Математична модель оптимальної структури комплекту машин мобільних загонів механізації будівництва Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 69.002.5:625.08

0. П. БАРАНОВ (АдмЫстращя Державно! спещально! служби транспорту, Ки!в),

1. М. ЩОКА (Д11Т)

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ОПТИМАЛЬНО? СТРУКТУРИ КОМПЛЕКТУ МАШИН МОБ1ЛЬНИХ ЗАГОН1В МЕХАШЗАЦП БУД1ВНИЦТВА

На основ! анал1зу використання засоб1в мехашзаци для буд1вннцтва, реконструкцп, ввдновлення об'еклв нацюнально! транспортно! системи запропонована математична модель для визначення оптимального складу спещал1зованих комплекпв буд1вельних машин.

Ключовi слова: комплексна мехашзащя буд1вництва, мобшьш загони мехашзаци, Державна спещальна служба транспорту

Вступ

Сучасш умови економ1чного розвитку Укра-!ни диктують необхщшсть штенсивного використання засоб1в мехашзаци для буд1вництва, реконструкций вщновлення об'екпв нацюнально! транспортно! системи. Велик втрати каш-тальних вкладень при вщхиленш вщ оптималь-них ршень при проектуванш оргашзаци виро-бництва робгт е слщством, у тому числ1, прора-хунюв в техшко-економ!чному обгрунтуванш, неращональному вибор! комплекпв машин для мобшьних загошв мехашзаци. Комплексна мехашзащя буд1вельного виробництва - один з головних напрямюв техшчного прогресу в бу-д1вництв1. Вона забезпечуе шдвищення продук-тивност! пращ 1 якосп виконуваних роб1т, а також знижуе вартють { строки буд1вництва. Розвиток мехашзаци е найважлившим завдан-ням буд1вельних оргашзацш й 11 виршенню повинна бути шдлегла вся оргашзащя буд1ве-льних робт

Росту р1вня мехашзаци сприяе насичення ринку буд1вельно! техшки високопродуктив-ними машинами ¿з широким набором виконуваних технолопчних операцш, розширення на-бор1в змшного робочого устаткування й поява ринку виробничих послуг з мехашзаци буд1ве-льних робгг.

Основш цш мехашзаци - це шдвищення техшчного р1вня виробництва, звшьнення лю-дини вщ важких, трудомютких { стомлюючих операцш, зниження соб1вартосп й полшшення якосп продукци. Мехашзащя - один з головних напрямюв техшчного прогресу, матер1альна сторона шдвищення ефективносп суспшьного виробництва. Вона е умовою й засобом шдуст-р1ал1заци буд1вництва, найважлившим фактором удосконалювання технологи.

По ступеш оснащеносп виробництва маши-

нами розр1зняють часткову й комплексну меха-шзащю. В умовах частково! мехашзаци маши-ни й устаткування застосовують при виконанш головним чином найбшьш важких { трудомютких робгг { частка ручно! пращ залишаеться значно!. При комплекснш мехашзаци вс тех-нолопчш операци як основш, так { допом1жш -виконуються машинами, об'еднаними в спеща-л1зоваш комплекти машин.

Комплексна мехашзащя здшснюеться на основ! ращонального вибору машин й устатку-вання, що забезпечуе ефективну !хню роботу у взаемопогоджуваних режимах, ув'язаних по продуктивност й умовам якюного проваджен-ня робт

Для виконання р1зного виду буд1вельно-монтажних робп формуються спещал!зоваш комплекти машин (СКМ), як представляють систему машин, ув'язаних по технолопчному призначенню, иродуктивносп й основним конструктивним параметрам.

Ефективнють комплексно! мехашзаци за-безпечуеться не тшьки шляхом збшьшення ю-лькост машин СКМ, але й у результат! найбшьш ращонального !хнього використання в технолопчному процесс

Виб1р машин для провадження робп на дано-му конкретному об'екп й режим1в !хньо! роботи здшснюеться в проект! провадження робп з ура-хуванням орган!зац!йно-технолог!чних ршень, закладених у проект! оргашзаци буд1вництва.

Постановка завдання

Для забезпечення змщнення економ1чного та оборонного потенщалу держави на шдстав! Закону Укра!ни «Про Державну спещальну службу транспорту» затвердженого Указом Президента Укра!ни вщ 5 лютого 2004 року № 1449-1У створена Державна спещальна слу-

© Баранов О. П., Щока I. М., 2012

жба транспорту, одними з основних завдань яко! е:

- технiчне прикриття, вiдбудова, встано-влення загороджень на об'ектах нацюнально! транспортно! системи Укра!ни з метою забез-печення дiяльностi Збройних Сил Укра!ни та шших вiйськових формувань, утворених вщпо-вщно до законiв Укра!ни;

- будiвництво та ремонт у мирний час i в умовах военного стану нових та тдвищення строку експлуатаци i пропускно! спроможностi дiючих об'екпв нацюнально! транспортно! сис-теми;

- вщбудова транспортних комунiкацiй, порушених унаслiдок надзвичайних ситуацiй техногенного та природного характеру, аварш i катастроф;

- наведення, будiвництво, експлуатацiя i ремонт (реконструкцiя) наплавних залiзничних мостiв та естакад. [1, 2].

