Б) Сетевое моделирование строительства.
Модель представляет собой абстрактное (отвлеченное) отображение наиболее существенных характеристик, процессов и взаимосвязей реальных систем. Сетевые модели изображаются в виде сети. В основе сетевого планирования лежит теория графов раздел математики). Графом называют геометрическую фигуру, состоящую из конечного или бесконечного множества точек и соединяющих эти точки линий.
В основе построения сетевой модели лежат понятия «работа»и «событие».
Работа –этопроизводственный процесс, требующий затрат времени и материально-технических ресурсов. Работу на сетевом графике изображают сплошной немасштабной стрелкой, длина которой не связанна с продолжительностью работы (но практикуются и сетевые графики, вычерченные в масштабе времени, – это удобно при графическом определении резервов времени, при построении диаграммы наличия на объекте рабочих-строителей и др.). Под стрелкой обычно указывают наименование работы, а под стрелкой – продолжительность работы в днях, сменность и количество рабочих.
Кладка стен из кирпича
Ожидание –процесс, требующий только затрат времени и не требующий материальных затрат (схватывание бетона, сушка штукатурки, т.д.). Оно изображается сплошной стрелкой без цифр.
схватывание бетона
Зависимость (фиктивная работа),или логическая связь – вводится для отражения технологической и организационной зависимости одной работы от другой (кирпичная перегородок - лишь после монтажа перекрытий) не требует ни времени, ни ресурсов. Зависимость изображается пунктирной стрелкой.
| i |
| j |
Она определяет последовательность свершения событий (из события №2«Перекрытие смонтировано» в событие №3«Начало кирпичной кладки перегородок»).
Событие –это факт окончания одной или нескольких работ, который необходим и достаточен для начала последующей работы.
В сетевой модели события устанавливают технологическую последовательность работ. События изображаются кружками (или любыми другими геометрическими фигурами), внутри которых указывается определенный номер – код события. Конкретные события ограничивают работу и по отношению к ней являются либо начальным, либоконечным. Начальное событие – определяет начало данной работы и является конечным для предшествующей работы. Конечное событие – определяет окончание данной работы и является начальным для последующей работы.
Исходное событие – это событие, которое не имеет предшествующих работ в рамках данного сетевого графика. Исходному событию присваивается №1. Завершающее событие – это событие, которое не имеет последующих работ в рамках рассматриваемого сетевого графика.
Сложное событие – событие, в которое входят или из которого выходят две и более работ.
Конеч.соб.раб.1-2, Конеч.соб.раб.2-3 ,
Начальное начальн.событие начал. событие Конеч.событие
событие работы.1-2 работы 2-3 работы 3-4 работы 3-4
Работы, которые заканчиваются завершающим событием, называются завершающими (их может быть несколько, например: отделка фасада и благоустройство)
исходная работа завершающая работа.
Путь – этонепрерывная последовательность работ на сетевом графике от исходного до завершающего события.
Критический путь –это полный путь, имеющий наибольшую длину (продолжительность) из всех полных путей; его длина определяет срок выполнения всех работ на сетевом графике. В сетевом графике может быть один или несколько критических путей. Работы, лежащие на критическом пути, называются критическими. Они не имеютрезервов времени. Поэтому сокращения критического пути можно добиться лишь путем прибавления работников в одну смену или направления их во вторую смену.
Пути записывают в соответствии с нарастанием значений кодов событий, составляющих путь.
1 2 3
2 3 4
3 5
Путь L1=1-2-3-7=1+2+3=6дн. L2=1-4-6-7=2+3+4=9 дн.
L3=1-5-7=3+5=8 дн.
В этом сетевом графике критический путь описывается следующими событиями: 1-4-6-7=2+3+4=9
Критический путь на сетевом графике выделяется (жирной стрелкой, красной пастой).
Правила построения сетевых моделей:
1) Направление стрелок ставить слева направо
| i |
| j |
2) Большинство работ изображать горизонтальными линиями
3)
4) При выполнении параллельных работ (когда одно событие служит началом двух и более работ, заканчивающихся другим событием) для (n-1) работы вводится дополнительное событие и логическая связь (иначе разные работы будут иметь одинаковый код).
Если те или иные работы начинаются после частичного выполнения предшествующей работы, то эту работу следует разбить на части.
5) Для изображения поточности работ на сетевой модели здание разбивается на захватки.
Например, надо поточным способом выполнить следующие циклы работ:
- нулевой цикл (нц)
| Iзахв |
| IIзахв |
| IIIзахв |
- устройство кровли (ук)
- отделочные работы (ор)
В этом случае первоначальная сетевая модель примет следующий вид:
МкIмкIIмкIII
УкIукIIукIII
Ор I ор II ор III
1 этап: после окончания НЦ на I захватке приступаем к МК на Iзахватке.
