Параллельно-поточный метод организации строительства

Автор: Сиверикова Алена Ивановна, Величкин Виктор Захарович

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 4 (31), 2015 года.

Бесплатный доступ

Актуальной проблемой для всех участников строительства является сокращение срока производства работ без увеличения себестоимости конечной продукции. Решением такой проблемы является: разработка календарных графиков с оптимальной очередностью освоения работ; максимальное использование производственных ресурсов; использование программного обеспечения для оперативного управления ходом работ. Несомненный интерес представляет проектирование календарных планов при параллельно-поточной организации работ, которая находит все более широкое применение в практике строительства.Целью статьи является анализ развития методов и методик расчета параллельно-поточной организации работ и календарных планов. В статье авторы рассматривают основные методы организации работ и описывают эвристический (т.е. «не строгий») алгоритм формирования и расчета ППОР на примере строительства Производственного комплекса с пристроенным административно-бытовым корпусом ООО «5 Микрон НПО».В результате анализа были определены оптимальные очередности освоения фронтов работ, обеспечивающие уменьшение общей продолжительности потока с минимальными простоями ресурсов. Авторы делают вывод, что в дальнейшем, остается актуальным вопрос разработки модели календарного плана в программном комплексе Microsoft Project.

Еще

Календарное планирование, организация производства, индивидуально-поточная организация работ, параллельно- поточная организация работ, оптимизация, линейный календарный график, циклограмма

Короткий адрес: https://sciup.org/14322232

IDR: 14322232

Текст научной статьи Параллельно-поточный метод организации строительства

Сегодня в России вновь набирает силу проектирование и строительство объектов промышленного назначения, которое долгое время было приостановлено ввиду сложного экономического периода во время и после Перестройки. Экономический кризис в 2008-2009 гг. также сыграл не последнюю роль в сокращении инвестирования в строительство крупных промышленных комплексов [30, 31, 50, 77]. В действительности, возведение таких сооружений стало штучным, уникальным продуктом, в отличие от жилищных объектов с [29, 47, 50, 69-72]. Это связано с тем, что такое строительство является технически и финансово сложной работой, которую не представляется возможным осуществить без первоначальной взаимосвязи всех работ во временном и пространственном отношении. Очень важно на каждом этапе строительства строго соблюдать все технологические требования, включая нормативно-правовые акты, утвержденные в Российской Федерации, в минимальные сроки [29]. Поэтому актуальной проблемой для всех участников строительного процесса является сокращение срока производства работ без увеличения себестоимости конечной строительной продукции. Решением такой проблемы могут являться: разработка календарных планов (графиков) с оптимальной очередностью освоения работ, максимальное использование производственных ресурсов строительных предприятий, использование программного обеспечения для оперативного управления ходом работ [29, 47, 50, 69-72]. Следовательно, необходимы новые методы или методики организации работ (ОР) и календарного планирования в целом.

  • 2.    Обзор литературы

Поиском оптимальной очередности освоения работ и разработкой календарных графиков занимаются, в том числе, и западные исследователи с помощью расчета сетевых графиков, развития метода критического пути, системы PERT и дальнейшей их интеграции в программное обеспечение [46, 62,-64, 66, 78-94]. В России на сегодняшний день существует ряд методов (алгоритмов) расчета, формирования и оптимизации организации работ и последующей разработки календарных планов (графиков), основы которых были заложены профессором В.А. Афанасьевым [2-9] и его учениками, которые продолжают совершенствоваться до сих пор [13-24, 26-28, 32, 34, 37-38, 51-52, 54-60]. И одним из самых популярных методов организации работ (МОР) является поточная организация работ (или индивидуально-поточная). Сейчас этот метод достаточно развит и повсеместно применяется в практике управления строительным процессом [2-9]. Но все более широкое использование находит параллельнопоточная организация работ (ППОР) — это метод, при котором отдельные виды работ могут выполняются 2 и более однотипными бригадами [1-9]. В строительстве ППОР может использоваться в двух случаях:

  • а)    когда разработаны все варианты уменьшения продолжительности строительства в индивидуальных потоках, но остается необходимость их дальнейшего сокращения;

  • б)    в строительной организации имеется различное число однотипных бригад.

  • 3.    Постановка задачи

  • 4.    Принципы формирования и расчета параллельнопоточной организации работ

Составление календарных планов при таком виде организации работ является более общей, сложной и многовариантной задачей.

В результате анализа имеющейся литературы, можно сделать предположение о необходимости дальнейшего исследования параллельно-поточного метода организации строительно-монтажных работ (СМР) и его оптимизации.

Целью статьи является анализ развития метода и методик расчета параллельно-поточной организации работ и календарного планирования строительства для поиска подходящего конкретным производственным требованиям и достижению высоких технико-экономических показателей (ТЭП) строительного процесса в целом. Для достижения данной цели необходимо выделить имеющиеся достоинства и недостатки известных на сегодняшний день методик расчета и оптимизации ППОР, и на этой основе найти оптимальный для организации строительно-монтажных работ и перехода к компьютерным моделям.

Под объектом исследования понимается теория и методология организации и оптимизации календарного планирования СМР.

Предметом исследования является проектирование организации работ и календарное планирование.

Методика формирования и расчета ППОР была разработана в СССР [1-9] и включает в себя решение ряда специфических вопросов, а именно: определения состава и числа однотипных бригад, последовательности их загрузки и маршрутов движения бригад, которые осуществляются на основе расчета индивидуальных потоков [1-9, 10, 77]. Так как оптимизация методов весьма трудоемка и сложна по сравнению с индивидуально-поточной организацией работ, то большинство исследователей вводит ряд принципов для формирования параллельных потоков:

  • 1)    включение однотипных бригад в самостоятельные индивидуальные потоки до возможности укомплектования каждого индивидуального потока полным набором бригад всех видов и усиление этих потоков оставшимися бригадами (предложено в 1982г. В.А. Афанасьевым [4]);

  • 2)    обеспечение равной продолжительности выполнения всех видов работ (предложено в 1959г. А.М. Клиндухом [45]);

  • 3)    выявление и первоочередное включение однотипных бригад в выполнение наиболее продолжительных видов работ в количестве достаточном для достижения средней продолжительности (или менее средней — вплоть до минимально возможной) с целью достижения требуемой продолжительности комплекса работ (предложение А. В. Афанасьева [4]);

  • 4)    выявление и первоочередное включение однотипных бригад в выполнение видов с наибольшей продолжительностью критических работ в количестве, достаточном для достижения средней продолжительности критических работ (или менее средней — вплоть до минимально возможной) с целью достижения требуемой продолжительности комплекса работ (предложение Р.Ф. Друнициной [43]);

  • 5)    выявление и первоочередное включение однотипных бригад в выполнение видов работ, требующих минимальных дополнительных ресурсов для сокращения продолжительности комплекса работ (предложение В.П. Хибухина [75]);

  • 6)    включение в единый параллельный поток всех наличных однотипных бригад, если их число не превосходит количества частных фронтов (распространенный на практике вариант).