Для виконання цих завдань у структурi Де-ржспецтрансслужби передбачеш окремi загони (колiйнi, мостовi, мехашзаци), створенi мобшь-нi пiдроздiли для учасп в лшвщаци наслiдкiв аварш та катастроф на об'ектах нацюнально! транспортно! системи. Проводиться планове оснащення загошв Держспецтрансслужби су-часними мобшьними технiчними засобами, мо-дульними швентарними конструкцiями, якi ор> ентованi на передовi технологi! швидкiсного будiвництва та вщновлення, переоснащення новою технiкою та модершзащя iснуючо!. [1, 2]

Практика будiвництва об'ектiв нацiонально! транспортно! системи Укра!ни загонами меха-нiзацi! Держспецтрансслужби показала необ-хiднiсть уточнення теоретичних положень до-цiльностi вибору комплекту будiвельних машин для конкретних умов. Пiд час виконання завдань, як були поставленi загонам Держспецтрансслужби в перюд 2004 -2012 роюв по ви-конанню будiвельних робiт пiд час реконструк-ци автодороги Ки!в - Одеса, будiвництва шля-хопроводу на ст. Персенювка Львiвсько! залiз-

при цьому

де 1...,/ - iндекс комплекту машин; А,...,X -шдекс функщонального призначення машини; ПА"Х - годинна експлуатацшна продуктив-нiсть машини одного конкретного функщона-

А X

льного призначення i типорозмiру; п - га-

нищ, на об'ектах Закарпатського, Дшпропет-ровського, Сумського облавтодорiв, реконстру-кцi! правобережно! дамби на р. Тиса Закарпат-сько! областi, виявлено ряд суттевих недолiкiв органiзацiйно - штатного характеру, низьку ефектившсть землерийно-транспортних ком-плексiв (ЗТК), якi застосовувалися на цих об'ектах. Тому задача визначення оптимального складу спецiалiзованих комплекпв машин (СКМ) е актуальною.

Основний матерiал дослiджень

Для визначення оптимального складу спещ-алiзованих комплекпв машин запропонована математична модель без врахування витрат на перемiщення загону мехашзаци до мюця виро-бництва робгг [3]. Згiдно [3, 4] математична модель повинна вiдповiдати наступним вимо-гам:

- бути максимально наближена до крите-рда ефективностi;

- машини, що входять в СКМ, е залеж-ними робочими одиницями, вся !х робота виро-бляеться у складi СКМ i невиконання заданого об'ему робгг однiею машиною веде до невиконання темпу будiвництва вшм комплектом машин;

- вiдображати господарську самостш-нiсть пiдприемств, що склалася на справжнш момент, а значить, велику свободу дш, що роб-ляться ними, i рiшень;

- дати можливють реалiзацi! сучасних рь зних технологiй будiвництва, у тому чи^ i бу-дiвельних матерiалiв, що знижують витрату.

На основi парку машин органiзацi! може формуватися деяка кшьюсть СКМ: вiд 1, 2, 3 до /-о!. У парку можуть бути машини рiзного А,...,X функцiонального призначення.

Створення моделi починаеться з формалiза-ци темпу будiвництва [1]. У загальному випад-ку темп будiвництва для /-х СКМ визначають за наступною формулою:

(1)

лькiсть машин в СКМ кожного функщонального призначення /-го типорозмiру; Т - темп бу-дiвництва (м3/ч, т/ч i т. п.).

З формули (1) видно, що реальний темп комплекту дорiвнюе сумарнш продуктивностi машин з единим функщональним призначен-

Т = шт

£ (ПАпА);£(ПВпВ);£(П^ ),..£(П^)

( А... X

|£ п1

V 1

А... X А... X

/ п

> Т,

ням що мають найменшу в технолопчному пiдхiд до опису темпу будiвництва. Результат

процесi сумарну продуктивнiсть. Вона форма- (продукщя), який створюе СКМ за одну годину

лiзуе визначення темпу при деякiй заданiй роботи, можна розрахувати по формулi (грн.) структурi загону. Це всього лише формальний

Км = £ (ПУ )ял +£ (пВпВ )яв +£ (п?п? )яс +....+£ , (2),

111 1

де RX - вартють одинищ продукцiï, грн/м3, грн/т i так дат, яка створена машинами одного функщонального призначення.

