Матричное моделирование поточного строительства

Графические форм и модели,

используемые в организации, планировании и управлении

Строительным производством

Горизонтально-линейная форма, называемая еще иногда по фамилии предложившего ее в конце XIX в. американского инженера «графиками Гантта», получила широкое распространение.

Применяются следующие ее разновидности:

- ленточные графики

- цифровые и смешанные линейные графики

- масштабные календарные графики

- ортограммы и документограммы, оперограммы

Графические формы, используемые в моделировании строительных процессов
Наименование формы	Область применения	Основные преимущества
Горизонтально- линейная: - линейные ленточные графики; - цифровые и смешанные графики; - масштабные кален­дарные графики	Организация строительства, планирование производства работ, оперативное управление ходом строительства. Диспетчерское управление строительством по недельно суточным графикам, планирование производства работ. Организация строительства сложных объектов смешанного характера, с наличием линейных и площадочных сооружений; координация деятельности различных организаций	Наглядность и высокая точность изображения. Отображение развертывания строительных процессов с привязкой к месту располо­жения сооружений на трассе
Циклограммная	Организация и планирование строительства поточными методами	Наглядность изображения
Матричная	Организация строительства сложных объектов поточными методами с использованием ПЭВМ	База для использования ПЭВМ
Блок-схемы	Отображение очередности процессов; конструирование логической схемы мышления; программирование процесса для использования ПЭВМ	Компактность, наглядность, база для внедрения ПЭВМ
Сетевая	Организация строительства сложных объектов, увязка деятельности различных организаций, оптимизация производственного процесса; оперативное управление строительством	Изменение сроков отдель­ных работ не приводит к пересоставлению графика. Наличие критического пути. База для использования ПЭВМ

Линейные ленточные графики применяют в календарном планировании сравнительно несложных сооружений: водопропускных труб, мостов, зданий и т.д.

Их используют при оперативном управлении строительством, в техническом нормировании («фотоучет графический»), при планировании строительства поточными методами.

Цифровые графики являются разновидностью горизонтально-линейной формы графиков.

На таких графиках показывают, с привязкой к календарным срокам, объемы работ (в денежном или натуральном исчислении), намеченные к выполнению (в числителе) и фактически выполненные (в знаменателе).

Такая форма моделирования принята в диспетчерской системе управления, при составлении лимитно-заборных карт на поставку материалов, при планировании организации строительства, анализе хода работ; в техническом нормировании («фотоучет цифровой») и в ряде других случаев.

Лимитно-заборная карта оформляется при условии отпуска материальных ценностей в структурные отделы, при условии систематического их потребления или в случае заранее разработанного лимита отпуска.

Смешанные графики. При использовании смешанных графиков часть информации дают в виде ленты, например продолжительность отдельной операции с привязкой к календарю, а над ней записывают в цифровом виде дополнительную информацию (о численности рабочих или об объемах работ). Область ее использования: календарное планирование производства работ, техническое нормирование («фотоучет смешанный»).

Основным недостатком рассмотренных графиков является то, что при изменении сроков отдельных работ, включении новых работ требуется полное пересоставление модели. Не видно работ, определяющих продолжительность строительства. Не создается полного представле­ния о динамике строительства, взаимосвязях работ.

Циклограммная форма, при использовании которой строительный процесс отображается в виде наклонных линий или полос в системе координат «время (горизонтальная шкала) — захватки (участки, сооружения, фронты работ) (вертикальная шкала)».

Матричная форма является разновидностью циклограммной. Все параметры циклограммы представлены в специальной таблице-матрице в цифровом виде. Применяется она при использовании поточных методов в организации строительства сложных объектов, при оперативном уп­равлении ходом работ, когда, после поступления информации с фронтов работ, требуются многочисленные пересчеты исходной матрицы. Для этого целесообразно использовать электронную технику. Методика матричного метода расчета параметров потока приводится ниже.

Блок-схемы и схемы алгоритмов используют для наглядного изображения очередности процессов, конструирования логической схемы мышления. Это функционально-ориентированные графические изоб­ражения, с помощью которых описывается последовательность шагов процесса и связи носителей функции. Связи носителей функций могут иметь форму потоков данных, материалов и т.д. При этом используют текст и специальные символы.

Сетевая форма, наряду с матричной, также является базой для автоматизации расчетов по организации строительства сложных объектов. Она используется для увязки деятельности генподрядных и субподрядых организаций, для оптимизации производственного процесса, оперативного управления строительства.