Определение последовательности загрузки бригад и маршрутов их движения может носить случайный характер или осуществляться в ходе расчета ППОР. Расчеты А.В. Афанасьева показывают, что рациональнее начинать расчет с потока с критическими работами, выявленными с учетом ресурсных и фронтальных связей [4]. Для уменьшения расчетов большинство исследователей ввели ряд принципов последовательной загрузки бригад:

  • 1)    первоочередная загрузка наиболее мощных бригад среди однотипных, а при загрузке бригад равной мощности — имеющих наименьший порядковый номер (предложение А.В. Афанасьева [1-9]);

  • 2)    первоочередная загрузка бригад, обеспечивающих наименьший срок выполнения последующих работ, а при загрузке бригад, обеспечивающих одинаковый срок выполнения соответствующих работ — имеющих наименьший порядковый номер предложение В.П. Еременко [44]);

  • 3)    первоочередная загрузка бригад, находящихся наиболее длительное время в ожидании, а при загрузке бригад с одинаковым сроком пребывания в очереди — имеющих наименьший порядковый номер (предложение Л.Д. Митрофановой [53]);

  • 4)    загрузка бригад в наперед заданной случайной последовательности, что обеспечивает включение в параллельный поток всех наличных бригад, если их число не превышает числа частных фронтов работ — широко используемый на практике принцип.

При ППОР каждая из однотипных бригад движется по своим частным фронтам, ее маршрут всегда отличается от маршрута движения других однотипных бригад, поэтому возникает необходимость отказа от единой очередности освоения фронтов работ разнотипными бригадами и перехода к разным очередностям освоения, обеспечивающим сокращение простоев каждой отдельно взятой бригады [1-9]. Драпеко В.Г. в 1984г. предложил эмпирический алгоритм поиска оптимальной расстановки бригад по частным фронтам, в основе которого лежит последовательное улучшение первоначальной расстановки бригад, методом анализа квадратных подматриц [39-41].

Решение задачи одновременного изменения очередности освоения фронтов работ и оптимального ввода бригад было предложено Г.В. Крыловым в 1985г. Он предложил математическую модель частично целочисленного линейного программирования с булевыми переменными, решение которой основывается на известных методах, в частности, методом ветвей и границ, широко используемым для оптимизации ИПОР [48].

Для поиска наилучшего варианта распределения работ между однотипными бригадами с непрерывным использованием ресурсов (НИР) и с учетом ресурсных и фронтальных связей Е.А. Драчев и М.М. Калюжнюк в 1986г. предложили эвристический («не строгий») алгоритм распределения работ, основанный на алгоритме Джонсона [42].

В 1991 г. Л.Л. Пронченко предложил методику ориентированного назначения дополнительных одинаковых бригад в поток с НИР, позволяющую оценить эффективность назначения и загрузки бригад в момент принятия решений [65].

Методику направленного назначения вспомогательных бригад равной мощности в потоки с критическими работами (КР), выявленными с учетом ресурсных и фронтальных связей предложил в 2000 г. С.В. Бовтеев [10-13].

Были предложены организационно-технологические модели, откуда вычленяются модели структуры строительства объектов и комплексов пространственно-технологической, а, в дальнейшем, на их базе строятся функциональные модели этих процессов [68]. В 2011 г. Сандан Р.Н. в своей диссертации [68] предложил методику (алгоритм) разделения общего фронта работ простых технологических операций на фронты-модули. Определение их размеров, количества, конфигурации позволяет планировать и регулировать трудовые и (или) технические ресурсы (ресурсы-модули) при ППОР на выделяемых фронтах-модулях.

Однако переход от нормальной загрузки бригад к выборочной не всегда гарантирует сокращение общей продолжительности работ. При переходе к выборочной загрузке имеют место не только сокращения продолжительности работ, но и ее увеличения [4]. Обратим внимание на то, что заранее определить последствия перехода от нормальной загрузки бригад к выборочной нельзя, поэтому для формирования параллельных потоков расчеты должны производиться как при нормальной, так и при выборочной загрузке бригад [1-9].

Современный подход к методам организации работ, в первую очередь, Петербургская школа организации работ предполагает разработку всех возможных вариантов, их оценки и отбор наиболее результативного. Отображение хода строительного процесса ППОР могут быть представлены в виде наглядных (графических) моделей: циклограмм, линейных календарных графиков, сетевых графиков в форме графа, табличных моделей-матриц. Проанализировав все возможные очередности освоения фронтов и видов работ, выявили эвристический (т.е. «не строгий») алгоритм формирования и расчета параллельно-поточной организации работ:

  • -   1 шаг. Выбор исходных данных

  • а)    Составляется ведомость объемов работ.

  • б)    Определяется трудоемкость работ на основе ЕНиР или сметной документации. Составляется матрица трудоемкости работ.

  • в)    Определяется продолжительность каждого вида работ и общая продолжительность строительства. Формируется матрица индивидуально-поточной организации работ (ИПОР).

  • -  2 шаг. Расчет матриц ИПОР по методам: критического пути, НИР, НОФР, проводится

оптимизация потока известными методами.

  • -  3 шаг. Проводится сравнение продолжительностей строительства ИПОР

T ≤ T норм := min p                       (1), где Тр — расчетная продолжительность работ; Тнорм — нормативная продолжительность строительства.

Если полученная продолжительность организации работ не устраивает, проводится дальнейшая оптимизация потока.

