лекции / 2eefd0adb29763da9d6523e1817873f0

Теми 8-9

Організація будівництва.

Напрям 6.06010101 – Будівництво, спеціальності – “ Промислове та цивільне будівництво”, “ Міське будівництво та господарство”, “ Теплогазопостачання та вентиляція” Тема: Сіткове моделювання потокової організації виробництва

будівництва об’єкту. Правила побудови графічних моделей ВНТУ, ФБТЕГП, каф МБЦО, 2014

Лекція №8. Сіткове моделювання потокової організації виробництва будівництва об’єкту. Правила побудови графічних моделей

План

1.Сіткові графіки і сіткові моделі.

2.Правили побудови сіткових графіків (моделей).

Конспект лекції

1. Сіткові графіки і сіткові моделі.

Сітьові моделі використовують в будівництві для вирішення завдань перспективного планування, визначення тривалості й термінів виконання основних етапів створення об'єктів (проектування, будівельно-монтажних робіт, поставки технологічного устаткування, освоєння виробничої потужності), а також планування капітальних вкладень за періодами будівництва об'єкта.

Сітьові моделі використовують також для вирішення завдань оперативного планування будівельного виробництва по окремому об'єкту, будівлі, споруді. У 1956 р. американська компанія «Дюпон де Немур» створила групу для розробки методів і засобів управління будівництвом. У 1957. до цих робіт приєднався дослідницький центр UNIVАС і фірма Remington Rand. До кінця 1957 р. цим колективом, очолюваним D. Кеlly і М. Vaiker за участю математика Д. Малькольма був розроблений метод критичного шляху (СРМ - Сritiса1 Раth Меthod) з програмною реалізацією на ЕОМ. СРМ був випробуваний на будівництві заводу хімічного волокна в р. Луїсвіллі, штат Кентуккі.

Услід за СМР для програми «Поларіс» (Військово-морське відомство США) протягом 1957-1958 р.р. була розроблена і випробувана система сітьового планування РЕRТ Program Evolution and Rеview Тесhniguе – техніка оцінки і контролю виробничих програм). Програма «Поларіс» включала 250 фірм-контракторів і більше 9000 фірм-субконтракторів.

З 1958 р. СРМ і РЕRТ використовують для планування робіт, оцінки ризиків, контролю вартості й управління ресурсами на ряді крупних військових і цивільних об'єктів у США, потім ці методи стали

використовувати по всьому світі. В Радянському Союзі з 1962-1963 р.р. почали застосовувати в будівництві метод критичного шляху.

Сітьові графіки своїм розвитком зобов'язані теорії графів, що є однією з гілок топології, тобто науки, яка займається вивченням властивостей геометричних образів. Перша робота з теорії графів належить відомому Петербурзькому академіку Л. Ейлеру. В 1736 р. Л. Ейлер довів нерозв'язність задачі, яка дуже захоплювала жителів міста Кенігсберга (нині Калінінград).

Суть її полягала в наступному. На річці Прегель, яка омиває два острівці, є 7 мостів. Чи може який-небудь городянин, почавши обхід з деякої точка А, пройти кожний міст по одному разу і повернутися в початкову точку А. Таким чином, спочатку теорія графів мала справу в основному з математичними розвагами і головоломками. Останніми роками теорія графів буквально захопила представників самих різних спеціальностей: зв'язківців, електриків, хіміків, економістів, біологів, будівників та ін.

У сітьовому моделюванні будівельного виробництва використовуються два поняття: сітьові моделі й сітьові графіки.

Сітьові моделі бувають різні залежно від характеру об'єкта будівництва, цілей та ряду інших показників.

Класифікують сітьові моделі за наступними ознаками:

1)За видом цілей - одноцільові моделі й багатоцільові (наприклад, при будівництві різних об'єктів, що зводяться однією будівельною організацією;

2)За числом охоплених об'єктів: приватна модель і комплексна (наприклад, на один об'єкт і на весь промисловий комплекс заводу);

3)За характером оцінок параметрів моделі: детерміновані (з наперед і повністю обумовленими даними) і вірогідні (що враховують вплив випадкових чинників);

4)моделі з урахуванням цільової спрямованості (тимчасові, ресурсні, вартісні).

У подальших параграфах розглядатимемо прості моделі: детерміновані, одноцільові, приватні й комплексні з урахуванням часу.

