14.2. Разработка модели объектных технологических зависимостей

возведения объекта

Для реализации методики двухэтапной разработки календарного плана СМР на программу строительной организации, необходимо сформировать ба­зовую модель, основой которой является технология возведения объекта - наиболее стабильной к воздействиям различных факторов.

В настоящее время понятие «технология возведения объекта» ассоции­руется с технологической последовательностью работ объекта, взаимосвязью между ними, но практически отсутствуют глубокие теоретические исследова­ния в области определения количественных соотношений между взаимосвя­занными работами. Сейчас эти соотношения определяются (устанавливаются) в графиках строительства объекта, частично в технологических графах, но исходя из ранее принятых организационных решений. Такой подход к опре­делению количественных соотношений между технологически связанными работами вполне оправдан для организационно-технологического планирова­ния. Но для того, чтобы организовать производство работ, то есть принять соответствующие организационные решения для выполнения конкретных объемов работ, надо предварительно определить эти объемы. Причем в про­цессе определения должны быть учтены технологические требования, кото­рые и диктуют количественные соотношения между взаимосвязанными рабо­тами.

Технология возведения объекта, в отличие от технологии строительного производства, где вопросы касаются выполнения отдельного вида работ, про­цесса, элемента объекта, рассматривают объект в целом с его «внутренней» взаимосвязью работ, характерной только для данного типа объекта. Как пра­вило, проработка этой «внутренней» связи между работами заканчивается ус­тановлением технологической последовательности работ этого объекта. На этом технология строительства объекта заканчивалась, а отображением тех­нологической последовательности служат стрелочные диаграммы, топология сетевых графиков, технологические графы и другие формы.

Но строительство - специфическая отрасль. Если условно представить возведение объекта в виде сборочного конвейера, то простая технологическая последовательность работ, разрабатываемая для промышленного производст­ва, в строительном удовлетворить не может, поскольку работы имеют раз­личные объемы, трудоемкости, они резко различаются по продолжительно­сти. Такое поэлементное следование друг за другом технологически связан­ных работ приводит к значительному увеличению продолжительности строи­тельства. Поэтому технологическая последовательность отражает только ка­чественную сторону технологии строительства объекта в части взаимо­увязки работ между собой и предшествование их относительно друг друга.

В то же время работы объекта связаны между собой не только некото­рой последовательностью, то есть качественно. Эта связь имеет и количест­венную оценку. По действующим методикам организационно- технологического планирования СМР количественные соотношения (более распространено как совмещение) взаимосвязанных работ определяется на ос­новании выбранной и установленной интенсивности, деления объекта на за­хватки и другие пространственные участки, сменность и т. д., которые отно­сятся к организационным моментам, и они довольно субъективны. Для тех­нологического планирования такая методика определения количественных соотношений между взаимосвязанными работами удовлетворить не может.

Чтобы включить работу в производственный план, в технологическом планировании существенно знать:

• в каком технологическом состоянии находится работа с предшест­вующими к ней, то есть качественную оценку взаимосвязей работ;

• как соотносятся объемы технологически связанных работ.

Если первая часть, качественная, не требует пояснений, то на второй части необходимо остановиться подробнее. Рассмотрим три работы: монтаж сборных фундаментов под колонны, монтаж колонн и монтаж ригелей. При­веденные три работы технологически связаны между собой в той же последо­вательности, в какой они перечислены: не смонтировав фундаменты, нельзя установить колонны; не смонтировав колонны, нельзя смонтировать ригель. Практически одна из сторон технологии возведения объекта решена — уста­новлена технологическая последовательность работ. Но если пользоваться только этой последовательностью для планирования работ, то окажется, что необходимо запланировать сначала все фундаменты, затем — все колонны, и уже окончательно планировать монтаж всех ригелей. Такое последовательное планирование приведет к тому, что эти работы в совокупности будут выпол­няться значительно дольше, чем при совмещенном. Для совмещенного произ­водства работ необходимо, чтобы перечисленные работы были запланирова­ны в каком-то количественном соотношении. Нельзя запланировать установ­ку 26 колонн, если запланировано (или установлено) всего 20 фундаментов под них; нельзя запланировать монтаж 10-ти ригелей, если установлено (или запланировано к установке) 5 колонн. Очевидно, что технологически связан­ные работы находятся в определенном количественном соответствии, и пла­нировать объемы этих работ необходимо с учетом этого соответствия. В рас­сматриваемом примере фундаменты и колонны соотносятся как один к одно­му, то есть если имеется (установлен, запланирован) один фундамент, то можно планировать одну колонну. При 20 фундаментах можно запланировать 20 или меньше, но не больше, колонн (конечно, при планировании СМР не­обходимо учитывать наличие различного рода ресурсов, ограничения и т. д. Но здесь идет речь только о планировании с точки зрения технологии строи­тельства). Работы «установка колонн» и «монтаж ригелей» связаны как 2:1, так как один ригель устанавливается на две колонны. Но для того чтобы смонтировать следующий (или последующий) ригель, необходимо устано­вить всего одну колонну. Здесь уже соотношение объемов будет 1:1. Можно привести достаточно много примеров, где меняются эти соотношения в зави­симости от того, планируются ли начальные объемы, или планируются объе­мы, которые завершают работу.

