Оптимизация календарных планов по критерию неравномерности трудовых ресурсов

Календарный план (КП) вместе со строительным генеральным планом (СГП) является одним из основных документов в составе проекта организации строительства (ПОС) и проекта производства работ (ППР) и определяет порядок и взаимную увязку по времени этапов строительства, а также отдельных видов работ. Ограничение реализации строительного проекта по времени, случайный и не прогнозируемый характер многих факторов влияния в строительстве делает календарный план незаменимым для организации, планирования и управления строительным производством. Обязательное наличие календарного плана регламентировано требованиями СП 48.13330.2019 «СНиП 12-01-2004 Организация строительства», там же приведены определение календарного плана и графика производства работ, а также форма их представления [1]:

• -    календарный план работ – график производства работ с осуществленной привязкой к действующему производственному календарю;

• -    график движения трудовых ресурсов – один из видов ресурсных графиков, позволяющих моделировать распределение трудовых ресурсов

по времени между работами и объектами с возможностью последующей оптимизации режима пользования установленными методиками;

• -    график производства работ – инструмент моделирования строительного производства в виде кусочно-постоянных (кусочно-заданных) функций, изображающих на временной шкале последовательность и сроки выполнения работ с максимально возможным их совмещением (линейная диаграмма Ганта).

Являясь одним из технико-экономических показателей календарного плана, коэффициент неравномерности движения рабочих k н отражает распределения трудовых ресурсов по времени, отвечает за оптимизацию и регулирование сроков строительства, является основой для расчета количества временных зданий на строительной площадке, что в свою очередь определяет потребность в площади на размещение этих зданий на строительной площадке [2].

Таким образом, график движения трудовых ресурсов является важнейшим инструментом при оптимизации и изменении календарного плана. Общепринятым показателем правильности принятых организационно-технологических решений и маркером эффективности построенного графика служит коэффициент неравномерности движения трудовых ресурсов (кн), получаемый как отношение максимального количества привлеченных работников (Nmax) к их среднему значению (Np), которое в свою очередь находится как отношение общей трудоемкости всех работ графика (Q) к максимальной продолжительности (Т):

кн = Мтах/Мср =(Nmax •^/Q. (1)

Чем больше коэффициент неравномерности, тем более сложно организовать строительство, так как необходимо решать комплекс организационно -технологических и правовых вопросов по привлечению дополнительного количества работников требуемой профессии и квалификации, и, наоборот, по переводу их на другие объекты, виды деятельности и т. д. [3, 4].

В идеальном случае кн = 1, что означает неизменность числа привлекаемых работников на время производства работ. Теоретически такое возможно только в ряде работ, ограниченных каким-либо этапом строительства при возведении одного здания, например, при возведении «коробки» здания, или при возведении комплекса однотипных зданий параллельным способом. Но в реальной строительной практике такое редко встречается. Поэтому нижней границей коэффициента неравномерности является 1, верхняя граница является объектом ограничения. В различных источниках приводятся разные значения коэффициента неравномерности движения трудовых ресурсов от 1,3 до 2,0 в зависимости от вида строительства (новое или реконструкция) и взглядов автора на данный вопрос [5–8]. Проблема заключается в том, что авторами не приводятся ни обоснование данных значений коэффициента, ни ссылки на первоис- точник. Усложняет процесс работы по оптимизации графика движения трудовых ресурсов и отсутствие нормативных значений коэффициента неравномерности, кроме некоторых упоминаний вскользь [9]. Таким образом, целью данной работы является предложение методологических основ определения граничных значений коэффициента неравномерности движения трудовых ресурсов как индикатора качества построения календарного плана (графика производства работ) с позиции оптимального потребления и распределения по времени рабочих и инженерных кадров.

Методы

Исследуя данную проблему, необходимо прежде всего отметить, что неравномерное потребление ресурсов, в том числе и трудовых, является особенностью именно поточного метода производства работ (рис. 1) [10]. В этом случае максимальное количество потребляемых ресурсов наблюдается в момент установившегося потока, т. е. когда наблюдается одновременная работа всех частных потоков [11–13]. Или, как вариант, пиковое значение на эпюре движения рабочих может быть при одновременном производстве работ потоками с наибольшим количеством занятых людей [14, 15]. Для наглядности рассмотрим случай ритмичных потоков с равными и кратными изменениями ритма. Поскольку в реальных условиях трудоемкость ( Q ) строительства объекта не зависит от выбранного способа организации работ, а продолжительность ( T) определяется нормативно или условиями договора, то зададим эти параметры неизменными ( Q, T = const) . Тогда, варьируя параметрами интенсивности потока и количества привлеченных трудовых ресурсов, получим типовые эпюры движения рабочих (рис. 2).

Рис. 1. Пример графика движения трудовых ресурсов при поточном методе организации работ с ритмичными потоками с равными и кратными изменениями ритма

Результаты и обсуждение

По результатам моделирования видно, что к н хотя и описывает общую неравномерность потребления ресурсов, не учитывает интенсивность потока и характер совмещения частных потоков. Это иллюстрируют графики, где коэффициент неравномерности к _н = 1,5 , а время установившегося потока (верхняя часть графика) на графике (рис. 2 б) составляет 0,25 Т , а на графике (рис. 2 в) – 0,5 Т . Конечно, рассматривая более сложные виды графиков, можно привести еще большее количество таких примеров, что отмечалось и в работах других авторов [16, 17].

Еще одной проблемой, как уже упоминалось, является назначение верхних границ коэффициента неравномерности движения рабочей силы. Таким образом, логичным было бы решение о его динамическом изменении в зависимости от различных факторов. В частности, ввести зависи- мость значения кн от проектируемого времени установившегося потока. Такое решение позволит более гибко подходить к процессу расчета и составления календарного плана, с одной стороны, и, с другой стороны, позволит сохранить изменчивость потребления трудовых ресурсов в разумных пределах. Что косвенно подтверждают и другие исследования [18–20]. Для этого было произведено математическое моделирование по определению зависимости кн от ку, где ку - коэффициент времени установившегося потока, определяющийся как ку = Ту/Т, (2)

где Т _у – время установившегося потока, Т – общая продолжительность работ по графику.

По результатам моделирования построен график искомой зависимости в пределах изменения к у от 0,25 до 1,0 (рис. 3).

Рис. 2. Отдельные эпюры графиков движения трудовых ресурсов с различным значением времени установившегося потока при постоянной трудоемкости и продолжительности производства работ

Рис. 3. Зависимость коэффициента неравномерности трудовых ресурсов от коэффициента времени установившегося потока

По результатам исследования была получена зависимость:

к _н = к у - 2,55к у + 2,56 . (3)

Интервал изменения к у от 0 до 0,25 в принятых ограничениях исследования стабильно дает показатели k н ≥ 2, что сказывается на значительной неравномерности потребления трудовых ресурсов, поэтому он был исключен из дальнейшего рассмотрения [21].

Выводы

Коэффициент неравномерности движения трудовых ресурсов является важнейшим показателем правильности и оптимальности составленного календарного плана (графика производства работ) как составной части проекта организации строительства и проекта производства работ. Применяемые на сегодняшний день границы назначения к _н являются фиксированными и недостаточно обоснованными.

Предложена новая методика определения максимального значения к _н исходя из проектируемой или требуемой продолжительности установившегося потока при поточном методе производства работ. Определена математическая зависимость для назначения предельного к н в период времени установившегося потока, равная от 25 до 100 % от полной продолжительности работ.