Елементами сітьового графіка є (при типі "вершини - події"):

1)робота - процес, що вимагає витрат часу і ресурсів (наприклад, риття котлованів, бетонування фундаментів, монтаж колон і т.д.);

2)подія - факт закінчення однієї або декількох робіт, необхідних і достатніх для початку однієї або декількох подальших робіт, що не вимагають витрат ні часу, ні ресурсів (наприклад, закінчення риття котлованів, бетонування фундаментів, влаштування даху і т.д.);

3)очікування - технологічна і організаційна перерва між роботами, що вимагає тільки витрати часу (наприклад, твердіння бетону, сушіння штукатурки і т.д.);

4)залежність (або фіктивна робота) - елемент сітьового графіка, який вводиться для віддзеркалення правильного технологічного взаємозв'язку між роботами, не вимагають витрат ні часу, ні праці виконавців (як, наприклад, завершення копання траншеї на 1-й захватці і можливість початку укладання фундаментних блоків на цій же захватці);

Для елементів сітьового графіка прийняті наступні позначення: роботу й очікування зображають суцільними лініями із стрілками, направленими по ходу технологічного процесу (зліва направо); подію - колом, а залежність - пунктирною лінією із стрілками. Події нумерують одним числом , а роботи - двома (номерам попередньої і подальшої подій).

Сітковий графік (сіткова модель) представляє собою стрілкову діаграму, що схематично відображає послідовність здійснення всіх операцій, їх взаємозв'язки і залежності (Рис1).

Рисунок 1. Приклад сіткової моделі

Сітьовий графік – представляє собою сіткову модель з розрахованими часовими параметрами. В основі побудови мережі лежать поняття “ робота” та “ подія.”

Робота (→) – виробничий процес, який вимагає певних затрат ресурсів та часу, наприклад риття котловану, монтаж фундаментів, твердіння бетону.

Над стрілкою записуємо назву роботи,		під стрілкою – її тривалість у
принятому маштабі часу (дні, місяці).
Фиктивна робота (залежність) (	) –	процес, який не вимагає затрат

ресурсів, а ні часу, але відображає взаємозв’язок між подіями. Залежність може бути технологічною, організаційною, умовною.

Технологічна залежність - взаємозв’ язок робіт, обумовлений технологічною можливістю будівництва об’єкта. Наприклад монтаж стін наступного поверху не може бути розпочатим до закінчення монтажа стін попереднього поверху та монтажа каркасу даного поверху.

Організаційна залежність відображає прийняту організацію роботи бригад та механізмів на будівництві об’єкта. Наприклад монтаж фундаментів

та колон прийнято		влаштовувати одночасно двома ланками робочих на
різних ділянках.
Умовна	залежність – залежність, яка викликана		постачанням
необхідних матеріалів, конструкцій , обладнання.
Подія (	) –	факт закінчення однієї або декількох робіт, необхідних та
достатніх для початку слідуючих робіт.
Шлях (		) – безперервна послідовність робіт від	вихідної до
завершаючої події.		Шлях, що має найбільшу тривалість, є критичним.

Всі події на сітковому графіку кодуються натуральним рядом чисел, без пропусків. Кожній події присвоюється самостійний номер. Стрілка повина бути направлена від події з меншим номером до події з більшим номером (рис.2).

1 2

Рис. 2. Позначення події та роботи

Кожна робота сіткового графіка має тимчасову оцінку — тривалість. Тривалість роботи може бути обмірювана кількісно в одиницях часу (годинах, днях, тижнях, місяцях і т.д.).

Події сіткового графіка можуть бути початковими та кінцевими

(рис.3).

Рисунок 3. Зображення подій, робіт та залежностей

Довжина ліній із стрілками може бути прийнята довільною, але іноді сітьовий графік будують в масштабі часу, тобто прив'язаним до календарних днів роботи. Найменування роботи вказують над стрілкою, а тривалість роботи (n) - під стрілкою.

Основним методом вирішення планових і управлінських завдань в будівництві є метод сітьового планування і управління (СПУ). Метод СПУ включає побудову, розрахунок, аналіз і оптимізацію сітьових моделей і застосовується для вирішення завдань, пов'язаних з плануванням і управлінням будівництва.

Метод СПУ об'єднує автоматизований облік і контроль, вибір і ухвалення управлінських рішень. Результати розрахунку сітьової моделі містять оцінку виконання робіт для досягнення поставленої мети. Це дозволяє керівникам концентрувати увагу на питаннях, від яких в даний момент часу залежить термін досягнення мети. На основі інформації про тимчасові, об'ємні й ресурсні параметри моделюються варіанти регулюючих дії, найраціональніший з яких застосовується. Як модель процесу виробництва використовують сітьову модель.

