Методы организации работ

ТЕМА 2 «МЕТОДЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ» Любой комплекс работ может быть выполнен различными методами, отличающимися друг от друга сочетанием работ во времени и пространстве и характеризуемыми разными по величине технико-экономическими показателями. Основой организации строительного производства являются следующие методы строительства:  последовательный (рис.1);  параллельный (рис.2);  поточный (рис.3). При последовательном методе организации работ каждый из 𝒎 объектов выполняется за период времен 𝒕ц вслед за окончанием предыдущего. При этом средняя интенсивность потребления ресурсов (в данном случае – численность рабочих, потребляемых в единицу времени) составит 𝑹 = 𝒓𝟏 = 𝒓. К достоинствам такого метода относится низкая интенсивность потребления ресурсов, а к недостаткам – большой срок выполнения комплекса работ на объектах 𝑻 = 𝒕ц ∙ 𝒎. При параллельном методе производства работ все 𝒎 объектов возводятся одновременно. Положительная сторона данного метода заключается в том, что срок строительства всех объектов равен времени возведения одного: 𝑻 = 𝒕ц , но интенсивность потребления ресурсов достигает в данном случае максимальной величины 𝑹 = 𝒓𝟐 = 𝒓 ∙ 𝒎. Поточный метод совмещает последовательный и параллельный методы организации работ. При этом устраняются недостатки и сохраняются достоинства рассмотренных выше методов. При поточном методе комплексный технологический процесс выполнения работ расчленяют на 𝒏 составляющих процессов и совмещают их выполнение по времени на разных захватках (место производства работ), обеспечивая тем самым последовательное осуществление однородных процессов и параллельное – разнородных. Продолжительность выполнения комплекса работ поточным методом будет меньше, чем при последовательном 𝑻 < 𝒕ц ∙ 𝒎, а интенсивность потребления ресурсов – меньше, чем при параллельном методе 𝑹 = 𝒓𝟑 < 𝒓𝟐 . Таким образом, для организации потока необходимо:  расчленить комплексный процесс производства работ на ряд частных процессов;  поручить выполнение каждого частного процесса специализированной рабочей единице;  разделить общий фронт работ на частные (захватки);  обеспечить требуемое совмещение разнородных процессов во времени и в пространстве. Захватки R I r II … m-1 r r r m r Время tц tц t tц tц tц T=tцm R Трудовые ресурсы r1=r t Рис. 1. График строительства и расходования ресурсов при последовательном методе организации работ Захватки R I r II r … r m-1 r m r Время t T=tц R Трудовые ресурсы r2=rm t Рис. 2. График строительства и расходования ресурсов при параллельном методе организации работ Захватки R I r II r … r m-1 r m r Время t tц 𝑘Б > ⋯ > 𝑘𝑛−1 > 𝑘𝑛 I поток типа «c» Б (поток n-1 (поток типа «c») t n (поток типа «c») типа «c») II А (поток ... типа «a») kА m-1 kБ k… kn-1 kn m 𝑆𝑐 𝑘А ∙ 𝑚 = 𝑘𝑎 ∙ 𝑚 𝑘Б + 𝑘… + 𝑘𝑛−1 + 𝑘𝑛 = ∑ 𝑘𝑐 𝑐=1 𝑆𝑐 Т = 𝒌А ∙ 𝒎 + 𝒌Б + 𝒌… + 𝒌𝒏−𝟏 + 𝒌𝒏 = 𝑘𝑎 ∙ 𝑚 + ∑ 𝑘𝑐 𝑐=1 m Рис. 6. Циклограмма разноритмичного потока со сходящейся структурой  разноритмичные потоки со свободной структурой (ритм у последующих работ может как уменьшаться, так и увеличиваться), определяются все три категории потоков (типа «а», «b», «с») в любом количестве (рис.7) 𝑘А < 𝑘Б > 𝑘 В < 𝑘Г < 𝑘Д t I В (поток II типа «b») ... m-1 