Методичка. МУ для ЛР 2016 (1). И управление железнодорожным строительством и техническим обслуживанием
 Скачать 499.51 Kb.
|
|
Постав- щики Потребители Объемы по- ставок Р 1 Р 2 Р 3 Р 4 Р 5 Р 6 Р 7 Р 8 Р 9 Р 10 (все кавалье- ры) 5 7 50 50 50 50 50 50 50 3,5 R 1 1 29 30 экс. экс. скр. 8 6,5 4,5 5 5,8 6 50 50 50 4 R 2 25 4 6 16 51 экс. экс. скр. скр. экс. экс. скр. \ 50 50 5,6 5,3 3,8 5,7 8,5 10,5 3,7 R 3 32 4 36 экс. экс. скр. экс. экс. экс. скр. 8 6,5 5,6 8,2 9 9,3 50 50 50 0 R 4 238 238 экс. экс. экс. экс. экс. экс. 50 50 50 11 9,5 9 6,5 6,3 7,4 0 R 5 238 238 экс. экс. Экс. экс. экс. экс. R 6 1,5 2,8 1,5 1,5 50 1,5 1,5 3 1,5 0 ( все ре- зервы) 6 61 6 72 5 40 190 бульд. скр. бульд. бульд. бульд. бульд. скр. бульд. Объемы потреб- ления 7 86 4 6 48 4 6 72 5 545 783 25 30 2.5. Анализ полученного решения Анализируя результаты решения задачи, рассмотренные в примере (табл. 2.3), рассмотрим участок насыпи Р1 (столбец Р1). Общий объем работ в 7 тыс.м 3 складывается из следующего: 1 тыс.м 3 грунта, отсыпаемого при экскаваторной разработке из выемки R1 и 6 тыс.м 3 – при бульдозерной раз- работке из резерва. На основе проводимого анализа возникает сомнение в целесообразности применения двух способов отсыпки одной насыпи при таком явном неравен- стве объемов работ. Основной объем выемки R1 – 29 тыс. м 3 разрабатывается в кавальер при стоимости разработки 3,5 руб./м 3 и только 1 тыс. м 3 при стоимости более вы- сокой – 5 руб./м 3 . следовательно, наиболее эффективным и целесообразным решением будет перемещение этой 1 тыс. м 3 в кавальер, так как это обошлось бы дешевле, чем везти этот грунт в насыпь. Итог: в матрице надо переместить единицу из клетки R1– Р1 в клетку R1– Р10. Принимая такое решение закономерно возникает вопрос – откуда вос- полнить этот объем грунта насыпи Р1? Наиболее эффективный вариант – до- бавить эту 1 тыс.м 3 грунта из резерва, то есть переместить единицу из клетки R6 – Р10 в клетку R6 – Р1. Таким образом, мы сохранили баланс по строкам R 1 и R 6 и столбцам Р 1 и Р 10 Проведя изменения, мы должны провести оценку, насколько мы ухуд- шили оптимальное решение. Последовательность проведения оценки: 1) разрабатывать выемку R 1 в кавальер на 5 – 3,5 = 1,5 руб./м 3 выгод- ней, чем разрабатывать в насыпь; 2) отсыпать насыпь Р 1 из резерва дороже, чем фиктивно разрабаты- вать резерв в кавальер, то есть совсем не разрабатывать, на 1,5 – 0 = 1,5 руб./м 3 ; 3) в нашем случае получилось (чисто случайно!), что удешевление в одном случае равно удорожанию в другом и оптимальность решения сохра- нилась. 31 При выполнении землеройно-транспортных работ с использованием со- временной высокопроизводительных и эффективных землеройно-транс- портных машин любые перемещения объемов работ в матрице вызовут об- щее увеличение стоимости постройки земляного полотна, однако необходи- мость корректировки может диктоваться соображениями устранения черес- полосицы различных методов выполнения земляных работ и, следовательно, создания более благоприятных технологических условий. 2.6. Определение объемов работ для ведущей машины Задача технологии производства работ при возведении земляного по- лотна состоит в том, чтобы обеспечить наилучшее соответствие применяе- мой техники способу производства работ, что может быть достигнуто при детально отработанной, стабильной, определённой по времени, затратой ре- сурсов и достигаемому эффекту последовательности операций. Такие после- довательности называют технологическими процессами. При окончательном определении объемов работ для ведущей машины, после корректировки решения в табл. 2.3 следует выполнить определение ра- бочей кубатуры для всех ведущих машин. Это может быть сделано по прин- ципу «сколько грунта разрабатывается» или по принципу «сколько грунта отсыпается». Если известна продолжительность выполнения работ, то можно опреде- лить число ведущих машин всех видов и получить рекомендуемую структуру парка машин, позволяющую минимизировать стоимость сооружения земля- ного полотна. 32 3. Лабораторные работы 5, 6 Расчет и оптимизация графиков поточного строительства Цель работы – получение навыков построения графиков поточного строительства и их оптимизации. Время выполнения работы: 4 часа. Теоретическая часть включает общие сведения о графиках организации строительных работ, понятие поточного строительства, достоинства и недос- татки, методы расчета и оптимизации графиков. 