12СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
УДК 69.05
Оптимизация технологии и организации монтажа изотермического резервуара как составного элемента отраслевого комплекса
Мухаметзянов З.Р., Разяпов Р.В., Могучева Т.А., Батырова Д.Р., Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, Россия
Ключевые слова: отраслевой комплекс, организационно-технологические решения, изотермический резервуар, модель технологии возведения объекта, проект организации строительства, проект производства работ.
Ставится задача оптимизации организации монтажа изотермического резервуара. Чтобы на этом примере, как объекта, входящего в состав отраслевого комплекса, определить концептуальный подход для решения проблемы повышения надежности организационно-технологических решений при строительстве отраслевых комплексов. Такойподходосновываетсянавзаимосвязипараметроворганизационно-технологических решений при строительстве объектов и отраслевых комплексов в целом, что повышает надежность выполнения решений. Организационно-технологические решения по строительству объекта вырабатываются с использованием модели технологии возведения объекта, построенной с использованием оценок технологических зависимостей. Решение задачи по повышению надежности организационно-технологических решений при строительстве отраслевых комплексов строится на основе предлагаемой модели технологии возведения объекта, являющегося технологической основой для принятия организационно-технологических решений.
Optimization of the Technology and Organization of the Instaliation of an Isothermal Tank as an Integral Element of an Industrial Complex
Mukhametzyanov Z.R., Raziapov R.V., Mogucheva T.A., Batyrova D.R., Ufa State Petroleum Technical University, 1 Kosmonavtov str., Ufa, 450062, Russia
Keywords: industry complex, organizational and technological solutions, isothermal reservoir, model of the construction technology of the facility, construction organization project, work production project.
The task of optimizing the organization of the installation of an isothermal tank is set. In order to use this example, as an object that is part of an industrial complex, to determine a conceptual approach to solving the problem of increasing the reliability of organizational and technological solutions in the construction of industrial complexes. This approach is based on the relationship between the parameters of organizational and technological solutions in the construction of facilities and industry complexes in general, which increases the reliability of solutions. Organizational and technological solutions for the construction of the facility are developed using a model of the construction technology of the facility, built using estimates of technological dependencies. The solution of the problem of increasing the reliability of organizational and technological solutions in the construction of industrial complexes is based on the proposed model of the construction technology of the object, which is the technological basis for making organizational and technological decisions.
Практика возведения отраслевых комплексов подтверждает необходимость применения эффективной организации строительства [1-8]. Тем не менее, опыт применения разработок последних лет в этой области показывает, что действенного результата по повышению степени устойчивости организационно-технологических решений при строительстве, являющихся основным элементом организации строительства, не достигнуто [9]. Детальный анализ позволяет объединить причины такого результата по следующим группам:
1. обоснование и принятие организационно-технологических решений производится без учета их взаимосвязи на этапах проектирования, планирования и строительства;
2. обоснование и принятие организационно-технологических решений осуществляется на основе жесткой взаимосвязи временных, объемных и ресурсных параметров организационно-технологической модели, что приводит к корректировке параметров даже при минимальном отклонении одного из этих параметров из-за действия дестабилизирующих факторов;
3. организационно-технологические решения обосновываются и принимаются без учета обратной связи между организацией строительного производства и технологией производства.
Следовательно, существующие в этой области теоретические положения и практические рекомендации нуждаются в усилении степени их обоснованности. В этой связи заслуживает рассмотрения новый подход выбора организационно-технологических решений, базирующийся на принципе взаимосвязи показателей организационно-технологических решений при строительстве отдельных объектов и отраслевых комплексов в целом.
Выявление взаимосвязи показателей организационно-технологических
решений
Отраслевой комплекс является многокомпонентной системой, для которой характерно наличие нескольких взаимосвязанных подсистем (предприятий, объектов).
Такое свойство позволяют рассматривать процесс строительства отраслевого комплекса, как объединяющий строительство множества объектов, из которых состоит отраслевой комплекс. Тогда при анализе устойчивости организационно-технологических решений при строительстве отраслевых комплексов возникает задача изучения взаимосвязи показателей организационно-технологических решений при строительстве отдельных объектов, входящих в состав отраслевого комплекса и всего отраслевого комплекса.
Изотермический резервуар для хранения жидкого метана объемом 60000 м3 входит в состав отраслевого комплекса по сжижению природного газа.
Изотермические резервуары рассчитаны на хранение запаса сжиженных углеводородных газов (метана, пропана, изобутана, бутана и т.д.), жидкого аммиака, пропилена, этилена и других широких фракций легких углеводородных газов при постоянной температуре ниже 0 °С и избыточным давлением насыщенных паров в пределах 0,004-0,008 Мпа, (рис. 1).
