Методичка. МУ для ЛР 2016 (1). И управление железнодорожным строительством и техническим обслуживанием
 Скачать 499.51 Kb.
|
|
Сетевое моделирование строительства Цель работы – получение навыков построения сетевых графиков строи- тельства и их оптимизации. Время выполнения работы: 6 часов. Теоретическая часть включает общие сведения о сетевых графиках строительных работ, методы расчета и оптимизации графиков. Сетевые модели полезны при планировании и реализации сложных про- ектов и позволяют выделить наиболее напряженный (критический) путь ра- бот и резервы времени, пользуясь которыми можно осуществлять корректи- рование срока строительства, численности рабочих, потребления материалов и конструкций, расходования денежных средств. 4.1. Построение сети Сетевые графики являются моделями связей и зависимостей. Исходным материалом для графика служит перечень работ, технологические зависимо- сти (связи), сведения о параллельно выполняемых работах и продолжитель- ности выполнения работ. Продолжительности выполнения работ требуются не для построения, а для расчета графика. 43 Сразу построить сетевую модель в полном объеме затруднительно, и по- этому процесс создания сети имеет смысл разделить на несколько этапов: – построение отдельных путей из работ, которые выполняются одна за другой; – объединение путей зависимостями; – устранение нежелательных, которых не должно быть, сквозных зави- симостей и упрощение сети. Устранение сквозной зависимости для фрагмента сети показано на рис. 4.1. При построении сети желательно избегать пересечения работ и зависи- мостей. Для этого можно менять взаимное расположение на листе отдельных путей, а оставшиеся пересечения оформить в виде . Рис. 4.1. Пример устранения нежелательной сквозной зависимости 4.2. Расчет сетевого графика Самый простой детерминированный расчет графика выполняется мето- дом критического пути (critical-path-method), предложенным М. Уолкером и Д. Келли в 1956 г. для описания плана-графика строительства. Расчет основан на естественном соображении о том, что срок начала по- следующей работы равен сроку окончания предшествующей работы. Если предшествующих работ несколько, то все они должны быть выполнены до 24 13 12 5 24 12 5 А А Б Б Ж Ж З З К К Л Л Нежелательная сквозная зависимость 44 начала последующей работы. Отсюда следует то, что при разной продолжи- тельности предшествующих работ менее продолжительные будут иметь не- который запас времени (резерв). Это означает, что сроки работ могут быть ранние и поздние. Ранние сроки определяются от начала графика к его окон- чанию, а поздние – в обратном направлении. Путь максимальной продолжи- тельности будет определять общий срок строительства и имеет название кри- тического. Резервов времени на критическом пути нет. Расчет сетевой модели выполняется сначала табличным способом. При этом используются все сроки работ: – t рн j i − – раннее начало работы i – j; – t ро j i − – раннее окончание работы i – j; – t пн j i − – позднее начало работы i – j; – t по j i − – позднее окончание работы i – j. Эти сроки работ связаны следующими расчетными формулами: , ро рн i j i j i j t t t − − − = + (4.1) где t i-j – продолжительность выполнения работы; max ; рн ро j k i j t t − − = (4.2) ; пн по i j i j i j t t t − − − = − (4.3.) min по пн i j j k t t − − = (4.4) В общем случае существует три вида резервов времени работ сетевого графика. Полный резерв R i–j представляет собой время, на которое можно растя- нуть выполнение работы или отдалить начало ее выполнения. Использование полного резерва делает критическим тот путь, на котором она находится, и влияет на сроки предшествующих и последующих работ. Свободный резерв r i–j представляет собой время, на которое можно рас- тянуть выполнение работы или отдалить начало ее выполнения, без измене- 45 ния сроков последующих работ. Сроки предшествующих работ при исполь- зовании этого резерва изменяются. Независимый резерв IF i–j явление довольно редкое, его использование не влияет на сроки других работ. По расчету он может получиться отрицатель- ным и в этом случае принимается равным нулю. Соотношение величин ре- зервов следующее: IF i–j ≤ r i–j ≤ R i–j , (4.5) t t t t R ро j i по j i рн j i пн j i j i − − − − − − = − = ; (4.6) t t r ро j i рн k j j i − − − − = ; (4.7) t t t IF j i по i h рн k j j i − − − − − − = (4.8) Расчет сетевой модели должен быть выполнен двумя методами – таб- личным и секторным. 