автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Моделирование календарных расписаний производства строительно-монтажных работ на разнотипных объектах



московский сгдац грудовото красного знамени шеёыерно-строитейьнш институт имени В.З.Ю^ШШШШ

На правах рукописи

сушр А1шан

м0дал1р0еа1ш кшвдаршх расписаний производства сготтш*ю-ш1ташж работ на. разнотипных овьекги

Специальность 05.23.08 - Технология и организация проышлен-

ного и гражданского строительстве:

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

Тебота вшюлнена б Московском ордера Трудового Красного Зна:ланп. кнжеяерно-строжпэлыюм институте емони В.В.Куйбшэва

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ доктор теэгкичаскгос наук,профессор Л.И.ЛБРАЮВ

Ш Н Ц И А Л Ь Н К В ОППОНЕНТЫ доктор технических наук П.П. ОЛЕЙНЖ кандидат тахтгкческих наук В,В. ШАХПОРОГОВ

Бэдущаяортанива я Гссударетге:шнй стройтелышй вревдно-кооперативш* трест Jí 16 (ГСЖГ) Мососглстройкоштега

'Защита диссертации состоится __1991 г.

в ^ часов на заседают спецлвдизярованного Совета Д. 053, II. 10, ери Московском тшжепбрно-сгроительном инотигуте , .теш» B.B.KjütíHmaaa по адресу: II3II4, Москва,Шлюзовая набережная,д.3,е ауд. .

С диосергациз! можно ознакомиться а библиотеке кноги-'tyra.

Прссл:,г Sao пршэтгь участии в защите и направить Ваш отсыв по адресу : 129337,Москва, Ярославское шоссе,д,26, ШСИ" емэей В. В.Ку#/5ышеЕп »Учена* Совет.

Автореферат разослан 'v?^"» i99iT.

Учений секретарь . шщщшлшириианниги Синиты кандидат технических наук, доцент

Б.Ф.Ширшиков

■ I 3

'' ' ОБЩАЯ ХАРЖШШС'ША РАБОТЫ

: : Актуальность исследований. Функционирование строительных организаций- в переходный период к рыночным отношениям л непосредственно в условиях рынка требуег нового подхода в алаяи-роваши их деятельности.

В этих условиях по-ново!^г ставятся вопроси плановой работы строительной организации, так как нвдонямрняутся критерии п ограничения. Это обусловлено том, что строительная органпзацсц формирует производственною программу, свою хозяйственную деятельность через интересы (благополучие) своего коллектива. Деятельность строительно:! организация в йозых условиях хозяйствования направлена на удовлетворение социальных л материальных запросов трудового коллектива в результате получения максимальной прибыли, что способствует выявлению к реализации резервов ресурсосбережения прл создании строительной ггродэтгцли, лоэгеге-шш ев качества, задействования фактора личности человека в ре-пении многообразных производственных задач строительного производства.

Требовант полного хозрасчета строительных организаций, эффективность адтпщионпрования товарпо-денэхнюс стполениЁ внутри организации вызывает необходимость при сацоцланйрспгиши исходить из следующих принципиальные иолопениИ:

- критерием доягга язляться прибыль, зря условна непр-эвз-шения нормативной (директивное, договорной) продашгтельясстя строительства объектов, заданных сроков ввода мощностей, а так-ае ограничений по использованию ресурсов, имеющихся у строительной организации ;

- трудовые затраты на объектах, включенных в программу работ по пряшм договорам п услугам иаселони), на долгим бить иенъдэ пчановнх, организационных простоев трудовых ресурсов на объектах госзаказа, а насыщение фронтов работ на этих объектах должно быть максимальным ;

- возможен вибор конкретных форм организация труда и в том числа численный и квалифицированный состав бригад на конкретный оперативный (планозыЕ) период;

- разработка планов должна основываться на вариантных сравнениях с учетом таких реальностей функционирования строительных организаций, как изменчивость трудового потенциала исполнителей во времени, срыва взаимных обязательств меяду участ-

нихами процесса (сублодрядчзпаш и поставщикам ресурсов) ;

-- моделирование календарных расписаний долгно позволять учитывать такие реальности производства, как необходимость перо-хода в отдельные периоды на вести- и сеетдвевнда рабочие недели, увеличение сменности при выполнении отдельных процессов и строительстве объектов е целом» каксимально п минимально-зозмокноэ насыщения фронтов работ и параллельное или почта параллельное выполнение процессов ;

- разработка календарных расписаний должна основываться на доеных смет (желательно составленных с использованием ЭВМ) при минимальном ручном объеме ввода информации з память ЭВМ.