2 этап: приступаем к МК11 на второй захватке: для этого должен быть готов фронт работ по НЦ на IIз и бригада по МК смогла перейти на IIз. Работа по МК на IIз зависит технологически от НЦ на второй захватке и от МК на Iзахватке. Поэтому следует указать две соответствующих зависимости.
МК на IIIз зависит от окончания НЦ на IIIзахватке и от окончания МК на IIзахватке. Поэтому и здесь следует ввести две логические связи (зависимости).
3 этап: выполнение работ по УК на Iзахватке можно начать после окончания МК на Iзахватке, и так далее.
4 этап: ликвидация лишних зависимостей и событий (оптимизация).
Методы расчета сетевых графиков:
а) аналитический (расчет параметров ведется по формулам);
б) табличный (расчет ведется на специальной матрице, параметры в которой расположены в определенной последовательности для удобства расчета);
в) секторный (расчет параметров ведется непосредственно на графике чисто механически);
г) на ЭВМ (по специальной программе на персональном компьютере).
Наиболее простым и наглядным является расчет сетевого
графика секторым (секторно-графическим) методом, который в общих чертах заключается в следующем:
1) кружки «события» делятся на четыре сектора – левый, правый, верхний и нижний: в верхний сектор записываются порядковые номера событий; в нижний сектор – номер предыдущей работы по максимальному пути; в левый сектор – ранний срок началапоследующей работы; в правый сектор – позднее окончание предшествующей работы.
2) над каждой стрелкой «работа» проставляются следующие три цифры: «продолжительность данной работы»-«сменность»-«число рабочих»;
3) заполняется левый сектор круга событий – сначала путем прибавления к нулевому значению левого сектора исходного (то есть самого первого) события «продолжительности работы» между исходным и последующим событием (если от исходного события выходят две и более работы, то суммирование осуществляется аналогично); затем по такому же начину заполняется левый сектор следующего на очереди события,- то есть к левому сектору предыдущего события прибавляется значение продолжительности работы, и так далее – до завершающего события;
ВНИМАНИЕ: когда в круг входит две и более работ (от двух и более событий), в левый сектор записывается наибольшее значение суммы предыдущего события и ведущей от него работы. При этом в нижний сектор записывается номер того события, от которого взята эта наибольшая сумма;
4) правый сектор заполняется движением справа налево, то есть от завершающего события к исходному, - путем вычитания из значения правого сектора последующего события продолжительности ведущей к нему работы; причем, если из события исходят две и более работ, то в правый сектор записывается наименьшая разность;
5) что касается критического пути, то он вычерчивается жирной линией механически – движением от завершающего события справа налево в направлении тех событий, что указаны в нижнем секторе.
Например, сетевой график разработки ТЭО (технико-экономического обоснования) строительстваобъекта может состоять из следующих сгруппированных работ (событий):
| Код события или работ | Наименование событий или работ | Продол-житель-ность событий или работ в неделях |
| Задание на разработку ТЭО строительства объекта получено | - | |
| 1 – 2 | Предварительные технические расчеты | |
| 1 – 3 | Предварительные экономические расчеты | |
| 1 – 4 | Разработка общего вида объекта, его укрупненных параметров | |
| Технические расчеты выполнены | - | |
| 2 – 4 | Учет укрупненных параметров объекта в расчетах | |
| 2 – 6 | Разработка, получение ТУ (технических условий ) объекта | |
| 2 – 8 | Уточнение и корректировка ТУ объекта | |
| Предварительные экономические расчеты выполнены | - | |
| 3 - 4 | Учет предварительных экономических параметров при разработке общего вида объекта с укрупненными параметрами | |
| 3 – 5 | Уточняющие расчеты по материально-техническим ресурсам | |
| Общий вид объекта с укрупненными технико-экономическими параметрами разработан | - | |
| 4 – 5 | Проведение экспертной оценки результатов предварительных технико-экономических расчетов | |
| 4 – 6 | Проработка варианта финансирования строительства объекта | |
| Предварительное заключение экспертов получено | - | |
| 5 – 6 | Учет в проекте решения руководства по данному объекту заключения экспертов | - |
| 5 – 7 | Проработка (элементов) разделов плана строительства объекта | |
| 5 – 8 | Доработка разделов плана финансирования и строительства объекта | |
| Управленческое решение (решение руководства) по строительству объекта принято | - | |
| 6 – 8 | Определение (проработка) генерального подрядчика и субподрядчиков строительства объекта | |
| Комплексный план строительства объекта разработан | - | |
| 7 – 8 | Согласование с участниками строительства (смежниками) разделов Комплексного плана строительства объекта | |
| Комплексный план строительства объекта утвержден (принят к исполнению) | - |
| L kp |
| C |
Рис. 2.Сетевой график разработки ТЭО и принятия решения по строительству объекта
Формирование сетевого графика производится по следующим правилам:
1) нумерация событий должна выполняться так, чтобы каждая стрелка была направлена от меньшего номера к большему;
2) график не должен иметь тупиковых событий кроме первого и последнего;
3) график не должен иметь замкнутых циклов;
4) на графике не должно быть параллельных работ.