4.2.1. Табличный метод расчета Пример расчета табличным методом сетевой модели, представленной на рис. 4.2, приводится ниже в табл. 4.1. Рис. 4.2. Сетевой график 4 4 1 2 2 2 3 6 5 4 3 2 1 Продолжительность рабо- ты 46 Таблица 4.1 Расчет сетевого графика табличным методом Шифры работ ti-j t рн j i− t ро j i − t пн j i − t по j i − Ri-j ri-j IFi-j 1 – 2 4 0 4 0 4 0 0 0 1 – 4 1 0 1 5 6 5 3 3 2 – 3 2 4 6 4 6 0 0 0 2 – 4 0 4 4 6 6 2 0 0 3 – 5 2 6 8 6 8 0 0 0 4 – 5 2 4 6 6 8 2 2 0 5 – 6 3 8 11 8 11 0 0 0 6 – х 11 Для облегчения расчета шифры работ следует записывать строго в по- рядке возрастания индексов, с этой же целью дополнительно вводится фик- тивная работа (в табл. 4.1 это работа 6 – х). Сначала определяются ранние сроки сверху вниз, затем максимальное раннее окончание принимается в ка- честве позднего окончания последней работы, и от этого числа снизу вверх определяются поздние сроки работ. Предварительной проверкой правильно- сти расчета является совпадение ранних и поздних сроков для работы, выхо- дящей из начального события, а если таких работ несколько, то такое совпа- дение должно быть хотя бы для одной работы. По наличию нулевых резервов выделяются работы критического пути. 4.2.2. Секторный метод расчета Расчет секторным методом выполняется непосредственно на сети и оп- ределяются только сроки работ t рн j i− и t по j i− . Эти сроки записываются в секто- рах событий, которые выглядят следующим образом (рис. 4.3): Рис. 4.3. Обозначения для расчета сетевого графика секторным методом 15.09.9 t по j i − t рн k j − j IF r R t k j k j k j k j − − − − IF r R t j i j i j i j i − − − − 47 Ниже на рис. 4.4. и 4.5 раздельно показан расчет ранних и поздних сро- ков. Сектор даты в примере не заполнен. Рис. 4.4. Расчет ранних сроков работ Рис. 4.5. Расчет поздних сроков работ Контролем правильности расчета является получение в исходном собы- тии двух нулевых сроков, а также наличие на графике событий с одинаковы- ми ранними и поздними сроками. Это необходимое условие для прохожде- ния через такие события критического пути. Достаточным условием прохож- дения критического пути через данную работу является отсутствие резервов времени. Резервы времени работ определяются после расчета ранних и поздних сроков. Формально можно поступить следующим образом – из срока в конце работы вычесть срок в начале работы и вычесть ее продолжительность. Ниже приведены схемы для определения соответствующих резервов (рис. 4.6). 6 0 11 8 6 4 4 1 2 2 2 3 6 5 4 3 2 1 отправная точка расчета 0 11 8 4 6 4 4 1 2 2 2 3 6 5 4 3 2 1 48 R i-j r i-j IF i-j Рис. 4.6. Схемы для определения резервов времени После определения резервов времени на графике обозначается положе- ние критического пути. Окончательный вид сетевой модели показан на рис. 4.7. Результаты расчета графика обоими методами должны совпасть, а при обнаружении расхождения должна быть найдена и исправлена ошибка. Рис. 4.7. Сетевой график, рассчитанный секторным методом Первоначальный вариант сетевой модели строительства может потребо- вать корректировки для достижения требуемой величины каких-либо показа- телей строительного процесса. В данной работе будет выполняться коррек- тировка по времени и рабочей силе. 11 8 4 0 6 0 11 0 0 0 2 6 6 6 4 8 6 4 6 5 4 3 2 1 0 0 0 4 0 0 0 2 3 3 5 1 0 2 2 2 0 0 0 3 0 0 0 0 t i-j t i-j t i-j 49 4.3. Корректирование сетевых графиков В этом разделе описано корректирование за счет резервов времени. Та- кое корректирование не требует привлечения дополнительных ресурсов. Резерв времени можно использовать двумя способами: – работу, имеющую резерв времени, можно выполнять дольше. Увели- ченный срок работы позволяет выполнять ее сокращенным числом рабочих. Если штатная численность рабочих меньше, чем требует первоначальный ва- риант организации работ, то может быть применен этот способ использова- ния резерва для достижения соответствия наличных ресурсов и проектной потребности. Если требуется сократить срок строительства, то освободив- шихся рабочих можно использовать на работах критического пути и сокра- тить тем самым общий срок работ. Кроме того, увеличение времени выпол- нения работы уменьшает интенсивность потребления ресурсов; – работу, имеющую резерв времени, можно отодвинуть на более позд- ние сроки. В результате этого ресурсы, которые заняты на данной работе, бу- дут использованы в другое время. Такое использование резерва может при- меняться для уменьшения пиковой потребности в ресурсах. Большинство корректировок выполняется на сетевых графиках, постро- енных в масштабе времени. При построении события наносятся по ранним срокам, проекция каждой работы на ось времени будет равна продолжитель- ности ее выполнения в принятом масштабе. Резервы работ показываются пунктиром. Резерв работ каждого пути будет находиться в самом его конце (рис. 4.8). 