Состав сетевой модели

Сетевая модель состоит из следующих элементов:

Работа— любой процесс, требующий затраты времени и ресурсов.

Изображается сплошной стрелкой. Над ней пишется «наименование работы», под ней «продолжительность»

Продолжительность в строительстве обычно приводится в днях или числах.

Под понятие «работа» подпадает и процесс, требующий затраты только времени. Например, твердение бетона, сушка краски и т.д.;

зависимость(логическая связь) — технологическая или орга­низационная взаимосвязь между работами, изображается пунктирной стрелкой. Временной продолжительности не имеет. Показывает, что результат одной или нескольких предыдущих работ нужен для начала данной работы;

событие— результат завершения одной или нескольких работ, создающих предпосылки для начала следующих. Временной протяжен­ности не имеет. Изображается кружком.

В сетевом моделировании принято предыдущие работы обозначать буквами латинского алфавита:

h - i - предшествующие данные,

i - j и j - k — последующие.

Понятие пути

Путь в сетевой модели непрерывная последова­тельность работ и зависимостей. Наглядно представить, что такое «путь», можно из рассмотрения графика

График состоит из следующих путей, представленных в табл (события пронумерованы (закодированы) цифрами).

Пути в сетевой модели
№ пути	Шифр	Продолжительность, дни	Запас времени
	1-2-5-6
	1-3-4-6
	1-2-3-4-6
	1-3-4-5-6
	1-2-3-5-6
	1-2-3-4-5-6

Каждый из шести путей имеет свою продолжительность. Максимальная продолжительность пути № 4 — 23 дня. Он и определяет срок стро­ительства. Путь максимальной длины носит название «критический». Все остальные пути имеют запас времени, равный разности между дли­ной критического и данного пути. Путь, у которого запас времени минимальный (№ 6 — запас 1 день) носит название «подкритического». Наряду с критическим путем, продолжительность работ на котором нельзя увеличивать, внимание руководителя должно быть обращено и на подкритический путь.

Стоит задержать одну из работ этого пути на 1 день, и он становится критическим.

Расчет сетевых моделей

Расчет сетевой модели заключается в определении его параметров, к которым относятся:

- раннее начало каждой работы — самый ранний срок, когда может быть начата данная работа;

- раннее окончание каждой работы — самый ранний срок, когда может быть завершена данная работа;

- позднее начало каждой работы — самый поздний срок, когда может быть начата данная работа (при условии, что все работы будут завершены к установленному сроку);

- позднее окончание каждой работы — самый поздний срок, когда может быть окончена данная работа (при условии, что все работы будут завершены к установленному сроку);

- полный резерв времени каждой работы — запас времени, которым располагает каждая работа (при условии, что все работы будут завершены к установленному сроку);

- частный резерв времени каждой работы — запас времени, которым располагает каждая работа при условии, что все последующие работы начнутся в ранние сроки. Это резерв времени работ каждой ветви сетевой модели, рассматриваемой в качестве самостоятельной (частной) модели.

Расчетные формулы

Рассмотрим фрагмент сетевой модели приведенной в масштабный вид, с выполнением работ в ранние (б) и поздние (в) сроки.

Ранние сроки

Критический путь проходит по тем работам, для которых

R_i-j=0 и r_i-j=0

Графические форм и модели,

используемые в организации, планировании и управлении

Строительным производством

Горизонтально-линейная форма, называемая еще иногда по фамилии предложившего ее в конце XIX в. американского инженера «графиками Гантта», получила широкое распространение.

Применяются следующие ее разновидности:

- ленточные графики

- цифровые и смешанные линейные графики

- масштабные календарные графики

- ортограммы и документограммы, оперограммы

Графические формы, используемые в моделировании строительных процессов
Наименование формы	Область применения	Основные преимущества
Горизонтально- линейная: - линейные ленточные графики; - цифровые и смешанные графики; - масштабные кален­дарные графики	Организация строительства, планирование производства работ, оперативное управление ходом строительства. Диспетчерское управление строительством по недельно суточным графикам, планирование производства работ. Организация строительства сложных объектов смешанного характера, с наличием линейных и площадочных сооружений; координация деятельности различных организаций	Наглядность и высокая точность изображения. Отображение развертывания строительных процессов с привязкой к месту располо­жения сооружений на трассе
Циклограммная	Организация и планирование строительства поточными методами	Наглядность изображения
Матричная	Организация строительства сложных объектов поточными методами с использованием ПЭВМ	База для использования ПЭВМ
Блок-схемы	Отображение очередности процессов; конструирование логической схемы мышления; программирование процесса для использования ПЭВМ	Компактность, наглядность, база для внедрения ПЭВМ
Сетевая	Организация строительства сложных объектов, увязка деятельности различных организаций, оптимизация производственного процесса; оперативное управление строительством	Изменение сроков отдель­ных работ не приводит к пересоставлению графика. Наличие критического пути. База для использования ПЭВМ

Линейные ленточные графики применяют в календарном планировании сравнительно несложных сооружений: водопропускных труб, мостов, зданий и т.д.

