CC BY
53
УДК 378.1:685.8
МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ОБЪЕКТОВ КОММУНАЛЬНОЙ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУР
О.В. Саар
В работе установлено, что наиболее эффективным методом организации производства работ на линейно -протяженных объектах является использование поточной организации и принципов комплексной механизации, что обеспечивает увязку процессов во времени и определение эффективных средств труда
Ключевые слова: организационно-технологическая строительная система, инженерные сети, телекоммуникационные системы
Сущность технологического процесса применительно к линейно-протяженным объектам строительства заключается в том, что все механизированные бригады, осуществляющие отдельные операции, передвигаются вдоль трассы, выдерживая между собой определенный интервал, при этом соблюдается технологическая последовательность выполнения работ.
Организационно-технологическая строи-
тельная система представляет собой совокупность устойчивых связей в строительных процессах по организационно-технологическим признакам, которые использовались при капитальном строительстве и в дальнейшем применены при строительстве линейно-протяженных объектов [1].
Формирование организационно-
технологических строительных систем (ОТСС) для линейно-протяженных объектов по совместному производству работ при строительстве, реконструкции или модернизации инженерных сетей (ИС) и телекоммуникационных систем (ТКС) необходимо проводить в двух направлениях [2]:
1. управлять процессом путем соблюдения обязательной технологии и тем самым добиваться исключения возникающих затрат труда;
2. управлять процессом при помощи создания новой трудосберегающей, ресурсосберегающей малооперационной технологии, обеспечивая ей самое широкое внедрение.
Для формирования единой ОТСС рассмотрены особенности технологических процессов по прокладке ИС и ТКС. Наличие ряда схожих процессов и требований к их выполнению позволяет говорить о возможности и необходимости формирования совокупной ОТСС на прокладку ИС и ТКС.
При совместном производстве работ подготовка и организация монтажных работ состоит из ряда отдельных производственных процессов, выполняемых в определенной последовательности.
Для оценки структуры затрат производства работ проведен укрупненный анализ процесса
Саар Ольга Владимировна - РГСУ, аспирант, тел. 8-928-212-72-15
формирования сметной стоимости выполняемых работ по прокладке инженерных сетей и монтажу телекоммуникационных систем. Анализ показал, что максимальный удельный вес в стоимости выполняемых работ имеют земляные работы (67,11 % и 55,12 % соответственно) [3]. Следовательно, данный процесс может быть рассмотрен в качестве основного. Построение структуры затрат данных работ позволяет выделить ведущий показатель - эксплуатация машин и механизмов, соответственно дальнейшее сравнение и оптимизация существующих технологий для совместного производства работ будет строиться по данному критерию.
Для сравнительной оценки примем величину ц0, характеризующую главный параметр ведущей машины при работе в данном процессе (приведенная емкость ковша, грузоподъемность крана и т.д.), и Ц - минимальное технически необходимое время цикла в минутах. Тогда количество продукции в единицу времени равно отношению
Ч0
— [4]. Это отношение определяет производи-I
цо
тельность средств единичного состава По при полном использовании величины ч0 и времени цикла /цо, т.е. максимальное количество продукции, которое с помощью данной машины (оборудования) производится за один цикл Ч0 = По х 1цо - это величина приведенной производительности.
Величина qо может быть использована по-разному, в зависимости от принятой схемы производства увеличивается необходимое время цикла. Для оценки средств труда и схемы производства введем коэффициенты использования приведенной производительности П и увеличения времени цикла П'.
Если принять продуктивность простого процесса р0 = Чп/, где - количество продукции, создаваемое за производственный цикл с продолжительностью /ц, то зависимость ее от использования производительности средств труда
выразится равенством р0 = П 0 х 7].
Преобразуя его, получим [5]:
Р-ТП-ГП "■
цо • цо
п
Здесь Г) = — - показатель интенсивности
процессов:
Чо 1ц0
Величина п показывает, во сколько раз продукция, созданная в результате выполнения процесса, меньше той, которая могла быть получена при полном использовании средств труда и времени цикла. Коэффициенты ц' и П позволяют оценить: первый характеризует рациональность применения оборудования (машин), второй - увеличение времени цикла в зависимости от принятой технологической схемы производства, что позволяет сравнивать разные варианты взаимодействия и движения средств труда. Это необходимо для того, чтобы при проектировании можно было выбрать машины и оборудование не только по стоимости и производительности, но и с учетом того, насколько эффективны принятые схемы движения и работы в цикле производства.
Теперь продуктивность (интенсивность) работы для простого процесса будет определяться выражением (1).
