаже конструкций одного этажа, кровельных работ и т. д. Вертикальное направление потока может быть вертикально-восходящее, вертикально-нисходящее или сочетание этих двух направлений. Вертикальную схему применяют при монтаже многоэтажных промышленных зданий, когда монтаж ведут методом «на кран» отдельными участками на всю высоту здания, при кирпичной кладке труб и т.п.

По наклонной схеме осуществляют кирпичную кладку одноrо этажа, монтаж конструкций на разных отметках и т. п. Сочетание разных направлений дает комбинированные схемы движения потоков. Преобладающей схемой развития потоков в мноrоэтажном строительстве является rоризонтально-вертикальная, в одноэтажном rоризонтальная.

Объектный поток - совокупность специализированных потоков, состав которых обеспечивает выполнение всего комплекса работ по сооружению соответствующего объекта строительства. Продукцией этих потоков являются полностью законченные здания (сооружения) либо rруппа зданий (сооружений).

Комплексный поток - состоит из объектных потоков, oднoвpeменно занятых строительством отдельных зданий и сооружений, входящих в состав промышленного предприятия, жилого квартала и т. д. Продукцией комплексноrо потока являются сданные в эксплуатацию промышленные объекты, законченные жилые кварталы и т. п.

Общая схема технолоrической структуры и уровней потока по видам работ по казана в табл. 5.1,

По характеру временнoro развития различают следующие виды потоков:

1. равноритмичный, в котором все составляющие потоки имеют единый ритм, т. е. одинаковую продолжительность выполнения работ на всех захватках;

2. кратноритмичный, в котором все составляющие потоки имеют неравные, но кратные ритмы;

3. разноритмичные, в которых составляющие потоки не имеют постоянноrо ритма вследствие неоднородности зданий и cooружений и неравенства темпов составляющих потоков.

Параметры потока выражают ero временные, орrанизационные и пространственные характеристики и позволяют определить зависимости между ними.

К временным параметрам потока относятся:

Т 0 - общая продолжительность работ по потоку в целом;

Т l - суммарная прдолжительность выполнения бригадами потока всех работ на одной захватке;

Т бр - суммарная продолжительность работ каждой отдельной бриrады на всех захватках;

t ,бр -ритм работы бригады, продолжительность работы бригады на захватке;

t орг - орrанизационные перерывы между работой смежных бриrад на одной и той же захватке;

Параллельно-поточные методы организации работ (параллельных потоков) являются более общим случаем формирования и расчета потоков. Они, как правило, применяются тогда, когда индивидуально-поточные методы не дают требуемых результатов (даже при использовании просмотренных способов их оптимизации). Поэтому формирование и расчет параллельно-поточных методов осуществляются после формирования и расчета индивидуально-поточных. При этом возникают вопросы: на какие виды работ или работы назначать дополнительные бригады и как распределять работы между однотипными бригадами?

А.В.Афанасьев предложил назначать дополнительные однотипные бригады на наиболее продолжительные вида работ в количестве, обеспечивающем уменьшение их продолжительности до необходимой величины, распределять работы между однотипными бригадами в ходе расчета потока с критическим работами, выявленными с учетом ресурсных и фронтальных связей, распределять работы в соответствии с исходной очередностью с первоочередной загрузкой (при равных возможностях) наиболее мощных бригад, а при равной мощности бригад – тех из них, которые имеют наименьший порядковый номер. При наличии однотипных бригад разной мощности он рекомендует размещать их на матрице (в системе ОФР) по убыванию мощностей.

Рядом исследователей предложены модификации данного алгоритма, а именно загрузка бригад не в соответствии с исходной очередностью, а выборочно, по мере высвобождения фронтов, загрузка бригад не в соответствии с их мощностью, а в соответствии с очередью в ожидании загрузки или в соответствии с возможностью более раннего завершения работы. Эти модификации в определенных случаях дают лучшие результаты, но далеко не всегда. Все возможности формирования параллельно-поточных методов с учетом указанных модификаций, а также по принципиально отличающейся (предложенной также А.В.Афанасьевым) методике ориентированного назначения дополнительных бригад на работы, сдерживающие уплотнения потоков, рассматриваются в специальном курсе, а в данном основном курсе – только первая методика.

Проиллюстрируем данную методику формирования и расчета параллельно-поточной организации работ на примере.

Пусть даны те же условия, что и выше, сформирован и рассчитан поток с критическими работами, выявленными с учетом ресурсных и фронтальных связей. Полученная при этом продолжительность потока, равная 40 ед. времени, не удовлетворяет. Необходимо уменьшить ее до 35 ед. времени за счет введения дополнительных однотипных бригад.