m А (поток Б (поток Г (поток Д (поток типа «с») типа «a») типа «c») типа «a») kА=kс −kb∙(m−2) kБ∙m=kа∙m kД∙m=kа∙m kГ=kс 𝑺𝒂 𝑺𝒃 𝑺𝒄 𝑻 = ∑ 𝒌𝒂 ∙ 𝒎 − ∑ 𝒌𝒃 ∙ (𝒎 − 𝟐) + ∑ 𝒌𝒄 𝒂=𝟏 m 𝒃=𝟏 𝒄=𝟏 Рис. 7. Циклограмма разноритмичного потока со свободной структурой (частный случай) Если постоянными ритмами обладают все виды работ на одной и той же захватке и разными ритмами на других захватках, то формируется разноритмичный поток с непрерывным освоением фронтов (захваток). Эти потоки применяются при фиксированном положении исполнителей и поэтому редко используются в строительстве. При этом образуются перерывы в использовании ресурсов. Методика формирования и расчета этих потоков такая же, что и у разноритмичных потоков с непрерывным использованием ресурсов, только необходимо исходную информацию (продолжительности работ) представлять в матрице системы ОВР (на оси ординат – виды работ) в отличие от системы ОФР (на оси ординат – захватки). Графики потоков также представляются в соответствующей системе координат. Оптимизация потоков по времени осуществляется за счет изменения ритмов частных потоков в первую очередь потоков типа «b» (уменьшение ресурсов – увеличение ритмов), во вторую очередь – потоков типа «а» (увеличение ресурсов – уменьшение ритмов). Оптимизация по ресурсам выполняется также за счет потоков этих же категорий. Потоки типа «с» в силу незначительного влияния на общую продолжительность выполнения комплекса работ при оптимизации используются очень редко. Неритмичные потоки Неритмичные потоки с непрерывным использованием ресурсов рассматривает один из первых их исследователей В.В.Чихачев и предлагает увязку работ исполнителей непосредственно на графике (графический метод). Графический метод расчета предусматривает вычерчивание в виде циклограмм в системе ОФР (ордината - фронт работ) в одном и том же масштабе времени отдельных частных потоков и нулевое сближение каждого последующего частного потока с предшествующим. Под нулевым сближением понимается появление одного или нескольких моментов времени, фиксирующих одновременное завершение предшествующей работы на какой-нибудь захватке и начале на ней последующей по виду работы. Нулевые сближения так же можно рассмотреть в разноритмичных потоках на первой или (и) последней захватках. Эта идея положена и в основу аналитического метода. Составляется исходная матрица продолжительностей работ в системе ОФР и осуществляется поиск такого момента начала в общем потоке каждого частного, который обеспечивает при максимально возможном сближении частных потоков непрерывное использование ресурсов (рис. 8). К установленному таким образом общему периоду развертывания потока добавляется время, необходимое для выполнения работ последнего вида: Т = 𝑡р + 𝑡𝑛 В свою очередь, общий период развертывания равняется сумме сближений (𝑡сб - время между началами смежных потоков) каждого частного потока (вида работ): 𝑡р = 𝑡сб1 + 𝑡сб2 + ⋯ + 𝑡сб𝑛 . Определение продолжительности периодов развертывания второго и последующих частных потоков (видов работ) с предположением нулевого их сближения на первом, втором и любом последующем фронте (захватке) показано в табл. 2. Таблица 2 Определение продолжительности периодов развертывания видов работ Фронты работ (захватки) I II III m Продолжительность периода развертывания видов работ Б tAI tAI+tAII−tБI tAI+tAII+tAIII−tБI− tБII и т.