CC BY
313.Гончаренко Д.Ф., Торкатюк В.И., Кобзев И.М. Реконструкция промышленного здания с использованием вертолета МИ-10К// Промышленное строительство, 1984. - №8. -С.40-41.
4. Загнитко В.Н. Обоснование и выбор экономически эффективной организации применения вертолетов на строительно-монтажных работах: дис. к.э.н.: 08.00.23 / Загнитко Владимир Николаевич. - Рига, 1988. - 205с.
5. Реконструкция промышленных предприятий. В 2 т. Т2 / В.Д. Топчий, P.A. Гребенник, В.Г. Клименко и др.; Под ред. В.Д. Топчия, P.A. Гребенника. - М.: Стройиздат, 1990. - 623 с. - (Справочник строителя).
УДК 354.61
Волосовин О.И., Пушкарев Б.А.
Национальная академия природоохранного и курортного строительства
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ MICROSOFT EXCEL 2010 ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРИЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ И МОДЕЛИРОВАНИЮ СЕТЕВОГО ГРАФИКА В МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ
В статье рассмотрен ряд особенностей связанных с программным обеспечением необходимым для организации планирования строительного производства. Выделены проблемы, являющиеся причинами отказа организаций от использования программного обеспечения для таких задач как моделирование и расчет сетевых графиков в масштабе времени, а также причины отсутствия доступного программного обеспечения решающего подобные задачи. Разработано приложение «Сетевой график» в среде табличного процессора Microsoft Excel 2010, решающие подобные задачи, а также ряд сопутствующих задач.
Ключевые слова: сетевой график в масштабе времени, программное обеспечение, Microsoft Excel, график движения рабочей силы, график движения машин и механизмов, карточка-определитель, автоматизация
Введение
Планирование является важнейшим этапом строительного производства, так как именно на этом этапе закладывается концептуальная эффективность процесса строительства. На сегодняшний день большинство строительных фирм Украины уделяют недостаточное внимание этому этапу. В основном используются исключительно календарные планы, проходящие лишь небольшое количество итераций, что ненамного увеличивает эффективность. Существенно повысить эффективность строительного процесса может тщательная итеративная оптимизация плана выполнения работ с использованием сетевых графиков в масштабе времени. Для данной цели необходимо специализированное программное обеспечение.
Анализ публикаций
Несмотря на значительное усовершенствование научной и методологической базы в сфере организации и управления строительством, превышение стоимости и несвоевременное введение объектов строительства в эксплуатацию остается распространённым явлением. Для большинства проектов, это объясняется недостатками существующей методологии ресурсно-календарного моделирования строительного производства. Поэтому на современном этапе повышается актуальность исследований и моделирования ресурсных потоков и календарных планов реализации проектов строительного комплекса отечественными предприятиями [1].
В свете изложенных существующих проблем, связанных с управлением строительством проблема методологии ресурсно-календарного моделирования вне сомнения является наиболее распространенной. Однако упускается из виду, что основным источником проблем связанных с планированием в сфере организации строительства является слабое распространения использования программного обеспечения для ресурсно-календарного моделирования.
До настоящего времени основной моделью, применяемой в организации строительства служа простые графические методы в виде графиков Ганга - календарные линейные графики, на которых в масштабе времени показывают последовательность и сроки выполнения работ.
Линейный график прост в исполнении и наглядно показывает ход работы. Однако здесь динамическая система строительства представлена статической схемой, которая в лучшем случае может только отобразить положение на объекте, сложившееся в какой-то определенный момент. Линейный график не может отобразить сложность моделируемого в нем процесса, модель не адекватна оригиналу, форма модели вступает в противоречие с ее содержанием.