Рассмотрение параметров индивидуального потока (исходных данных) показывает, что виды работ имеют разную продолжительность и для того, чтобы уменьшить продолжительность видов работ «А», «В» и «Г» до минимальной, соответствующей виду «Б», то есть привести неритмичный поток к гармоничному виду, необходимо ввести дополнительные бригады по одной на виды работ «А» и «Г», и две бригады на виды работ «В». Привлечение таких дополнительных бригад оказалось возможным, но дополнительные А 2 , В 2 , В 3 имели меньшую мощность, чем А 1 и В 1 , а бригада Г 2 равную мощность с Г 1 (А 2 = 0,5 А 1 ; В 2 = 0,5 В 1 ; В 3 = 0,3 В 1 ; Г 2 = Г 1).

Осуществим формирование и расчет параллельно-поточного метода организации работ.

ОФР Виды работ Виды работ и индексы бригад
А Б В Г А 1 А 2 Б В 1 В 2 В 3 Г 1 Г 2
Фронты работ 0 4 4 6 6 13 13 18 0 4 4 6 6 13 13 18
I
4 9 9 12 13 22 22 28 0 10 10 13 13 22 22 28
II
9 12 12 14 22 30 30 33 4 7 13 15 15 31 31 34
III
12 16 16 19 30 36 36 40 7 11 15 18 18 36 36 40
IV
Σt j
n доп. бриг. - Мощности А 2 =0,5 А 1 , В 2 =0,5 В 1 , В 3 =0,3 В 1 , Г 1 =Г 2

Рис. 34. Матрица с результатами формирования и расчета параллельного потока с КР при ранних сроках выполнения работ.

Рассмотрение результатов расчета показывает, что включение в поток трех дополнительных бригад (для бригады Г 2 работы не нашлось) никакого положительного эффекта не дало. Это произошло потому, что бригады А 2 , В 2 и В 3 обладали малой мощностью.

Действительно, если вместо этих бригад включить в поток бригаду В 2 с мощностью бригады В 1 , то требуемое уменьшение продолжительности будет достигнуто.

ОФР Виды работ и индексы бригад Порядковые числа
А Б В 1 В 2 Г 5 10 15 20 25 30 35 Т i
Фронты работ 0 4 4 6 6 13 13 18
I
4 9 9 12 12 21 21 27
II
9 12 12 14 14 22 27 30
III
12 16 16 19 21 27 30 34
IV
T j

Рис. 35. Параллельный поток с КР при ранних сроках выполнения работ.

На основе данной, сформированной в качестве рациональной структуры параллельного потока с критическими работами, выявленными с учетом ресурсных и фронтальных связей, могут быть рассчитаны параллельные потоки с НИР и с НОФ.

ОФР Виды работ и индексы бригад Т i Порядковые числа
А Б В 1 В 2 Г 5 10 15 20 25 30 35
Фронты работ 0 4 9 11 11 18 18 23
I
4 9 11 14 14 23 23 29
II
9 12 19 16 18 26 29 32
III
12 16 16 19 23 29 32 36
IV
T j Читателю рекомендуется вычертить календарный график

Рис. 36. Параллельный поток с НИР

ОФР Виды работ и индексы бригад Т i Порядковые числа
А Б В 1 В 2 Г 5 10 15 20 25 30 35
Фронты работ 0 4 4 6 6 13 13 18
I
4 9 9 12 12 21 21 27
II
14 17 17 19 19 27 27 30
III
17 21 21 24 24 30 30 34
IV
T j Читателю рекомендуется вычертить календарный график

Рис. 37. Параллельный поток с НОФ

Представляет несомненный интерес сравнение разновидностей параллельного потока.

Табл. 2

Параметры вариантов организации работ

Индекс метода Т Продолжительность видов работ Продолжительность фронт. комплексов
А Б В 1 В 2 Г I II III IV Г
ПП с КР
ПП с НИР
ПП с НОФ

Формальное суммирование параметров по каждому методу показывает, что наиболее предпочтительным является параллельный поток с критическими работами, выявленными с учетом ресурсных и фронтальных связей (при ранних сроках выполнения работ).

Однако при таком подходе не учитывается экономическая сторона дела, то есть не учтены издержки от увеличения продолжительности каждого вида работ и каждого фронтального комплекса работ и всего параллельного потока в целом. Все это должно в реальных условиях учитываться.

В заключение рассмотрения вопроса формирования и расчета параллельных потоков следует указать, что их продолжительность зависит от очередности освоения фронтов работ. Следовательно, должен осуществляться поиск оптимальных очередностей, обеспечивающих минимальную продолжительность. Соответствующие алгоритмы направленного перебора разработаны и рассматриваются в специальном курсе.