  • -  4 шаг. Переход к ППОР.

Определяется состав, численность и механовооруженность однотипных бригад с различной мощностью от ранее задействованных. Однотипные бригады размещаются по убыванию мощности, 138 Сиверикова А.И., Величкин В.З. Параллельно-поточный метод организации строительства./ Siverikova A.I., Velichkin V.Z. Parallel and stream methods of construction organization. © например, по виду работ А – мощность бригады А1 большее бригады А2; по виду работ В – мощность бригады В1 меньше бригады В2.

  • -   5 шаг. Формируется загрузка параллельных потоков и маршрутов их движения.

  • а) Первоочередная загрузка наиболее мощных бригад А1 и В2 по I фронту работ. Эти бригады

определяют темп и ритм всего потока

> A 2

< в 2

б) Загружаются наименее мощные бригады А 1 и В 2 по остальным фронтам работ

A

<

B

: - - 1< A 2- -1' ■ n - ' >  в - -1

  • в) Загрузка наименее мощной последней бригады А 2 и наиболее мощной бригады В2 по последнему фронту работ

    <


    A n A n

    В - В 2


    -  6 шаг. Расчет параллельно-поточной организации работ по методам НИР, НОФР, КП.

  • -  7 шаг. Выбор оптимальной ППОР.

Вариант ППОР, подходящий конкретным условиям производства и обладающий наилучшими технико-экономическими показателями (ТЭП) принимается в производство работ.

{т™ }< Тнормт := min, Vт (2), где fc"}— срок окончания последнего вида/фронта работ «п» в потоке «т»; Т^рм — нормативный срок окончания строительства.

  • -  8 шаг. Строится календарный график по оптимальной продолжительности работ.

  • 5. Методика формирования и расчета параллельнопоточной организации строительства Производственного комплекса с пристроенным административно-бытовым корпусом ООО «5Микрон НПО»

Рассмотрим данный алгоритм на строительстве Производственного комплекса с пристроенным административно-бытовым корпусом ООО «5Микрон НПО» по адресу: Ленинградская область, г. Гатчина, Красносельское шоссе д. 16, корп. 2 (проект разработан проектной организацией ООО «ПСК «Инкон» [95]). Производственный корпус представляет собой одноэтажное прямоугольное в плане здание. Размер здания в осях 72 х 42 м. Несущими элементами здания являются железобетонные сборные колонны 0,5х0,5 м с шагом 12 м. Каркас здания представляет собой пространственную стержневую конструкцию, состоящую из двухпролетных одноэтажных поперечных рам и системы связей. Поперечная рама каркаса состоит из колонн и ригелей сквозного сечения. Ригель рамы решен в виде фермы, с уклоном верхнего пояса и параллельными поясами. Наружные ограждающие конструкции — сэндвич-панели толщиной 150 мм; внутренние перегородки из газобетонных блоков 200 мм, оштукатуренные с двух сторон. Кровля, утепленная совмещенная двускатная, с ограждением по периметру и доступом по наружным лестницам. Покрытие — прогонное по стальным стропильным фермам.

Административно-бытовой корпус представляет собой трехэтажное каркасное здание переменной ширины с размерами (LxB) 48х15 м. между осями и высотой этажа 4.2 м. Несущие конструкции здания представляют собой монолитный каркас (монолитные колонны и плиты перекрытий). Шаг колонн в продольном направлении 6 метров, в поперечном направлении 6-9 метров. Относительная отметка верха парапета здания +12.600. Наружные ограждающие конструкции здания АБК — сэндвич-панели толщ. 150 мм. Внутренние перегородки здания выполняются из гипсокартонных листов. Кровля АБК плоская, неэксплуатируемая, с внутренним организованным водостоком. Несущие конструкции покрытия состоят из системы балок и прогонов, на которые устанавливается профилированный настил.

Планы корпусов представлены на рисунках 1-2; вертикальные разрезы — на рисунках 3-4.

Рисунок 1 — План Производственного корпуса ООО «5 Микрон НПО» [95]

Construction of Unique Buildings and Structures, 2015, №4 (31)

m

А)

Б)

Рисунок 3 — Вертикальный разрез Производственного корпуса ООО «5 Микрон НПО» [95] А — Разрез 1-1; Б — Разрез 2-2

А)

Б)

Рисунок 4 — Вертикальные разрезы 1-1, 2-2 Административно-бытового корпуса ООО «5 Микрон НПО» [95]

А — Разрез 1-1; Б — Разрез 2-2

Нормативная продолжительность работ ( шаг 1 алгоритма) по строительству сооружений определена в ПОС и равна 12 месяцев по СНиП 1.04.03-85* «Нормы продолжительности строительства и задела в строительстве предприятий, зданий и сооружений» раздел 3 «Непроизводственное строительство», глава 2 «Коммунальное хозяйство», п. 2 «Административное здание», в соответствии с которым продолжительность строительства устанавливается по общему строительному объему здания. Сооружения имеют общий строительный объем 16731,64 м3 и площадь 2848,96 м2, тогда нормативная продолжительность строительства объектов аналогичного назначения, приведенная в СНиП 1.04.03-85*, представлена в таблице 1.

Таблица 1 — Нормативная продолжительность строительства

Строительный объем здания, м3

Нормы продолжительности строительства, мес.

Общая

в том числе подготовительный период

8700

10

1

15900

12

2

Составим матрицу продолжительности работ ( шаг 2, 3 алгоритма), состоящую из 7 видов работ на четырех захватках I-IV (фронтах работ): А — подготовительный период; Б — работы нулевого цикла; В — возведение надземной части; Г — внутренние работы; Д — инженерные сети; Е — монтаж оборудования; Ж — благоустройство. Необходимо найти оптимальную очередность освоения фронтов работ с минимальной продолжительностью работ и дающие наименьшие простои ресурсов.

Расчет потока по методу ИПОР не принес ожидаемых результатов, в соответствии с алгоритмом ( шаг 4 ) необходимо дальше искать оптимальный срок строительства. Одним из методов оптимизации ИПОР является переход к ППОР. Для этого введем в поток две дополнительные однотипные бригады: мощность бригады А 1 в 1,5 раза больше А 2 ; мощность бригады В 1 в 0,5 раза меньше В 2 . Матрица с исходными данными и возможными продолжительностями работ представлена в таблице 2.

