2. Автоматизированное формирование календарного плана

строительства объекта, комплекса

Календарное планирование – упорядочение во времени определенного круга работ, выполняемых в соответствии с заданными ограничениями, т.е. когда ресурсы, используемые для выполнения этих работ, ограничены. Задача построения календарного плана состоит в установлении наилучшей последовательности выполнения работ, согласно заданному критерию оптимизации. Календарный план производства является основным средством согласования, увязки планов производственных участков и обслуживающих эти участки подразделений во времени. Календарный план можно рассматривать, как своеобразную модель производства. Конечной целью построения календарного плана на предприятии является указание сроков выполнения отдельных планируемых работ по каждой бригаде и фронту работ. Календарное планирование облегчает выполнение задач службам поставки строительных материалов и конструкций, так как в соответствии с планом, становится заранее известно к какому моменту времени, и в каком количестве требуется поставить их для каждого производственного участка, для каждого рабочего места. Как прогноз течения производственного процесса календарный план дает ясную картину возможного использования оборудования и трудовых ресурсов. Работа по календарному плану обеспечивает организацию действенного контроля за выполнением планируемых технологических процессов.

Таким образом, календарный план – это документ, рассматривающий очередность и сроки производства работ, календарное планирование – это процесс моделирования процесса строительства во времени.

В процессе построения календарного плана решаются следующие задачи:

• определение очередности работ и возможности их совмещения;

• определение сроков начала и окончания работ;

• составление расписания работ;

• определение ресурсов (энергии, труда, машин, материально-технических ресурсов, финансов) и наложение их на расписание работ.

С начала ХХ века в качестве моделей организации и управления строительством применяются табличные и графические документы. Графические модели календарных планов носят название планов-графиков. Обычно рассматривается три формы планов-графиков – линейные, циклограммы и сетевые.

Линейные графики для управления были предложены в США Генри Л. Гантом (1861-1919). Графики Ганта строятся следующим образом: на горизонтальной оси отражается время, а вдоль вертикальной оси размещается список работ или исполнителей. Против соответствующего наименования работы параллельно оси времени изображается горизонтальный отрезок прямой, начало и конец которого соответствует моментом начала и окончания выполнения соответствующей работы.

Циклограммы, как форма плана-графика, появились в России и нашли широкое применение в строительстве в 50-60-ые годы ХХ века, благодаря трудам проф. М.С. Будникова (1904-1966) и его учеников. Циклограммы строятся в двух осях координат: по горизонтальной оси отражается время (как и на линейных планах-графиках), а по вертикальной оси выделяется отрезок, на котором откладывается объем работ, выполняемый на определенном фронте работ (объекте или его части, участке, захватке, этаже и др.). Циклограмма изображается в виде наклонной линии, началу которой соответствует точка момента начала работ и нулевого выполнения объема работ, а окончанием - точка с координатами времени окончания работ и полного выполнения работ. В случае равномерного выполнения работ циклограмма изображается прямой линией. Если на одном и том же фронте работ последовательно выполняется несколько работ, объем которых измеряется в разных единицах, то их объем принято измерять в относительных единицах и их полный объем принимать за единицу. В этом случае в одних осях координат оказывается возможным изображать несколько циклограмм.

Сетевые графики или сетевые модели получили широкое распространение в связи с развитием методов сетевого планирования и управления. Начало таким работам было положено в 50-ые годы ХХ века в США крупными машиностроительными аэрокосмическими фирмами с привлечением известных математиков (Дж. Келли, М. Уолкера, Д. Малькольма), а уже в 1962-63 годах в СССР начали применять сетевые графики для планирования работ в строительстве. Сетевой график – это организационно-технологический документ, который определяет технологическую последовательность выполнения строительно-монтажных работ во времени. Основными параметрами сетевого графика являются: работа и событие. Обычно, работа это вектор, характеризующий выполнение производственного процесса, требующего затрат времени и материальных ресурсов (иногда длина вектора пропорциональна продолжительности выполнения работы). Событие – окончание одной или нескольких и начало последующих работ. Модель комплекса работ в целом рассматривается как одноцелевой ориентированный граф.