Их используют при оперативном управлении строительством, в техническом нормировании («фотоучет графический»), при планировании строительства поточными методами.

Цифровые графики являются разновидностью горизонтально-линейной формы графиков.

На таких графиках показывают, с привязкой к календарным срокам, объемы работ (в денежном или натуральном исчислении), намеченные к выполнению (в числителе) и фактически выполненные (в знаменателе).

Такая форма моделирования принята в диспетчерской системе управления, при составлении лимитно-заборных карт на поставку материалов, при планировании организации строительства, анализе хода работ; в техническом нормировании («фотоучет цифровой») и в ряде других случаев.

Лимитно-заборная карта оформляется при условии отпуска материальных ценностей в структурные отделы, при условии систематического их потребления или в случае заранее разработанного лимита отпуска.

Смешанные графики. При использовании смешанных графиков часть информации дают в виде ленты, например продолжительность отдельной операции с привязкой к календарю, а над ней записывают в цифровом виде дополнительную информацию (о численности рабочих или об объемах работ). Область ее использования: календарное планирование производства работ, техническое нормирование («фотоучет смешанный»).

Основным недостатком рассмотренных графиков является то, что при изменении сроков отдельных работ, включении новых работ требуется полное пересоставление модели. Не видно работ, определяющих продолжительность строительства. Не создается полного представле­ния о динамике строительства, взаимосвязях работ.

Циклограммная форма, при использовании которой строительный процесс отображается в виде наклонных линий или полос в системе координат «время (горизонтальная шкала) — захватки (участки, сооружения, фронты работ) (вертикальная шкала)».

Матричная форма является разновидностью циклограммной. Все параметры циклограммы представлены в специальной таблице-матрице в цифровом виде. Применяется она при использовании поточных методов в организации строительства сложных объектов, при оперативном уп­равлении ходом работ, когда, после поступления информации с фронтов работ, требуются многочисленные пересчеты исходной матрицы. Для этого целесообразно использовать электронную технику. Методика матричного метода расчета параметров потока приводится ниже.

Блок-схемы и схемы алгоритмов используют для наглядного изображения очередности процессов, конструирования логической схемы мышления. Это функционально-ориентированные графические изоб­ражения, с помощью которых описывается последовательность шагов процесса и связи носителей функции. Связи носителей функций могут иметь форму потоков данных, материалов и т.д. При этом используют текст и специальные символы.

Сетевая форма, наряду с матричной, также является базой для автоматизации расчетов по организации строительства сложных объектов. Она используется для увязки деятельности генподрядных и субподрядых организаций, для оптимизации производственного процесса, оперативного управления строительства.

Матричное моделирование поточного строительства

Расчет параметров неритмичных потоков при большом количестве захваток и объектов, на которых работают многочисленные специализированные звенья (бригады), целесообразно вести с использованием матричного алгоритма.

Матричный алгоритм, позволяет использовать для расчетов современную вычислительную технику. Это особенно важно на этапе выполнения строительно-монтажных работ: постоянно меняющаяся ситуация приводит к необходимости частых пересчетов матриц для поиска варианта исправления допущенных отклонений от намеченных значений в проекте производства работ.

Для составления рационального плана производства работ первоначально составляют исходный план.

Строка матрицы соответствует каждому i-му номеру захватки (участка, сооружения, объекта), а столбец — каждому j-му номеру строительного процесса (специализированного звена или бригады).

В матрице специализированного потока это нечто иное как частный поток. В дополнительных строках внизу матрицы сум­мируются продолжительности работы каждой бригады — частного потока по всем захваткам (первая строка).

Расчеты нужны для определения коэффициента плотности матрицы:

Чем больше значение К_пл, тем выше степень совмещения работ в потоке и использования фронтов работ, но, вместе с тем, реализуемость плана уменьшается.

После расчета на матрице выделяют самый напряженный (критический) путь.