В настоящее вреъя в литературе и практике отсутствуют.ми-■тоды вариантного проектирования деятельности строительных организаций, учитывайте эти принципиальные положения •

Практика строительства в СССР показывает. что подрядные строительные организации в основном используют комплексные бригады, работа которых осуществляется одновременно на ряде объ- • ехтов (фронтов работ).

Однако существующая в настоящее вречм теория организации ■ строительства в основном посвядена поточной организации работ специализированными бригадами (частные, специализированные и объектные потока).

Исследований влияния технологических параметров на эффективность работы комплексных бригад, возводящих разнотипные объекты, практически нет.

Цельи'диссертационной работы является повышение эффективности производственной деятельности строительной организации, осуществляющей строительство разнотипных объектов, за счет вариантного моделирования календарных расписания производства

Для реализации цели были поставлены и решены следующие ШШ: - _

- проведен анализ существующих методов составления календарных расписаний производства работ;

- разработана универсальная технолого-организационная модель возведения объектов;

- исследовано слияние параметров технологии и организации возведения объектов комплексными бригадами на технико-эконош-ческие показатели календарных планов;

- обоснован и формализован критерий выбора рационального

календарного расписания производства работ ;

- разработана методика вариантного моделирования календарных расписании работ на комплексе разнотипных объектов.

Научная порт на представлена разработанной универсальной •гехнолого-организационной моделью возведения объектов строительства, которая имеет следующие особенности: отражает взшшо-о&язи и совмещение швду укрупненными видпр, работ ; позволяет учитывать возможность насыцония фронтов работ трудовыми ресурсами в диапазоне их максимальных п ?.шнималы!кх значений; рза-гирует на ограничения по техническим и материальным ресурса,1; позволяет моделировать виды организации работ при проведении вариантного проектирования.

Научная новизна представлена такие законскэрпостяки влпя-шш параметров технологии и оргализадил строительства объектов комплексными бригадами на технгко-эконсмяческио показатели календарных расписаний производства работ.

Достов'ериост?. полученных результатов обеспечивалась:

- использованием в исследованиях фактических материалов строит елыю-монтанных организаций (проектно-скетной документации, численного состава бригад и др.) ;

- соблюдением условий репрезентативности при формировании массива исходник данных для расчетов на ПЭВМ;

- проверкой результатов расчетов с результатами, полученными другкки методами.

, Объекте?,' исследования явились существующие органязаидонно-тэхнологические модаш и параметры технология 4 объектов, включенных в годовую программу траста К 16 МОСК.

Цетодологчческой основой исследования является диалектический подход к изучензд к реглеязго проблем, постановления правительства по вопросам перехода к рынку, совершенствования организации, планирована и управления капитальным строительством, а такке труды советских и зарубежных ученых по организации стреителько-ыонтаяного производства.

Практическая значимость диссертации подтверждается заинтересованностью шогих трестов СССР в использовании ео результатов в езоей производственно-хозяйственной деятельности. Это объясняется тек, что строительные организации могут: осуществлять вариантное проектирование рациональное календарнцх планов про-извсдствэнноИ деятельности своих подразделений на период до Р.,5 лет и, в частности, получать директивные графики строительства

обълктэв, вкявлять сроки начал: и окончание деятельности субподрядных организаций, участвующих в процессе возведение объектов ; оценивать потребность в объеме материально-технических ресурсов на вланируекий период, планировать срост выполнения . работ по статье "услуги населенно".

Реализация и апробация работы. Работа докладывалась на Всесоюзном совещания молодых ученых в 1987 г. (г.Воронек), на цро-изводствешзк совещаниях в Ыособлстройкомитете в 1988, 1989 гг. и ПСО Кокчетавстрой в I3S0 и 1991 гг.