Сітьова модель з необхідним ступенем деталізації відображає взаємозв'язок окремих робіт з зведенню об'єкта (комплексу) і дає можливість здійснити математичний аналіз календарного плану, прогнозувати його майбутній стан, а також оцінювати ефективність схвалюваних рішень.

Сітьовою моделлю називається орієнтований граф, що відображає послідовність і організаційно-технологічні взаємозв'язки між роботами, виконання яких необхідне для досягнення поставленої мети.

Сітьова модель, представлена графічно на площині з розрахованими тимчасовими і ресурсними параметрами, називається сітьовим графіком.

Сітьові графіки використовують для розрахунку тимчасових параметрів і оптимізації календарних планів.

2. Правили побудови сіткових графіків (моделей).

Сіткові графіки складаються на початковому етапі планування. Спочатку планований процес розбивається на окремі роботи, складається перелік робіт і подій, визначаються їхні логічні зв'язки і послідовність виконання, роботи закріплюються за відповідальними виконавцями. З їхньою допомогою і за допомогою нормативів, якщо такі існують, оцінюється тривалість кожної роботи. Потім складається (зшивається) сітьовий графік. Після упорядкування сітьового графіка розраховуються параметри подій і робіт, визначаються резерви часу і критичний шлях. Нарешті, проводяться аналіз і оптимізація сітьового графіка, що при необхідності перероблюється з перерахуванням параметрів подій і робіт.

В сітковій моделі зведення будівлі чи споруди, яка формується кожна робота повинна мати конкретний зміст і точний фізичний об'єм, виконується в заданій технологічній послідовності.

Перед побудовою сітки СГ необхідно установити номенклатуру робіт і по кожній із них виявити:

-роботи, які повинні, бути закінчені до початку даної роботи;

-роботи, які можуть бути розпочаті після завершення даної роботи;

- роботи, які можуть виконуватись паралельно із виконанням даної роботи.

Порядок побудови сітки може бути різним: від початку до кінця, або навпаки, від проміжних подій в обидва боки:

При побудові сіткових моделей для правильного відображення взаємозв'язків між роботами необхідно дотримуватись деяких правил:

1.Напрям стрілок-робіт необхідно приймати зліва - направо.

2.Форма графіка повинна бути простою, без зайвих перетинань, більшість робіт необхідно зображати горизонтальними лініями.

3.При виконанні одночасно декілька паралельних робіт не можна мати

вСГ роботи однакового коду. Ось, наприклад, такі роботи, як: розробка ґрунту екскаватором, навантаження його в автосамоскиди і планування ґрунту бульдозером у відвалі.

4.Кожний графік повинен мати одну початкову подію (якщо по умовам будівництва початкових подій декілька, тобто одночасне розпочинання робіт на різних об'єктах, в графіку необхідно відображати зв'язок початкової події із однією початковою подією через фіктивну роботу і одну кінцеву подію (якщо задача окремих об'єктів передбачена не одночасно, тоді кінцевою подією для всього комплексу приймається здача останнього об'єкту, а кінцеві події окремих об'єктів на графіку з'єднуються фіктивними роботами з кінцевою подією комплексу).

5.Дана робота, очікування і залежність повинні мати власний шифр у вигляді номеру їх початкової і кінцевої події.

6.Якщо ті або інші роботи розпочинаються після-часткового виконання попередньої роботи, тоді цю-роботу необхідно поділити на частини, при цьому кожна частина роботи в графіку вважається самостійною і має попередні і наступні події. Наприклад, роботи по влаштуванню фундаментів можуть розпочинатись по захватках після виконання земляних робіт на цих захватках.

7.Якщо для початку однієї роботи "0" необхідне виконання попередніх робіт "А" і "Б", а для початку іншої роботи "Д" виконання однієї з цих робіт "А", тоді в СГ вводиться додаткова подія 6 і залежність (фіктивна робота) 6- 7. Для попереднього випадку, наприклад, монтування фундаментів на ІІзахватці (робота3-6) може розпочатись тільки після закінчення земляних робіт на ІІ-захватці (залежність 3-4) і після закінчення монтування фундаментів на І-захватці (робота 2-5).