ЛЕКЦИЯ №8

СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ.

Современный подход к организации работ требует разработки всех конкурентно способных вариантов.

Комплексные потоки могут формироваться:

В виде комбинированных потоков с полным сохранением структуры ранее разработанных объектных потоков;

В виде агрегированных потоков, которые обеспечивают немедленное начало работы бригад в последующем объектном потоке после завершения работ в предыдущем, но при этом структура объектных потоков изменяется;

В виде уплотненных, которые обеспечивают минимальную продолжительность всего комплексного потока, но при этом структура исходных объектных потоков изменяется.

Исходные данные при формировании комплексных потоков представляются в виде параметров независимо сформированных объектных потоков, представленных на матрицах в системе ОФР. Комплексные потоки комбинированные (КПК) формируются путем выявления возможных периодов смещения последующего объектного потока относительно предшествующего, исходя из интересов непрерывной работы каждой бригады. При этом в качестве расчетного принимается максимальный, исключающий потребность в дополнительных однотипных бригадах. Общая продолжительность КПК определяется как сумма всех расчетных смещений между смежными объектными потоками и продолжительности последнего объектного потока.

Комплексный поток агрегированный (КПА) формируется путем выявления расчетных периодов развертывания видов работ при учете параметров всех объектных потоков. При этом структура объектных потоков разрушается. Общая продолжительность КПА определяется как сумма периодов развертывания видов работ и продолжительности всех работ последнего вида в составе комплексного потока.

Комплексный поток уплотненный (КПУ) формируется при сохранении структуры первого в очереди объектного потока и обеспечении непрерывного выполнения всех работ первого вида в составе комплексного потока. Сроки выполнения прочих видов работ объектных потоков в составе комплексного определяются наличием ресурсов и фронтов работ. Они могут быть ранними и поздними. При этом при совпадении ранних и поздних сроков соответствующий вид работ объектного потока является критическим. Сумма критических работ, составляющих одну цепь (однокритический путь) определяет продолжительность КПУ.

Проиллюстрируем применение данной методики расчета комплексных потоков на примере.

Исходные данные в виде сроков видов работ объектных потоков, продолжительности видов работ (t ij) и возможного совмещения смежных видов (tc) представлены на матрице М-1 (в системе ОФР). Строго говоря, эта информация избыточна, так как объектный поток однозначно определяет либо сроки видов работ, либо их продолжительность и совмещение, но в расчете комплексных потоков без ЭВМ удобно пользоваться в одном случае одним, а в другом случае – другим.

М-1 А tc Б tc В tc Г I 0-16 9-19 11-41 27-45 t Ij II 0-30 15-40 25-35 35-60 t IIj III 0-20 18-30 25-45 30-50 t IIIj IV 0-30 20-45 40-65 55-70 t IVj

Рис. 38. Матрица исходных данных (характеристик объектных потоков).

Расчет КПК состоит в определении возможной величины смещения каждого последующего объектного потока по отношению к предыдущему, исходя из интересов каждой бригады (вида работ), то есть исходя их обеспечения нулевого растяжения межобъектной ресурсной связи (t мрсв) и выбора максимального смещения между смежными объектными потоками, то есть расчетного (t см), исключающего необходимость привлечения дополнительных однотипных бригад.

После определения величины расчетного смещения она добавляется к срокам последующего вида работ и цикл расчета повторяется. По установлению всех сроков и продолжительности комплексного потока устанавливаются растяжение межобъектных ресурсных связей (t мрсв) и продолжительности видов работ в составе комплексного потока. Продолжительности объектных потоков в КПК сохраняются.

М-2 А Б В Г Тi М-3 А Б В Г Тi
I 0-16 9-19 11-41 27-45 I 0-16 9-19 11-41 27-45
t смj max 16 t мcрв
II 0-30 15-40 25-50 35-60 II 16-46 31-56 41-66 51-76
t смj max 30 t мcрв
III 0-20 18-30 25-45 30-50 III 46-66 64-76 71-91 76-96
t смj -5 max 20 t мcрв
IV 0-30 20-45 40-65 55-70 IV 66-96 86-111 106-131 121-136
Σt сij T j

Рис. 39. Матрицы смещений (М-2) и результатов расчета КПК (М-3)

Расчет КПА состоит в определении возможной величины периода развертывания каждого последующего вида работ по отношению к началу предшествующего применительно к каждому фронту (Т р ij) и выбора максимального (расчетного), исключающего преждевременное начало последующего вида работ на каком-либо фронте.

