4.4. Оптимизация распределения машин в строительстве

Целью организации любого строительного производства является разработка мероприятий, обеспечивающих сооружение объектов и сдачу их в эксплуатацию в проектные сроки с высоким качеством и адекватными денежными, трудовыми и материальными затратами. Строительство, как и любая другая отрасль материального производства, имеет свою специфику, которая в значительной степени связана с организацией работ, особенностями строительной продукции и технологии её получения. Одной из особенностей является необходимость перемещать средства механизации и ресурсы через определенный промежуток времени на новую строительную площадку. Это вызывает дополнительные затраты, связанные с уточнением организации производства, технологии строительства, составов специализированных комплектов и комплексов машин, дальности и времени доставки строительных материалов, полуфабрикатов и готовых строительных элементов.

Оптимизация распределения машин по объектам строительства (работы комплексов машин) должна проводиться неразрывно с оптимизацией проектных и организационно-технологических решений строительства сооружений, а также структур управления фирмами

[123–125, 127, 128, 132, 141, 234–237, 253, 257–259, 280, 316, 323–325, 328, 335, 340, 343]. Для этого предлагается применять имитационные модели оценки эффективности и надежности инвестиционных проектов, календарных планов, очередности строительства объектов и работы комплексов машин.

В основу алгоритма формирования комплекса машин для строительства положен по модульный принцип, предложенный в работе профессора С.Я. Луцкого. Вначале формируются комплекты машин для доставки конкретных видов грузов (строительных материалов, конструкций и оборудования), рассматриваются возможные варианты комплектов для доставки соответствующих видов грузов и рассчитываются технические и экономические показатели каждого варианта.

Процесс формирования комплектов строительных машин и механизмов начинается с выбора их возможных вариантов в соответствии с объёмами предстоящих работ. В работе предусмотрено три пути формирования комплектов. Путь первый – рассматриваются все возможные для использования варианты машин и механизмов. Путь второй – когда возможные для использования машины и механизмы выбираются только из машинного парка конкретной организации. Путь третий – когда основная часть необходимых машин и механизмов выбирается из конкретного парка и лишь отдельные из них по мере необходимости предусматривается брать в аренду или лизинг.

Все три пути позволяют по единому алгоритму сформировать возможные варианты комплектов машин и оценить их эффективность.

164

Возможные варианты комплектов машин и механизмов формируются в виде статистических выборок из базы данных. Для каждого варианта комплекта определяются основные технико-экономические показатели: производительность и себестоимость перевозки соответствующих грузов. Затем определяется доход от работы каждого варианта комплекта.

Приведем описание математической модели формирования оптимального комплекса машин. Пусть комплекс машин для выполнения работ на строительных объектах количеством g формируется из числа m видов комплектов. Примем в качестве независимых переменных nik – количество комплектов i-го вида из m для k-го объекта строительства и выразим через них основные показатели комплекса: производительность П и доход Др:

k =1 i=1

где Пik – производительность i-го вида комплекта на k-ом объекте строительства, Дik – доход от работы i-го вида комплекта на k-ом объекте строительства.

Обозначим числом N суммарное количество комплектов

k =1 i=1

Очевидным условием работы комплекса машин является выполнение заданного объема работ, что выражается величиной требуемой производительности комплекса – Пт, и обеспечение заданного уровня

дохода – Дт.

В качестве целевой функции примем вариацию дохода от работы комплекса, минимум которой будем искать.

где Vijk – ковариация дохода от работы i-го и j-го вида комплектов машин при работе на k-м объекте.

Тогда, математическая модель оптимизации комплекса машин примет следующий вид:

165

(4.39) аналогичную нелинейной задаче оптимизации портфеля ценных бумаг, которая была сформулирована и решена американским экономистом Г. Марковицем. В изложенной постановке она дополнена ограничениями (4.37) – (4.38), поэтому поиск решения полной задачи состоит из двух этапов. На первом этапе находится вещественное непрерывное решение задачи (4.35) – (4.36), (9). На втором этапе находится целочисленное решение полной задачи (4.35) – (4.39), при этом применяется метод последовательного перебора возможных сочетаний целочисленных значений nik при выполнении условий (4.36). Решение поставленной задачи заканчивается расчетом ТЭП комплекса.

Результатом решения задачи (4.35)-( 4.39) является имитационная модель работы сформированного комплекса машин, по которой можно оценить организационно-технологическую надежность его работы.

Одним из основных факторов ОТН работы строительных машин является коэффициент использования их рабочего времени. Во всех нормативных документов приводятся устаревшие (25-ти летней давности) данные по коэффициентам использования машин по времени, которые следует обновить, так как машины постоянно совершенствуются. Для оценки ОТН работы строительных машин была создана база данных по результатам натурных испытаний экскаваторов, земснарядов, бульдозеров и трубоукладчиков. Результаты натурных испытаний подвергались логической и математической проверкам (очисткам).

Оценку ОТН можно произвести по производительности работы комплекса. Для чего формируется статистическая выборка по данному показателю, затем в соответствии с ГОСТ 8.207-76 определяется её принадлежность закону нормального распределения и строится кривая нормального распределения.

Расчет коэффициентов, учитывающих организационно- технологическую надежность работы строительных машин производится с помощью статистических данных и имитационных моделей. Например, по данным работы земснарядов в 2009 г. (таблица 4.11) определялась организационно-технологическую надежность коэффициента использования рабочего времени земснарядов.

166

Рисунок 4.3. Графическое представление информации в программе

«Sample»

+ 5.008827 10-5 pОТН pОТН

где pОТН – организационно-технологическая надежность коэффициента использования земснарядов по времени, %.

167

Таблица 4.11. Ведомость по работе земснарядов в ЗАО «Сибгидромехстрой» за 2011 год