книги из ГПНТБ / Луцкий С.Я. Оптимальное планирование механизации транспортного строительства

нию

задачи

(распределение парка машин) в резерв выведено

ПО

маишно-ч

работы экскаватора Э-652А, а в оптимальном

п л а н е — 149

машино-ч работы того ж е

э к с к а в а т о р а .

5. ОПЫТ О П Т И М А Л Ь Н О Г О

К А Л Е Н Д А Р Н О Г О

ПЛАНИРОВАНИЯ РАБОТЫ

СТРОИТЕЛЬНЫХ М А Ш И Н

полнявших

земляные работы

на объектах

с объемами

до 2—

3 тыс. м3 в

одном из

строительно-монтажных поездов

треста

«Мосэлектротягстрой»,

т а к ж е

показал, что

основной переменной

ваторов с емкостью ковша до

0,35 м3 на 4%, а

свыше 0,35 мг —

на 6% по сравнению со среднегодовым режимом работы

машин .

З а т р а т ы на погрузку, р а з г р у з к у и транспортировку экскаваторов

с емкостью ковша до 0,35 м3

составляли

4%, свыше 0,35 м3 —

10% от затрат на эксплуатацию, в то время

как

единовременные

затраты по сметным нормам составляют 3—4%

от з а т р а т

на экс­

плуатацию машин.

Р а з р а б о т к а оптимальных

оперативных

планов - графиков экс­

плуатации парка машин з а к л ю ч а л а с ь в составлении расписания

их работы на объектах и перебазирования

между объектами, т. е.

в определении экономически целесообразных

маршрутов

работы

к а ж д о й машины . К а к показал

опыт, сроки

и

последовательность

точно только в пределах

текущего

к в а р т а л а . Если

необходимо

составить

оптимальное

расписание

работы

машин

на период

больше

к в а р т а л а , то объекты целесообразно объединять в группы.

Так,

в тресте

«Мосметрострой»

во

I I к в а р т а л е

1972 г. была

поставлена

з а д а ч а

найти

оптимальные

маршруты

перебазирова ­

ний копров

при забивке металлического

шпунта

и свай на строи-

Парк машин

Этапы

строительстба

6о S

квартале

W/iâap/naA

нарт

ШЬШЩ

I

Е

молотачыйтиер]

1

С-330

но

Щушно, 0§.tf°1

Ветка

хорошее,переводтоннели.. I

OS. tfv

СО

1,77,

г,гв,

Планерная

Xopmm\âôifoil

Хорошел

Капужск.

э-ть

С-330

810

перегону

ЩукЩШ,оа №2

тонне/и-

I

ууішш

\3-ms

С-995

211

1,№j

2,7)у

'Xmmàù\,оадиус, об. м°г

3S01

С-995

106

Сокол,депо

Бегоёая.

\Шмай.ш

2,36s

Sen,

з-ш

S-407

711

Рис. 22. Фрагмент графика маршрутов

работы

копров

треста «МосметросТроіі»

в 1972

г.

тельстве открытых участков Московского метрополитена. Усло­

вия

этой

задачи — необходимость

своевременного

выполнения

з а д а н н ы х объемов сваебойных работ и ограничение по наличию

машиноресурсов

14 копров — имели математическую

запись,

ана­

логичную

(37),

(38)

и (44). Ц е л е в а я

функция задачи

была

запи­

сана в виде суммы себестоимости работ С?; . на

к а ж д о м объекте.

Величина С0., зависела от

затрат

на

перебазирование і-н

маши ­

ны, которые можно было рассчитать

лишь

после

определения

маршрутов машин . Например, себестоимость работ на объекте в

Тушино

(объем

р а б о т — 1 1 0 т

металлического

шпунта)

равна

1.5

тыс.

руб.

при

перебазировании

копра

из

Щукино

и

вой

функцией

относится

к з а д а ч а м дискретного программирова ­

ния,

решение

которых

весьма

трудоемко.

Поэтому

для

задач

оптимального

календарного планирования

были

предложены

графическая модель

и решение

по методу последовательных

рас­

четов.

Варианты перебазирований и работы машин и з о б р а ж а л и с ь в

виде

графика

возможных по условиям задачи маршрутов ма­

шин

в планируемом

квартале^

(рис. 22).