Предложены различные способы определения расчетного значения периода развертывания, в том числе, Агиляром и Меной. При этом определяется сумма продолжительностей 1, …, i-тых работ вида, предшествующего рассматриваемому j-тому, за вычетом расчетной величины совмещения на i-том фронте (j-1) и j-того видов работ и суммы 1, …, (i-1)-тых работ рассматриваемого вида на предшествующих фронтах.

После определения расчетных периодов развертывания второго и последующих видов работ определяются сроки выполнения объектных видов работ в составе комплексного потока и его продолжительность, а также растяжение фронтальных связей (t фрсв), как разница между началом работы ij и окончанием работы i(j-1) за вычетом расчетного совмещения смежных видов работ объектного потока (t c).

М-4 А t фрсв Б t фрсв В t фрсв Г Тi
t с t с t с
0 16 39 49 41 71 68 86
I
t мрсв
16 46 49 74 71 96 86 111
II
t мрсв
46 66 74 86 96 116 111 131
III
t мрсв
66 96 86 111 116 141 131 146
IV
T p j
T j

Рис. 40. Матрица с результатами расчета КПА.

Т р Б1 = 16 – 7 – 0 = 9; Т р Б1I = (16 + 30) – 15 – 10 = 21;

Т р Б1II = (16+30+20) – 2 – (25 + 10) = 29; Т р Б1V =(16+30+20+30)–10–(12+25+10)=39.

расч. Т р Б = 39

Т р В1 = 10 – 8 – 0 = 2; Т р В1I = (10 + 25) – 15 – 30 = -10;

Т р Б1II = (10+25+12) – 5 – (25 + 30) = -13; Т р В1V =(10+25+12+25)–5–(20+25+30)= -8.

расч. Т р В = 2

Т р Г1 = 30 – 14 – 0 = 16; Т р Г1I = (30+ 25) – 14 – 18 = 23;

Т р Г1II = (30+25+20) – 15 – (25 + 18) = 17; Т р Г1V =(30+25-20-25) –10–(20+25+18)=27.

расч. Т р Г = 27

Расчет КПУ состоит в определении сроков выполнения видов работ объектных потоков в составе комплексного при условии сохранения сроков выполнения видов работ первого (в очереди) объектного потока и непрерывного выполнения работ первого вида (с нулевым растяжением межобъектных ресурсных связей) в составе комплексного потока. Сроки остальных видов работ объектных потоков в составе комплексного определяются последовательно по мере высвобождения ресурсов и фронтов с обязательным учетом возможного совмещения смежных видов работ.

М-5 А t фрсв Б t фрсв В t фрсв Г Тi
t с t с t с
0 16 9 19 11 41 27 45
I
t мрсв
16 46 31 56 41 66 61 86
II
t мрсв
46 66 64 76 71 91 86 106
III
t мрсв
66 96 86 111 106 131 121 136
IV
T j

Рис. 41. Матрица с результатами расчета КПУ.

Проведенные расчеты КПК, КПА и КПУ показали, что данные варианты организации комплексного потока характеризуются разными параметрами.

Табл. 3

Параметры вариантов комплексных потоков

Формальное суммирование параметров по каждому методу показывает, что наиболее предпочтительным является комплексный поток комбинированный. Однако при таком подходе не учитывается экономическая сторона дела, то есть не учтены издержки от увеличения продолжительности каждого вида работ и каждого объектного потока и всего комплексного потока в целом, а также эффективность самих объектных потоков. Все это должно в реальных условиях учитываться.

В заключение рассмотрения вопроса формирования и расчета комплексных потоков следует указать, что их продолжительность зависит от очередности ввода объектных потоков в состав комплексного. Следовательно, должен осуществляться поиск оптимальных очередностей, обеспечивающих минимальную продолжительность. Соответствующие алгоритмы направленного перебора разработаны и рассматриваются в специальном курсе.

Сравнение вариантов организации работ

Современный подход к организации работ, в частности, Петербургская школа поточной организации работ, требует разработки всех конкурентоспособных вариантов их оценки и выбора наиболее эффективного, то есть наиболее соответствующего конкретным условиям производства. Оценка вариантов организации работ может быть произведена по тем или иным критериям.

Критерий (гр. kriterioh) – это «пробный камень», отличительный признак, мерило. При оценке вариантов организации работ могут использоваться различные индивидуальные критерии (с учетом их приоритетов) и дифференциальные, объединенные (с учетом их значимости) в интегральный. .