3.1. Расчет графиков Одной из основных задач при организации работ по строительству же- лезных дорог является сокращение сроков работ. В этой работе будет выпол- няться расчет графика с неритмичными потоками, который отражает наибо- лее распространенную ситуацию в строительстве. При этом ритмы внутри потоков и между ними различны. Расчет заключается в последовательной увязке между собой смежных потоков. При этом рекомендуется придерживаться следующих правил: – работы каждого потока следуют одна за другой без разрывов; – работы смежных потоков не накладываются друг на друга ни на од- ной захватке; – между работами смежных потоков хотя бы на одной захватке должен быть нулевой интервал. Для расчета ритмы записывают в матрице, представленной в табличной форме (табл. 3.1). Расчет начинается с первого столбца (потока, цикла). Сперва определя- ются сроки начала и окончания каждой работы, начиная с условного нуля. При расчете в каждой клетке матрицы будет содержаться следующая инфор- мация (рис. 3.1). 33 Рис. 3.1. Заполнение клеток матрицы Таблица 3.1 Матрица для расчета графика с неритмичными потоками Объекты (захватки) Потоки 1 … i … n 1 2 3 4 5 6 1 t 11 … t i1 … t n1 1 2 3 4 5 6 … … … … … … j t 1j … t ij … t nj … … … … … … N t 1N … t iN … t nN Переходя к расчету сроков работ второго потока, будем полагать, что на первом объекте работы второго цикла начинаются сразу же после окончания работы первого цикла. Это дает нам предполагаемое начало работ второго цикла. От этого начального срока следует рассчитать сроки работ второго цикла и проверить, насколько правильно предположение о стыковании работ первого и второго потоков на первом объекте. Для проверки определяются невязки как разность сроков начала работ второго потока и окончания перво- го потока на каждом объекте. Если рассчитанные числа все положительные, то исходное предположение о сроке начала работ второго потока верно, а ес- ли есть отрицательные числа, то получилось наложение работ двух потоков, подлежащее устранению. –3 21 12 9 12 9 Срок начала работы Продолжительность ра- боты (ритм) Срок окончания ра- боты 21 Невязка, если число от- рицательное; интервал, если число положительное 34 Для устранения невязок надо найти среди них минимальную отрица- тельную невязку и на ее абсолютную величину увеличить сроки начала и окончания всех работ второго потока. После этого потоки будут увязаны и на основе новых сроков работ можно переходить к увязке второго и третьего потоков. Порядок увязки первых двух потоков представлен на рис. 3.2. n N n N n N n 1 2 1 2 1 2 1 2 0 0 3 0 3 0 3 9 1 3 1 1 3 1 1 3 0 1 1 3 0 1 3 3 4 3 4 3 10 4 3 3 4 3 4 3 4 10 2 7 2 2 7 2 2 7 -6 2 2 7 -6 2 10 10 6 10 6 10 12 6 10 10 6 10 6 10 6 12 3 1 2 3 1 2 3 1 -5 2 3 1 -5 2 11 11 8 11 8 11 14 8 Т 1 =11 Т 2 =5 Определение сро- ков работ первого потока Определение сроков работ второго потока Расчет невязок Изменение сроков ра- бот второго потока Рис. 3.2. Увязка потоков Особое внимание следует обратить на то, что потоки увязываются по- парно, не определяйте сроки работ сразу во всей матрице. После увязки всех потоков матрицу следует вычертить снова с увязан- ными сроками и ритмами. В этой матрице, так же, как и невязки, определя- ются интервалы. Чем меньше сумма интервалов, тем лучше используется общий срок строительства. Степень совершенства графика поточного строи- тельства оценивается коэффициентом плотности: 35 , 1 1 1 1 ) 1 ( 1 1 1 ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ = − = = − + − = − = = − ∆ + = n i n i N j j i i N j j i n i N j j i пл t t K где ti–j – ритм; ∆i–(i+1)–j – интервал между смежными потоками на объекте j. В работах по постройке группы объектов можно выделить последова- тельность таких работ, которые в идеальном случае в сумме составляют об- щий срок строительства и не имеют между собой интервалов. Это будет са- мый напряженный путь в матрице или на графике и любая задержка в ходе работ приведет к увеличению срока всего строительства. Такой путь называется критическим, производитель работ должен знать работы критического пути и обеспечивать их своевременное выполнение всеми мерами организационного и материально-технического характера. Не всегда бывает путь с нулевой суммой интервалов и в таком случае критическим путем будет путь с минимальной суммой интервалов. При про- ектировании графика этот путь должен быть найден. В матричной модели графика надо найти такую последовательность кле- ток от начала строительства до его окончания, чтобы между каждой парой смежных клеток