Планирование механизации транспортного строительства. Учебное пособие

отдельных участках и объектах, дальность перебазирования, факторы, влияющие на эксплуатационную часовую производительность машин.

Целесообразность применения машины определённой марки или мощности в конкретных условиях строительства может быть установлена расчётом приведённых затрат с последующим сравнением результатов.

3.2 Область эффективного применения комплектов машин

Область эффективного применения комплектов машин – это условия производства работ, в которых использование конкретного комплекта наиболее выгодно по сравнению с другими.

Определение этой области необходимо для:

–планирования оптимального применения наличного парка взаимозаменяемых машин;

–планирования обновления и пополнения парка машин строительных организаций, исходя из сведений о предстоящих условиях строительства [1];

–проектирования и выбора наиболее целесообразных вариантов организации механизированных работ и пр.

При определении области эффективного применения комплектов машин учитывают факторы, которые оказывают наибольшее влияние на величину себестоимости и изменяют её на различных участках работ и объектах. К ним относят факторы, которые характеризуют объект (дальность перебазирования машины, объём работ на объекте и пр.), и факторы, влияющие на эксплуатационную часовую производительность машин (дальность перемещения грунта, категория грунта и др.).

Также при формировании комплектов машин учитывают принцип соответствия, который характеризует техническое и технологическое соответствие ведущих и комплектующих машин условиям и характеристикам строительного производства. Например, грузоподъёмность крана должна быть не меньше максимального веса груза.

41

Ещё один принцип – непрерывности – обеспечивает постоянное взаимодействие ведущих и комплектующих машин для обеспечения непрерывности строительного потока или основных технологических операций. Например, для комплекта асфальтоукладчика поток транспортировки асфальтобетонной смеси должен быть непрерывным, начиная от процесса её изготовления до укладки на месте проведения работ.

Одна из основных особенностей, которую необходимо учитывать при установлении области эффективного применения путеукладочных машин, – это их достаточно высокая стоимость, обусловливающая относительно большой размер годовых затрат в расходах по эксплуатации таких машин и величину приведённых затрат. Годовые затраты в составе себестоимости машино-часа, например,

путеукладочных кранов, кранов в мостостроении занимают около 65 %; по другим машинам они меньше: бульдозерам большой мощности – около 45 %, скреперам – около 30 %, экскаваторам – около 25 %. Размер и удельный вес годовых затрат в составе себестоимости машино-часа зависят от стоимости машин и действующих норм амортизационных отчислений, от уровня применения таких машин в течение года, обусловленного качеством планирования и организации производства и управления им.

Проанализировать указанные особенности путеукладочных машин возможно установлением зависимостей приведённых затрат, которые приходятся на 1

машино-ч или на натуральный измеритель, от нескольких факторов по одной из формул

где Пм-ч – приведённые затраты, которые приходятся на 1 машино-ч работы;

42

А – затраты, которые не вошли в текущие эксплуатационные расходы на 1

машино-ч, км;

А' – затраты, исчисленные на единицу конечной продукции, км.

Данные обстоятельства указывают на необходимость всемерных изысканий и реализации резервов улучшения применения машин – это один из путей повышения экономической эффективности механизированного строительного производства.

Также при определении области рационального применения этих машин необходимо анализировать условия и факторы механизированного производства,

которые влияют на приведённые капитальные и годовые вложения. Например,

годовая производительность машин, Пгод., зависит и от объёмов работ на объектах, т.

к. обусловливают частоту перебазирования средств механизации.

Для сравнения машин в конкретных условиях строительства на основе данных формул рассчитывают приведённые удельные затраты и выбирают минимальные из них. Можно построить график для наглядности.

Целесообразно определить зоны рационального применения каждой машины

(например, каждого путеукладчика) при различных сочетаниях длины строящейся линии и дальности перебазирования. Можно для наглядности построить графики,

разграничивающие зоны рационального применения комплектов машин.

Аналогично устанавливают область эффективного применения взаимозаменяемых средств механизации с учётом комплектующих машин, количество которых определяют по производительности ведущей машины.

43

4 Оптимальное планирование эксплуатации парков

строительных машин

4.1 Постановка плановых задач

Оптимальное планирование работы машинных парков имеет цель – это выбрать наилучшие по определённому критерию решения в проектах производства механизированных работ и при управлении строительством объектов, которые обеспечат улучшение показателей деятельности строительных организаций и выполнение установленных заданий [4].

Некоторые плановые задачи оптимального планирования работы машинных парков:

•Определение оптимального состава парка для вновь организуемого хозяйства или подразделения (оптимальное комплектование парка).

•Определение оптимального состава парка для условий конкретного хозяйства или некоторого набора машин и механизмов.

•Определение плана наилучшего использования, имеющегося в хозяйстве парка, путём оптимального распределения заданных работ между агрегатами [1].