50 Рис. 4.8. Сетевая модель, построенная в масштабе времени 4.3.1. Корректирование по времени Задача в работе ставится следующим образом – требуется сократить продолжительность строительства на 10% за счет переброски рабочих с не- критических работ на критические. При этом следует учесть, что при такой корректировке нельзя использовать полную величину резерва, можно ис- пользовать только его часть за исключением потребной величины сокраще- ния срока строительства. Кроме того, если вы разделили бригаду рабочих, то обе ее части должны работать в одно и то же время. Чтобы сориентироваться в том, какие работы выполняются в одно и то же время, сетевая модель должна быть построена в масштабе времени. Для определения числа рабочих, которое можно снять с некритических работ, следует использовать простую формулу: В = Nt = N 1 t 1 , (4.9) где В – трудоемкость выполнения работы, которая является ее неизменной характеристикой; N, N 1 – исходное и измененное число рабочих; t, t 1 – исходная продолжительность выполнения работы и новая искомая ее величина. 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 t , дн Участки графика резерв времени 51 Эффект от переброски рабочих будет тем больше, чем больше у работы- донора резерв, число рабочих и чем меньше продолжительность ее выполне- ния. После того как будет определено число рабочих, которое можно отпра- вить для ускорения работ критического пути, пользуясь той же самой форму- лой (4.9), следует найти новую продолжительность работ, на которых оказы- валась помощь, вычислить сокращение продолжительности работ и сравнить с потребным сокращением продолжительности строительства. На сети обязательно должны быть отмечены временные границы кор- ректировки. 4.3.2. Корректирование по рабочей силе Прежде всего, надо знать число рабочих, занятых на строительстве в со- ответствии с сетевым графиком. Для этого под сетевой моделью, построен- ной в масштабе времени, вычерчивается график движения рабочей силы. В данной работе будем полагать, что в период резерва времени рабочая сила не задействована. На графике движения рабочей силы отыскивается максималь- ное число рабочих, и задача состоит в уменьшении его на 5%. На сети должны быть показаны выполненные изменения, а на графике дви- жения рабочей силы отображение этих изменений. 52 Библиографический список 1. Аленичева Е.В. Организация строительства поточным методом : учеб. пособие. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. – 80 с. 2. ЕНиР: единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сб. Е2. Земляные работы ; Вып. 1 : Механи- зированные и ручные земляные работы / Гос. строит. комитет СССР (Гос- строй СССР). – М. : Стройиздат, 1988. – 224 с. 3. Юшаков Л. Ф. Организация и планирование железнодорожного строительства: Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Организация и планирование ж.-д. строительства». – Екате- ринбург : Изд-во УрГУПС, 1999. – 22 с. 4. Организация, нормирование и оплата труда на предприятии: краткий курс лекций для бакалавров направления подготовки 38.03.02 «Ме- неджмент» / Сост.: А.В. Наянов. – Саратов : ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ. – 2016. – 125 с. 5. Сетевое моделирование в строительстве : методические указания к практическим занятиям / Сост. С.А. Войтович. – Омск : Изд-во СибАДИ, 2007. – 36 с. 53 Учебное издание Шаров Алексей Юрьевич Юшаков Леонид Федорович ОРГАНИЗАЦИЯ, ПЛАНИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ СТРОИТЕЛЬСТВОМ И ТЕХНИЧЕСКИМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Организация, планирование и управление железнодорожным строительством и техническим обслуживанием» для студентов специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» очной и заочной форм обучения Редактор Л.С. Барышникова Подписано в печать 31.10.2016. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 3,2. Заказ 719. Электронная версия. УрГУПС 620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66 |