был по возможности нулевой интервал, а в сумме на всем пути – нулевой или минимально возможный. Следует помнить, что в преде- лах каждого столбца (потока) интервалы нулевые по условиям расчета, но при этом по столбцу можно перемещаться только вниз, то есть по ходу вре- мени. Таким образом, задача сводится к тому, чтобы найти между потоками нулевые интервалы и последовательно соединить их, однако естественная последовательность расположения интервалов по диагонали матрицы крайне редка. Методика нахождения критического пути представлена на рисунке 3.3 и заключается в следующем: – от начала строительства пройти по клеткам матрицы с нулевой сум- мой интервалов как можно дальше; – от окончания строительства против хода времени сделать то же са- мое. (3.1 ) 36 Клетки с одинаковыми сроками окончания и начала работ N n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 N n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 Рис. 3.3. Графическое пояснение для нахождения положения критического пути Рис. 3.4. Фрагмент графика выполнения работ в форме циклограммы t , дн 0 5 10 15 1 2 3 N 1 поток 2 поток Построение обратным ходом 37 Таким образом, будут получены два отрезка критического пути, не со- единенные в средней части матрицы. Эти отрезки критического пути отсекут две области матрицы – на рисунке 3.3 они выделены серым цветом. В каждой из областей критический путь может пройти любым образом и, чтобы связать эти две области, надо в левой области найти такой срок окончания работы, который равнялся бы сроку начала какой-либо работы в правой области или отличался на минимальную величину. Таким образом можно найти положение критического пути в матричной модели. После увязки потоков, определения интервалов и нахождения положе- ния критического пути в матрице должна быть построена циклограмма с обо- значением на ней критического пути. Фрагмент циклограммы для данных, представленных на рис. 3.2, изо- бражен на рис. 3.4. Первоначально разработанный вариант графика выполнения работ редко бывает оптимальным, поэтому он должен быть проанализирован и улучшен. 3.2. Сокращение сроков поточного строительства без привлечения дополнительных ресурсов 3.2.1. Уменьшение продолжительности поточного строительства за счет сокращения числа рабочих Сокращение сроков работ всегда связывается с увеличением ресурсов, привлекаемых к строительству, и в целом это верно, однако при поточной организации работ может сложиться такая специфическая ситуация, когда именно уменьшение числа рабочих в каком-либо потоке приведет к сокра- щению срока строительства. Это становится возможным в том случае, когда внутри графика есть поток с высоким темпом работ (рис. 3.5.), а смежные с ним потоки имеют низкий темп. На рис. 3.5 показано, что при увеличении сроков выполнения работ вто- рого потока изменяется увязка потоков с соответствующим сокращением общего срока работ. Если сроки работ второго потока увеличиваются, то со- ответственно должно быть сокращено число рабочих. 38 Порядок выполнения работ при условии сокращения общего срока про- изводства работ: – в матрице с увязанными потоками найти поток с малым периодом, так, чтобы справа и слева от него были потоки с большими периодами; – вычислить отношение минимального периода смежного потока к пе- риоду данного потока. Так, например, если периоды потоков имеют величи- ны Т1=7, Т2=17, Т3=8, Т4=18, Т5=22, Т6=20, Т7=10, то отношение 2 1 , 2 8 17 3 2 → = = = T T K Рис. 3.5. Сокращение общего срока работ за счет уменьшения числа рабочих во втором потоке – на величину полученного коэффициента умножить все ритмы работ потока с малым периодом и создать новую матрицу, в которой будут измене- ны продолжительности работ только одного данного потока; – новой матрице произвести увязку потоков; – определить интервалы и коэффициент плотности; – вычертить циклограмму. Характерную ситуацию, изображенную на рис. 3.5, следует найти в мат- рице, проанализировав периоды потоков на основе порядка выполнения ра- боты при условии сокращение общего срока работ. t t N 3 2 1 N 3 2 1 Сокращение общего сро- ка работ 2 поток 39 1.2.2. Уменьшение продолжительности поточного строительства за счет изменения очередности постройки объектов В ряде случаев в строительстве порядок постройки объектов не имеет значения, но при этом каждому варианту последовательности соответствует свой общий срок постройки объектов. Изменение порядка постройки не тре- бует привлечения дополнительных ресурсов, но