В реальной действительности количественные соотношения по началу и окончанию технологически связанных работ диктуются нормативными до­кументами по производству работ, правилами по технике безопасности и дру­гими техническими условиями. Причем оценки этих соотношений базируют­ся не на субъективных оценках, а на нормативах, которые лишены субъекти­визма.

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1. Технология строительства объекта представляет собой совокупность работ, связь между которыми отражена качественными и количествен­ными оценками. Качественная оценка связей отражает очередность выполне­ния работы относительно предшествующих. Количественная оценка дает представление об объемных соотношениях между технологически связанны­ми работами. Причем количественная сторона технологических связей имеет две оценки - при планировании начальных объемов и при планировании объ­емов для окончания работы.

2. Нормативы и правила определяют пропорции в планировании СМР во времени, то есть на последующей работе не может быть запланировано бо­лее того объема, который обеспечивается запланированным или выполнен­ным объемом на предшествующей работе.

3. Понятие «технология строительства объекта» можно сформулиро­вать следующим образом: «Это количественная и качественная оценка техно­логических связей между работами, которые определяют возможность плани­рования объемов по началу и окончанию работы в зависимости от состояния предшествующей». В этом случае суть технологического моделирования строительства объекта заключается в установлении технологических связей между работами и определение объемов, которые открывают фронт для пла­нирования технологически взаимосвязанного объема последующей работы по ее началу и окончанию.

Важным требованием к технологической модели служит удобство про­ведения на ней анализа состояния моделируемого процесса строительства объекта и выработки регламентирующих решений.

Технологическая модель должна обладать способностью агрегации и дезагрегации информации, что определяет использование ее в решении задач календарного планирования для различных уровней управления строительст­вом.

Требования к технологическим моделям определяют следующую сово­купность качеств:

• определять возможность планирования производства работы в каж­дом плановом отрезке (месяц, квартал) планируемого года;

• возможность распределять объем работы в некоторой временной об­ласти, которая имеет технологические ограничения на начало и окончание производства работ;

• возможность « аккумулировать » в себе разнообразие организацион­ных решений с учетом того, что принятое решение на выполнение работы может измениться, а также конкретизироваться в процессе выработки органи­зационных решений задачи календарного планирования и в зависимости от сложившейся ситуации на строительной площадке;

• возможность производить контроль за ходом выполнения работ на объекте в любой момент времени, а также анализировать результаты приня­того решения;

• количественная и качественная устойчивость;

• возможность рассчитывать различные параметры, необходимые для разработки календарных планов производства работ;

• возможность проведения агрегации и дезагрегации информации для различных уровней управления строительным производством.

По существу методика разработки технологической модели отражает два момента планирования СМР на программу строительной организации.

Во-первых, само распределение объемов работ во времени на основе технологии строительства посредством качественных и количественных оце­нок технологических взаимосвязей работ объекта.

Во-вторых, возможность принятия различных организационных реше­ний как при подготовке производственного процесса, так и в ходе его, а также осуществлять учет и контроль хода выполнения работ с выявлением критич­ности той или иной ситуации.

Многовариантность модели строительства объекта может проявиться в том случае, если параметры, описывающие ее, имеют некоторую область до­пустимых решений. При наличии области допустимых решений каждый па­раметр модели приобретает качество, отражающее возможность принятия то­го или иного решения и устраняется тем самым диктующий их характер.

