книги из ГПНТБ / Скрыдлов, Н. В. Автоматизированные системы оперативного управления в строительстве

поздним сроком свершения

х^ ; обозначаются они

соот­

ветственно Т^р и

.

Разность между ними

= т £ -

Тем самым возникает возможность осуществлять

плани­

рование и управление по методу исключения. Внимание

руко­

водителей концентрируется на работах критических

путей,

можно

определить параметры ТJj"

= Т /

и

Ту° = Т [

+

t ; , называемые

соответственно

ранним началом

и

ранним

окончанием

работ, а. также

Т;у

=

ij

~

Hj

и

1ij

~

v »

называемые соответственно поздними сроками начала

и

окончания работ.

Разность

Ry = Т-'"

=

-

т£-м

называется

полным резервом

времени работы

(х,-

,

ху-

).

Для вычисления достаточно знать только ранние и

позд­

ние сроки свершения всех событий. Однако

для практичес­

кого использования этих расчетов работниками органов

уп­

равления должны

быть вычислены все

параметры,

относя­

щиеся к событиям и работам. Так, зная, кроме

продол­

жительностей, ресурсные и стоимостные характеристики

ра­

для всей совокупности работ сетевого графика.

Например,

зная потребность

4^

каждой

работы

Xi ху) в ресурсе вида а , можно построить функцию

4 П

Г ')

потребности в ресурсах для всего комплекса работ на

весь

планируемый дериод.

Эта функция интерпретируется различным образом

для

ресурсов различного типа. Ресурсы обычно делят на

"скла­

дируемые1' и

'нескладируемые',

понимая под первыми те

из

них, неиспользованный остаток которых может быть

исполь­

зован в дальнейшем, т .е . ресурсы типа материалов.

Под вто­

рым видом ресурсов понимаются люди, механизмы

и

т.п.,

простой которых безвозвратно теряется в последующие

мо­

менты времени. Кроме того, ресурс может постепенно

по­

требляться во время работы и может быть необходим

к мо­

менту ее начала.

В связи с различным характером управления

указан­

ными типами ресурсов для каждого из них требуется

от­

дельно определить алгоритм вычисления функции v

(

t ).

Таким образом, описание процесса строительства

объек­

тов с помощью сетевой модели дает возможность

получить

распределение во времени ряда важных показателей,

харак­

теризующих этот процесс.

Определенные выше резервы указывают на

известную

рования вызывают большой интерес специалистов и

находят

весьма широкое применение в практике управления.

Главнейшими достоинствами модели отмечаемыми

многими

разработчиками, являются:

возможность отражения

комплекса

работ как единого целого;

эффективное выделение

критичес -

ких работ, что позволяет

осуществлять управление

по

мето­

ду исключения; точное определение взаимосвязи между

от­

дельными участниками

работ и выявление ответственных за

исполнение этапов; минимальное дублирование функций

уп­

равления; установление связи между характеристиками

от­

дельных операций (продолжительность, стоимость,

потреб­

ление

ресурсов) и аналогичными величинами для всего комп­

лекса

работ.

Благодаря этим

особенностям управления с

исполь­

зованием сетевой модели

(именуемого ниже

сетевым

плани­

рованием и управлением -

СПУ)

появляется

возможность

оперативного руководства

всеми

работами,

эффективного

ректировки прогнозов сроков и других показателей.

Поэтому

в системе оперативного управления строительством

объектов

помимо описанных выше характерных черт любой

системы

2 . Система АСУ-трест

Рассмотрим в качестве примера систему

АСУ-трест,

функционирующую в Главприокскстрое с 1 9 6 9

г.

Система АСУ-трест разработана коллективом под руко­

водством Э.А. Пащенко [Ш .2] .

Система ориентирована на средний уровень

руководства -

генподрядный строительный трест.