Продолжительность t выполнения простого
Р
процесса равна отношению t = —— [6], где Рк ~
Ро
Ук - количество продукции в погонных метрах. Ряд простых, поточно выполняемых процессов с общей продолжительностью tс дополнительно характеризуется величиной т, равной периоду между включением их в производство т = 1С - 1. Следовательно,
— т = ■
рк
Ро
(2)
Из условия равенства интенсивностей в выражениях (1) и (2) зависимость между основными параметрами технологии процессов можно определить уравнением связи [7]:
а Р
—п = ——,
t цо tc -т
которое показывает, что изменения в технологии процессов характеризуются использованием интенсивности (п), средствами труда (ао), циклом процессов (цо) и периодом между включениями в производство (т), а также параметрами tс и Рк, которые зависят соответственно от организации процессов и технологического решения.
Учитывая данную последовательность сформирована организационно - технологическая система по прокладке ИС и ТКС (рисунок) [6, 7]. Целью ОТСС является создание технических условий, обеспечивающих выполнение основной
операции при ограниченном наборе вспомогательных действий или при полном их отсутствии. Для достижения поставленной цели необходимо построение нескольких последовательных и параллельных организационно - технологических строительных систем, взаимосвязь которых обусловлена единством цели, времени и места действия, или разработка единой, отражающей особенности каждого технологического процесса. В совокупной ОТСС повторяется структура обоих первичных систем, а так же обеспечивающие, вспомогательные и транспортные операции.
В результате разработки проектных решений по совместному производству работ при строительстве, реконструкции и модернизации ИС и ТКС положительный эффект может быть достигнут только при рациональном и эффективном использовании требуемых ресурсов на всех стадиях производства работ.
Предложенная система предполагает, что технологический процесс определяется техническими параметрами, режимами работ машин и механизмов, числом и их взаимным расположением. Деление операций позволит определить наиболее механизированные операции с учетом количества и марки используемых машин и механизмов и, следовательно, рационально решить задачу по их эффективному комплектованию.
Необходимо отметить, что при выборе оптимальных значений параметров технических и технологических решений должны быть определены варианты технологий совместного производства работ при строительстве, реконструкции и модернизации ИС и ТКС, при этом наиболее важной задачей является правильное построение модели для определения наиболее рационального варианта.
ОТСС на производство работ по прокладке ИС и ТКС
Методика выбора технологии совместного производства работ основана на сравнении организационно-технических решений совместного производства работ и обоснована по выбранному критерию оптимальности. В качестве такого кри-
терия предложено использовать сроки производства работ на объекте, затраты труда, величина приведенных затрат. Наряду с выбранными критериями необходимо использовать также другие показатели, характеризующие эффективность строительно-монтажных работ. К таким показателям относят: уровень обеспечения инфраструктурой, уровень использования материально-
технических и трудовых ресурсов. Выбор критерия оптимальности, прежде всего, зависит от конкретных условий производства работ. При анализе технологий производства работ по прокладке инженерных сетей и телекоммуникационных систем и организации совместного производства работ в качестве критериев оптимальности приняты:
1. Уровень механовооруженности технологий;
кмех = — х 100%, (3)
где Умех - объем работ, выполняемых механизированным способом (м3, м2, т)
V - общий объем работ, выполняемых механизировано и вручную (м3, м2, т)
2. Уровень комплексной механизации;
С
Мспг.=-Сг х 100%,
С
х 100% ,(4)
пр
где Смех - балансовая стоимость средств механизации (тыс. руб.); С - общая стоимость строительно-монтажных работ (тыс. руб.); пр - среднесписочная численность рабочий, занятых в строительстве.
3. Минимальная себестоимость выполнения работ:
ИСИ х ХУ ^ т1п г ; , (5)
где Ср - себестоимость 1 маш.-час. работы машины (механизма); Х - количество маш.-часов эксплуатации машины (механизма)
4. Условие выполнения полного объема
работ:
IП х X, = р (6)
г
где IП1JХр - суммарная выработка на р - м
2
объекте; Пр - производительность комплекта машин; —■ - объем работ на участке/
5. Условие своевременного выполнения
работ:
1р Ф
■ . (7)
где IX р - время работы на участке; Ф,■ -
]
фонд рабочего времени на производство работ по прокладке
6. Выбор показателя - представителя сравниваемых технологий. Определение условий наиболее эффективной его работы.
Результатом сравнения является такой вариант комплекта машин, который обеспечивает выполнение производственной программы при технологических и организационных условиях, а так же получение наибольшего эффекта.
В качестве основы формирования комплектов машин, отвечающих установленным критериям оптимальности, предложен план распределения фондов рабочего времени машин [7].