Индивидуальные критерии представляются, как правило, в абсолютных величинах (в показателях стоимости, времени, затрат труда и других натуральных показателях). На выбор лучшего варианта при использовании индивидуальных критериев оказывает существенное влияние очередность их применения, определяемая значимостью (приоритетом) каждого из них. При этом возможны разные системы использования индивидуальных показателей (без ограничения отбрасываемых вариантов, менее эффективных, чем отобранный по рассматриваемому критерию или с ограничением, позволяющим использовать все критерии, а также путем распределения сравниваемых вариантов по каждому критерию (по соответствующим им местам), суммирования номеров мест и признания в качестве лучшего вариант с наименьшим показателем). При необходимости усилить значимость тех или иных критериев вводятся коэффициенты их значимости (цифры, определяющие занятые вариантом места по соответствующим критериям,умножаются на коэффициенты значимости).

Дифференциальные критерии представляются всегда в относительных величинах, ограниченных определенным пределом (от 0 до 1, от 0 до 6, от 0 до 10 и т. п.). Они объединяются с учетом коэффициентов значимости в интегральный. При этом коэффициенты значимости задаются (принимаются) разработчиками или вышестоящим уровнем руководства с учетом конкретных условий производства и более общей по отношению к рассматриваемой задачи. Какой-либо (достаточно строгой) методики назначения коэффициентов значимости не существует (например, нельзя строго определить, насколько важнее построить объект в более сжатые сроки или более дешевым), но опыт позволяет назначить коэффициенты, а при неудачном назначении – скорректировать их.

В качестве дифференциальных критериев лектором предложены следующие:

1. Своевременность работ (К 1) . Критерий характеризует отклонение запланированной продолжительности работ от заданной, что вызывает в большинстве случаев нарушение организации более широкого комплекса работ.

К 1 = Т Д / Т, если Т Д < Т

К 1 = Т / Т Д, если Т Д > Т

где Т – запланированная продолжительность комплекса работ;

Т Д – директивная (нормативная) продолжительность комплекса работ.

2. Соответствие потребности в ресурсах их наличию (К 2) . Критерий характеризует, во многом предопределяет реализуемость варианта организации работ.

К 2 i = R Hi / R ni , если R Hi < R ni

К 2 i = R ni / R Hi , если R Hi > R ni

K 2 = Σ K 2i П i / П

где K 2i – критерий соответствия i-того вида ресурса;

П i – трудоемкость или стоимость i-того вида работ, или стоимость i-того вида ресурсов;

П – общая трудоемкость или стоимость всего комплекса работ, или общая стоимость всех ресурсов;

m – число видов ресурсов.

3. Эффективность использования ресурсов (К 3) . Критерий характеризует стабильность использования ресурсов, то есть степень продолжительности выполнения тех или иных видов работ (t i) в общем комплексе (с учетом их трудоемкости или стоимости).

К 3 = Σ (t i / T) (П i / П)

4. Совмещенность во времени разнотипных работ (К 4) . Критерий характеризует степень поточности варианта организации работ.

К 4 = 1 – Т / Σ t i

5. Непрерывность использования ресурсов (К 5) . Критерий характеризует степень беспростойности работ (внутри каждого отдельного вида К 5 i и в целом К 5).

Наличие простоев ресурсов нежелательно, так как приводит к увеличению стоимости строительства объекта, но оно присуще некоторым методам организации работ (с НОФ, с КР, с организацией работ по турам).

К 5 i = t Н i / t i ;

K 5 = Σ K 5i П i / П

где t Hi – продолжительность i-того вида работ при непрерывном его выполнении;

t i – запланированная продолжительность i-того вида работ.

6. Равномерность использования ресурсов (К 6) . Критерий характеризует стабильность использования во времени отдельных видов ресурсов (видов работ) и всего комплекса.

К 6 i = 1 – f i / F i

K 6 = Σ K 6i П i / П

где f i – суммарная площадь, выступающая над линией равномерного потребления во времени i-того ресурса;

F i – общая площадь, характеризующая потребление во времени i-того ресурса.

7. Критичность работ (К 7) . Критерий характеризует степень критичности работ внутри каждого вида (К 7 i) и в целом (всего комплекса).

К 7 i = П k р i / П i

К 7 = Σ К 7i П i / П = Σ П kpi / П i

П kр i – трудоемкость или стоимость критических работ в составе i-того вида;

П – трудоемкость или стоимость всего комплекса работ.

8. Непрерывность освоения фронтов работ (К 8) . Критерий характеризует беспростойность работ внутри фронтальных комплексов (К 8 j) и в целом (по всем фронтальным комплексам). Наличие простоев фронтов работ нежелательно, так как приводит к замораживанию оборотных средств, но оно присуще некоторым методам организации работ (с НИР, с КР, с организацией работ по турам).