Для решения этих задач могут использоваться различные критерии оптимизации:

–критерий минимума затрат труда;

–критерий минимума эксплуатационных затрат;

–критерий минимума приведённых затрат;

–критерий дифференциальных (совокупных) затрат;

–критерий минимума расхода топлива.

Исходными данными для расчёта величины критерия оптимальности и определения условий задачи являются номенклатура объектов и работ в планируемом периоде, рабочие чертежи по каждому объекту, сроки,

последовательность и условия производства работ, данные о наличии и поступлении

44

в планируемом периоде материально-технических и трудовых ресурсов и технико-

экономические показатели их использования.

Рассмотрим задачи оптимального распределения парка взаимозаменяемых машин по объектам строительства и участкам работ, которые основаны на расчёте технико-экономических показателей использования машин по различным вариантам. Эти варианты возникают и имеют в каждом случае свою специфику при текущем планировании работы парков машин механизированных колонн специализированных общестроительных управлений механизации [1]. При увеличении числа взаимозаменяемых машин, которые находятся на балансе строительной организации, и количества участков работ выбор наилучшего решения связан с составлением и сопоставлением вариантов математического программирования.

Задача оптимального распределения парка машин по участкам работ заключается в следующем: необходимо составить план расстановки и перебазирования строительных машин, которые находятся в распоряжении строительной организации и поступают в плановой периоде, по объектам строительства и участкам работ; обеспечить в этом плане выполнение заданных объёмов работ в сроки с учётом организационных и технологических условий и ограничений и достичь наибольшей эффективности применения машинного парка.

Общую постановку задачи уточняют в каждом конкретном случае. Например,

при планировании сооружения земляного полотна автомобильных или железных дорог необходимо найти вариант распределения парка взаимозаменяемых машин механизированных колонн по участкам работ, который обеспечивает выполнение полного объёма земляных работ в сроки и в последовательности, заданные проектом организации строительства при наименьшем или наибольшем (экстремальном)

значении технико-экономического показателя, принятого в качестве критерия оптимальности [1].

Возможны и другие постановки задачи, которые зависят от условий и специфики планирования.

45

Критериями оптимальности распределения парка машин могут быть

следующие показатели, равные суммарной величине:

–приведённых затрат на производство работ парком машин [1];

–себестоимости работ;

–выработки парка машин [1];

–трудоёмкости;

–прибыли строительной организации за работу парка машин,

продолжительность механизированных работ [1];

– уровень рентабельности.

Условия оптимизации планов. Основные условия, которым должен удовлетворять оперативный план работы парка машин, – это необходимость своевременного выполнения заданных объёмов работ и возможность применения только наличных и планируемых к поступлению в ходе строительства объектов машин [1]. Сроки окончания механизированных работ задают различными способами в зависимости от условий организаций строительства и директивных заданий. Наилучшее использование машин может быть достигнуто, если выполнение производственной программы машинного парка планируется на длительный период (год, квартал), а сроки и последовательность производства работ на отдельных объектах определяют по оптимальному плану [1]. На строительстве комплекса объектов при планировании расстановки машин необходимо учитывать дополнительные условия проектирования организации строительства, которые детально отражают место данных механизированных работ в общем комплексе.

Если план работы парка машин определяют в зависимости от других ведущих строительных процессов, то в условиях задачи указывают планируемые сроки окончания механизированных работ на каждом объекте [1]. На отдельных объектах иногда нужно ограничивать продолжительность выполнения механизированных работ. Например, такие ограничения возникали на реконструкции железных дорог при распределении машин по участкам реконструкции, когда производство земляных работ в пределах путепроводной развязки автомобильной магистрали и железнодорожной линии было связано с перерывом в движении поездов и

46

автомобильного транспорта. В таких случаях указывают заданную продолжительность производства работ на подобного рода участках.

При организации строительства комплексно-поточным методом,

определяющим является темп комплексного потока, объединяющего ряд специализированных потоков. Например, при организации строительства линейнопротяжённых и рассредоточенных объектов необходимо учитывать условия работы парков машин и отдельных комплексов, которые входят в специализированные потоки по постройке земляного полотна и искусственных сооружений, а также ограничения, определяемые технологическими взаимосвязями между потоками и сроками сдачи готовых корыт под земляное полотно,

уплотнённого земляного полотна под укладку дорожных одежд и пр. [1].

Дополнительные условия возникают при необходимости учёта в каждом конкретном случае специфики строительства. Например, при расстановке машин по рассредоточенным объектам необходимо учитывать условия перебазирования машин по дорогам. Иначе в план механизации могут попасть сложно осуществимые варианты перебазирования и при реализации составленного плана удельный вес фактических затрат рабочего времени на перебазирование может превысить плановую величину в эксплуатационном режиме работы машин, поэтому увеличатся единовременные и годовые затраты.