при этом можно найти такую последовательность строительства, которая обеспечивает минимальный об- щий срок постройки объектов. Безусловно, что график должен содержать характерную ситуацию, при- мер которой представлен на рис. 3.6. На этом графике много пустого места и плотность его мала. Несколько утрируя, можно сказать, что разбегающиеся линии потоков следует сделать некоторым образом сходящимися. В простом примере (рис. 3.6) вариантов изменения очередности немно- го, но для сложного графика и соответствующей ему большой матрицы су- ществуют различные процедуры нахождения оптимальной последовательно- сти постройки объектов, обеспечивающей минимальный общий срок строи- тельства. Одна из таких процедур, основанная на соображениях о требуемой геометрии графика и дающая в 80% случаев сокращение сроков строительст- ва, представлена в данной работе. Рис. 3.6. Сокращение общего срока работ за счет изменения очередности постройки объектов с 1 – 2 – 3 на 3 – 2 – 1 t t N 3 2 1 N 3 2 1 Сокращение общего срока работ 40 На основе исходной матрицы следует определить некоторые характери- стики строк. При этом матрица в общем случае делится на две части по вер- тикали потоком, имеющим наибольший период, в частном случае этот поток может быть первым или последним. После этого построчно определяются суммы ритмов, предшествующих потоку с максимальным периодом – Σt предш , суммы ритмов, следующих за этим потоком – Σt посл , и разности ритмов по- следнего и первого потоков – t n –t 1 . Результаты расчета оформляются в табли- це (табл. 3.2). Эти характеристики строк надо расположить в новой таблице в таком порядке, чтобы Σt предш возрастали сверху к середине, Σt посл возрастали снизу к середине, а разности возрастали сверху и снизу к середине или хотя бы с од- ного конца. Весьма редко можно добиться такой компоновки строк, чтобы выполнялись сразу все три правила, поэтому сначала формируется последо- вательность по первым двум правилам и, если это не приведет к сокращению срока строительства, то формируется последовательность только в соответ- ствии с третьим правилом. Процедура создания оптимальной последовательности: – сначала занимается самая верхняя позиция таблицы 3.3 в соответствии с первым правилом, куда записывается минимальное значение Σt предш . В на- шем случае надо выбрать вторую или шестую строку и, учитывая третье пра- вило, следует остановиться на шестой строке; – теперь занимается нижняя позиция в соответствии со вторым прави- лом, то есть туда надо записать строку с минимальным Σt посл . Это будет чет- вертая строка табл. 3.2; – далее занимаем вторую позицию сверху в табл. 3.3, где Σt предш должна быть больше 6; – занимаем вторую позицию снизу в табл. 3.3, где Σt посл должна быть больше 3; – следующие шаги выполняются аналогично и, таким образом, прибли- жаемся к средней строке, поочередно используя два первых правила. 41 Таблица 3.2 Характеристики строк матрицы ритмов N Характеристики строк Σt предш Σt посл t n – t 1 1 9 4 -2 2 6 7 3 3 12 5 -1 4 8 3 2 5 8 5 0 6 6 4 0 Таблица 3.3 Характеристики строк матрицы ритмов N Характеристики строк Σt предш Σt посл t n – t 1 6 6 4 0 5 8 5 0 3 12 5 -1 2 6 7 3 1 9 4 -2 4 8 3 2 Отметим, что сразу три правила в нашем примере не соблюдаются, тем не менее, с достаточно большой вероятностью можно считать последова- тельность постройки 6–5–3–2–1–4 оптимальной и теперь необходимо запи- сать исходную матрицу именно с такой последовательностью строк (объек- тов) и выполнить расчет, чтобы узнать новый срок строительства. Если он будет больше, чем срок строительства в исходной последовательности 1–2– 3–4–5– 6, то надо сформировать последовательность только на основе третье- го правила и выполнить расчет для данной последовательности. Если сокра- щение срока строительства достигнуто, то определяется коэффициент плот- ности графика и вычерчивается циклограмма. 3.2.3. Сравнение результатов корректирования После проделанной работы выполняется сравнение всех имеющихся ва- риантов и делается заключение о наиболее эффективном способе корректи- рования. Сведения о вариантах сводятся в таблицу (табл. 3.4). 42 Таблица 3.4 Характеристики вариантов организации работ Варианты Последовательность строительства объектов Срок строительства, дн Коэффициент плот- ности графика Исходный вариант 1-2-3-4-5-6 Вариант с умень- шенным числом ра- бочих 1-2-3-4-5-6 Вариант с изменен- ной последователь- ностью постройки объектов 4. Лабораторные работы 7– 9 |