8.Якщо після закінчення роботи "А" розпочинається робота "Б" і після закінчення роботи "Б" - робота "Д", а для початку роботи "Г" необхідне

закінчення двох робіт "А" і "Б", тоді вводиться дві залежності 12—14 і 13-14. Наприклад, роботи по влаштуванню бетонної підлоги на І-захватці (робота І4-І7) можуть розпочатись тільки після закінчення на цій захватці попередніх робіт по відсипці пісчаної підготовки під підлогу і влаштуванні в її товщі різних трубних і інших

При побудові сіткового графіка на складні об'єкти рекомендується направляти стрілки робіт з ліва на право і зображати їх (по можливості) горизонтальними лініями без зайвих перетинань.

У зформованому сітковому графіку, зведення комплексу насамперед необхідно дотримуватися умови, що кожна наступна робота може бути почата не раніше, ніж закінчаться всі попередні їй роботи, тобто для всіх пар залежних робіт, таких, як (i, j) передує (k, l), повинне дотримуватися нерівність(1)

t	( H )	³	t	(o)	,	(1)
	(kl)			ij
де t kl(H) _ початок роботи (k, l); t.	—	закінчення роботи (i,				j).Крім того, для

правильного відображення взаємозв'язків між роботами в сітковому графіку при його побудові необхідно дотримуватися наступних правила.

Перше правило. Жодна з робіт не повинна мати однакового коду з іншої. Тому при зображенні рівнобіжних робіт уводяться залежності (фіктивні роботи) і додаткові події (рис.4 б).

а)

б)

Рис. 4 Зображення паралельних робіт: а — неправильно; б — правильно

Друге правило. Якщо ті чи інші роботи b, с и d починаються після часткового виконання роботи А, то останню варто розділити відповідно на частині a1 а2, а3, і т.д. При цьому кожна частина роботи А вважається самостійною роботою (рис.5).

Рис.5 Розбивка робіт на комплекси

Третє правило. Якщо для початку однієї роботи необхідно виконання попередніх робіт а і b, а для початку іншої роботи d — виконання однієї з цих робіт а, то в сітковий графік уводиться додаткова подія (9) і залежність (фіктивна робота) (8, 9), показана на рисунку 6.

Рис.6 Зображення залежності між роботами (8, 9)

Четверте правило. Якщо після закінчення роботи а можна почати роботу b і після закінчення роботи c — роботу d, а робота е може бути почата тільки після закінчення робіт а і c, то на сітковому графіку це зображується за допомогою двох залежностей (фіктивних робіт ) (рис.7).

Рис.7. Зображення залежності між роботами (11, 1З) і (12, 13)

П'яте правило. У сітковому графіку не повинно бути замкнутих контурів (циклів) позитивної довжини, тобто ланцюжка робіт, що повертається до тієї події, з якого вона вийшла. На рисунку 8 цикл утворився між подіями (3, 4, 2, 3). Наявність такого циклу в мережі свідчить про помилку у вихідних чи даних про неправильне зображення взаємозв'язку робіт.

Рис. 8. Приклад замкнутого контуру (3, 4, 2, 3)

Така ситуація може виникнути в складних мережах і особливо в тих, котрі розробляються різними виконавцями. При виявленні подібної помилки сітковий графік після відповідної перевірки необхідно виправити.

Шосте правило. У сітковому графіку не повинне бути “ тупиків”, тобто подій, з яких не виходить ні однієї роботи, якщо ці події не є завершальними для даного сіткового графіка (подія (4) на рис.10), і “ хвостів”, тобто подій, у котрі не входить ні однієї роботи, якщо ці події не є вихідними для даного сіткового графіка (подія (3) на рис. 9).

Рис. 9. Неприпустимий для сіткового графіка “ тупик”

Рис.10 Неприпустимий для сіткового графіка „ хвіст”

Сьоме правило. При укрупненні сіткових графіків група робіт може зображуватися як одна робота (рис. 11), якщо в цій групі є одна початкова і одна кінцева подія і якщо ці роботи виконуються однією організацією. При наявності в групі вхідних і вихідних робіт (рис. 11, б, в) необхідно зберегти події вхідні та вихідні.

Тривалість укрупненої роботи дорівнює тривалості найбільшого шляху від початкового до кінцевої події цієї групи робіт. Наприклад, на рис. 11, а тривалість укрупненої роботи (3, 7) дорівнює тривалості найбільшого шляху

(3, 6, 7), тобто 13. a)

б) (1)

2)

2)