Отсюда основные недостатки линейных графиков:
- отсутствие наглядно обозначенных взаимосвязей между отдельными операциями (работами); зависимость работ, положенная в основу графика выявляется составителем только один раз в процессе работы над графиком (моделью) и фиксируется как неизменная; в результате такого подхода, заложенные в графике технологические и организационные решения принимаются обычно как постоянные и теряют свое практическое значение вскоре после начала их реализации
- негибкость, жесткость структуры линейного графика, сложность его корректировки при изменении условий; необходимость многократного пересоставления, которое, как правило, из-за отсутствия времени не может быть выполнено;
- сложность вариантной проработки и ограниченная возможность прогнозирования хода работ;
- сложность применения современных математических методов и компьютеров для механизации расчетов параметров графиков.
Все перечисленные недостатки снижают эффективность процесса управления при использовании линейных графиков
Сетевая модель свободна от этих недостатков и позволяет формализовать расчеты для передачи на компьютер [2].
Подчеркивается тенденция отечественных строительных фирм использовать в основном календарные линейные графики, теряя преимущества использования сетевых моделей и основанных на них сетевых графиков в масштабе времени. Основной причиной является высокая стоимость немногочисленного программного обеспечения, работающего с сетевыми моделями и сетевыми графиками в масштабе времени. В основном это крупные корпоративные системы, недоступные большинству отечественных фирм. Не смотря на указанную простоту формализации расчетов для передачи на компьютер, практически все современные программные системы используют линейные календарные графики, как более распространенные среди других отраслей производства. На западе практически отказались от использования сетевых моделей «вершины-события» в пользу моделей «вершины-работы». Поэтому западное программное обеспечение в основном также использует модели «вершины-работы», а в масштабе времени график отображается в виде линейного календарного графика [3]. Поэтому отображения последовательности работ с помощью сетевого графика в масштабе времени согласно принятым отечественным стандартам в виде графа, где вершины - события, не поддерживается. Доступное программное обеспечение, работающее с сетевыми моделями, как зарубежное, так и отечественное, такие программы как №!Огар11, БРИ, Во^Ыг имеют в большинстве случаев неудобную табличную среду разработки сетевой модели. Зависимости между работами указываются в таблицах, а
сетевая модель генерируется после указания всех зависимостей. Возможность генерации сетевого графика в масштабе времени отсутствует.
Цель и постановка задач
Целью исследования является анализ возможности использования Microsoft Excel для создания приложения по расчету сетевого графика в масштабе времени, разработка необходимого приложения, анализ эффективности использования созданного приложения.
Методика исследования
С использованием табличного процессора Microsoft Excel 2010 была разработана программа «Сетевой график», которая позволяет создавать модель сетевого графика, рассчитывает его параметры, а также строит графическую модель сетевого графика в масштабе времени.
Результаты и их анализ
Для управления программой используются 3 листа: Карточка-определитель, Схема, Сетевой график (рис. 1).
и Карточка определитель у ^Схема / Сетевой графин
-
Рис. 1. Листы программы
На первом листе под названием "Карточка-определитель" необходимо вводить исходные данные по работам. Пользователь изначально заполняет список используемых машин и механизмов (рис.2).
Рис. 2. Лист «Карточка-определитель». Таблица машин
Далее заполняется несколько модифицированный для удобства использования аналог карточки-определителя (рис. 3).
Карточка-определь
NN п/п Код работ Наименование Трудоемкость Состав бригады Смен Машины Продолжительность Продолжительно сть2
чел.дн шш.см проф. кол. Код наимен. кол.