Рис.1. Изотермический резервуар
Изотермические емкости для сжиженного газа представляют собой стальной цилиндрический корпус, который может быть размещен как на поверхности земли, так и под ней. При этом вне зависимости от типа размещения на резервуар будет оказываться давление, например, от теплоизоляции или других металлоконструкций (лестниц, площадок обслуживания и др.).
Подведение итогов разбора всех вариантов монтажа изотермического резервуара показывает, что наиболее рациональным является вариант с применением пневматического оборудования. Объясняется это незначительными финансовыми затратами в используемые при производстве работ грузоподъемные механизмы и вспомогательные такелажные приспособления. Кроме этого, методы монтажа с разворачиванием рулонов на высоте и с укрупни-тельной сборкой из заводских полотнищ на специально оборудованной площадке по общим капитальным вложениям уступают суммарным приведенным затратам методу с применением пневматического оборудования.
Метод монтажа наружной и внутренней стенок изотермического резервуара не отличается от традиционных способов разворачивания от других резервуаров вертикального типа. После того, как смонтирована внутренняя стенка (на днище наружного резервуара) и произведена сварка замыкающего стыка, стенка поднимается на проектную отметку (после раскрепления тягами) с помощью средств малой механизации и уже после этого расстилаются блоки пеностекла на наружное днище, и производится дальнейшая полистовая сборка внутреннего днища.
Крыша наружного резервуара обычно монтируется с применением стреловых кранов щитами после их укрупнительной сборки.
В процессе всех этапов подготовки и сооружения изотермического резервуара из хладостойкой никелевой стали некоторую сложность возникают сложности при производстве сварных работ. По причине того, что для достижения требуемого качества и герметичности сварных соединений из стали этой марки необходимо соблюдение условий по температурному режиму при производстве работ (не ниже плюс 5 °С) и применении сварочной технологии и специализированной техники для сварки.
После завершения всех монтажных работ и контроля качества и герметичности сварных соединений внутренний резервуар подвергается испытанию на прочность и плотность гидравлическим и пневматическим способами. Для этого резервуар заливается на 24 ч жидкостью и выдерживается под давлением 12 кПа. При испытаниях наружных резервуаров в межстенном пространстве создается давление равное 1 кПа.
После проведения испытаний резервуара и подписания актов испытаний на внутреннюю стенку навешивается теплоизоляция, чаще всего в виде ми-
неральных мат и засыпается перлит в межстенное пространство.
После выбора наиболее рационального варианта монтажа изотермического резервуара разрабатывается календарный план монтажа, традиционно выполняемый в программе Microsoft Project. Данная программа благодаря возможности простой корректировки графика производимых работ, считается наиболее эффективным инструментом для создания и управления строительными проектами. Использование этой программы позволяет анализировать и представлять в перспективе любой проект. Программа обладает способностью сравнивать прогнозируемые изменения в процессе реализации проекта и оперативно реагировать на возникшие отклонения с целью нормализации хода выполнения проекта.
Общеизвестно, что при управлении проектами проводится отслеживание процесса выполнения работ и определение соответствия состояния этих работ запланированным срокам. В случае, если выполнение отличается от запланированного плана, то необходимо либо откорректировать его, либо наметить мероприятия по ликвидации отставания. Microsoft Project способен в автоматическом режиме откорректировать план в соответствии с внесенными проектировщиками корректировками и изменениями. По этой программе можно получить информацию о перегруженности ресурсов, а также о возможности выполнения или невыполнения работ в срок. Microsoft Project имеет инструменты по просмотру информации по проекту в различных режимах и оперативно устанавливать задерживающиеся виды работ, либо стоимость которых превышает запланированный бюджет.
Для общей работы с Microsoft Project используется новый продукт, Microsoft Project Central, который представляет собой дополнительное средство для общего контроля и управления проектами, которое обеспечивает двустороннюю связь между всеми участниками проекта, а также предоставление данных проекта специалистам, для которых не установлен Microsoft Project. При работе с Microsoft Project, Microsoft Project Central позволяет управлять проектами намного яснее и более доступен для широкого круга пользователей.
Программа Microsoft Project хотя и является наиболее удобным средством создания и управления проектами, обладающая свойством контроля и корректировки графика выполнения работ, необходимых для решения задач, поставленных перед разработчиками проекта, но остается лишь механизмом автоматизации трудоемкой и сложной работы по корректировке календарного плана. При этом принцип формирования календарного плана производства работ, а соответственно и проектирование организационно-технологических решений остается прежним, основанный на традиционных методах
организации строительства объектов различного назначения.
При предлагаемом подходе по оптимизации организации строительства, последовательность формирования организационно-технологических решений по строительству отраслевого комплекса производится через целостную систему реализации моделей организационно-технологических решений проектов производства работ (ППР) всех объектов, построенных на единой основе выявленных правил технологического взаимодействия между процессами.