Таблица 2 — Матрица с исходными данными и возможными продолжительностями работ

ОФР

Матрица с исходными данными

Матрица возможных продолжительностей работ

Виды и продолжительности работ

Виды и продолжительности работ

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

А1

А2

В1

В2

н о to го о.

1-

о о. е

I

10

10

25

15

10

10

10

10

15

10

25

13

15

10

10

10

II

10

5

20

15

5

5

10

10

15

5

20

10

15

5

5

10

III

10

5

20

20

15

10

10

10

15

5

20

10

20

15

10

10

IV

10

10

30

8

15

5

10

10

15

10

30

15

8

15

5

10

ƩTi

40

30

95

58

45

30

40

40

60

30

95

48

58

45

30

40

число бригад

А1=1,5А2

В1=0,5В2

Сформировав загрузку бригад параллельных потоков по алгоритму (шаг 5), рассчитаем продолжительность производства работ, по известным методам (шаг 6):

  • —    метод критического пути (расчет потока с критическим работами (КР), выявленными с учетом ресурсных и фронтальных связей);

  • —    метод непрерывного использования ресурсов (МНИР);

  • —    метод непрерывного освоения фронтов работ (МНОФ).

  • 5.1.    Расчет параллельно-поточной организации работ по методу непрерывного использования ресурсов

Представим исходные данные в таблице-матрице в системе ОФР. Расчет можно произвести двумя способами:

  • 1)    Рассчитать у соседних видов работ увеличение следующей работы относительно предшествующей на каждом частном фронте, максимальное значение которого, определяет сдвиг начала производства последующего вида работ по отношению к началу предшествующего.

  • 2)    Найти период развертывания последующих видов работ относительно предшествующих по каждому частному фронту по формуле (3). В расчет принимается максимальный, который исключает увеличение последующих видов работ на предшествующие.

i                 i -1

Т ji = Е t q ( j —1) - Е t qj , (3)

q =1            q =1

где Т ? — период развертывания каждого j-го вида работ относительно i-го фронта;

t qj — продолжительность на q-том частном фронте искомого вида работ (j);

t q (j-1) — продолжительность работ на q-том частном фронте предшествующего вида (j-1);

i — номер частного фронта работ, по отношению к которому рассчитывается период развертывания;

ТPj — расчетная (максимальная) величина периода развертывания каждого j-го вида работ, Т ? = max T ? .

Тогда, общая продолжительность потока рассчитывается по формуле (4):

nm

T =Е тр +Е tni ,(4) 1■=2   i=1 j где n — число частных фронтов работ;

m — число видов работ;

t ni — продолжительность последнего (n-ого) вида работ на i-том фронте.

Результаты расчетов представлены в таблице 3 и на рисунке 5.

Таблица 3 — Матрица параллельно-поточной организации работ строительства Производственного комплекса с пристроенным административно-бытовым корпусом ООО «5Микрон НПО» с непрерывным использованием ресурсов

ОФР

А

Тр

Б

В

Тр

Г

Тр

Д

Тр

Е

Тр

Ж

ƩT j

Простои фронтов

А1

А2

В1

В2

I

0         10

10

0

10        20

10

25       35

0

35       48

13

42        55

7

48         63

15

55         70

0

70         80

10

90         100

0

100         110

10

110        120

0

120        130

10

130

52

II

0         15

15

-5

20        25

5

35       40

40        60

20

63         78

15

70         85

5

80         85

5

100        105

-5

110         115

5

120        125

-5

130        140

10

140

65

III

15        30

15

5

25        30

5

40       45

60        80

20

2

78         98

20

85         105

20

85         100

15

105        120

5

115        125

10

125        135

-5

140         150

10

135

40

IV

30        45

15

15

30        40

10

45       55

7

48        63

15

55        70

2-8

98         106

8

105        113

13

100        115

15

120        135

10

125        130

5

135        140

1-0

150        160

10

130

52

ƩT i

10

45

30

40

28

58

45

30

40

209

Тр

15

25

15

7

7

20

35

10

20

0

10

112

Т = 112+40=152 ед. вр.

А)

I

A^___,

Б,

в

Д

Ё

ж,

II

M

1 EIJ 1

Bui

г,

In ;

Жн ;

III

Asw

:     ; Би

У UI

Гм

4

IV

Ejv

Bv

Дм

Ejv

гш

1                 1

1

Б)

Рисунок 5 — Календарный график ППОР с НИР (с нулевым растяжением ресурсных связей): А — циклограмма; Б — линейный календарный график

Сиверикова А.И., Величкин В.З. Параллельно-поточный метод организации строительства./

Siverikova A.I., Velichkin V.Z. Parallel and stream methods of construction organization. ©

  • 5.2.    Расчет параллельно-поточной организации работ по методу непрерывного освоения фронтов работ

Расчет ППОР с НОФР осуществляется на матрице в системе ОВР. Расчет потока аналогичен расчету потока с НИР, но происходит нулевое растяжение не ресурсных, а фронтальных связей. Как правило, имеет место простои ресурсов. Продолжительность потока с НОФР определяется по формуле (5):

nm

Т = X Tip + X t jm , (5)

i =2        j =1

Результаты расчетов представлены в таблице 4 и на рисунке 6.

Таблица 4 — Матрица параллельно-поточной организации работ строительства Производственного комплекса с пристроенным административно-бытовым корпусом ООО «5Микрон НПО» с непрерывным освоением фронтов работ

ОФР

1

ПР

II

ПР

III

ПР

IV

it.

Простои

ресурсов

А

О       10

А1

10

10

0

0     45

96      43

46      63

А2

15

0

15

0

15

62

17

13      28

33       48

60       75

Б

10      20

45      90

43      48

63      73

10

5

5

10

5

10

10

75

45

28      33

48       53

75      65

В

90     40

48       68

В1

20

Б

20

40

0

33      53

53       73

20      33

73       66

В2

13

15

80

52

85        100

Г

33       48

40     55

55       55

55         gig

15

8

15

0

20

5

8

75

17

53      68

73        93

100      108

Д

48      58

55     50

55        75 q

96      444

10

3

5

15

15

12

15

75

30

68        73

S3       108

106       123

Е

56     66

60     65

753      773

444     446

10

8

5

25

10

7

5

70

40

73      78

106      116

123      128

Ж

68       78

65     75

773       723

775      725

10

13

10

25

10

12

10

70

30

78      88

118      128

128      138

IT,

78

75

95

78

231

Тр

13

13

5

15

12

27

55

Т=55+78=133 ед.вр.