Так как вопросы строительства объектов решаются

орга­

низациями различных ведомств, предложена

коллегиальная

структура управляющего органа, состоящего из

руководя­

щего центра, объединяющего компетентных

руководителей

генподрядного треста, субподрядных трестов и

заказчиков

(аналог руководства управляющего органа), и

оперативно­

диспетчерского центра; объединяющего

производственные

отделы генподрядного и субподрядных трестов

(аналог

штаб­

ных служб управляющего органа).

Организациями—исполнителями в системе являются

строи­

тельные управления (СУ)

генподрядных и субподрядных ор­

ганизаций.

Объединение в единый орган представителей не

подчинен­

ных друг другу организаций объясняется тем,

что

совместно

они могут решить ряд вопросов, не выходя за

пределы

своей компетенции, тогда как ограничение сферы

деятель­

ности системы одним ведомством привело бы к

увеличе­

нию потоков информации, проходящей через более

высокие

уровни руководства, и замедлило бы принятие

решений.

циями, - на уровне руководства этих организаций;

по объектам - на уровне генподрядных СУ,

ответствен­

ных за объекты.

Таким образом, функции контроля здесь не

централизо­

ваны в управляющем органе, а частично передоверены

от­

ветственным исполнителям работ. Подготовка и

принятие

решений происходит на оперативных совещаниях, на

которых

присутствуют ответственные исполнители работ.

Эта схема отвечает требованию

осуществления

контро­

ля повседневно, непосредственно в процессе работы,

и

ма­

лому циклу функционирования системы

(1

неделя).

Целью системы является планомерный ввод объектов

в

результате организации согласованной

работы

руководящих

органов и производственных подразделений на основе

единой

оперативной информации. Эта информация

позволяет

форми­

прогнозы ввода объектов, осуществлять контроль за

ходом

строительства, прогнозировать сроки ввода объектов,

прини­

мать оперативные решения в то время, когда срыв

может

быть устранен с минимальными затратами.

Технической основой системы являются сетевые

графики

на объекты, сооружаемые трестом. В зависимости от

конк­

ретных условий система может охватывать либо все

объек­

ты, В трестах промышленного строительства внедрение

сис­

темы начинается с составления сетевых графиков на

особо

важные объекты, а в дальнейшем постепенно

происходит

подключение всех объектов.

Перед составлением сетевого графика руководство треста

совместно с производителями работ устанавливает

перечень

типов работ, которые должны быть отражены в

сетевом

графике. Установленный перечень должен

соответствовать

всегда можно было указать только одного исполнителя.

В гра­

фик обязательно должны включаться не только работы по

воз­

ведению объекта, но и по подготовке производства и по

обес­

печению проектной документацией, оборудованием,

финан­

сированием

и т.п. Сетевой график составляется в

соответ­

ствии с 'Указаниями о разработке сетевых графиков'

(

СН

3 9 1 - 6 8 ) с

учетом некоторых специфических требований.

Сетевая модель строится в терминах 'события',

'работы'.

К 'работам' относятся как действительные работы и

ожи­

дания, так и зависимости (связи). Формы, характерные

для

системы, и

их описание приводятся в приложении.

Функционирование системы соответствует в общих

чертах

:рля

(с учетом специфики).

.

В установленный срок организации-исполнители

(как

ген-

одрядные, так и субподрядные) составляют

отчеты

о

состо-

•шии всех работ, имеющихся в форме N9 2 А

(работы,

под­

лежащие обязательному выполнению), проставляя в

крайней

правой части формы остаток продолжительности в

рабочих

днях и остаток сметной стоимости.

Объединенный диспетчерский центр генподрядного

треста

собирает отчеты и передает их на обработку в

информа­

ционно-вычислительный центр. ИВЦ производит расчет,

вы­

давая при этом в обязательном порядке формы N9

1,

2А,

2 Б, 2В.

Информация направляется в ОДГ генподрядного треста

для

подготовки к оперативному совещанию. ОДГ

генподрядного

треста составляет совместно с генподрядными СУ

('контро­

лерами') проект решений, г.е. выверяют формы N 9

2А,

2Б,

2В . Формы N9 2А, 2В выдаются исполнителям,

а

форма

N 9

2Б

- представителям генподрядных СУ для

повседнев­

ного

контроля.

