Лекции и пособия / Организация строительства. Календарное и сетевое планирование Михайлов

1.5.7. Оптимизация строительных потоков

Оптимизация строительного производства означает изменение параметров, которые обеспечивают наилучшие показатели. В качестве таких показателей обычно принимаются:

-минимальная продолжительность строительства;

-минимальная продолжительность выполнения отдельных видов или комплексов работ;

-минимальная стоимость строительства;

-максимальная производительность труда.

Оптимизация строительных потоков может осуществляться с целью достижения сокращения сроков строительства и наилучшего потребления материальных ресурсов.

Оптимизация по направлению наилучшего потребления материальных ресурсов предусматривает не только минимальное, но и равномерное их потребление. В данном курсе этот вид оптимизации не рассматривается (это предмет рассмотрения таких дисциплин, как «Экономика строительства»).

Строительные потоки, сформированные и рассчитанные практически по любому методу организации работ, обычно нуждаются в оптимизации сроков продолжительности работ.

При оптимизации комплексных строительных потоков важное значение приобретает изменение очередности (по возможности) включения захваток в поток. Для объектного потока данный способ оптимизации возможен лишь в случае возведения зданий и сооружений, состоящих из различных модулей.

Для n объектов, входящих в состав комплексного строительного потока, существует n вариантов очередности их возведения. Так, например, при организации потока, состоящего из трех захваток (I; II; III) , возможно шесть вариантов включения их в поток: 1) I; II; III 2) I; III; II 3 )II; I; III 4) II; III; I 5) III; I; II и 6) III; II; I. Совершенно очевидно, что с возрастанием количества захваток, установление полного состава возможных вариантов представляет собой решение достаточно трудоемкой задачи.

Существует ряд методов, позволяющих получить оптимальное решение данной задачи без полного перебора возможных вариантов. Рассмотрим один из способов, позволяющих оптимизировать включение захваток в строительный поток (метод Гунейко Н.Е.).

Данный способ определения рациональной очередности включения захваток в поток предусматривает определение параметров

71

строительного потока расчетом матрицы. Вначале необходимо составить матрицу и рассчитать параметры строительного потока по правилам, изложенным в п. 1.5.3 и 1.5.4. (дополнительные столбцы матрицы изменены, см. табл. 1.16).

Затем необходимо выделить ведущий процесс, имеющий наибольшую продолжительность Тj. В ячейки первого дополнительного столбца матрицы записывают суммарную продолжительность работ, предшествующих ведущей работе на данной захватке (m 1aij ), а

j 1

в ячейки второго дополнительного столбца – продолжительность работ, выполняемых после завершения ведущей работы ( m aij ). В

j m 1

третий дополнительный столбец матрицы вписывают коэффициенты очередности, определяемые по формуле:

Ко = m 1aij / m aij . j 1 j m 1

Новый порядок включения захваток в поток устанавливается в порядке возрастания их коэффициентов очередности.

При выделении ведущего строительного процесса может встретиться вариант, когда несколько работ имеют одинаковую (наибольшую) продолжительность. В этом случае выбирается вариант с наименьшей суммой коэффициентов очередности.

Возможен также случай, когда несколько захваток имеют одинаковые значения коэффициентов очередности. В этом случае новая матрица формируется из расчета включения захваток (объектов) в поток в порядке убывания разности между продолжительностью выполнения последней и первой работы на данной захватке. Если сравниваемые величины одинаковы, то эти захватки заносятся в матрицу в произвольном порядке.

В случае, если максимальную продолжительность имеет первая работа, то коэффициенты очередности определяются отношением продолжительности процессов первого потока к суммам продолжи-

тельности работ всех последующих потоков:

К1о = ai1/ m aij

j 2

Если максимальную продолжительность имеет последний процесс, то коэффициент очередности определяется отношением сумм продолжительности работ, принадлежащих всем предшествующим последнему потоку работам, к продолжительности выполнения последнего процесса:

72

Пример 1. Выполнить оптимальную очередность включения захваток в строительный поток по следующим данным

n=4; m=3;

а11=3; а21=1; а31=2; а41=4; а12=4; а22=2; а32=5; а42=1; а13=2; а23=4; а33=4; а43=5.

Решение

Т а б л и ц а 1.16 Матрица предварительного расчета параметров потока

Выполним расчет неритмичного строительного потока без совмещения работ по правилам, изложенных в п. 1.5.3. Продолжительность возведения комплекса из 4-х объектов составила 22 единицы времени (табл. 1.16).