Б)

Рисунок 6 — Календарный график ППОР с НОФР (нулевое растяжение фронтальных связей): А — циклограмма; Б — линейный календарный график

  • 5.3.    Расчет параллельно-поточной организации работ по методу критического пути

Расчет потоков по методу критического пути (с критическими работами, выявленными с учетом ресурсных и фронтальных связей) подробно описан в [1-9]. Такие потоки обеспечивают минимальную продолжительность всего комплекса работ. Но при этом простаивают (имеют резервы времени) ресурсы и фронты работ. Результаты расчетов представлены в таблице 5 и на рисунке 7.

Таблица 5 — Матрица параллельно-поточной организации работ строительства Производственного комплекса с пристроенным административно-бытовым корпусом ООО «5Микрон НПО» по методу критического пути

ОФР

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

ƩT j

Простои

А1

А2

В1

В2

фронтов

I

0      10

10      20

20      33

33      48

48       58

58       68

68       78

10

10

13

15

10

10

10

78

0

II

0       15

20      25

25      45

48      63

63       68

68       73

78       88

15

5

20

15

5

5

10

88

13

III

15      30

30      35

45      65

65      85

85       100

100      110

110      120

15

5

20

20

15

10

10

105

10

IV

30     45

45      55

55      70

85      93

100      115

115      120

120      130

15

10

15

8

15

5

10

100

22

ƩT i

10

45

45

40

50

60

67

62

62

45

Простои ресурсов

0

15

2

22

32

22

71

А)

I

An

1

Б

в

2i :          :

Гт

1

д

1

Ei

1

Ж:

1

1

II

An

Би

Bin

1

Гп

Дп!|®

Жц ;

III

L

Азш

5™ l

I 1

By

Гш

Дш

Ёпт

1

Жш

IV

1

, : А-2П

, ;Бп-

B?n

Тп

д^

1 1                              1

1 1

1 1

1 1                              1

Б)

Рисунок 7 — Календарный график ППОР критическими работами, выявленными с учетом ресурсных и фронтальных связей при ранних сроках производства работ: А — циклограмма; Б — линейный календарный график

Сиверикова А.И., Величкин В.З. Параллельно-поточный метод организации строительства./

Siverikova A.I., Velichkin V.Z. Parallel and stream methods of construction organization. ©

Таким образом, рассмотрев основные разновидности параллельно-поточных методов организации работ, необходимо выбрать оптимальный вариант организации работ ( шаг 7 ). Для сравнения параметров потоков ИПОР и сформированных оптимальных ППОР сведем их в соответствующую таблицу 6.

Таблица 6 — Сравнительная таблица методов организации работ

Метод ОР

Т

Продолжительность видов работ

Продолжительность фронтов работ

Простои ресурсов

Простои фронтов

ƩTi

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

I

II

III

IV

А1

А2

В1

В2

ИПОР с

КР

153

40

40

95

78

78

73

73

90

90

120

123

106

85

1244

ИПОР с

НИР

180

40

30

40

58

45

30

40

150

150

150

150

0

262

1325

ИПОР с

НОФР

153

75

75

95

78

78

73

73

90

70

90

88

209

0

1247

ППОР с

КР

130

10

45

45

40

50

60

67

62

62

78

88

105

100

71

45

1058

ППОР с

НИР

152

10

45

30

40

28

58

45

30

40

130

140

135

130

0

209

1222

ППОР с

НОФР

133

10

62

75

40

80

75

75

70

70

78

75

95

78

231

0

1247

Из таблицы видно, что при формальном суммировании параметров потока наилучшим вариантом загрузки является параллельный поток с критическими работами, выявленными с учетом только ресурсных и фронтальных связей при ранних сроках производства работ. Такой поток имеет наименьшую продолжительность работ и минимум простоев ресурсов. Значит, переход от нормальной загрузки бригад (от ИПОР) к параллельным потокам с очередностью освоения фронтов работ оказался верным.

В соответствии с шагом 8 необходимо спроектировать календарный график строительства. В связи с трудоемкостью расчетов, остается вопрос перехода от матричной (табличной) модели к компьютерной, например, используя программный комплекс Microsoft Project [25, 74].

Заключение

В результате проведенного исследования были сделаны следующие выводы:

  • 1.    Рассмотрены основные вопросы развития теории и практики параллельно-поточных методов организации строительно-монтажных работ на примере строительства Производственного комплекса с пристроенным административно-бытовым корпусом ООО «5Микрон НПО» по адресу: Ленинградская область, г. Гатчина, Красносельское шоссе д. 16, корп. 2.

  • 2.    Значительная часть из имеющихся моделей и методов организации производства и календарного планирования, по причине неполной детализации строительного процесса, изменении состава и числа бригад и их механовооруженности малопригодны для использования их в оперативном производственном управлении.

  • 3.    Были определены оптимальные очередности освоения фронтов работ при параллельнопоточном методе организации, обеспечивающие уменьшение общей продолжительности потока с минимальными простоями ресурсов.

  • 4.    В дальнейшем, остается актуальным вопрос разработки модели календарного плана в программном комплексе Microsoft Project, универсальной для различных объектов.