В верхней части таблицы указывают номера захваток (р = 1,2... п) и объемы работ на каждом участке. Слева записывают типоразмеры и число машин; каждая строка соответствует машинам г-го типоразмера и нумеруется (г = 1, ..., п). В последней графе записывают фонды рабочего времени ведущих машин Ф. В каждой у-й клетке таблицы записывают: справа вверху — плановые размеры себестоимости Ср - механизированных работ на р-м участке, отнесенные к единице ма-шиноресурсов г -го типоразмера; справа внизу -плановую эксплуатационную производительность Пр ведущей машины г-го типа в единицах конечной продукции на р-участке; слева вверху — удельную себестоимость Седр в руб. на единицу продукции машины г-го типоразмера на ] -м участке, слева внизу оставляют место для затрат ма-шиноресурсов хр, которые определяют в результате решения задач. Среди всех величин себестоимости Ср находят наименьшую. В соответствующую 1]-ю клетку таблицы записывают количество машиноресурсов машин г-го типа, не превышающее фондов Ф, и их потребности для выполнения объема работ на р-м участке. Искомое количество машиноресурсов:
х р = т1п(Фг;-/ П ).
Если для выполнения объема работ на р-м участке требуется затратить количество машино-ресурсов -го типа машин, превышающее фонд Ф , то х р принимают равным Ф, и в дальнейших расчетах по составлению приближенного плана машины -го типа не рассматривают. Объем работ на захватке принимают равным —р- ПрХр
Если для выполнения работ требуются затраты Хр < Фг, то в дальнейших расчетах данная захватка не рассматривается, фонд рабочего времени данного типа принимают равным Фг - X .
Для заполнения следующей позиции вновь среди величин себестоимости Седт1 находят наименьшую, исключая уже рассмотренную. Расчет производится, пока не будет обеспечено выполнение работ на всех захватках.
Заполненная таблица представляет собой рациональный план распределения фондов рабо-
чего времени машин. По этому плану возможны остатки рабочего времени (машиноресурсов), которые записывают в графе «резерв». Распределение парка машин нужно выполнять с учетом условия, в соответствии с которым количество комплектующих машин будет обеспечивать наиболее эффективное использование ведущих машин, для чего при необходимости составляются заявки на дополнительные фонды. Если же имеющиеся в парке и планируемые поставки комплектующих машин не могут обеспечить выполнение заданных объемов работ, то расчеты по оптимальному распределению следует произвести вновь и ввести ограничение на фонды машиноресурсов комплектующих машин.
Если срок производства работ ограничен, то в дополнение к равенствам используют:
x ■ d
Лу- Ujj,
где dy = TjtjR; Ту - заданный срок производства работ на захватке, дн.; ti - число часов работы ведущей машины в день; Ri - число ведущих машин.
Расчет потребного количества машиноре-сурсов определяют:
Xij = шт(Ф; dj; V/Щ).
Позиции таблицы заполняют до тех пор, пока не будет обеспечено выполнение всех объемов работ. Если окажется, что фондов рабочего времени машин недостаточно, то задачу решают по критерию наибольшей выработки машин. При этом в таблице находят позицию с наибольшей выработкой Пу и в нее записывают полученный расчетный Ху.
Однако, для определения детальных характеристик технологии необходимо рассмотреть особенности простых процессов их составляющих. А используемые средства труда будем оценивать количеством получаемой продукции при определенных затратах мощности и времени.
Строительство, реконструкция и модернизация ИС и ТКС представляет собой сложный производственный процесс, в котором участвуют различные по характеристикам предметы и средства труда, которые по-разному перемещаются в пространстве и взаимодействуют между собой (схема производства, режимы и способы производства).
Выбор наиболее эффективных способов производства работ связан с определением закономерностей изменений при использовании средств и предметов труда, схем, способов и режимов производства.
Для оценки средств труда и схемы производства вводится коэффициент использования
приведенной производительности П и коэффициент увеличения времени цикла п" [6]. Проведенное исследование доказало возможность использования предложенных коэффициентов при производстве работ на линейно-протяженных
объектах. Коэффициенты П и т/п позволяют оценить: рациональность применения оборудова-
ния (машин), увеличение времени цикла в зависимости от принятой технологической схемы производства, что позволяет сравнивать разные варианты взаимодействия и движения средств труда.
Варианты взаимодействия технических средств с предметами труда определяются изменением технологической схемы и условиями приложения сил. С некоторым допущением величины требуемого усилия РБ могут быть представлены в виде матрицы
(
Б =
F s F
-L 1 1 1 -L 1
12
F1
Л
1X
F,.,
F2
F,
Iх У (8)
Ограничив условия приложения сил пропорциональным изменением длины пути 11=51, на котором они действуют Й--^, получим матрицу значений 51 р
(
Г =
S 1 S 1
11 12
S 1 S 1
21 22
S1
1
1
S.