Не рекомендуется включать в задачу несущественные для цели планирования или имеющие временный характер условия. Например, условия и расстояния перебазирования комплектов машин с объекта на объект примерно одинаковые,

поэтому нецелесообразно учитывать зависимость стоимости перебазирования от расположения объектов и фактических расстояний между ними. Затраты на перебазирование принимают с учётом среднего расстояния перемещения и независящими от расположения объекта.

При распределении землеройных машин по объектам рассредоточенного строительства участки работ, которые расположены в радиусе 5 км, необходимо считать, как один объект с объёмом работ, равным сумме входящих в него объёмов,

если не задана последовательность их сдачи. Если планируется расстановка машин

47

по большому количеству объектов с незначительными объёмами работ, то не следует фиксировать в условиях задачи сроки начала и окончания работ на каждом объекте, потому что они затруднят решение задачи и могут поменяться до реализации оптимальных планов.

При оптимизации планов с критерием «суммарная выработка машин» могут быть ограничения по затратам на производство работ дефицитных ресурсов парка:

по количеству рабочих и электроэнергии, фонду времени комплектующих машин

(например, автосамосвалов при работе их с экскаваторами), себестоимости работ на объектах, капитальным вложениям во вновь приобретаемые машины, приведённым затратам, размерам прибыли или уровню рентабельности, которые не должны быть меньше плановой величины и т. д.

Подготовка исходных данных. При текущем планировании работы парка машин исходными данными являются следующие материалы проектирования строительства: номенклатура объектов и участков работ в планируемом периоде,

рабочие чертежи по каждому объекту, объёмы механизированных работ данного вида на объектах, сроки и последовательность производства работ парком машин,

территориальные условия производства работ, данные о наличии и поступлении в планируемом периоде в рассматриваемый парк ведущих и комплектующих машин и механизмов. Например, при планировании работы парков механизированных колонн на строительстве автомобильной дороги или железнодорожной линии исходными данными будут: границы участка линии; рабочие чертежи по земляному полотну; попикетный график объёмов земляных работ; климатические и геологические условия производства работ; сроки производства работ, которые можно представить в двух вариантах: или для всего участка, Тобъект, в рабочих днях или для всего участка и отдельных его частей. Если на участке трассы имеется мост,

то, кроме общего срока окончания земляных работ, задают срок сдачи земляного полотна до моста (эти участки сдают в первую очередь). Дополнительно может быть задан срок окончания земляных работ и на отдельных участках (перегонах).

Для экономического обоснования распределения парка машин необходимо подготовить дополнительно следующие данные: установить границы

48

производственных участков, объёмы работ и технико-экономические показатели работы комплектов машин; подсчитать фонды рабочего времени машин; составить расчётную таблицу.

Состав парка машин, которые имеются в наличии и будут поступать в подрядную организацию в планируемом периоде, определяют числом их

типоразмеров и количеством машин каждого типоразмера [1].

Для машин каждого типоразмера отдельно, руководствуясь техническими условиями и областью применения машин, назначают производственные участки.

в кавальер машинами i-ого типоразмера на j-ом участке (j = 1, 2, 3, …, n; где n –

число участков);

– себестоимость разработки и транспортирования 1 м3 грунта из резерва в насыпь машинами i-ого типоразмера на j-ом участке;

– себестоимость разработки и транспортирования 1 м3 грунта из выемки в насыпь машинами i-ого типоразмера на j-ом участке.

По рассчитанным величинам средней дальности возки, L, определяют границы

(пикетажное положение) производственных участков.

Границы производственных участков для машин всех типоразмеров наносят на продольный профиль. При этом производственные участки машин тех типоразмеров, которые взаимозаменяемы, могут совпадать. Если границы таких участков не совпадают на 100 м, что соответствует точности, принятой для определения объёмов работ, то можно считать, что участок, на котором возможна работа различных машин, общий. Если границы участков не совпадают более чем на

49

100 м, то земляное полотно между ними считают отдельным производственным участком.

Если массивы насыпей или выемок при проектировании технологии работ разделяют горизонтальными сечениями, то для производственными участками необходимо считать части соответствующих массивов.

После установления границ пронумеровывают участки на профиле и определяют объём работ на участках. Участки насыпей, которые отсыпают машинами всех типов продольной возкой грунта из выемок, не нумеруют, в

дальнейших расчётах учитывают только рабочий объём выемок.

Технико-экономическими показателями работы комплекта машин являются:

плановая эксплуатационная производительность, себестоимость или приведённые затраты на производство единицы продукции, себестоимость или приведённые затраты в расчёте на 1 машину-смену (машино-ч) работы ведущих машин каждого типа.

Себестоимость земляных работ, руб., на j-ом участке, отнесённая к 1 машино-

смене работы ведущей машины i-ого типоразмера

где – плановая эксплуатационная производительность ведущей машины i-ого типоразмера на j-ом участке, м3/машино-смена;

– себестоимость единицы продукции комплекта машин i-ого типоразмера на j-ом участке.

Приведённые затраты на сооружение 1 м3 земляного полотна машинами i-ого типоразмера на j-ом участке

50