Список литературы Параллельно-поточный метод организации строительства

  • Аленичева Е. В. Организация строительства поточным методом: Учеб. пособие/ТГТУ. Тамбов. 2004. С. 80.
  • Афанасьев В. А. Алгоритмы формирования, расчета и оптимизации методов организации работ. Л.: ЛИСИ. 1980. С. 96.
  • Афанасьев В. А. Оценка качества организации работ. Л.: ЛИСИ, 1984. -48 с.
  • Афанасьев В. А., Афанасьев А. В. Параллельно-поточная организация работ в строительстве. Л.: ЛИСИ. 1985. С. 115.
  • Афанасьев В. А., Афанасьев А. В. Проектирование организации строительства, организации и производства работ. Л.: ЛИСИ. 1988. С. 100.
  • Афанасьев В. А. Поточная организация строительства. Л.: Стройиздат Ленингр. отд-ние. 1990. С. 303.
  • Новые разновидности поточной организации работ/В. А. Афанасьев . Л.: ЛИСИ. 1991. С. 120.
  • Афанасьев В. А., Морозова Т. Ф. Модели поточной организации работ: Учеб. пособие/СПбГПУ. СПб. 2002. С. 37.
  • Афанасьев В. А., Афанасьев А. В. Организация и планирование строительного производства. Поточная организация работ: Учеб. пособие/СПбГАСУ. СПб. 1999. С. 62.
  • Бовтеев С. В. Развитие теории и практики формирования и оптимизации параллельно-поточной организации работ. Автореф. дис. к.т.н. СПб. 2000. С. 24.
  • Бовтеев С. В. Управление строительными инвестиционными проектами: решение задач: Метод. указания по проведению практических занятий по дисциплине «Управление строительными инвестиционными проектами» для специальности 080502 -экономика и управление на предприятии строительства/СПб.: СПбГАСУ. 2010. С. 42.
  • Бовтеев С. В. Управление проектами в строительстве. Учеб. пособие/СПб.: СПбГАСУ. 2004.
  • Бовтеев С. В., Терентьева Е. В. Управление сроками строительного проекта//Управление проектами и программами. 2014. №2. С. 158-173.
  • Методика оценки календарного плана в программе управления проектом, ориентированная на обоснование инвестиций в строительство/Болотин С. А., Гугина Ю. Б., Нефедова В. К.//Известия высших учебных заведений. Строительство. 2003. №9. С. 87-90.
  • Модель пространственно-временной аналогии в оптимизации последовательности реконструируемых объектов/Болотин С. А., Дадар А. Х., Котовская М. А.//Инженерно-строительный журнал. 2013. №7. С. 51-57.
  • Оптимизация последовательности выполнения энергоресурсосберегающих проектов/Болотин С. А., Дадар А. Х., Мещанинов И. Ю.//Материалы международного научного семинара «Проблемы внедрения энергоэффективных технологий в инженерные системы городского хозяйства». Кызыл: ТувГУ. 2010. С. 20-30.
  • Совершенствование метода PERT в статистическом моделировании календарных планов/Болотин С. А., Дадар А. Х., Птухина И. С.//Вестник гражданских инженеров. 2012. №2. С. 132-138.
  • Болотин С. А., Нефедова В. К. Комбинаторная оптимизация в программах управления проектами//Известия высших учебных заведений. Строительство. 2003. №6. С. 47-51.
  • Болотин С. А., Малкин М. М. Анализ потенциальных возможностей проектирования оптимального строительного генерального плана//Известия высших учебных заведений. Строительство. СПб.: СПбГАСУ. 2008. №4. С. 30-33.
  • Совершенствование методов оптимизации календарных планов строительства в компьютерных системах управления проектами. Управление строительством в современных условиях/Болотин С. А., Малкин М. М., Мещанинов И. Ю.//Сборник научных трудов. СПб.: ВИТУ. 2009. С. 231-239.
  • Болотин С. А., Мещанинов И. Ю. Методика оценки чувствительности схемы реализации комбинаторной оптимизации очередности освоения объектов//Вестник гражданских инженеров. 2009. №2. С. 20-24.
  • Болотин С. А., Мещанинов И. Ю. Основы постановки частной задачи комбинаторной оптимизации строительства комплекса объектов//Известия вузов. Строительство. Новосибирск. 2009. № 2 (602). С. 38-42.
  • Болотин С. А., Мещанинов И. Ю. Методика оценки чувствительности схемы реализации комбинаторной оптимизации очередности освоения объектов//Вестник гражданских инженеров. 2009. № 2 (19). С. 20-24.
  • Моделирование оптимальной очередности реализации инновационных проектов/Бородин А. Р., Баркалов С. А., Сычев А. П.//Вестник московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2008. № 4. С. 77-81.
  • Бызова К. В., Комаринский М. В. Календаризация строительства с использованием «Microsoft Project» [Электронный ресурс] // Материалы межвуз.науч.-техн.конф. «XXXII Неделя науки СПГПУ», 24-29 нояб. 2003г. СПб. 2004. Систем. требования: AdobeAcrobatReader. URL: ftp://ftp.unlib.neva.ru/dl/004050.pdf (дата обращения: 06.03.2013).
  • Величкин В. З., Сахаров Г. С. Экономическая оценка календарных планов строительства сооружений АЭС//Инженерно-строительный журнал. 2008. №1. С.51.
  • Комаринский М.В.Производительность поршневого бетононасоса/Строительство уникальных зданий и сооружений. 2013. № 6 (11). С. 43-49.
  • Барабанщиков Ю.Г., Комаринский М.В. Суперпластификатор С-3 и его влияние на технологические свойства бетонных смесей/Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. № 6 (21). с. 58-69.
  • Грабовой П. Г. Организация, планирование и управление строительным производством: Липецк Информ. 2006. С. 304.
  • Грабовый П.Г. Основные направления развития жилищного строительства в России//Недвижимость: экономика и управление. 2011. № 1. С.4-9.
  • Грабовый П. Г., Маликова И. П. Инвестиционная привлекательность жилищно-коммунальной сферы//Эффективное антикризисное управление. 2013. № 2(77). С. 66-72.
  • Грей К.Ф., Ларсон Э.У. Управление проектами: практическое руководство. Пер. с англ. М.: 2003.
  • Дадар А. Х. Развитие методологии сравнения методов организации работ по критерию минимума дополнительных затрат: дисс.канд. техн. наук. СПбГАСУ, СПб. 2000.
  • Дадар А. Х., Куулар Ч. Ш. Применение логики генетических алгоритмов при оптимизации очередности реконструируемых объектов//Вестник Тувинского государственного университета. 2012. №3. С. 7-11.