К 8 i = t Hj / t j ;

K 8 = Σ K 8j П j / П

где t Hj – продолжительность j-того фронтального комплекса работ при их непрерывном выполнении;

t j – запланированная продолжительность j-того фронтального комплекса работ;

П j – трудоемкость или стоимость j-того фронтального комплекса работ;

n – число фронтальных комплексов (фронтов) работ.

9. Насыщенность фронтов работ ресурсами (К 9) . Критерий характеризует степень использования фронтов работ в ходе производства (нормальное, то есть обеспечивающее нормальные условия работы исполнителям; не полностью насыщенное исполнителями; перенасыщенное исполнителями, ухудшающее условия работы каждого, но увеличивающее суммарный объем продукции; предельно насыщенное, то есть не дающее при дальнейшем насыщении фронта работ исполнителями никакого положительного эффекта.

К 9 i = R опт i / R i , если R опт i < R i ;

К 9 i = R i / R опт i , если R опт i > R i ;

K 9 = Σ K 9i П i / П

где R опт i – оптимальный состав исполнителей i–того вида работ;

R i – запланированный состав исполнителей i-того вида работ.

10. Эффективность использования ресурсов и освоения фронтов работ (К 10) . Данный, предложенный А.В.Афанасьевым, совокупный критерий, позволяет одновременно учесть влияние двух альтернативных факторов. При необходимости в критерии могут быть введены коэффициенты значимости, устанавливающие соотношение между эффективностью использования ресурсов и освоения фронтов работ:

К 10 = (К 5 + К 8) / 2

При разной значимости простоя ресурсов и фронтов работ:

К 10 = (Z 5 К 5 + Z 8 К 8) (Z 5 + Z 8),

где Z 5 – значимость простоя ресурсов, Z 8 – значимость простоя фронтов работ.

11. Эффективность динамики капитальных вложений (инвестиций) . Критерий предложен лектором совместно с В.З.Величкиным и В.И.Втюриным и характеризует степень рациональности динамики капитальных вложений, определяемой запланированной организацией работ.

При формировании критерия принято, что до осуществления вложения средств (в виде выполнения какой-либо работы, изготовления какой-либо конструкции, установки какого-либо оборудования) они находятся в обороте и обеспечивают получение дохода (по принятой норме эффективности), а после вложения дохода не приносят, то есть имеет место убыток (соответствующий норме эффективности). Суммарный эффект от i-того капитального вложения определяется разницей между доходом и убытком (исчисленными по формуле сложных процентов). Общий абсолютный эффект определяется суммой эффектов всех капитальных вложений, а относительный показатель определяется как отношение суммы максимально возможного убытка и достигнутой эффективности, к базе, то есть к сумме максимально возможного дохода и максимально возможного убытка.

Пусть имеет место i-тое капитальное вложение в момент времени t i (К t i). При этом 0 < t i < T, а нормативный коэффициент эффективности Е Н.

Тогда через 1 год через капитального вложения его стоимость возрастет:

К ti+1 = К ti + E H К ti = К ti (1 + E H)

Через 2 года его стоимость (по сложным процентам) возрастет:

К ti+2 = К ti+1 + E H К ti+1 = К ti+1 (1 + E H) = К ti (1 + E H) 2

Через 3 года его стоимость (по сложным процентам) возрастет:

К ti+3 = К ti+2 + E H К ti+2 = К ti+2 (1 + E H) = К ti (1 + E H) 3

Через период Т – t i (до сдачи объекта в эксплуатацию) его стоимость возрастет:

К Т- ti = K ti (1 + E H) T-ti

В соответствии с этим величина убытка от отвлечения Кt i из оборота на период Т – t i определится равной

У Kti = K ti (1 + E H) T-ti – K ti = K ti [(1 + E H) T-ti – 1]

Однако до момента вложения данная сумма средств находилась в народнохозяйственном обороте и принесла определенный доход. Приведение капитального вложения К ti к началу строительства определяет величина К 0i.

Пользуясь приведенной выше формулой:

К ti = K оi (1 + E H) ti

можно определить (по сложным процентам) К oi

K oi = K ti

В соответствии с этим величина дохода от пребывания К ti в народно-хозяйственном обороте определится равной:

Д k+i = K ti – K oi = K ti – K ti = Kti

(1 + E H) ti (1 + E H) ti

Суммарное значение эффекта от i-того капитального вложения определяется как разница величин дохода и убытка:

Э Kti = Д Kti –У Kti = K ti – K ti [(1+ E H) T-ti –1] = K ti

(1 + E H) ti (1 + E H) ti

Для обеспечения краткости записи можно ввести обозначения

a = (1 + E H) ti

Э Kti = K ti

Суммарное значение эффекта от всех капитальных вложений в течение всего периода продолжительности строительства определяется равным:

Э K = S K ti

где n – количество капитальных вложений.