Основой модели организационно-технологических решений ППР является модель технологии возведения объекта, построенная с применением разработанных качественной и количественной оценок технологических зависимостей между взаимосвязанными процессами и унифицированного ряда основных комбинаций процессов, используемых при строительстве объектов (рис. 2) [10].
В результате формирования модели технологии возведения объекта получается технологическая увязка процессов, выполняемых при строительстве объекта, с их временными областями выполнения в соответствие с плановыми сроками строительства объекта (рис. 2).
Планирование работ начинается с первого планового периода, от начала выполнения процесса 1 (изготовление металлоконструкций). Далее, в соответствие со сформированной на основе характера связей между процессами моделью технологии возведения объекта производится подбор взаимосвязанных процессов в выявленной технологической последовательности. Объемы
Рис.2. Модель технологических зависимостей между процессами при строительстве объекта (на примере монтажа изотермичекого резервуара)
строительно-монтажных работ (СМР), запланированные для производства в каждом плановом периоде могут иметь разные показатели и быть расположены не по всей области их выполнения. Перераспределение СМР происходит внутри временной области, которая не изменяется при сочетании процессов между собой за счет постоянства количественной характеристики технологического взаимодействия начальной и конечной стадий выполнения процессов и временного диапазона, образующих основу модели.
Полученная таким образом модель является устойчивой технологической основой для принятия организационно-технологических решений. Устойчивость такой модели достигается за счет детерминированности на всем протяжении производства работ на объекте количественной оценки технологических связей по началу и окончанию процессов. Такая детерминированность обеспечивает построение жесткого каркаса модели технологической основы, что гарантирует соблюдение продолжительности работ, принятых в проектах организации строительства (ПОС).
В соответствие с алгоритмом действий следующим этапом является разработка организационно-технологических решений.
При реализации этого этапа организационно-технологические решения разрабатываются не для всего графика строительства объекта, где предварительно предусматриваются условия равномерности и непрерывности, а по каждому временному периоду, в котором распределены конкретные объемы технологически взаимосвязанных процессов в соответствие с графиком финансирования, и что является дополнительным ограничением для разработки организационно-технологических мероприятий.
При выполнении данной задачи необходимо воспользоваться такими свойствами разработанного метода расчета временного промежутка, как отсутствие необходимости предварительного распределения трудовых ресурсов и возможность проектирования начала и окончания процессов внутри временной области, при этом совпадение сроков начала и окончания процессов со сроками начала и окончания плановых периодов не является обязательным. Использование этих свойств повышает количество вариантов планирования СМР по плановым периодам, так как в модели изначально не предполагается выполнения условий равномерности и непрерывности производства процессов.
Организационно-технологические решения разрабатываются не для всего графика строительства объекта продолжительность которого заложена в ПОС, а для графика производства работ по отдельному временному периоду каждого объекта, входящего в состав комплекса, и этот временной период совпадает с периодом строительства по которому распределяются капитальные
вложения и объемы СМР, принятые в календарном плане ПОС. При этом специализированные потоки расчленяются на процессы и эти процессы между собой увязываются по разработанным правилам технологического взаимодействия процессов. Главным критерием расчленения является соответствие сметной стоимости общего набора процессов графику финансирования по календарному плану ПОС в рамках принятой продолжительности выполнения работ. При такой организации строительства реализовывается принцип координации строительства подсистем. Согласно этому принципу подсистемы (объекты) должны своевременно и согласованно друг с другом заканчиваться строительством и вводится в эксплуатацию, т.е. процесс возведения всех объектов должен реализовываться с согласованными темпами выполнения запланированных объемов СМР.
После анализа и принятия оптимального варианта модель организационно-технологических решений увязывается с действующими нормативами по расчету объемов, определению трудоемкости и машиноемкости и т.д., как указано на рис.3. Далее на ее основе формируется календарный план ППР, который реализуется при строительстве объекта.
Подход, используемый для рассмотрения строительства отраслевого комплекса, как объединяющий строительство множества объектов, из которых состоит отраслевой комплекс, позволяет при анализе устойчивости органи-
№ □ п
1 i!v«i!i».K*H<-UtTLXldK й Н Ltp'.VIIHfl
2 Монтаж лниniз
Монтаж лнхша НрфНК» рОСДОф
4 Монтаж frгикц ■нутрекитэ ■ tUpV-KHOd} pCH?*Vkpa
Мои НА KflUIUM ftiivrpeiQiico режряуара
6 Манты: кришн С. 1руи|'?Г'Л yt Jrj'IVipi
7 MoHTUi П№КМ. □лружов, отпер«, волга зряшная
S Прсчяостк 1КПЫ1ЫШЯ pfKfAVJfUi
ЛзишфгрНй-КрррйШСМКЫ иШНИ
10 ТнгЭОИЗйШЩМ
1L Периоды строительства 1 Ruiiiiufi i;2.5 ж<с.) ][ Шиповый ncys.¿3 (.2,3 arc.] |][ Плановый вгриах(2,5 Mfc.li IV Плановый □qui« Г2.5 мет.)