  • Дикман Л. Г. Организация строительного производства: Уч. для строительных ВУЗов. М.: Изд-во Ассоциации строительных ВУЗов. 2006. С. 608.
  • Дитхелм Г. Управление проектами. В 2 т. Пер. с нем. СПб.: 2003.
  • Докучаев А. В. Алгоритмы и программное обеспечение задач календарного планирования производства в условиях неопределенности//Обозрение прикладной и промышленной математики. №2. 2008. С. 288-289.
  • Докучаев А. В., Котенко А. П. Решение задачи календарного планирования производства в условиях стохастической неопределенности параметров//Вестник самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. №2 (15). 2007. С. 182-183.
  • Драпеко В. Г. Выбор варианта параллельно-поточной организации работ по критерию достижения максимальной прибыли//Совершенствование технологий и организация строительства. Межвуз.темат.сб.тр. Л.: ЛИСИ. 1991. С. 24-30.
  • Драпеко В. Г. Формирование и оптимизация параллельно-поточной организации работ на основе трехмерных моделей и квадратных подматриц. Автореф. дис. к.т.н. Л. 1984. С. 24.
  • Драпеко В. Г. Исполнительные календарные графики в строительстве//Современные способы организации и управления строительством. Межвуз. темат. сб. Л.: ЛИСИ. 1986. С. 82-84.
  • Драчев Е. А., Калюжюк М. М. Эвристический алгоритм распределения работ между бригадами при параллельно-поточной организации//Современные способы организации и управления строительством. Межвуз.темат.сб.тр. Л.: ЛИСИ. 1986. С. 30-34.
  • Друрицина Р. Ф. Определение рационального количества бригад при проектировании параллельно-поточных методов//Исследования по организации, планированию и управлению строительством. Л.: ЛИСИ. 1984. С. 59-64.
  • Еременко В. П. Оптимизация параллельных потоков при изменении очередности возведения объектов и загрузки бригад//Современные способы организации и управления строительством. Межвуз.темат.сб.тр. Л.:ЛИСИ. 1986. С.35-40.
  • Клиндух А. М. Расчет поточного строительства серийных жилых домов. Киев: Изд-во Госстройиздат УССР. 1959.
  • Кофмана А., Дебазей Г. «Сетевые методы планирования: применение системы PERT и ее разновидностей при управлении производственными и научно-исследовательскими проектами» Пер. с фр. М.: Прогресс. 1968. С. 127.
  • Кремер О. Б., Подвальный С. Л. Программная реализация решения оптимизационных задач методом генетического алгоритма//Вестник Воронежского государственного технического университета. № 3. 2012. С.21-24.
  • Крылов В. Г. Параллельно-поточная организация строительства с непрерывным освоением фронтов работ//Вопросы организации, планирования и управления строительством. Межвуз.темат.сб.тр. Л.: ЛИСИ. 1985. С. 20-23.
  • Куклюгина Л. А., Куклюгин А. В., Харисов А. Р. Исследование существующих методов определения продолжительности строительства промышленных объектов. Известия КАГАСУ. 2012. №1 (19). С. 134-139.
  • Мазур И. И., Шапиро В. Д. и др. Управление проектами. -М. 2001.
  • Мещанинов И. Ю. Динамическая оптимизация долговременных потоков в организации строительства и реконструкции комплекса объектов. Автореф.дис. к.т.н. СПб. 2011. С. 16.
  • Мещанинов И. Ю. Совершенствование модели поиска оптимальной очередности освоения объектов//Доклады 66-й науч. конф. профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ. СПб. 2009. С. 176-179.
  • Митрофанова Л. Д. Оптимизация параллельно-поточной организации работ при непрерывном освоении фронтов работ//Организация и планирование строительного производства, управление строительной организацией. Межвуз.темат.сб.тр. Л.: ЛИСИ. 1988. С. 56-62.
  • Пути совершенствования планирования работ по строительству и технической эксплуатации комплекса объектов недвижимости/Мищенко В. Я., Емельянов Д. И., Аноприенко Е. Г.//Промышленное и гражданское строительство. 2007. № 6. С. 38-40.
  • Стохастические алгоритмы в решении многокритериальных задач оптимизации распределения ресурсов при планировании строительно-монтажных работ/Мищенко В. Я., Емельянов Д. И., Тихоненко А. А., Старцев Р. В.//Научный вестник воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2012. № 1. С. 92-97.
  • Моделирование устойчивой организационно-технологической системы воспроизводства городской инфраструктуры/Мищенко В. Я., Понявина Н. А., Назаров А. Н.//Научный вестник воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Высокие технологии. Экология. 2010. № 1. С. 74-80.
  • Обоснование целесообразности использования генетических алгоритмов при оптимизации распределения ресурсов в календарном планировании строительства/Мищенко В. Я., Емельянов Д. И., Тихоненко А. А.//Промышленное и гражданское строительство. 2013. №10. С. 69-71.
  • Разработка методики оптимизации распределения ресурсов в календарном планировании строительства на основе генетических алгоритмов/Мищенко В. Я., Емельянов Д. И., Тихоненко А. А.//Промышленное и гражданское строительство. 2013. №11. С. 76-78.
  • Мищенко В. Я. Теоретические основы организации эксплуатации и воспроизводства объектов недвижимости. авт.реф.к.т.н. М.:МГСУ. 2004. С. 7-9.
  • Организация поточной застройки кварталов объектами соцкультбыта/Морозова Т. Ф. Боковая Н. Н., СяЦзямин//Строительство уникальных зданий и сооружений. 2013. №1 (6). С.36-46.
  • Нормативы продолжительности строительства. Утверждены приказом Министерства регионального развития Российской Федерации от 04 октября 2011 г. № 481.
  • Кузьменко Д.В., Митяев И.С., Комаринский М.В. Управление планированием строительства по сметным данным с помощью программного комплекса «АРОС-АРГУС»/XXXII неделя науки СПбГПУ Материалы межвузовской научно-технической конференции. 2004. с. 147-148.
  • Ильина Н.С., Морозова Т.Ф., Комаринский М.В. Планирование капительного ремонта с помощью системы «TIME LINE»/XXXII неделя науки СПбГПУ Материалы межвузовской научно-технической конференции. 2004. с. 147-148.