Подготовленные материалы утверждаются на

заседании

Руководящего центра, на котором обязательно

присутствуют

тывая ограниченные ресурсы организаций треста.

Ограни­

чения были в основном по ресурсам нескладируемого

типа,

г.е. механизмам и рабочей силе.

Эта же задача возникала и при определении доли

работ

по переходящим объектам в плане текущего периода.

Задачу можно сформулировать следующим образом:

мини­

мизировать срок окончания

Тт

комплекса

работ

при

по­

требности

q *

каждой работы (х^- ,

Ху

)

в

ресурсе

вида

Ос и при

ограничении Qq

( t )

>

Q (

t

)

для

всех

значений

t

и всех видов ресурсов ос .

Здесь

0д

(

?

) — наличие ресурсов

вида ос ,

Q

( ? ) -

потребность в них, определяемая графиком работ.

3 .2 . Задача оптимального использования мощностей

Ввод объектов

в установленные

сроки является

основной

задачей строительного треста. Однако необходимость

лучшей

организации труда и эффективного использования

техники

требует равномерного ведения работ. Поэтому по

каждому

виду ресурсов

ОС

должна быть обеспечена наиболее

равно­

мерная загрузка при соблюдении общего срока

завершения

комплекса работ

.

3 .3 . Задача о наиболее эффективной

концентрации

усилий

При отклонении хода работ от запланированного

можно

ликвидировать отставание, интенсифицировав отдельные

ра­

боты. Выбор оптимальной последовательности работ

являет­

ся в этомслучае весьма интересной задачей.

Эта задача

хорошо известна специалистам.

Она

часто

дения заданного срока. Предполагается, что известна

'це­

на' сокращения продолжительности работы на единицу

вре­

мени, причем при определенных затратах на работу в

зави­

симости от ее продолжительности задача имеет

точное

оешение.

Ю.А. Авдеев предложил использовать в качестве

анало-

а цены введение вторых смен и минимизировать

объем

сверхурочных работ. Предлагаются и иные способы

интер­

На взгляд автора, заслуживает внимания точка

зрения

Г.М. Миркина [Ш.З] , который предложил для оценки

целе­

сообразности интенсификации работ

использование

функции

вида

1

f

^ ^ij

* \

t & \

где

tt . -

продолжительность

работы;

Т0 —время, необходимое

для подготовки

к интенсифика­

Тт -

ции работы;

интервал достоверности

расписания

работ;

R -

экспертная оценка возможности сокращения

работы.

Функция должна отражать следующие правила:

предпочтительнее

(реальнее)

сокращать

продолжительную

работу, нежели короткую;

Т:0 для подготовки

необходимо определенное

время

к

со­

кращению работы;

нецелесообразно

планировать мероприятия за

пределами

интервала достоверности, так как ситуация, которая

возни­

кает к моменту Тт

,

достоверно неизвестна;

предпочтительнее сокращать те работы, которые,

по

мне­

нию специалистов, проще сократить.

Минимизировать предлагается число сокращаемых

работ.

Такая постановка кажется наиболее реальной, однако

она

приводит в свою очередь к постановке еще одной важной за­

дачи.

3 .4 . Определение точности наших знаний

ов управляемом

объекте

Временные и ресурсные оценки работ носят не

детер­

минированный, а случайный характер. На практике

именно

этим

объясняется сравнительно

малый цикл

функционирова­

ния систем оперативного управления: необходимо

система­

тически корректировать оценки в соответствии со

сложив­

шейся реальной ситуацией, поэтому и интервал

оператив­

ного планирования ограничен сравнительно малыми

времен­

ными пределами.

Отсюда вытекает необходимость оценки точности

состав­

ленных расписаний и границ применимости оптимальных

за­

дач.