Н а

графике объекты

производства

работ представлены в виде кружков, расположение

стью сдачи объектов. Первые

слева к р у ж к и соответствуют объ­

ектам, на которых машины работали в

начале

к в а р т а л а .

Стрел­

ки, соединяющие кружки, обозначают варианты

перебазирований

и работы машин . Н а стрелке

у к а з а н а

себестоимость

работ в

чение 2,214

на стрелке, соединяющей объекты станция Сокол —

К а л у ж с к и й

радиус, об. № 2, равно себестоимости работ по К а -

л у ж с к о м у радиусу, об. №

2

(2,21 тыс. руб.) с учетом затрат на

перебазирование

копра

№ 4 из

Сокола.

Последовательности

стрелок, числа на которых имеют

одинаковые

индексы, соответ­

ствуют м а р ш р у т а м машины. Ремонт

копра т а к ж е

изображается

стрелкой,

к р у ж о к в конце

которой обозначает окончание ремон­

та. Д л я сокращения объема

вычислений при

составлении

опти­

мального

плана

группы

машин

в парке,

которые

не «мели по

графику

маршрутов общих

объектов

производства

работ,

рас­

этапы (см. рис. 22), границами

которых

являлись

сроки

сдачи

одного или нескольких

объектов.

На последнем этапе учитывают

(независимо от срока оконча­

ния)

работы

на объектах,

которые

начинаются

в

планируемом

к в а р т а л е . Например,

в расчет плана

I I к в а р т а л а

были

введены

работы на объектах станции Хорошево

и К а л у ж с к о г о

радиуса,

а работы на объектах

Беговая,

П л а н е р н а я

и Сокол

не

введены,

т а к как они были учтены в плане предыдущего

к в а р т а л а .

К а ж д о м у

варианту

маршрутов машин соответствует своя

сум­

м а р н а я себестоимость

работ. Н а I этапе

имеется

два

варианта

маршрутов: первый — копер №

1 работает

на ветке станции Хо­

рошево, копер № 2 устраивает

выход станции

Хорошево,

копер

№

5 работает

в И з м а й л о в е ;

второй — на ветке

станции

Хороше­

во работает

копер №

5, на устройстве выхода

станции

Хороше­

в о — копер №

2, в И з м а й л о в е — копер №

1. С у м м а р н а я

себестои­

мость

по

первому

варианту

р а в н а

f'l =1,77 + 1,14 + 2,36 =

= 5,27 тыс. руб., по второму

f i

=5,66 тыс. руб . Таким

образом

б ы л а

рассчитана себестоимость

работ по к а ж д о м у

варианту

(к)

на

I

этапе. Н а с л е д у ю щ е м

этапе

составленные

варианты

мар ­

шрутов могут иметь одно или несколько в о з м о ж н ы х

п р о д о л ж е ­

ний. Себестоимость

работ

по этим

в а р и а н т а м

с к л а д ы в а е т с я

из

суммарной

себестоимости

с учетом экономии от досрочной

сдачи

объектов на I I этапе

и величины Ц на п р е д ы д у щ е м

этапе .

Все расчеты

удобно

проводить в таблице. Так, в тресте

«Мосэлектротяг-

строй» был составлен график маршрутов работы

15 экскаваторов

на 40

объек­

тах

I I квартала

1968 г. ( р и с . 2 3 ) . В табл. 18 определялись

суммарные себестои­

мости

по вариантам на

к а ж д о м

этапе. В

графах

«Себестоимость

работ» н

«fiJ»

I этапа

записаны соответственно

себестоимость

работ

на объектах

и сум­

марные себестоимости по двум возможным

маршрутам

экскаваторов

№ 3 и

№ 4. Маршруты по первому варианту

I этапа (f,I =4,7 тыс. руб.)

имеют на

II этапе два возможных продолжения:

1) экскаватор № 2 работает

в Драчево,

№ 3 — в М о н н н о , - № 4 — переоборудуется

под кран (стрелка

па

графике с

надписью «кран») ; 2) экскаватор № 3

работает

в Драчево,

№ 4 — в Моиино,

№ 2 переоборудуется под кран. Маршруты

по второму варианту

I этапа

имеют

одно продолжение. В графе «Себестоимость работ»

II этапа

по этим трем ва­

риантам записана

себестоимость

работ

на объектах

I I этапа,

а в графе / У —

сумма

значений этих себестоимостей и величии [и1

I этапа.