  • Телешев В.И., Комаринский М.В. Программный комплекс "GALGRAPH" по расчету эвристической оптимизации линейных календарных планов гидростроительства на ПЭВМ/Энергетика, гидротехника Сборник научных трудов СПбГТУ. К 100-летию со дня основания университета. 1998. с. 70-79.
  • Пронченко Л. Л. Формирование и оптимизация параллельно-поточной организации работ путем ориентированного назначения дополнительных однотипных бригад в поток с непрерывным использованием ресурсов//Совершенствование технологий и организация строительства. Межвуз.темат.сб.тр. Л.: ЛИСИ. 1991. С.35-38.
  • Формирование ответственности участников строительства за нарушение календарных сроков выполнения работ по методу PERT/Птухин И. А., Морозова Т. Ф., Ракова К. М.//Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. №3 (18). С. 57-71.
  • Руководство по разработке и применению вероятностных сетевых моделей в строительстве.-М.: ЦНИПИАС. С. 1979 -56.
  • Сандан Р. Н. Совершенствование методов календарного планирования строительно-монтажных работ на уровне простых технологических процессов. Автореф.дис. к.т.н. СПб. 2011. С. 21.
  • Сервах В. В. Некоторые задачи календарного планирования инвестиционных проектов//Материалы IV Всероссийской конференции "Проблемы оптимизации и экономические приложения", Омск, 2009. 87 с.
  • Сервах В. В., Щербинина Т. А. О сложности задачи календарного планирования проектов//Вестник НГУ. Серия: математика, механика, информатика. 2008. № З. С.105-111.
  • Сергеенкова О. А. Календарное планирование строительства комплекса объектов с учетом особенностей программных средств//Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. «7 (22). С. 176-193.
  • Серов В. М. Нестерова Н. А. Организация и управление в строительстве. Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. 3-е изд., стер. М.: Издательский центр «Академия». 2008. С. 432.
  • СНиП 1.04.03-85*. Нормы продолжительности строительства и задела в строительстве предприятий, зданий и сооружений : нормативно-технический материал. Взамен СН 440-79 Введ.01.01.1991. М. 1991. С. 202.
  • Уськов В. В. Календарное планирование строительства объектов с применение программных комплексов Time Line, MS Project 2003. СПб.: ВИТУ. 2008. С. 102.
  • Хибухин В. П., Величкин В. З., Втюрин В. И. Математические методы планирования и управления строительством. 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние. 1990. С. 184.
  • Чернобук К. Е. Анализ методов расчета и оптимизации параллельно-поточной организации работ в строительстве//65 Научная конференция профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета Докл. 65 науч.конф. СПб. 2008. С. 99-103.
  • Юдина Т. Н., Кочетков А. Л. Экономическая мысль России (Проблемы экономического развития и эффективного управления в России). Материалы по спецкурсу для направлений 521500 «Менеджмент», 521600 «Экономика». М: МГАП Изд-во «Мир книги». 1995. С.100.
  • Barabanshchikov Yu.G., Komarinskiy M.V. 2. INFLUENCE OF SUPERPLASTICIZER S-3 ON THE TECHNOLOGICAL PROPERTIES OF CONCRETE MIXTURES/Advanced Materials Research. 2014. № 941-944. p. 780-785.
  • Burduk A., Chlebus E. (2009) Methods of risk evaluation in manufacturing systems. Archives of Civil and Mechanical Engineering. Vol. 9. Issue 3. 2009. Pp. 17-30.
  • Chamulova B. Increasing time scheduling efficiency in the building process//Slovak journal of civil engineering. 2011. Vol. XIX. Issue 2. Pp. 16-20.
  • Chassiakos A. P., Sakellaropoulos S. P. Time-cost optimization of construction projects with generalized activity constraints. J. Constr. Eng. Manag. ASCE 131 (10). 2005. Pp. 1115-1124.
  • Cohen M., Palmer G. Project Risk Identification and Management//AACE International Transactions -AACE International, Morgantown. WV. 2004. INT.01.
  • El-Rayes K., Moselhi O., Optimal resource utilization for repetitive construction projects, J. Constr. Eng. Manag., ASCE 127 (1). 2001. Рр. 18-27.
  • Gil N., Tether B. S. (2011) Project risk management and design flexibility: Analysing a case and conditions of complementarity. Research Policy. 2011. Vol. 40. Pp. 415-428.
  • Handa V. K., Barcia R. M., Barcia, Linear scheduling using optimal control theory, J. Constr. Eng., ASCE 112 (3). 1986. Рр. 387-393.
  • Hejducki Z., Sequencing problems in methods of organizing construction processes, Eng., Constr. Archit. Manag., Emerald Publ. 2004. № 11 (1). Pp. 20-32.
  • Kerzner H. Project Management: A Systems Approach to Planning, Scheduling, and Controlling/8th ed. NewYork: JohnWiley&Sons. 2003. Р. 891.
  • O'Brien J. J., VPM scheduling for high-rise buildings, J. Constr. Div., ASCE 101 (4). 1975. Рр. 895-905.
  • Project Management Body of Knowledge (PMBoK) 4th Edition/Project Management Institute. Pennsylvania. 2008. Р. 506.
  • R.I. Carr, W.L. Meyer, Planning construction of repetitive building units, J. Constr. Div., ASCE 100 (3). 1974. Рр. 403-412.
  • Stradal O., Cacha J., Time space scheduling method, J. Constr. Div., ASCE 108 (3). 1982. Рр. 445-457.
  • Tavakolan M. Development of construction Project scheduling with evolutionary algorithm //Columbia University. 2011. Систем. требования: AdobeAcrobatReader. URL: http://academiccommons.colambia.edu/dowload/Tavakolan.pdf (дата обращения: 13.12.2013).
  • Weaver P. A brief history of scheduling. Back to the future /P. Weaver//Mosaic Published Papers, 4-6 April 2006. South Melbourne, Australia, 2006. URL: www.mosaicprojects.com.au/Resources_Papers_042.html. (дата обращения: 05.02.2014).
  • Zavadskas E. K., Turskis Z., Tamošaitiene J. (2010) Risk assessment of construction projects. Journal of Civil Engineering and Management. Vol.16. Issue 1. 2010. Pp. 33-46.
  • ООО "ПСК "Инкон": . URL: http://www.incinpsk.ru.
Еще
Статья научная