Тема 3.2.2 Организационно-технологическое моделирование строительного производства

Сущность и значение моделирования строительного производства

Как же можно оценить будущий ход строительства объекта, те особенности, которые могут возникнуть и повлиять на процесс строительства объекта? Выходом является такой прием как - моделирование строительного производства, позволяющий задолго до начала строительства выявить «узкие» места и предусмотреть организационные мероприятия, обеспечивающие нормальный ход строительства.

Модель – это условный образ объекта, сконструированный для упрощения его исследования. Свойства модели, как правило, отражают свойства оригинала и рассматриваются как элементы для исследования.

Таким образом, моделируя организацию строительства, создаются условия для получения информации о поведении предполагаемой организационно системы строительства в реальных условиях.

Виды групп моделей

Известны следующие группы моделей:

• Физические;

• Символические.

Физические модели представляют собой некоторую материальную систему, отличающуюся от оригинала в основном размерами, материалами изготовления, расцветкой и т.д. Простейшим представителем физической модели является макет здания. Как правило, физический макет дает общее представление об объекте, на нем можно оценить цветовую гамму, оценить насколько вписывается рассматриваемый объект в существующую застройку. Однако сам макет и его изготовление не могут и не помогут строителям предвидеть сложности, которые могут возникнуть в процессе строительства объекта

Символические модели – это модели, отражающие непосредственно сам процесс создания того или иного объекта (системы) и описываемые с использованием языковых, математических или графических средств и способов.

Для описания и соответственно моделирования процессов организации строительства объекта наиболее применимо графическое моделирование (графические модели).

Графическая модель - это способ графического изображения установленной (принятой) последовательности выполнения определенных действий при выполнении комплекса работ или строительства отдельного объекта. Разработка графической модели, например, строительства объекта, является первым шагом (этапом) в разработке основного документа организации строительства - календарного плана строительства объекта.

Модель, как правило, отражает только последовательность выполнения работ, совмещенность и взаимосвязь их между собой. Разработанная в той или иной форме модель строительства должна быть согласована со всеми заинтересованными физическими и юридическими лицами и преобразована в календарный план.

После согласования следующим шагом является преобразование модели в график, который представляет собой ту же модель, но обустроенную временными параметрами, которые позволят рассчитать график – определить продолжительность выполнения отдельных работ, комплексов, продолжительность строительства всего объекта в абсолютных временных интервалах (днях, месяцах, годах).

Последний этап – это преобразование графика в календарный план путем привязки временной шкалы графика и соответственно самого графика к согласованным (установленным) календарным датам начала или окончания (ввода в эксплуатацию) строительства объекта.

В теории организации строительства известны и на практике используются следующие виды графических моделей: линейные (графики Ганта), циклограммы, сетевые.

Виды и область применения графических моделей

Линейные модели (графики). Впервые такой прием был предложен и применен в начале 20 века для описания очередности выполнения строительных работ профессором Гантом. Каждая работа изображалась в виде линии, причем длина линии зависела от продолжительности выполнения соответствующей работы. Следует отметить, что такое изображение принимаемой последовательности работ потребовало и разработки нормативов затрат труда и совершенствования всей нормативной базы относящейся к организации строительства.

Область применения линейных графиков для отображения принимаемых организационных решений по строительству объекта или выполнения комплекса работ – это строительство простых, несложных объектов, а также линейных сооружений (дороги, инженерные коммуникации, ограждения и т.п.)

Циклограммы.

Такой способ изображения последовательности выполнения работ был предложен в 1930-1935 годах проф. Будниковым. Циклограммы, как инструмент управления производством, наиболее применимы , для отображения принимаемых организационных решений по строительству объекта или выполнения комплекса с небольшим количеством работ.

При относительной простоте разработки линейных моделей и циклограмм они обладают рядом существенных недостатков:

• Не показываются связи, отражающие взаимозависимости работ;

• Не выделяются главные работы, предопределяющие общую продолжительность объекта (комплекса работ);

• Невозможно определить резервы времени по работам;

• Для больших и сложных объектов линейные модели и циклограммы получаются громоздкими и трудно читаемыми, что во многих случаях даёт основания говорить о ненужности организационно-технического моделирования строительного производства.

Таких недостатков не имеет сетевое моделирование (сетевые графики).

Сетевые модели (графики).

В основе сетевого метода (СПУ- сетевое планирование и управление) лежит разработанная в 1958 году в США система PERT – «техника обзора и оценки программ» или «Метод критического пути». В Республике Беларусь сетевые методы стали широко применяться с 1962 года. Сетевые методы моделирования при решении вопросов организации строительства обеспечивают возможность учета практически всех особенностей строительного производства. Применяя сетевые методы и должный контроль за своевременным обеспечением строек материально-техническими ресурсами и за ходом строительства, удалось сократить сроки строительства Национальной библиотеки, футбольного манежа и многих других объектов.

Некоторые правила построения моделей строительства объекта

А) Общие правила для всех видов моделей.

1. Изучаются особенности объемно-планировочных и конструктивных решений проекта рассматриваемого объекта.