Календарный план отличается от плана работ тем, что «привязан» к реальному календарю (начиная со дня начала работ в соответствующем месяце с исключением нерабочих дней).

Примеры линейной модели, циклограммы и сетевого графика выполнения работ приведены на рис. 2.4.3.

Как правило, принято рассматривать три схемы взаимосвязи выполнения работ:

• последовательное выполнение, когда новая работа начинается после завершения предшествующей работы;

• параллельное выполнение, когда работы выполняются одновременно;

• совмещенное выполнение, когда параллельно работы выполняются только часть времени.

Примеры этих трех схем в виде линейной модели, циклограммы и сетевого графика приведены на рис. 2.4.4.

Рис.2.4.3. Модели календарного плана (а – линейная, б – циклограмма,

в – сетевая)

Математически задача построения календарного плана строительства может быть сформулирована следующим образом.

Известны подлежащие возведению строительные объекты, состав и характер необходимых для выполнения строительных работ, их перечень и технологические условия их выполнения (требования непрерывности или технологических ожиданий), количество необходимых ресурсов.

Требуется построить календарный план, то есть определить момент начала и окончания каждой работы, выполняемой на строительном объекте, и количество ресурсов, используемых на этом интервале времени.

При решении задачи будем пользоваться следующими условными обозначениями

i – строительная работа, одна из множества в М необходимых работ (i=1,2,3, …, M);

j – строительный объект или фронт работ (захватка), одна из множества N (j=1,2,3, …, N);

t_ij – продолжительность выполнения работы i на j-ой захватке;

t_ij^н – время начала выполнения работы;

t_ij^к – время окончания выполнения работы;

t_ij^о – время организационного ожидания выполнения работы;

Т_общ – общая продолжительность выполнения комплекса работ календарного плана;

Т_норм – нормативная продолжительность выполнения работ календарного плана.

Рис.2.4.4. Модели последовательного, параллельного и совмещенного

выполнения работ

(А – линейная модель, Б – циклограмма, В – сетевая модель,

Г – последовательная схема, Д – параллельная, Е – совмещенная).

Возможные критерии оптимальности календарного плана

1. Минимизация общей продолжительности комплекса работ,

Т_общ min.

2. Минимизация отклонения общей продолжительности работ от нормативной,

Т_норм – Т_общ min.

3. Минимизация суммарной продолжительности организационных ожиданий выполнения технологических процессов,

4. Приближение к нулю коэффициента распределения ресурсов,

А_ij – расход ресурсов на выполнение работы i на захватке j;

ΔА_ij – отклонение расхода ресурсов от среднего значения.

5. Минимизация приведенных затрат на выполнение строительных работ

С_ij – себестоимость выполнения работы;

E_н – нормативный коэффициент окупаемости капитальных затрат;

К_ij – капитальные затраты на выполнение работы.

Надо отметить, что одновременное выполнение всех перечисленных критериев оптимальности невозможно.

Строительное производство и ресурсы рассматриваются как сбалансированная в пространстве и во времени система, имеющая ограничения:

• плановые сроки начала и окончания строительства;

• методы производства (технология);

• количество планово-потребных и наличных ресурсов, численность строительных рабочих и техники;

• производительность труда.

Виды календарных планов и сетевых графиков представлены в табл. 2.1. Все эти документы увязываются между собой по основным организационно-технологическим решениям и показателям и обеспечивают и преемственность, вытекающую из установленного порядка и стадийности проектирования, периодичности планирования, характера объекта, предприятия и условий строительного производства.

В зависимости от вида и назначения КП для его разработки необходимы исходные данные, представленные в табл. 2.4.8.