В соответствии с принятой системой дифференциальных критериев данный критерий должен быть представлен в виде относительной величины. Это может быть достигнуто исчисление общего экономического эффекта относительно нуля (на графике), то есть прибавлением его величины к максимально возможному убытку (вложением всех средств в первый день строительства), и отношением этой суммы к величине базы, то есть к сумме максимального дохода и максимального убытка.

Максимальный доход от всей суммы капиталовложений (Д К)

max Д К = К (1 - b Т)

Максимальный убыток от всей суммы капиталовложений (У К)

max У К = К (a Т - 1)

Величина базы:

Б = max Д К + max У К = К (1 - b Т) + К (a Т - 1) = К (a Т - b Т)

К 11 = max У К + Э К = К (a Т - 1) + S К ti (2 - b ti - a T-ti)

Б К (a Т - b Т)

Нетрудно убедиться, что при осуществлении всех вложений в момент начала строительства (t 1 = 0) числитель равен нулю, и, соответственно, К 11 = 0.

При осуществлении всех вложений в момент окончания строительства, то есть при приобретении объекта построенного без промежуточной оплаты затрат (t i =T), числитель равен базе и, соответственно, К 11 = 1.

12. Эффективность продолжительности (срока) работ (К 12) . Критерий характеризует положительный эффект от уменьшения продолжительности работ.

К 12 = 1 / (1 – Е Н) Т

Рассмотренные дифференциальные критерии качества организации работ сводятся в интегральный:

где Z i – коэффициент значимости i-того критерия (задается)

n – число определяемых и учитываемых дифференциальных критериев.

Выше отмечалось, что коэффициенты значимости задаются с учетом конкретных условий производства работ и решения более общей (по отношению к рассматриваемой) задачи. К этому следует добавить, что хотя бы один коэффициент значимости (из всей совокупности) должен быть равным единице (остальные могут иметь большую величину), а коэффициенты у альтернативных и, прежде всего, у противоположных по направлению влияния критериев коэффициенты должны быть разные, то есть учитывать реальные требования к организации строительства и условия производства работ (например, у К 1 и К 12 , К 2 и К 3 , К 4 и К 6).

В заключение рассмотрения методики сравнения вариантов следует указать, что любой интегральный критерий оценки качества, включающий в себя коэффициенты значимости индивидуальных или дифференциальных критериев является мерилом качества только применительно к рассматриваемым вариантам организации работ, которые находятся в одних и тех же условиях. При изменении условий и, соответственно, коэффициентов значимости одни и те же варианты организации работ будут иметь иные показатели интегральных критериев.

В практике строительства существуют три метода производства работ: последовательный, параллельный и поточный.

При последовательном методе (см. схему ниже, поз. а) работы на каждом последующем участке (здании, объекте) начинаются только после их завершения на предыдущем. Такой метод, отличаясь сокращенным временем выполнения работ на одном участке (здании, объекте), обусловливает нерациональное использование кадров и большую продолжительность строительства в целом. Продолжительность строительства Т при числе захваток (объектов) m и длительности производственного цикла Тц будет составлять Т = m Тц . Интенсивность потребления характеризуется графиком с ординатой q .

При параллельном методе (см. схему ниже, поз. б) работы выполняются на всех объектах (захватках) одновременно. В этом случае продолжительность строительства сокращается и становится равной Тц , но такой метод требует одновременного привлечения большого количества трудовых и материальных ресурсов. Они увеличиваются в m раз и составляют mq .

Наиболее прогрессивным является поточный метод, при котором достигается ритмичность производства и высокая производительность труда. Он позволяет сократить сроки строительства (по сравнению с последовательным), повысить производительность труда за счет рационального использования рабочих, машин и механизмов и значительно снизить стоимость строительства. Сущность поточного метода заключается в расчленении технологического процесса строительства на части, например рытье котлованов, устройство фундаментов, стен, перекрытий, покрытий и т.д. - всего n частей, которые ритмично выполняют соответствующие бригады. В этом случае работы на последующем объекте (захватке) начинают после окончания первого процесса на предыдущем объекте (захватке). Таким образом, однородные процессы выполняются последовательно без перерыва. Бригады переходят с одного объекта (захватки) на другой через установленный промежуток времени, обеспечивая определенный ритм потока.