4 ,

Основные

выводы

1 .

Системы

оперативного управления

строительством

объектов сохраняют все основные особенности общих

систем

оперативного управления.

Основной задачей является расчет сетевого

графика, под

которым понимается вычисление сроков начала

и окончания

всех работ и связанных с ними величин.

восходят к Тарии [1 У .1] , т .е . к 1 8 9 5 г. В книге

же

рассматривается построение эффективных машинных

алго­

ритмов.

зана задача подсчета потребности в ресурсах для

избран­

ного варианта

расписания. На основе решения этих двух за­

дач возникает

ряд частных задач поиска оптимума.

Ниже

тельностью. совместимого с ограничениями на ресурсы

Пусть для каждой из

работ

Ь^, . .

.,

Ьп

графа

& =

(В И/

)

необходимо

использовать

соответственно

^ ,

. . . ,

qn нескладируемого ресурса некоторого вида, например

,

. . .

,

qn

исполнителей.

Пусть в каждый

момент в

на­

личии имеется

Qg

i t )

единиц этого

ресурса.

Требуется определить минимальный срок завершения

комп­

лекса

работ

Xnin

, такой,

что Q ( t )

«

Q0 {. t )

для

О *

t

Т,

где

Т — искомое время выполнения всех работ.

В простейшем случае принимают все

Чое = co n st

и

Qо

( t

) = const .

К данной задаче существуют различные подходы.

В рабо­

тах

[ iy .3 j

предлагается

решение задачи методом

линей­

ного

программирования.

Описание ведется в терминах

"ра-

бог" и "событий" в предположении, что все работы

выполня­

ются одним и тем же ресурсом.

В этом

случае график потребления ресурса Q

(

t )

яв­

ляется ступенчатой функцией.

Ширина

к -го

участка,

на

ко­

тором

8

( t )

= const ,

обозначается через Т, ,

Z

Т.

=

Т,

где Т

— время выполнения проекта. Вводится понятие фрон­

та работ F ( t ), под

которым понимается совокупность

ра­

бот, выполняемых одновременно.

Q ( Т) =i^ eF(t)%'

Суммарная потребность

ресурса

и

если

Qk > Qg

, го

фронт

Fk

отбрасывается, т .е .

% = о.

Считая неизвестными продолжительности Тк

фронтов>£,можно

получить задачу линейного программирования:

минимизи­

ровать

Т= S

Тк

п р и 2

тк

=

tij , Тк ^ 0 ,

^

=

о

для Qk ^Q0 .

.

iJ

*

Если не существует пути, проходящего через все события

графа, го вводятся работы нулевой продолжительности,

по­

зволяющие построить такие пути, и для каждой

возможной

их комбинации ищется решение задачи линейного

програм­

мирования.

Без ограничения общности задача распространяется

на

случай

S

ресурсов

и s

ограничений. Такая

постановка

рассмотрению всех фронтов

Fk

в каждом из вариантов

и

решению

для них задачи линейного программирования,

что

Делает задачу вычислительно нереальной, несмотря на

опре­

деленный теоретический

интерес.

Другой подход приведен в работе

(1 У .4 ).

В

этой

работе

задачи составления расписаний истолковываются как

задачи

упорядочения. Экстремальные задачи возникают, когда

ука­

заны правила расширения графа

&0 е (Х 0 ,

Г )

до

графа

G (X ,Г),

для которого

&0

является частичным

графом.

При этом предполагают, что правила допускают

различ­

ные возможности расширения графа &0 и что на каждом

рас­

ширении G задан

функционал

SP ( G ). Требуется

найти

такое расширение

&

(Xq t р)

графа

00 , на

котором

функционал

(G )

= min

&

( & ) .

В приложении к сетевому планированию задача

может

быть истолкована как необходимость установления

допол­

нительных связей между работами, потребляющими

ресурс

одного вида. Такой подход требует анализа всех

возможных

расширений графа

G

и также сводится к задаче

динами­