1 1-2 первая 10 4 2 2
2 2-3 вторая 6 2 2 1 Бульдозер 1 3
3 4-6 третья 5 5 1 1
4 5-6 четвертая 4 3 1 2 Экскаватор 1 4
5 6-7 пятая 11 3 2 2
6 2-4 шестая 24 5 1 5
7 3-5 седьмая 7 2 1 4
8 -
Рис. 3. Лист «Карточка-определитель». Таблица «Карточка-определитель»
Для расчета необходимо ввести наименования работ, их трудоемкость, состав бригады, сменность, количество машин, код машины в списке машин и механизмов. Наименования машин подставляются автоматически по коду машин. Номера работ заранее проставлены в порядке возрастания. Продолжительность считается автоматически. Если продолжительность работ посчитана предварительно, существует возможность ввода непосредственно продолжительности. Ввод осуществляется в графе «Продолжительность2», данные автоматически копируются в графу «Продолжительность». Код работ подставляется автоматически после составления схемы сетевого графика на листе «Схема». Программа составлена таким образом, что если несколько работ имеют одинаковые предусловия, то их предваряет одно событие. Аналогично с постусловиями. Следовательно, несколько работ могут иметь одинаковый код работ, а уникальным идентификатором является номер работы.
Изначально на листе «Схема» пользователь видит пустую матрицу с ячейками большого и маленького размера. В большие ячейки при составлении схемы вводят номера работ, в маленькие ячейки - события, связанные с этими работами (рис. 4).
Рис. 4. Лист «Схема» (пустой)
После ввода номеров работ и событий система автоматически добавляет в схему информацию о наименовании работы, продолжительности. Автоматически рассчитываются и добавляются в схему необходимые параметры событий (раннее начало и позднее окончание), а также общий и частный резервы работ существующей на данный момент схемы (рис. 5).
Рис. 5. Отображение работ и событий на листе «Схема»
Работы одного потока записывают по порядку с лева на право в одну строчку. Если несколько событий имеют одинаковые предусловия, создаются дополнительные потоки ниже. Номера начальных событий дублируется (рис. 6).
Рис. 6. Сформированная модель сетевого графика
После формирования схемы, результат работы программы можно увидеть на листе «Сетевой график». Тут представлены рассчитанные сетевой график в масштабе времени, график движения рабочей силы, график движения машин и механизмов (рис. 7).
Сверху над каждым графиком присутствует шкала продолжительности в днях. Ячейка соответствующая общей продолжительности окрашена в зеленый цвет. События сетевого графика в масштабе времени представляются пользователю в виде прямоугольников коричневого цвета. Сверху над событиями подписаны ранние начала и поздние окончания. Между событиями в масштабе линией показаны работы. Сверху подписаны номера работ, а в скобках указана продолжительность. Критический путь изображен в виде толстой линии, частный резерв показан красной штрихпунктирной линией после завершения работы, перед последующим событием. Под линиями работ подписаны общий и частный резервы. По графику движения машин и механизмов определяются даты использования машин,
представленных в карточке-определителе. По графику движения рабочей силы
определяется необходимое количество рабочих на каждый день производства. Сетевой график | обща я продолжительность: 13 дней| в масштабе
времени
0 : 2 3 4 5 6 7 а 9 10 ::
о|о Ф Ф Ф и|и
: 2 3 5 6
Ж 2(3) 3(1) 4(4)
12
5(2
13
14
6(5)
7(4)
: 2 3 4 5 6 7 В 9 10 12 13 14
1 Бульдозер
: Экскаватор
График движения рабочей силы
0
: 2 3 4 5 6 7 а 9 10 12 13 14
<ол-во чел
:о
Рис. 7. Рассчитанный сетевой график в масштабе времени
При любых изменениях в схеме или карточке-определителе, все показатели автоматически пересчитываются, происходит корректировка графиков. Например, пометаем местами третью и седьмую работы (рис. 8).
Рис. 8. Измененная схема
Как видно из рис. 9, сетевой график приобрел новую форму, изменились показатели.