А - график последовательного метода производства; б - то же, параллельного; в - то же, поточного; г - циклограмма; д - график этапов развития строительного потока; е - схема разновидностей строительного потока.

Разнородные процессы при поточном методе строительства выполняют параллельно. В этом случае продолжительность строительства Т и интенсивность потребления ресурсов nq сокращаются. Этот метод эффективно сочетает достоинства последовательного и параллельного методов.

Строительный поток состоит из ряда частных потоков, представляющих собой простые строительные процессы, распределяемые между исполнителями. Он характеризуется технологическими, пространственными параметрами и параметрами времени. Технологические параметры строительного потока - это его структура, определенная числом частных потоков, объемы работ, трудоемкость, машиноемкость и интенсивность потока. Пространственные параметры потока - это участки, захватки, делянки и ярусы, на которые расчленяют объект строительства. Параметры времени - это шаг потока и модуль его цикличности. Модуль цикличности определяет ритм потока и характеризуется продолжительностью частичного потока на участке.

В строительной практике для планирования и управления строительными процессами их моделируют, применяя графическое изображение: линейные графики, ленточные диаграммы, циклограммы и сетевые графики. Для практики удобны графики строительного потока, отображающие его развитие во времени и пространстве. По оси ординат откладывают захватки, участки или объекты, а по оси абсцисс - время. Частные потоки, составляющие процессы, изображаются в виде наклонных линий. Основания наклонных линий соответствуют началу работ, а их вершины - окончанию. При этом модули цикличности всех потоков одинаковы, такой строительный поток называют ритмичным и изображают системой параллельных линий.

На линейном графике частные потоки (см. схему ниже) обозначаются горизонтальными линиями в масштабе времени с соблюдением технологической последовательности:

А - линейный; б -сетевой

Сетевой график представляет собой модель строительного процесса. Сплошной стрелкой на этом графике изображена работа, кружком - результат работы. Наименование работы указывают над стрелкой, а ее продолжительность -под стрелкой. Стрелки откладывают без масштаба, кружки нумеруют. Для правильной взаимосвязи работ при построении сетевого графика вводят зависимости, которые изображают пунктирной стрелкой. На графике самая длинная непрерывная последовательность работ и зависимостей от начального события до конечного образует критический путь. Длина этого пути определяет продолжительность всего строительного процесса. Критический путь изображают жирной линией.

Особенность сетевого графика состоит в том, что в нем указаны не сроки, а только календарная продолжительность выполнения отдельных работ. При изменении условий строительства и нарушения сроков выполнения работ сетевой график в отличие от других модулей заново не составляется, а только корректируется, так как его сеть, отражающая технологические связи, остается неизменной.

Применение поточных методов строительства требует тщательной организации производства и его подготовки, четкого управления, бесперебойного обеспечения рабочей силой, материалами, машинами и оборудованием.

Индустриализация строительства. В строительной практике происходит непрерывное превращение строительного производства в процесс механизированной поточной сборки зданий и сооружений из конструкций заводского изготовления. Индустриализация должна быть присуща всем стадиям строительства - от проектирования до отделки зданий и сооружений, в результате чего повышается производительность труда, снижаются сроки и стоимость работ и улучшается их качество. Современному индустриальному строительству присущи: сборность зданий и сооружений с изготовлением деталей, конструкций и узлов на заводах и специализированных установках, комплексная механизация и автоматизация строительства, научная организация труда, поточность производства, нормализация и технологическое проектирование. Каждый из перечисленных факторов существенно влияет на эффективность строительства, но полный технический и экономический эффект достигается при условии комплексной реализации всех их в процессе проектирования и возведения зданий и сооружений.

Сборность зданий и сооружений. Реальные условия для повышения сборности зданий и сооружений обусловила созданная в РФ промышленность по производству сборного железобетона. Изготовление основных строительных конструкций было перенесено в заводские условия. Этим было достигнуто существенное снижение стоимости строительства.

Применение монтажных машин большой грузоподъемности позволяет укрупнять сборные элементы, что сокращает монтажные операции и ускоряет строительство.

Комплексная механизация. При таком методе производства строительных работ все технологические операции определенного процесса выполняются с помощью комплекса машин и средств малой механизации, увязанных между собой по технологическому назначению, техническому уровню и производительности, что обеспечивает заданный темп работ и оптимальные технико-экономические показатели. В каждом таком комплексе имеется одна или несколько ведущих машин, с помощью которых осуществляются основные операции. По ведущей машине определяют производительность комплекса, его состав и организацию процесса в целом.