Работа в настоящее время реализуется в ряде трестов Московского областного строительного комитета, а Люберецкий учеб-шй комбинат включил в программу переподготовки работников ЛУП строительных организаций тему:- "Разработка организационно-технологической документации с испольговаяиом ШЕЛ". В основу этой темы положен кошиеко программ, разработанных с использованием универсальной технолого-организаидонно^ модели и метода вариантного моделирования календарных расписаний работ строительных организаций изложенного в диссертации.

Ifei защиту вылсснтся: универсальная технолого-органкзаця-снная модель строительства разнотипных объектов, ее математический аппарат, реализованный на ПЭВМ, кошлекс закономерностей влияния технологических и организационных параметров на технические и экономические показатели календарных планов, а тагае метод вариантного моделирования календарных расписаний работ в новых условиях хозяйствования.

Об*,ем и структура работы. Диссертация изложена на 155 страницах машинописного текста., состоит из введения, трех глав, общих выводов, сшска использованной литературы, включающего 103 наименования. .В работе представлено 45 рисунков и 33 таблиц.

содешда РАБОТЫ .

Универсальная технолого-организационная модель представляет собой патрицу, в которую заносится исходная информации, данные промежуточных расчетов паршетров и результаты расчетов параметров календарного расписания.

Исходная информация состоим из наименований укрупненных ввдов работ, которые следует выполнить на объектах строительства, трудоемкость этих работ, максимально и минимально допустимое количество рабочих, которые могут выполнять работы, а таксе

связи между работами и степени совмещения их по началу и концу.

В результате расчетов устанавливаются ранние л поздние начала работ (PHP и ПНР), их ранние и поздние окончания (POP 15 ПОР), а такав обила н частные резервы времени работ.

При расчете значений PHP и POP, а такав ИКР и ПОР учитывают степени совмещения работ ло их началу (ССН) и по их концу (ССК). Для этого .необходима промежуточная отЧоржшдя, рассчитываемая с использованием строкограф матрица (рис.1).

ссн сск

tía) - íi — ссн) а т(а).(сск-1).

ссн-т (А) + рнрц) сск.т(а) + рнр(а)

Рис.1. Содержание строкограф промежуточных расчетов

Расчеты ранта начал и окончаний работ производятся со следующим математическим зависимостям, которые легко паиучаэтои из рис.2 и 3.

Тщед-ССК^.ТШ-ССН^.ЦА)

Если Т(£) ^ Твред>, тогда

рнр(ж) = р11р(а) + ссндд' tu)

pop (ж) = рнр(ж) + Т(Ю а если Т(Ж)<ТДрдд#» тогда

pop(s) = php (а) + сскул- т(а)

рнрц) = popu) - 1(h)

Если работа Е связана с нескольким работали (А,Б), тогда

рнр(ж) = рнр(а) + cchj,a. т(а)

РНРШ = РНР(Б) + CCH^j • Т(Б)

Раннее начало равно наибольшему значению из этих соотношений.

Раннее окончание равно наибольшому значению из следующих соотношений:

рор(ж) = рнр(а) + сск^'. т(а)

р0р(2) = рнр(б; + ccft^ . т(б)

Т<А)

<-ССНеп*т(Й)—> <---------------

-CCKsa*T(ft>

<—Гпред.-<----------

---->

-тчю—> ——» (i)

<—T(I)--->

(2)

PHP(fi)

POPifl)

Рис. 2 Схека по улске.чию расчетных формдя для РНР н POP при одинарной связи.

Tift)

<—ССНяа*ТС ft)— <-■-------------

mipcjtf)

CCKia*T(ft)-

I—-----

- I

г"

I

<—>

----------

(i-ССНна)*Tf A)

(cck»d-!)*t(a) -t(s)——>

ПНРС2)

<- t(«)>

пор(й)

F1HP(S) ПОР(В)

JJLL

(i)

п0рс2)

Ркс. 3 Схзма по цясненис расчетных формул для ПНР и ПОР при одчнарной связи.

Примечание - Работа £ связана с работой й :

по степени совмещения по началу = ССНкз и по степени созмещгния по конца г ССКяа

Б свою очередь: ^прец ~ Р^™2" Koi-^U - раннее начало, если т®->тпред.