При визначенш ефективносп використання в технологiчному процесi того або шшого СКМ доцiльне в таких випадках враховувати витрати на будiвельнi матерiали (щебiнь, гравiй, асфа-льтобетоннi сумiшi i iн.). Витрати на придбання будiвельного матерiалу, що витрачасться за одну годину роботи СКМ (грн.), визначають:

ЗМ = qt ЦМ (3),

де ЦМ - вартють матерiалу в одинищ продук-цiï i-го СКМ, грн.; q - кшькють матерiалу, що витрачаеться за одну годину роботи СКМ, м3 (т, кг). Витрати на експлуатащю машин склада-ються з множення вартосп однiеï машино-години роботи машин на кшькють таких машин. При цьому для формалiзацiï процесу до-цiльно машини згрупувати по функщональному призначенню. Витрати на експлуатащю СКМ можуть бути визначенi по наступнш формулi:

Зексп = Х (nC) + £ (nC) + £ ) + ••• + 1 ), (4)

111 i

де Cf,-,X - co6ÍBapTÍCTb машино-години ма- ПРопонуеться враховувати витрати та пере, • мiщення загону мехашзаци до об'екту po6ÍT шин одного функщонального призначення, . J . J ^ грн/ч аналогiчно витратам на експлуатащю машин.

ABC X

Зпер = Х (nADA) + 1 (nBDB) + £ (nCDC) +... + £ (^»Х), (5)

íii i

де ДА- Х - вартють години перемщення ма- пРотягом одта години може бути отриманий

, • таким чином:

шин одного функщонального призначення,

грн/ч. Частковий ефект вщ роботи 7-го СКМ

Z i = RCKM - ЗМ - Зексп - Зпер (6)

Використовуючи формули (1-6), складемо но! структури парку машин мобшьних загошв узагальнювальну модель розрахунку ефектив- мехашзаци будiвництва

mm[£ (ПАпА); £ (ПВпВ); £ (ПСПс);

t ( nXnX )]( r^ - 3M ) - [t (nACA )+S (nBCB )+X (nCCC )+...+t (nXCX )] -

i I I I I

A B C X

-t (nADA ) + S (nBDB ) + t (nf Df ) +... + t (nfDf ) = Zi

(7)

Висновки

У моделi (7) приведенi допущення (обме-ження), якi дозволять запоб^ти появi помилок.

По-перше, число машин деякого функщонального призначення, яю використовуються в створених СКМ, мае бути менше або дорiвнюе кшькосп таких машин в парку (включаючи

отримaнi по орендних операщях машини).

По-друге, у всiх комплектах кшькють машин будь-якого фyнкцiонaльного призначення i будь-якого типорозмiрy не може бути дробовим числом. У моделi не враховаш витрати на роз-гортання i згортання польових парюв машин. Не врахований також ризик втрат ресуршв в

ходi робгг в несприятливих умовах.

Розроблена математична модель (7) дозво-ляе врахувати при оптимiзацiï структури СКМ мобшьних загонiв механiзацiï Будiвництва зна-чну кiлькiсть важливих чинникiв, що робить ïï ефективним iнструментом управлшня вироб-ництвом робiт.

СПИСОК ВИКОРИСТОВАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Про Державну спещальну службу транспорту: Закон Украши №1449-IV ввд 5 лютого 2004 р. [Текст].

2. Про затвердження Програми формування та розвитку Державно! спецiальноï' служби транспорту: Постанова Кабшету Мiнiстрiв Украши № 939 вщ 21 вересня 2005 р. [Текст].

3. Пермяков, В. Б. Комплексная механизация строительства [Текст] / В. Б. Пермяков -М.: Высш.шк., 2005. - 383 с.

4. Максименко, А. Н. Эксплуатация строительных и дорожных машин [Текст] / А. Н. Максименко. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 400 с.

5. Евдокимов, В. А. Механизация и автоматизация строительного производства [Текст]: учеб. пособие для вузов / В. А. Евдокимов. - Л.: Стройиздат, 1985. - 195 с.

6. Кудрявцев, Е. М. Комплексная механизация, автоматизация и механовооруженность строительства [Текст]: учеб. для вузов / Е. М. Кудрявцев. - М.: Стройиздат, 1989. - 245 с.

7. Вербицький, Г. М. Комплексная механизация строительства [Текст]: учеб. Пособие / Г. М. Вербицкий. - Хабаровск: Изд-во Тихоо-кеан. гос. ун-та, 2006. - 274 с

Надшшла до редколеги 30.07.2012.

Прийнята до друку 13.08.2012.

О. П. БАРАНОВ (Администрация Государственной специальной службы транспорта, Киев), И. Н. ЩЕКА (ДИИТ)

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКТА МАШИН МОБИЛЬНЫХ ОТРЯДОВ МЕХАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

На основе анализа использования средств механизации для строительства, реконструкции, восстановления объектов национальной транспортной системы предложена математическая модель для определения оптимального состава специализированных комплектов строительных машин.

Ключевые слова: комплексная механизация строительства, мобильные отряды механизации, Государственная специальная служба транспорта

0. P. BАRАNОV (Administration of Government special service of transport, Kyiv),

1.N. SHCHEKA (Dniepropetrovsk National University of Railway Transport)

MATHEMATICAL MODEL OF OPTIMAL STRUCTURES WITH THE MACHINE MOBILE SQUAD BUILDING MECHANIZATION

Based on the analysis of the use of mechanical means for the construction, reconstruction, rehabilitation facilities of the national transport system a mathematical model to determine the optimal composition of specialized sets of Building machinery.

Keywords: complex mechanization buildings, mobile units mechanization, the government special service of transport