д. … ... ... ... n tn-1;I tn-1;I+tn-1;II−tnI tn-1;I+tn-1;II+ tn-1;II−tnI−tnII и т.д. В качестве расчетного периода развертывания любого частного потока (вида работ) принимается максимальное из значений всех периодов развертывания, так как только это значение не нарушает организационнотехнологической последовательности работ и обеспечивает непрерывность в использовании ресурсов. Таким образом, продолжительность выполнения планируемого комплекса работ поточным методом составляет 𝑇 = ∑ 𝑡сб + 𝑡𝑛 Неритмичные потоки с непрерывным освоением фронтов (захваток) (рис.9) рассчитываются аналогично, но при представлении исходной матрицы продолжительностей работ в системе ОВР (ордината вид работ) 𝑇 = ∑ 𝑡сб + 𝑡𝑚 а) Виды работ Фронты работ (захватки) ОФР б) tсб1 Б … n-1 n I tAI tБI … tn-1;I tnI II tAII tБII … tn-1;II tnII ... … … … … … m-1 tA;m-1 tБ;m-1 … tn-1;m-1 tn;m-1 m tAm tБm … tn-1;m tnm tсб2 tсбn t I БI AI II А AII n-1;I nI БII n-1;II nII ... m-1 m A;m-1 Б;m-1 Am n-1;m-1 Бm n;m-1 n-1;m nm T m Рис. 8 Неритмичный поток с непрерывным использованием ресурсов а – матрица исходных данных в системе ОФР; б – циклограмма в системе ОФР а) Фронты работ (захватки) Виды работ ОВР II … m-1 m А tIA tIIA … tm-1;A tmA Б tIБ tIIБ … tm-1;Б tmБ ... … … … … … n-1 tI;n-1 tII;n-1 … tm-1;n-1 tm;n-1 n tIn tIIn … tm-1;n tmn tсб2 tсб1 б) I tсбm t А IA Б m-1;A IIA IБ IIБ mA m-1;Б mБ ... n-1 n I;n-1 In m;n-1 m-1;n-1 II;n-1 IIn m-1;n mn T n Рис. 9 Неритмичный поток с непрерывным использованием фронтов а – матрица исходных данных в системе ОВР; б – циклограмма в системе ОВР Определение продолжительности неритмичных потоков по предложенной методике может быть оформлено в матрице в системе ОФР при непрерывном использовании ресурсов (рис. 10) и в системе ОВР при непрерывном использовании фронтов. ОФР А Б … n-1 n I tAI tБI … tn-1;I tnI II tAII tБII … tn-1;II tnII ... … … … … … m tAm tБm … tn-1;m tnm t рБI = t АI t рnI = t n−1;I t рБII = t рБI + t АII − t БI t рnII = t рnI + t n−1;II − t nI … t рБm = t рБ;m−1 + t Аm − t Б;m−1 … t рnm = t рn;m−1 + t n−1;m − t n;m−1 T = max из t рБ + ⋯ + max из t рn + t n = ∑ 𝑡сб + 𝑡𝑛 Рис. 10 Определение продолжительности неритмичных потоков в матрице (в системе ОФР) Неритмичные потоки с немедленным занятием фронта работ освободившимися ресурсами, т.е. неритмичные потоки с критическим путем, выявленным при учете ресурсных и технологических связей (рис. 11), применяются в различных производствах давно. Методика их расчета предложена Дж.Е.Келли и М.Р.Уокером в 1957 г. В России разновидности метода критического пути получили общее наименование сетевых методов планирования и управления (СПиУ). Методика расчета сетевых графиков, на которых основывается СПиУ, излагается в нормативной, справочной и учебной литературе. Рассмотрим только графический способ, который наиболее четко показывает поточные принципы сетевого планирования. Сущность графического способа расчета сводится к построению календарного графика любой формы (линейный, циклограмма, сетевой) при одновременном показе выполнения работ в ранние (𝒕РН - раннее начало, 𝒕РО раннее окончание) и поздние сроки (𝒕ПН - позднее начало, 𝒕ПО - позднее окончание). У части работ эти сроки совпадут. Они-то и являются работами, составляющими критический путь (критические пути), т.