Тогда РБР(й) = раннему началу.

pof;s) = ?;¡p(2{ + т(ю,

а если Т(Ж)< ТПр2д , тог.да

PC? (2) - ранваму концу РНР(1) = PCPteí) - ТОО. , Расчотн ПОР и ПБГ, а также резербсз осущест&тяют но формулам:

ПОР(а) = ПНГ(Ж) + (1-ССН^) • т(а)

ПОР(А) = ПОР(З) - (cckj^-i) • '1(a)

Выбирается наименьшее значение результатов:

miP(A) = nop (а) - т(а). Б слузае, еслл работа, чащщэр, А имеет несколько связей с последутацшя работам, например, с работами В, С, 2, тогда формулы тлеют следующей вил:

ПОР(1) = ШР(5) + (I-ССН^ ) • TÍA)

ГОРЦ) = ПОР(5) - (ССК^-1) • TÍA)

ПОР(А) = ПНР(С) + (1-ССНса) • Т(к)

ПОР(А) ■= ЮР(С) - (ССЙса-1) . Т(А)

ГОР(А) = ПНР(2) + (1-ССН^) • TÍA)

ПОР(А) = ПОР«) - (CCK^-I) • Т(А)

Выбирается наименьшее значение из результатов расчета ПОР ÜHHÍA) = ПОР(А) - TÍA). Общий резерв Бремени определяется по традиционным формулам:

Hi-nOPi-POPi

или

„ Ri— ПНР1-РНР1

Частные резервы вреыенч рассчитываются традиционным способом о добавлением времени, обусловленным совмещением работ до началу нлл нснпу по формулам:

Ч^ « РНР\Ю - (РЧР(А) + ССН^ . ГЦ))

='POP(S) - (РОР(А) + ССКТЛ • Г (А))

1(A) = (Ч^ » Ч^) тшлги

Еслл работа лмеет несколько связей (например, работа А с работали Е, Е, К), то частный резерв времени ппдечитипакт по

следующем ферулам:

Ч(А) = РНР(Е) - (РИР(А) + ССНеа • ГШ)

ЛЦ) « ГОР(Е) - (РНР(А) + ССКе£ • Т(А))

4(1) = РПРЦ) - (РНРШ + ССЙ^. ТШ) Ч(а) = РОР(Е) - (РНРШ + ССК^. Т(1))

Ч(А)

РНР(К) - (РНРШ + ОШ^-ТСА))

Ч(А) » РОР(К) - (РНРШ + СС^-ТШ)

Из результатов расчета выбирается наименьшее' значение

Последнее, что учитывается в модели - это ограничения по ресурсам.

деленный состав рабочих, выполняющих в 1-й интервал j -ю работу ч!з, равен

и!—

4x5= Ч^тах

, если 413 > Ч jmax

и тогда

е тогда

Тр1+/=Тр1- Ч]тах- д1-о

413= чз , если

ЧЗшхп>Ч1 3

ТрИЧ=Тр1- чз - д^с

ч13=о , если ч13< чхпйп .

л тогда

Трх+1=Тр1

где трд, тр!+1 - соответственно, трудоемкость выполнения процесса в х-й и 1 + I интервал времени ; с - сменность выполнения процесса ; ч - среднесписочный численный состав исполнителя (бригады) ; з - коэфйвдирнт тар.л^чапид '"рулпп.'т-чг-.гт ........ '.»«.ми ир-

коя, согласно ЕНиР ; аь - расчетный временной интервал по календарю - 5, била 7 рабочих дней в неделю ; к - коэффициент продуктивности исполнителя:

К = . К>

где К1 - коэ^/кциент выхода на работу (по даннш предпланового периода обычно 0,89) ; - коэффициент-производительности труда (по данным предпланового периода).

С поисидыо гатрицы мокно рассчитывать и поточные виды организации работ, В этой случае у кавдо! работа но должно быть бо-

лее 2-х связей, а кавдцй исполнитель выполняет един вид работ. Под работой понимается процесс на каадпй отдильной захватке.

Исследование влияния техкологкчестах л организационных параметров на тохшщб-экогюшгееские показатели календарных расписаний проводилось наии с использованием УТОМ, .реализованной на персональных компьвторах класса IBM. К организационно-технологическим параметрам нага были огнесени: совмещение ра^от, численность бригад, очередности выполнения: кошяеконши бригадами работ па о^ектах, насыщение фронтов работ ресурсами; a к тех-нико-экономическш показателям: продолжительность строительства каядого объекта и та общая иродолгительность строительства, планируемое ^ысвобоздешо ресурсов-на определенные периоды доя-тельности строительной организации, в том числе каждого ее подразделения, а гакае объем отвлечения денежных средств (кезавер-шеннсо производство).