Ведущим процессом является третий: Т3 > Т2 > Т1. Коэффициент очередности определяется по формуле:

Кm1 = m 1 aij /amj. j 1

Как отношение сумм продолжительностей первых двух процессов к третьему процессу для каждой захватки.

Сравнивая между собой полученные значения коэффициентов очередности, размещая их в порядке возрастания, определяем новую

73

Рис. 1.29. Оптимизированная циклограмма потока

Если выполнить полный перебор всех возможных вариантов организации работ, может быть удастся достичь более оптимальной продолжительности строительства комплекса объектов.

74

Рис. 1.30. Циклограмма исходного строительного потока

75

второй захватке равно сумме времени начала работы и ее продолжи-

тельности

tо12 = tн12 + а12 = 5 + 3 = 8.

Полученное значение записывают в нижний правый угол первой ячейки второго столбца матрицы. Сопоставив полученное значение со временем окончания первого процесса на второй захватке: tо21 > tо12 (9 > 8), большее из полученных значений считается временем начала второго процесса на второй захватке. Отсутствие простоя между строительными процессами обозначается значком «-».

Аналогично определяется значение начала второго процесса на третьей захватке: т.к. 17 > 10, то tн32=17. Окончание данного процес-

са tо32 равно 19 (17 + 2 = 19).

Значение начала второго процесса на четвертой захватке определяется аналогично: 19> 18, следовательно, tн42 = 19. Перерыв между выполнением первого и второго процесса по четвертой захватке составит одну единицу времени (19 – 18 = 1).

Таким же образом определяются параметры третьего процесса по всем захваткам.

В результате выполненных расчетов общая продолжительность потока Т составила 25 единиц времени, что на две единицы меньше значения до оптимизации:

Т – Топт = 27 – 25 = 2.

После заполнения дополнительных столбцов и строку матрицы определяется коэффициент плотности графика

Поскольку при расчете параметров потока данным способом допускается возможность простоя строительных бригад, вид циклограммы будет существенно отличаться от циклограммы того же потока, рассчитанного по универсальной методике. Высокая плотность графика (близкая к единице) была достигнута за счет непрерывного освоения фронта работ. Однако, перерывы в работе строительных бригад не всегда приемлемы, поэтому необходимо стремиться к сокращению перерывов.

С этой целью осуществим там, где это возможно, перемещение процессов слева направо. В результате таких действий обычно удается добиться непрерывности выполнения первого и второго процесса. При этом необходимо следить за тем, чтобы не возникло совмещения процессов, так как в соответствии с исходными данными необходимо запроектировать поток без совмещения. В связи с полу-

77

ченным сокращением общей продолжительности потока не удастся полностью избежать перерывов в работе бригад. Продолжительность таких перерывов обычно равна значению сокращения общей продолжительности, которая была достигнута в результате оптимизации.

Рис. 1.31. Предварительная циклограмма оптимизированного строительного потока

Рис. 1.32. Первый шаг формирования окончательной циклограммы оптимизированного строительного потока

Рис. 1.33. Второй шаг формирования окончательной циклограммы оптимизированного строительного потока

78

Рис. 1.34. Окончательный вариант циклограммы оптимизированного строительного потока с двумя перерывами

Рис. 1.35. Окончательный вариант циклограммы оптимизированного строительного потока с одним перерывом

На рисунке 1.31 представлена циклограмма оптимизированного строительного потока, построенная в соответствии с рассчитанными значениями параметров.

На рисунках 1.32 и 1.33 показано пошаговое выполнение (для достижения непрерывности процессов) смещения линий циклограммы слева направо. На рисунке 1.32 выполнено смещение третьего процесса на первой и второй захватках. В результате этого смещения достигнута непрерывность выполнения третьего процесса. Далее выполнено смещение второго процесса, выполняемого на второй и первой захватках.

Дальнейшие перемещения процессов вправо невозможны, так как при этом будет происходить совмещение процессов, что недопустимо по условиям задачи.

Суммарное значение организационных перерывов в работе бригад составило две единицы времени, то есть такое количество времени, на которое было получено сокращение общей продолжительности потока в результате его оптимизации.

79

1.5.8. Варианты заданий и контрольные вопросы

Спланировать наиболее оптимальное включение в процесс возведения комплекса зданий, состоящего из четырех объектов: детского сада, школы и двух жилых домов. Возведение каждого здания включает в себя три цикла: нулевой, возведение надземной части и отделочные работы. Каждый цикл работ имеет одинаковую продолжительность. Количество рабочих в бригадах, занятых на каждом из циклов работ – r. Построить график движения рабочих по возведению комплекса зданий.

Т а б л и ц а 1.20

Варианты заданий

№Продолжительность строительства

80