2. Устанавливается перечень (номенклатура) работ, которые необходимо выполнить в процессе строительства объекта.

3. Устанавливаются взаимозависимости работ друг от друга.

4. Выбирается вид графического моделирования.

Б) Для линейных моделей и циклограмм.

Особенностью разработки их является то, что сама модель формируется виртуально, а на бумажный носитель вычерчивается сразу график в принятой форме, для чего предварительно рассчитывается продолжительность выполнения работ по известным формулам.

В) Для сетевых моделей.

• не должно быть замкнутых контуров;

• не должно быть висячих событий;

• нумерация событий должна производиться слева направо, причем стрелка должна указывать на событие с большим номером;

Построение сетевой модели строительства любого объекта - это первый шаг в разработке итогового документа, регламентирующего ход строительства - календарного плана.

Следующий шаг – это превращение сетевой модели в сетевой график. Для этого необходимо определить продолжительность выполнения работ, предусмотренных моделью, рассчитать сам график (определить ранние и поздние сроки начала и окончания работ, найти критический путь и определить его длину, рассчитать величину частных и общих запасов времени), построить график в масштабе времени. (см. рис)

Последний шаг перехода от сетевого графика к календарному плану – это привязка критического пути к планируемой дате начала или окончания (сдачи) объекта.

Основные элементы сетевой модели:

- событие, факт окончания одной или нескольких предшествующих работ и начала одной или нескольких последующих работ;

- работа - производственный процесс требующий затрат рабочего времени, материальных ресурсов, затрат машинного времени;

- технологическая зависимость - показывает зависимость начала выполнения каких либо последующих работ от окончания одной или нескольких предыдущих;

- критический путь - это самый длинный путь (в днях) от исходного до завершающего события.

Расчет сетевого графика

Расчет сетевого графика можно осуществлять графическим (секторным) и табличным способом. Прежде чем начать выполнять расчет графика необходимо определить продолжительность выполнения каждой работы

Способы определения продолжительности выполнения работ

Продолжительность выполнения ручных работ можно определить через трудоёмкость, количество рабочих и сменность, продолжительность механизированных работ через затраты машинного времени, сменность и количество машин.

Параметры сетевого графика:

- номер события;

- продолжительность выполнения работ;

- раннее начало и раннее окончание работ;

- позднее начало и позднее окончание работ;

- частный резерв (запас) времени каждой работы;

- общий резерв (запас) времени каждой работы;

- длина критического пути.

Секторный способ расчета сетевого графика

До расчета графика необходимо пронумеровать события. Нумерация события начинается с первого события. Номер события ставится в верхнем секторе. При осуществлении нумерации событий необходимо соблюдать следующее требование – стрелка работы или технологической зависимости должна указывать всегда на событие с большим номером.

Последовательность расчета:

1. Расчет ранних сроков.

2. Расчет поздних сроков.

3. Выделение критического пути, определение длинны критического пути.

4. Расчет частных запасов (резервов) времени.

5. Расчет общих запасов (резервов) времени

Детальная методика расчета сетевых графиков изложена в главе 4, пункт 4.1 «Методические рекомендации по проведению практических занятий в первом семестре, занятие №5».

Построение сетевого графика в масштабе времени

Рассчитанный без масштабный вариант сетевого графика крайне затруднительно использовать для построения графиков обеспечения строительства материально-техническими ресурсами. Поэтому для удобства пользования безразмерный вариант необходимо привязать к определенному масштабу и вычертить график. Выбор масштаба будет зависеть от размеров графического листа, длины критического пути, степени детализации работ и продолжительности работ.

После выбора масштаба в первую очередь вычерчиваются работы критического пути, так как длина стрелок будет точно соответствовать значению продолжительности. Для некритических работ иногда возникает проблема несоответствия действительного значения продолжительности работы и продолжительности после возможного завершения. На графике этот факт должен быть помечен и учитываться в дальнейшем.

Оптимизация сетевых графиков.

Построение и расчет сетевого графика осуществляется исходя из предполагаемого надежного обеспечения каждой работы необходимыми ресурсами. На практике могут возникать ситуации, которые могут оказать влияние на ход выполнения работ.

В связи с этим разработанный график должен быть проанализирован по следующим критериям: по времени, по трудовым ресурсам, по машинами механизмам, по материалам, по стоимости.

Способы корректировки (оптимизации) графиков подробно изложены в работе «ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА. Методические рекомендации для подготовки к экзаменам по темам, читаемым в первом семестре для студентов специальности 1-70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство» дневной и заочной форм обучения»

Таким образом, учитывая то, что сетевые графики являются основой календарных планов, надежность сетевых графиков как инструментов управления должна быть очень высокой.

Классификация сетевых графиков

Сетевые графики можно классифицировать по следующим признакам:

• по масштабу изображения;

• по степени сложности;

• по количеству конечных целей;

• по количеству значений продолжительности выполнения работ.

По масштабу изображения

По этому признаку сетевые графики могут быть:

- без масштабные;

- построенные в выбранном масштабе времени.