S 1
Si1 ,
2
S1 Sj J
(9)
Величины Е,рх и Брц характеризуют множество вариантов взаимодействия технических средств с предметами труда. Для осуществления каждого из них необходимо выполнить определенную работу (IV). Состав машин и оборудования характеризуется приведенной производительностью дп = до*по.
Для принятия решений по организации работ были рассмотрены поточные методы производства работ на линейно-протяженных объектах. В результате проведенного исследования было установлено, что выбор вида потока, определяющий размещение видов конструкций в объеме прокладки ИС и ТКС, зависит от технологии прокладки и метода организации.
Комбинирование параметров вида потока и методов организации выявляет особенности потока при совместном производстве работ по строительству, реконструкции и модернизации ИС и ТКС, что позволяет на прединвестиционной стадии определять эффективность комплектования машин и механизмов и варьировать сроки производства работ.
Таким образом, использование методики выбора технологических решений при совместном производстве работ позволяет определить наиболее эффективные взаимодействия средств с предметами труда, приведенную производительность, типы и количество основных машин и оборудования, показывает целесообразность использования механизмов отдельно или в комплекте, выполнение процессов с заданной интенсивностью. Использование машин и механизмов, не
S
s
s
s
отвечающих требованиям методики, приводит к увеличению срока строительства, уменьшению производительности и, как следствие увеличению стоимости строительства.
В результате проведения исследования установлено, что наиболее эффективным методом организации производства работ на линейно -протяженных объектах является использование поточной организации и принципов комплексной механизации, что обеспечивает увязку процессов во времени и определение эффективных средств труда.
В процессе исследования доказано, что для обеспечения сбалансированности производственного, финансового и ресурсного обеспечения целесообразно использование организационно -технологических строительных систем (ОТСС). Отражены особенности формирования ОТСС для линейно - протяженных объектов.
Для определения специфики технологий производства работ по прокладке инженерных сетей и телекоммуникационных систем сформированы соответствующие организационно - технологические строительные системы. Учитывая наличие схожих операций, требований к их выполнению и последовательность выполнения работ, предложена организационно - технологическая система совмещенного производства работ по строительству, реконструкции и модернизации ИС и ТКС.
Сформированная ОТСС характеризуется техническими параметрами используемых машин и механизмов, их количеством и взаимным расположением, а деление операций на основные, вспомогательные и транспортные позволяет ра-
ционально решить задачу по их эффективному комплектованию.
Литература
1. Курочка, П.Н. Моделирование задач организационно - технологического проектирования [Текст] / П.Н. Курочка // Воронеж, ВГаСу, 2004. 204 с.
2. Алферов, В.И. Прикладные задачи управления строительными проектами. [Текст] / В.И. Алферов, С.А. Баркалов, В.Н. Бурков, П.Н. Курочка, Н.В. Хоро-хордина, В.Н. Шипилов // Воронеж «Центрально -Черноземное книжное издательство», 2008. - 712 с.
3. Баркалов, СА. Теория и практика календарного планирования в строительстве [Текст] / С.А. Баркалов // Воронеж, ВГАСА, 1999. - 216 с.
4. Семенов, П.И. Оптимизационные модели и методы в управлении строительным производством [Текст] / П.И. Семенов, С.А. Баркалов, В.Н. Бурков, П.Н. Курочка, А.И. Половинкина // Воронеж, «Научная книга». 2007. - 423 с.
5. Баркалов, С. А. Модели и методы управления строительными проектами [Текст] / С.А. Баркалов, И.В. Буркова, А.М. Котенко, П.Н. Курочка, П.В. Михин // М.: «Уланов-пресс». 2007. - 440 с.
6. Зильберова, И.Ю. Теоретико-
методологические основы моделирования организационно-технологических строительных систем [Текст] / И.Ю. Зильберова // Известия Ростовского государственного строительного университета. 2010. №13. 309с.
7. Зильберова, И.Ю. Формирование методики выбора технологического решения при производстве работ на линейно-протяженных объектах [Текст] / И.Ю. Зильберова, О.В. Саар // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. - 2010. -№ 17. - С. 96-101.
Ростовский государственный строительный университет
THE MECHANISM OF ORGANIZATIONAL-TECHNOLOGICAL BUILDING SYSTEMS FORMATION OF OBJECTS MUNICIPAL AND TELECOMMUNICATION
INFRASTRUCTURES
O.V. Saar
During work performance it is established that the most effective method of the organization of manufacture of works on linearly - extended objects is use of the line organization and principles of complex mechanization that provides coordination of processes in time and definition of effective remedies of work
Key words: organizational-technological building systems, engineering networks, telecommunication systems