Задача разработки многовариантной модели возведения объекта сво­дится к отысканию для каждой работы некоторой области решений, в преде­лах которой эти параметры могут изменять свои значения с целью получения оптимального (рационального) календарного плана СМР с учетом различных ограничений и условий деятельности строительной организации. Для таких параметров, как продолжительность выполнения работы, начало ее и оконча­ние, такой областью может служить временная область, ограниченная наибо­лее ранним началом и наиболее поздним окончанием.

Основными решаемыми вопросами при разработке модели технологии возведения зданий и сооружений являются:

• определение качественных и количественных оценок технологиче­ских зависимостей;

• определение временной области для принятия организационных ре­шений по каждой работе.

Работы взаимосвязаны между собой как по началу, так и по окончанию их, т. е. во взаимосвязи участвуют технологические связи между началами и технологические связи между окончаниями смежных работ. Графическую ин­терпретацию технологических взаимосвязей работ объекта можно предста­вить в виде линейной диаграммы в системе координат «работа - объем» Вертикальные стрелки отражают качественную сторону технологии строи­тельства, т. е. технологическую последовательность работ. Жирными линия­ми выделены количественные стороны технологических зависимостей,

имеющие оценку ^{1,2 1,2} и т. д.

Рис. 14.3. Линейная диаграмма технологических связей работ объекта.

В данной системе координат каждая работа изменяется от нуля до пол­ного объема (^Vi^,V2...^Vm). В приведенном примере для простоты и наглядности предполагается, что смежные работы следуют друг за другом. Остановимся на более подробном рассмотрении физической сути технологических зависи­мостей.

Если качественная сторона технологической зависимости по началу ра­бот говорит о том, что начало последующей работы технологически связано с началом предшествующей (например, начало работы 2 зависит от начала ра­боты 1), то количественная сторона определяет объемы соотношения этой за-

V^H

висимости, т. е. какой объем ( ^1,2 ) должен быть запланирован (или ранее вы­полнен) на работе 1 (предшествующей), чтобы можно было запланировать единицу объема на работе 2 (последующей). Следующая единица на работе 2 (последующей) может быть запланирована только тогда, когда на предшест­вующей (работа 1) будет запланирована (или ранее выполнена) следующая

VH н

доля ¹². В итоге полный объем работы 1 (V₁) есть XV₁₂, т. е. совокупность

0

долей, каждая из которых открывает возможность планировать единицу объ- v^h

ема на последующей работе. Выше уже говорилось, что ^{v 12} для планирова­ния первой единицы объема на последующей работе может не быть равным для планирования второй и последующих единиц. Как частный случай можно

"V^й,- / • 1 •

рассматривать равенство долей ^{J 1,j}, (где j - 1, j — соответственно предшест­вующая и последующая работы). Необходимо отметить, что жесткое количе-

_V^H

ственное соотношение между долями объема ^j-1,j предшествующей работы и единицей работы последующей не означает обязательность совместного планирования смежных работ, т. е. если на предшествующей работе заплани­ровали несколько долей объема, то на последующей работе может быть не запланировано ни одной единицы объема. Это связано с учетом многих огра­ничений и требований, которые возникают уже в процессе планирования. Здесь говорится только о технологической возможности планирования доли объема последующей работы.

Поскольку технологическая зависимость по началу означает, что на по­следующей работе нельзя планировать начальные и последующие объемы ра­боты ранее, чем на предыдущей, не будут запланированы (или ранее выпол-

_V^H

нены соответствующие необходимые заделы ( ^{j 1,j}) то в дальнейшем будем эту зависимость называть «не ранее по началу».

Технологическая зависимость по окончанию работ (см. рис. 14.3) по своему содержанию также имеет качественную и количественную стороны. Качественная определяет факт зависимости окончания последующей работы от окончания предшествующей. Количественная оценка этой зависимости показывает, что после окончания предшествующей работы (например работы

1), на последующей (работе 2) обязательно должен быть выполнен техноло-

_V°

гически необходимый объем ^1,2 , который диктует технологически необхо­димое отставание окончания одной работы от другой. В дальнейшем эту за­висимость будем называть «не ранее по окончанию», поскольку она показы­вает на технологическую невозможность планирования окончания после-

_V°

дующей работы ранее окончания предшествующей на величину ^{1 -1,1}, (где j- 1, j — соответственно предшествующая и последующая работы).