В

графе

[Iй

наименьшая

величина

суммарной

себестоимости

(F3 =

= m i n / j " =26,7

тыс. руб.) соответствует оптимальному

варианту

использова­

Чтобы

избежать

сравнения

всех

возможных

вариантов

механизации

работ,

при

анализе маршрутов

на всех

этапах,

начиная

с первого,

отбраковывают

неоптимальные

варианты. Д л я этого

находят

суммарную

себестоимость

работ

С э т

на всех объектах

по одному

из вариантов,

который принимают за эталон­

ный. Рассматривают

второй вариант

маршрутов

машин

на I этапе. К

себе­

стоимости работ

на объектах

I этапа

по этому варианту

добавляют

постоян­

ную

величину

С п , которая

равна

суммарной

себестоимости

работ

на

осталь­

ных

объектах

без учета

порядка

перебазировании

машин

(нижняя

граница

себестоимости). Дл я определения

С п

среди

всех значепніі

^ 0 , , которые

указа ­

ны на стрелках,

выбирают

и

суммируют

наименьшие

величины.

Если

fzT +

+ С п ^ С 0 т , т о

все варианты

маршрутов,

которые

являются

продолжением

вто­

рого

варианта

на

остальных

этапах,

неоптимальные,

их

рассматривать не

следует.

Например,

при расчете

графика

(см. рис. 23) был составлен

и принят в

качестве

-эталонного

вариант,

суммарная

стоимость

по

которому

равна

26,7 тыс. руб. Затем

на I этапе

был составлен

второй вариант с себестоимо­

стью 4,8 тыс. руб. Величина

Сп

на остальных

этапах

сдачи

объектов

равна

5 , 5 і + 2 , 2 2 + 5 , 1 з + 3 , 1 2 - г - 6 , 1 з = 2 2

тыс. руб. Так как 4,8+22>26,7,

то все варианты,

которые

предстояло

составить

на других этапах,

как продолжение

второго ва­

рианта

II этапа, заведомо

неоптнмалыіые.

Это правило существенно уменьшило число сравниваемых вариантов при

больших графиках

маршрутов.

Эффективность

внедрения

методов

оптимального

календарного

планиро­

вания

определяется

сравнением

достигнутых

показателей

работы

машинного

парка и аналогичных показателен базового периода с учетом планового

роста

производительности

машин. Так. в тресте

«Мосэлектротягстрой»

показатели

работы

парка

экскаваторов

в 1968 г. сравнивались

с

показателями

1967 г.

Т а б л и ц а

18

Этап I

Этап II

Этап III

Себестоимость

Л

Себестоимость

fn

Себестоимость

работ,

л и

работ, тыс.

руб.

работ,

тыс. руб.

J к

тыс. руб.

5 , 5 f + 3 , l f + 6 , 7 ' I

+ 04

27,

а

2,2^+5, lg

12

l , 5 3

7 + 3 , 2 f

4,7

5,5=4-6,1^-4-3,

if+- 0 4

26,7

5,5^+3,1^+6,8^

27,8

0-2+2,3^+5,48

12,4

5 , 51+6,1^+3, i f

27,1

5 , 5 ^+3,1 2

5 +6,8^+0 3

27,6

1 . 7 j + 3 , l £ °

4,8

2,2^+5,28

12,2

5,52+6, І ^ + З . І І + О з

26,9

П р и м е ч а н и е .

Верхний

индекс

к а ж д о г о

значения

себестоимости

показывает

но­

мер объекта, ннжнніі — номер

экскаватора.

ных работ. И з л о ж е н н а я

методика

оптимального календарного

планирования

позволяет

периодически корректировать г р а ф и к

маршрутов и

сравнивать

з а т р а т ы

по оптимальному варианту с

з а т р а т а м и по другим возможным

в а р и а н т а м производства меха­

низированных

работ.