Для проведения исследований из программы работ 16 треста Московского областного строительного ломдаота бшш отобраны 4 объекта, наиболее типовые до свопы когстдуктиьида характеристикам для этой организации. Для чистоты-проведена» исследований» в перечень работ, вшолняешх собственшаи силами, О'пш ьютаче-работы субподрядных организаций.

Исследования проводились в следующей последовательности: влияние степени совмещения укрупненных видов работ по их началу на ТЭП календарного расписания возведения отдельного объекта; то не, но с учетом степени совмещения укрупнены1* видов работ по их концу; то же, но при изменении численности рабочих в комплексной бригаде, работающей на однсы объекте ; влияние очередности строительства объектов на ТЗП календарные расписаний; то же, при изменения численности работа? в чоглалексноЕ бригаде, работающей на ряде объектов; влияете насыщения фронтов работ ресурсами.

Исследования влияния степени совмедонпя укрупненных звдов работ по их началу было осуществлено при следующих условиях: численный состав рабочих в бригада неограничен, а степень совмещения работ по концу равна нулю, т.е. окончание любой последуо-щей работы не регламентируется во времени.

В процессе исследований менялись численные значения степеней совмещения ло началу (ССН) от 0 до I.

В результате исследования было установлено, что продолжительность строительства объекта в результате изменении -ясгоп-

ного значения СОН ст I до О сократилась в 2 раза, при этой частный резервы времени работ уменьшились в 4 раза, что сввде-тельсщует о более аесткшс связях ме»ду ироцессаш (УВР), а следовательно, о швшевди требований. к взаимным обязательствам ыогду исполнителям!-и, таким образом, о напряженных (менее надежных) календарных планах.

Поскольку требования к совмещении работ при возведении объектов распространяются т&к&о и на окончаше работ, ошш проведены исследования влияния этого совмещения на ТЭП. Для таких исследований было принято Еадболеэ типовое требование - когда степень совмещения по концу работ равна по их началу.

Как показали исследования, закономерности, полученных пря исследовании ССН, цракшчесхси подтвердились. При атом некоторые параметры в абсолютных значениях несколько изменились. Например, продолжительность строительства увеличилась на Сумма частных резервов времени уменьшилась. Однако это уменьшение не так заметно. (4/ь). Наряду с этш, ухуддаясл показатель по отвлечение денежных средств (на 20%),

Как доказали дальнейшие результаты исследований, влияние численного состава рабочих в комплексной бркгзде на технико-экономические показатели проявляется в виде нелинейного закона. , Так, в частности» при изменении численного состава рабочих в пределах от 10 до 20 человек (в 3 раза) продолжительность строительства объекта сокращается в 2,5-раза, отвлечение средств сокращается в 2,2 раза. При этом увеличился объем выовоботдающихся тр^дошх ресурсов, которые.в большей свой£ части мсино например использовать на работах по статье "услуги населению".

В результате исследований бало установлено, что при отсутствии ограничении на трудодне ресурсы общая ероп<уппитр.ич,нг>р.тт.—-

. .............................. ип^рщдо^^ ^

Влияние очередности строительства объектов одной комплексной бригадой численностью состава в 20 человек осуществлялась на 4-х объектах в результате изменения очередности включения объектов в строительство, лродсшэттелъность строительства комплекса объектов монет снизиться в 2 разе в сравнении с неблагоприятным вариантом очередности.

Блок-схема системы раркаитного проектирования календарного расписания работ щлтведонь на рис.4.

Система состоит ю двух подсистем А к Б.

Додскстша Л предназначена 'для формирования неходких даннах

Рис.4 Блск-схека алгоритма формирования календерного плана возведения комплекса разнотипных объектов

по .ггаздому объекту

данных и готаномеч!« ПР°ВОрИ1 К£Ма ■

достой ^^ ГяГоГе6:6"'3 П?И «

оцраЕичыиЕ. При «кУРсгвш на них

работ . гв°ра0Ш1ОТ

Процесс формировав^ка" ПМЬЭ0Е«<.