Сетевой график |общая продолжительность: 15_дней]
в масштабе
времени
0 : 2 3 4 5 6 7 s 3 10 12 13 14 15 li
□ 1 Ф 91 9 --I--
: 2 3 5 6 7
Ж 2(3| m ill sm
2 4 6
6(5} 3(1]
: 2 3 4 5 6 7 S 9 10 12 13 14 15 li
1 Бульдозер
: Эксчаватор
: 2 3 4 5 6 7 S Э 10 12 13 14 15 li
кол-во чел
Рис. 9. Измененный сетевой график в масштабе времени
Использование табличного процессора Microsoft Excel для создания приложения по расчету и моделированию сетевого графика в масштабе времени обеспечивает ряд преимуществ:
- Приложение не требует установки. Для использования программы необходим лишь пакет офисных программ, которые есть на каждом предприятии.
- Возможность использования встроенных функций Excel для управления проектом.
- Функционал программы легко расширяем. В приложении оставлена удобная возможность для пользователей, знакомых со средой Microsoft Excel расширять возможности программы, вставляя дополнительные необходимые алгоритмы.
- Из среды Excel данные могут быть импортированы в программу AutoCad. Небольшое приложение на языке VBA может обеспечить автоматическое моделирование расчитанного сетевого графика в масштабе времени в формате DWG, и, как следствие автоматическую подготовку документации.
- Использование макросов доступных в Microsoft Excel может стать эффективным инструментом для создания сценариев оптимизации сетевых графиков.
Ключевым недостатком использования Microsoft Excel в качестве среды для приложения такого рода можно считать вынужденное ограничение на максимальное количество работ и потоков, Все операции в текущей версии программы производятся достаточно быстро. В ответ на изменение в карточке-определителе или схеме, сетевой
график моментально пересчитывается, перечерчиваются все графические модели. Текущая версия приложения в экспериментальных целях ограничена до возможности использования максимально 100 работ и 10 параллельных потоков. Получено, что при расширении до 500 работ и 30 потоков, скорость реакции системы на действие пользователя даже при слабом процессоре будет приемлемой. При дальнейшем расширении возможно значительное увеличение ожидания отклика системы. Это обусловлено особенностью использования табличного процессора, изначально не предназначенного для построения графических моделей в табличном пространстве, и сред разработки подобных моделей. Однако при озвученных выше ограничениях система показывает стабильную работу и с успехом может быть использована на предприятиях отечественной стройиндустрии, а также имеет ряд преимуществ по сравнению с программным обеспечением подобного класса:
- Работа с сетевыми графиками в масштабе времени.
- Созданная смешанная среда схематичного моделирования сетевого графика позволяет использовать преимущества моделей «вершины-работы» и успешно переходить от них к моделям «вершины-события» и непосредственно к сетевому графику в масштабе времени.
- Программа специализирована для строительной отрасли. Пользователь работает со знакомыми понятиями и моделями. Алгоритм решения задачи приближен к принятым на производстве практикам.
Выводы
В результате исследования было доказано, что табличный процессор Microsoft Excel 2010 может быть успешно использован при создании приложений для автоматизации процесса планирования на отечественном строительном предприятии. Была составлена программа «Сетевой график» которая позволяет успешно рассчитывать и моделировать сетевой график в масштабе времени, сохраняя ряд преимуществ перед программным обеспечением применимым для озвученных целей. Удобный интерфейс пользователя, а также возможность работы с типичными для отечественной строительной отрасли данными и моделями позволяет в короткие сроки максимально оптимизировать строительный процесс в рамках поставленных ограничений.
список литературы
1. Антипенко С.Ю. Науково-акомодативш засади ресурсно-календарного моделювання буд1вельного виробництва: автореф. дис. на здобуття наук, ступеня канд. техн. наук: спец. 05.23.08 «Технология та оргашзащя промислового та цившьного буд1вництва» / Антипенко С.Ю. - Кшв, 2011. - 40 с.
2. Дикман Л.Г. Организация строительного производства / Дикман Л.Г. / Издательство ассоциации строительных вузов, 2006. - 608 с.
3. Колосова Е.Г. Управление проектами капитального строительства в энергетике. Практический опит / Колосова Е.Г. / PMSOFT, 2007. - 44 с.