Описанная

в п. 4 и 5 о б щ а я

схема оптимального планирова­

сящими от специфики

эксплуатации

машин

и

характера плано­

вых заданий . В а ж н ы м

условием, к

примеру,

является ограниче­

ние по наличию в парке комплектующих машин,

обеспечивающих

тле К "и — коэффициенты

з а т р а т

машиноресурсов

комплектую­

щих машин к-го типа

при выполнении і/-го способа

производства основных

работ. З а д а ч а с этим

условием

и критерием «суммарная выработка машин»

решается

приближенным

градиентным методом [22].

В з а д а ч а х планирования работы комплектующих машин при

организации строительства поточным методом следует

учитывать

т а к ж е условие, аналогичное (44),

ограничивающее

сроки выпол­

сроков выполнения основных работ ведущими

машинами комп­

лектов. З а д а ч и с этими условиями могут быть

решены прибли­

шена з а д а ч а оптимального

планирования работы парка ведущих

и комплектующих машин

с учетом повышения коэффициента их

рог в Алтайском и Хабаровском

краях [39].

Оптимальное распределение

земляных масс т а к ж е

было

све­

дено к модели транспортной задачи [33]. Эта методика

была

раз ­

вита и внедрена на строительстве ж е л е з н о д о р о ж н ы х

линий

К а ­

Вместе с тем, в разделе I было указано,

что

технико-экономиче­

ские показатели использования машин

и фонды

машиноресур ­

сов зависят от ряда изменяющихся условий

производственной и

технической эксплуатации и являются

случайными

величинами.

менно с определенной вероятностью, величина которой

колеблет­

ся м е ж д у

верхним

и нижним уровнем

и

зависит

от

возможных

изменении

в ходе

работ значений

исходных

данных,

принятых

на стадии

составления

плана.

Если работа

парка

машин определяет сроки строительства

особо

в а ж н ы х и пусковых объектов,

то

нужно

решать

вопрос,

как обеспечена

своевременность

выполнения

механизированных

работ,

или

какова

надежность

работы

парка

машин?

В этом

случае

ставится

з а д а ч а

составить

план

работы

парка

машин,

сматривается . В а ж н ы й аспект второго способа — анализ влияния

характера

взаимодействия машин и условий их эксплуатации на

показатели

работы. Он позволяет установить закономерности

данном разделе задачи в вероятностной постановке.

Например, одно из условий распределения

парка

машин по

участкам работ — необходимость обеспечения

выполнения задан ­

ных объемов

работ — имеет

вид

Р[(ХрцХіі—Vj)

^ 0 ] > 0 , 9 5 ,

т. е.

вероятность того, что суммарная выработка машин на /-м

участ­

ке будет не меньше заданного объема

работ,

д о л ж н а

быть

боль­

ше заданного

уровня

0,95.

Решение

задачи

с таким

условием

значительно сложнее

вычислительной

процедуры,

рассмотренной

в п. 3, ибо pij—-случайные

величины,

имеющие

различные

рас­

пределения. Такие задачи

относятся

к

классу

сложных

задач

стохастического программирования

[8, 9], их следует ставить

лишь

при проектировании строительства

особо

в а ж н ы х

объектов.

4—2764

97

низаций заключается в укомплектовании

я х такими

средствами

механизации, которые позволили

бы устойчиво выполнять народ­

нохозяйственные задачи с наибольшим экономическим

эффектом .

Следовательно,

эффективность текущих

планов распределения

парков машин

по участкам работ

зависит в основном от того,

денция является устойчивой

на б л и ж а й ш и е

15—20 лет.

Возросшие

объемы

механизированных

работ,

изменение

структуры производственной

программы, а

т а к ж е

сдвиги в тер­

риториальном

размещении

объектов

строительства

приводят к

тому, что состав машинных

парков

не в полной

мере отвечает

потребностям

строительства.

К а к показали годовые

анализы по­

ваются из-за отсутствия потребности

в них, и в то ж е время

име­

ет местоострый дефицит машин

для

выполнения

работ

в

стес­

ненных условиях строительства

вторых путей,

в

сложных

4*

99

нирование развития машинных парков д о л ж н о

предусматривать

экономическое обоснование необходимости

поставок

наиболее

эффективных машин с указанием их типов

и количества машин

каждого типоразмера на к а ж д ы й год планового

периода

для за­

мены физически и морально устаревшей техники

и обеспечения

прироста парка .