е. критическими работами. Прочие работы являются некритическими и имеют резервы времени. Резервы времени бывают двух видов: общие (R) и частные (r). Общий резерв работы находится между поздним и ранним ее свершением, а частный - между ранним началом последующей работы и ранним окончанием рассматриваемой работы. У критических работ резервы времени равны нулю. Графический способ позволяет определить все расчетные параметры сетевого метода организации работ (метода организации работ с немедленным освоением фронта работ освободившимися ресурсами). Данное наименование метода всегда справедливо для критических работ, а для некритических работ – только при ранних сроках их выполнения. К достоинству графического способа расчета следует отнести его наглядность. Однако необходимость построения графиков в масштабе времени является делом трудоемким и ликвидирует одно из достоинств сетевого графика – возможность безмасша6ного его изображения. Главным образом графический метод расчета используется в учебно-методических целях. а) t I ГI ВI AI II БI БII AII ГII ВII БIII III ГIII ВIII AIII ГIV БIV IV ВIV AIV m б) I II III IV ГI ВI AI t БI AII БII ГII ВII ГIII БIII ВIII AIII ГIV БIV AIV ВIV m Рис.11 Графики неритмичного потока с критическим путем, выявленным: а – при ранних сроках производства работ; б – при поздних сроках производства работ По графикам определяем:  ранние и поздние сроки выполнения работ; А Б t РО AI t РН AI t РН БI tAI I В t РО БI Г t РН ВI tБI t РО ВI t РН ГI tВI t РО ГI tГI t ПН AI t ПО AI t ПН БI t ПО БI t ПН ВI t ПО ВI t ПН ГI t ПО ГI t РН AII t РО AII t РН БII t РО БII t РН ВII t РО ВII t РН ГII t РО ГII tAII II tБII tВII tГII t ПН AII t ПО AII t ПН БII t ПО БII t ПН ВII t ПО ВII t ПН ГII t ПО ГII t РН AIII t РО AIII t РН БIII t РО БIII t РН ВIII t РО ВIII t РН ГIII t РО ГIII tAIII III tБIII tВIII tГIII t ПН AIII t ПО AIII t ПН БIII t ПО БIII t ПН ВIII t ПО ВIII t ПН ГIII t ПО ГIII t РН AIV t РО AIV t РН БIV t РО БIV t РН ВIV t РО ВIV t РН ГIV t РО ГIV tAIV IV tБIV t ПО AIV t ПН AIV t ПН БIV tВIV t ПО БIV t ПН ВIV tГIV t ПО ВIV t ПН ГIV t ПО ГIV  общие и частные резервы; А I II III IV Б В Г 𝑅𝐴𝐼 𝑟𝐴𝐼 𝑅Б𝐼 𝑟Б𝐼 𝑅В𝐼 𝑟В𝐼 𝑅Г𝐼 𝑟Г𝐼 𝑅𝐴𝐼𝐼 𝑟𝐴𝐼𝐼 𝑅Б𝐼𝐼 𝑟Б𝐼𝐼 𝑅В𝐼𝐼 𝑟В𝐼𝐼 𝑅Г𝐼𝐼 𝑟Г𝐼𝐼 𝑅𝐴𝐼𝐼𝐼 𝑟𝐴𝐼𝐼𝐼 𝑅Б𝐼𝐼𝐼 𝑟Б𝐼𝐼𝐼 𝑅В𝐼𝐼𝐼 𝑟В𝐼𝐼𝐼 𝑅Г𝐼𝐼𝐼 𝑟Г𝐼𝐼𝐼 𝑅𝐴𝐼𝑉 𝑟𝐴𝐼𝑉 𝑅Б𝐼𝑉 𝑟Б𝐼𝑉 𝑅В𝐼𝑉 𝑟В𝐼𝑉 𝑅Г𝐼𝑉 𝑟Г𝐼𝑉 При формировании рассмотренных неритмичных потоков в отличие от формирования ритмичных и разноритмичных потоков следует обращать внимание на порядок освоения захваток, так как при изменении очередности освоения (если оно возможно) изменяются продолжительность потока, сроки выполнения работ и другие показатели. В каждом конкретном случае организации работ существует одна или несколько очередностей, обеспечивающих лучшие технологические показатели. Однако поиск их весьма затруднителен: полный перебор возможных вариантов очередности освоения захваток, как правило, невозможен. При полном переборе число вариантов составляет факториал от числа захваток и уже при 10 захватках достигает 3628800. Поэтому разрабатываются специальные алгоритмы выбора рациональной очередности освоения захваток.