Табл. 2.4.8. Исходные данные для разработки календарных планов и графиков

Календарный план работ строи-тельной организации	Календарный план строительства предприятия (комплекса)	Комплексный укрупненный сетевой график (КУСГ)	Календар- ный план производства работ по объекту (виду работ)	Календарный график выполнения работ
Стадия разработки - ПОС Периодич-ность разработки - 1-2 года.	Стадия разработки - ПОС. Периодичность разработки - ПОС Титульный список объектов строительства.
Перспективный (пятилетний) план подрядных работ. ПСД на полный объем работ в планируемом периоде. Проект проиводственной программы строительной организации по видам и объемам работ. Календарные планы строительства в составе ПОС, ППР и ТК. Стройфинплан строительной организации. Данные о планируемых объектах и сроках поставки строительных материалов, машин и других материально-технических ресурсов.	Материалы топографических, геодезических, геологических, гидрогеологических, климатических, санитарно-гигиенических изысканий. Схема генплана предприятия (комплекса). Решения по принятию местных строительных материалов, конструкций, изделий и полуфабрикатов. Данные о мощности генподрядной и субподрядной организации. Объемно-планировочные и конструктивные решения. Данные об объемах работ по отдельным зданиям и сооружениям, а также общая организационно-технологическая схема строительства объектов. Нормы продолжительности строительства и установленные сроки ввода объектов в эксплуатацию. КП работ, выполняемых в подготовительный период. Порядок и сроки обеспечения строительства фондируемыми материалами, технологическим комплектующим оборудованием. Расчетные показатели для определения потребности в трудовых и материально-технических ресурсах.	Заданный срок строительства проектируемого предприятия (комплекса), решения по вопросам его материально-технического обеспечения. Технологические и компоновочные решения проекта (рабочего проекта): состав пусковых комплексов по очередям строительства, полный перечень объектов, технологическая последовательность ввода производства и др. Состав и мощности организаций, намечаемых для осуществления строительства. Сведения о производственной базе.	Проектные решения зданий (сооружений), данные об объемах работ. Ор-ганизационно-тех-нологические ре-шения и схема возведения здания (сооружения). Календарные графики выполнения отдельных видов работ. Данные по организации и технологии возведения объектов-аналогов (объектов предста-вителей). Сведения о производственной базе.	Проектные решения и физические объемы работ по отдельным консруктив-ным элементам (частям зданий, сооружений). Решения по организации и технологии выполнения строительного процесса. Карты трудовых процессов. Нормы затрат труда и работы строитель-ных машин. Данные о количественном и профессионально-квалификационном составе бригад (звеньев), о производительности, видах, типах и марках строительных машин. Нормы расхода строительных материалов. Сведения о производственной базе.

При разработке КП оперируют таким понятием, как строительно-монтажные работы (земляные, каменные, бетонные, железобетонные, кровельные, штукатурные, малярные, монтаж строительных конструкций и т.д.), которые состоят из различных технологически связанных свою очередь процессы состоят из рабочих операций. Например, строповка, подъем, установка и отцепка и т.д. Рабочие операции складываются из рабочих движений (приемов).

В зависимости от вида КП в качестве работ могут быть совокупность приемов, операций, процессов, работ.

При определении номенклатуры работ необходимо учитывать, что их выполнение возможно различными способами: с ‘нормализованной’ одновариантной технологией; с рекомендуемой технологией производства (один и тот же типовой участок здания, сооружения можно выполнить двумя-тремя рациональными способами); с многовариантной технологией (количество вариантов не ограничено). В последнем случае, данный этап совмещается с другими, в частности с выбором методов производства работ.

Строительную продукцию можно также разбить на работы. При этом формирование номенклатуры работ осуществляется по следующим признакам: технологической схеме выпуска конечной продукции строительного предприятия, объекта; объемно-планировочным, конструктивным и аппаратурно-строительным решениям; технологической последовательности выполнения всех строительно-монтажных работ; специализации подрядных строительных организаций, их подразделений; размещения (взаимного расположения) объектов, в том числе существующих на строительной площадке; соответствия номенклатуре работ в нормативных документах. Составление работ в условиях функционирования САПР, в конечном итоге, сводится к выбору их перечня из ранее составленных избыточных таблиц. Далее определяются характеристики работ (физический объем, продолжительность, стоимость, необходимые ресурсы для выполнения), присваиваются признаки (приоритет, возможность корректировки параметров).