диалоговом режиме с Пэв7 ™~Ща?лого ШШ1а< осуществляема в выполнены в^г«^ ТГ*™ ®> ад. когда эйекта будет В6ЯВт -оно^ескогс

вывода со жвтщщ

- «

актировать рациональный иаяездадгы» Т' зл мовду работали, стеаеш Л «^ ЕЗШ№

наснцения фронтов ргбот гюсттемГаЗДеша аемивксншс и спегте™^I ьепостоянс™о чнсленностл периода, работГн^Г^ Г ^ В Г6ЧеШе

Тс^елТ " ВЖи На М ^»эконатес-- степени совмещении оабот ляг- пл концу, в значительной степйи ^а т ^Г?'™* * П° в ' показатели объектов стрг^.^^^л? ! '°МИЧеоКЯе

до .о х^ыш^ооГ^^в?!: Т шша*т т с 1—

иаются до 4-х раз част™?П1!Г С№ращад до 200^. '

о более врешш!-что ^^ет

Ьаряду с эгш,: следует отметить что тс эаяооь „а ТЗЛ кашадарнн, ШхаиоГ^отшЛе,! *ВДИ> СКа" анчеоки ье измрюпиоя • Резервы .времени лрак-

лась всего шЖ"ПИтеинооя с^льства сократи- при изменении численного состава пяПптг, ~ бгнгада/ тегц'гГ0-ч,.п„л-тп,л ^сгава рабочих в «омплерснщг - те.л.ио-ыотшчоома побели изменяются не пропо^

циональъо этому паченешто. Например, ьри увеличеши численности рабочих в 3 раза продолжительность сокращается в 2,5 раза, возрастает объем вцсвобовдашпссп трудовых: ресурсов ;

- з результате измэношя очередности включения объектов в строительство продолжительность строительства комплекса объектов подат снизиться в 2 раза в сравнении с неблагоприятным вариантом включения объектов;

• - кзшзнешта степени насыщения фронтов работ ресурсами позволяет уменьшить величину отвлечения донесшее средств (незавершенное производство), резко уменьшить продолгителълость строительства комплекса объектов - в 2* ¡¿,5 раза, а танка сказывается- на объеме и сроки высвобоздетш трудовых ресурсов строительной организации. *

3. Разработал метод вариантного'проектирования рацгонзль-ннх кал^вдаршве расписаний работ строительно!: организации и се подразделений, включая субподрядные организации, который дозволяет оценивать шншапько-зозшодю прсдолкггальЕссль строительства кгдцого объекта, завпс5ячуп дазь от органъпгшюнно-теуколо-гячоекпх параметров процесса Еозведзкия, а также доживаться наибольшего эффекта от строительства комплекса объектов с учетом рояльных условий (ограничений).

4. Доказано, что при прозктяровашш с использованием УТШ налевдарнык расшкзанпЕ работ практически все работы, вшголяяс-Ш8 собственными сиямот строительной организации, является критическим, в результате чего достигается наиболее полноз использование ресурсоэ строительно." организации, теш работы субподрядной организации можно сдвигать шш изменять их интенсивность в пределах частных резервов временя; использование полных резервов времени таких работ позволяет изменить временные, а следовательно, ш экономические параметры калевдарпс±ч> плана, оставляя, естественно, без изменения обтую продолжительность строительства комплекса объектов.

5. Реализация результатов работы з ряде трестов МССК показала оледуищка технико-экономические эффекты:

- снижаются трудозатраты специалистов строительной органл-аадри по подготовке и производству работ на объектах, включенных в шиш; ^

- снижается сроки разработки осаовпых разделов ПЛР на

- повышается достовешость и полнота организационно-технологической документация текущего и оперативного планпровгудаг;

Расчетный экономический эффект от внедрения ИШ вместо традиционных моделей применительно к объектам .возводимых: I бригадой 1ПАКТ-16, составил'78,95 тыс.руб. в год.

Подписано в печать 15.04.91 Формат 60x8416 Печ. офс. И-154 Объем I уч.-изд.л. Т.100 Эаказ^^ Бесплатно

Ротапринт ШСИ им.В.В.Куйбышена