событие, которое соединяется
фиктивной безразмерной работой,
обозначаемой пунктирной линией ( такие работы показаны бледным цветом и обозначены цифрой «0»). Это означает, что (в нашем примере) событие «4» (Общий вид объекта с технико-экономическими параметрами разработан) не может наступить раньше, чем свершится событие «3» (Предварительные экономические расчеты выполнены).
Сетевой график имеет множество путей от начального события J до конечного C, проходящих через непрерывную последовательность стрелок.
Заполнение сетевого графика осуществляется в следующем порядке:
1) в верхнем секторе кружков ставятся порядковые номера событий согласно таблице расчетов (в примере от 1 до 8);
2) события соединяются стрелками работ и возле каждой стрелки ставится цифра продолжительности соответствующей работы (в том числе и нулевой работы). Стрелка с нулевой (безразмерной) работой вычерчивается тонкой либо пунктирной линией;
3)движением слева-направо поочередно (в примере от 1 до 8) заполняются левые секторы кружков путем прибавления к цифре левого сектора предыдущего события цифры работы у стрелки, направленной к последующему событию (в нашем примере – это: 0+7=7, 7+3=10,10+5=15, а также по другой ветви 7+3=10 и 10+3=13);
причем, если в кружке сходятся две и более стрелок, то к цифре предыдущего события прибавляется цифра работы с наибольшей продолжительностью (в нашем примере: в кружке №6 сходятся: 2+4=6, 7+3=10 и 10+0=10, поэтому записывается наибольшее число – 10; в кружке №5 сходятся 3+3=6 и 7+3=10, поэтому записывается цифра 10; в кружке №8 сходятся следующие работы: 2+2=4, 10+5=15, 10+2=12 и 13+1=14, - поэтому выбирается цифра наиболее продолжительной, а именно 15. – В противном случае она останется незавершенной к моменту наступления данного события, что нельзя допустить.);
4) после заполнения левого сектора последнего кружка записывают такую же цифру в его правом секторе и проводят заполнение правого сектора других кружков движением справа-налево (в нашем примере – от №8 к №1) и вычитанием из цифры предыдущего кружка величины соответствующей работы;
причем, если в кружке сходятся несколько работ, то из получаемых разностей записывается в правый сектор соответствующего кружка наименьшая(в примере – это: для №7: 15-1=14; для №6: 15-5=10 и 10-0=10 и ставится 10; для №5: 15-2=13 и 14-3=11 - выбираем 11; для №4: 10-3=7 и 7-0=7 и ставим 7; для №2: 15-2=13, 10-4=6 и 7-0=7 – выбираем 6; для №1:7-7=0, 7-3=4 и 6-2=4 – выбираем наименьшее число 0);
5) проводится вычитание цифры левого сектора из цифры правого сектора, и разница записывается в нижний сектор, это и есть резерв времени в данном сетевом графике;
6) по стрелкам, соединяющим события без резерва времени, прочерчивается жирная линия критического пути данного сетевого графика (в данном примере – это путь по следующим вершинам графа: «2»-«4»-«6»-«8», - в итоге получается 15 недель).
LJ-C = L kp – критический путь. Он определяет продолжительность минимальновозможного (без резервов) времени выполнения всего комплекса работ.
Любое затягивание работ по критическому пути вызовет соответствующее увеличение продолжительности всего цикла работ. Поэтому руководитель проекта, управляя всем комплексом работ, должен контролировать ход выполнения работ критического пути и подкритических путей.
Работы не на критическом пути могут иметь различный резерв времени. Увеличивать их длительность на величину этого резерва можно не нарушая длительность критического пути.
Оптимизация сетевого графика производится путем перебрасывания части работ с критического пути на некритические, имеющие резерв времени. Обеспечение равномерной потребности в ресурсах на протяжении выполнения всего комплекса работ достигается за счет установления рациональных сроков начала и окончания работ некритических путей. Тем самым уменьшаются суммарные пиковые нагрузки по исполнителям.
Для этого работы графика изображаются в масштабе: критический путь – в виде непрерывной линии, разрывы – пунктиром; на работах наносится количество исполнителей. Перемещая работы в пределах их резервов, можно добиваться равномерных эпюр потребности в ресурсах.
В общем виде порядок формирования системы сетевого планирования слагается из следующих операций:
1) определяются ответственные исполнители отдельных частей комплекса работ;
2) ответственные исполнители разрабатывают сетевые графики для своих подразделений;
3) сшивается общая сеть и производится оптимизация комплексного сетевого графика;
4) определяются документация и порядок поступления информации по ходу процесса и распоряжений по корректировке работ.