_V^H V

Объем ^j-1,j, ^{1 -1,1} представляют собой минимальные, технологически необходимые объемы, которые позволяют планировать состояние последую­щей работы. Эти минимальные объемы определяются (могут быть точно ус­тановлены) в соответствии с нормативными документами.

Рассмотрение качественных и количественных сторон технологических зависимостей «не ранее по началу» и «не ранее по окончанию» касается толь­ко той части объектной технологической модели, которая связана с техноло­гическим планированием работ на основе технологических соотношений объ­емов взаимосвязанных работ. Эта часть модели технологии строительства рассматривалась в системе координат «работы - объемы». Что же касается организационной части этой модели, то необходимо рассмотреть эту же мо­дель в системе координат « работа - время ».

На рис. 14.4 приведен пример технологической увязки работ, по кото­рому можно судить о взаимосвязи между технологическими зависимостями, описывающих начальное и конечное отставания последующей работы от предшествующей, временной областью выполнения работы и директивным (нормативным) сроком строительства объекта. Механизм образования вре­менной области выполнения работы заключается в следующем.

Рис. 14.4. Пример технологической увязки работ Временная область работы 3 (случай, когда нет последующей работы) ограничена директивным сроком строительства объекта Тдир. и минималь­ным отставанием начала работы 3 от работы 2. Время выполнения работы 2 лежит в пределах от минимального отставания начала работы 2 от работы 1 до минимального опережения окончания работы 2 по отношению к оконча­нию работы 3. При отсутствии у работы предшествующих строительных про­цессов (например, работа 1), временная область ограничивается началом ко­ординат и минимальным опережением окончания работы 1 по отношению к окончанию работы 2.

Необходимо уточнить, что минимальное отставание окончания работы 2 (j) от окончания работы 1 (j - 1) равнозначно минимальному опережению окончания работы 1 (j - 1) по отношению к окончанию работы 2 (j). Причем минимальные объемы, определяющие эти начальное и конечное отставания последующей работы от предыдущей, могут быть точно установлены в соот­ветствии с требованиями норм, техники безопасности производства работ, технологическими особенностями строительного производства.

Нетрудно заметить, что такой метод определения продолжительности временной области выполнения работ не связан с предварительным распре­делением трудовых ресурсов, а начало и окончание временной области не ус­танавливает безусловный факт начала и окончания работы. Конкретизация

параметров осуществляется при выборе организационных решений в ходе строительного производства или при подготовке 4 производства работ.

Возможность варьирования сроками начала и окончания работ «внут­ри» временной области показана на рис. 14.5. Если начало выполнения рабо­ты (j) соответствует точке (1), то начало выполнения работы (j + 1) может быть запроектировано в I, II и т. д. плановых периодах (точки 1, 2). Но ранее координаты точки (1) проектировать начало работы j + 1 нельзя, так как при этом нарушаются технологические условия, заложенные при определении минимального начального отставания работы (j + 1) от работы (j). В том слу­чае, если начало работы соответствует точке 2, то начало работы (j + 1) Уже нельзя проектировать в первом квартале. Возможность наиболее раннего про­ектирования начала работы (j + 1) соответствует точке 2. При определении возможности начала последующей работы в зависимости от начала предше­ствующей, минимальное начальное отставание характеризует технологиче­скую зависимость «не ранее по началу», указывающая, что последующая ра­бота технологически может начаться не ранее, чем на предыдущем строи­тельном процессе будет выполнен минимальный объем работы, обеспечи­вающий нормальные условия труда минимальному составу трудовых ресур­сов (звену) последующего процесса.

Так как начало работы не может сдвигаться беспредельно вправо по временной области, то ограничением сдвига служит показатель насыщения трудовыми ресурсами при непрерывном ее производстве, который не должен

Rh

превышать установленной величины ^max — максимального насыщения тру­довыми ресурсами h по каждому строительному процессу. Необходимо обра­тить внимание, что зависимость «не ранее по началу» определяет именно возможность начала последующей работы, но никоим образом не обязывает проектировать начало работы строго после выполнения установленного объ­ема на предыдущей работе.