Рис.3. Пример построения календарного графика производства работ на основе модели
технологических связей
зационно-технологических решений выявить взаимосвязь показателей организационно-технологических решений ППР при строительстве отдельных объектов и отраслевых комплексов в целом. При таком подходе появляется возможность определить условия для достижения преемственности организационно-технологических решений при строительстве объектов и отраслевого комплекса и достичь цели по повышению степени устойчивости организационно-технологических решений при строительстве отраслевых комплексов.
Кроме этого, такой подход позволяет рассматривать систему принятия решений по организации строительства отраслевого комплекса как гомогенную систему. Это означает, что механизм формирования организационно-технологических решений при строительстве всех объектов (подсистем), входящих в состав комплекса, одинаковый, т.е. формируется по единому принципу и составляют единую платформу, на которой формируется система принятия организационно-технологических решений для строительства отраслевого комплекса.
Библиография
1. Легостаева О.А., Кузнецов С.Д. Многофакторная модель оценки эффективности инвестиционных проектов // Экономика железных дорог. - 2004. - № 1. - С. 55-64.
2. Шепитько Т.В., Морозов Д.В. О влиянии на надежность технологического процесса транспортной составляющей // В сборнике научных трудов МИИТа «Обоснование принятия организационно-управленческих решений в системах транспортного строительства». - М.: МИИТ. - 2004. - 120 с.
3. Потапова И.В. Оптимальное резервирование поставок материально-технической продукции в организации транспортного строительства // Транспортное строительство. - 2008. - №3. - С. 24-26.
4. Спиридонов Э.С., Емельянов Р.Е. Моделирование информационной безопасности в человеко-машинных системах транспортного строительства // «Вестник МИИТа» выпуск 11. - М.: МИИТ. - 2004. - С. 8-17.
5. Керимов Ф.Ю., Клещев Е.А. Организационно-технологические процессы в строительном производстве: методы подготовки строительного производства на слабонесущих фунтах с использованием синтетических материалов. - М.: СИП РИА. - 2004. - 132с.
6. Олейник П.П. Организационно-технологическое обеспечение строительства современных промышленных предприятий // Механизация строительства. - 2017. - № 7. - С. 9-13.
7. Олейник П.П., Бродский В.И. О документе по повышению уровня организации строительного производства // Промышленное и гражданское строительство. - 2017. - № 3. - С. 100-103.
8. Олейник П.П., Бродский В.И. О новых требованиях к организации приемки законченных строительством объектов // Промышленное и гражданское строительство. - 2017. - № 9. - С. 56-60.
9. Мухаметзянов З.Р., Гусев Е.В. Проблемы совершенствования организационно-технологических моделей строительства объекта // Промышленное и гражданское строительство. - 2012. - №4. - С. 68-69.
10. Мухаметзянов З.Р. Классификация комбинаций технологически взаимосвязанных строительных процессов, используемых при строительстве объекта / З.Р. Мухаметзянов, Р.В. Разяпов // Промышленное и гражданское строительство. - 2017. - № 10. - С. 72-77.
References
1. Legostaeva O.A., Kuznetsov S.D. Multifactorial model for evaluating the effectiveness of investment projects // Economics of railways. - 2004. - No. 1. - pp. 55-64.
2. Shepitko T.V., Morozov D.V. On the impact on the reliability of the technological process of the transport
component // In the collection of scientific works of MIIT "Justification of organizational and managerial decisions in transport construction systems". - M.: MIIT. - 2004. - 120 p.
3. Potapova I. V. Optimal redundancy of supply of material and technical products in the organization of transport construction // Transport construction. - 2008. - No. 3. - P. 24-26.
4. Spiridonov E. S., Emelyanov R. E. Modeling of information security in human-machine systems transport construction // "Bulletin of Engineering" issue 11. - Moscow: MIIT. - 2004. - P. 8-17.
5. Kerimov F.Yu., Kleshchev E.A. Organizational and technological processes in construction production: methods of preparation of construction production on low-weight pounds using synthetic materials. - M.: SIP RIA. - 2004.
- 132 p.
6. Oleinik P.P. Organizational and technological support for the construction of modern industrial enterprises // Mechanization of construction. - 2017. - No. 7. - pp. 9-13.
7. Oleinik P.P., Brodsky V.I. About the document on improving the level of organization of construction production //
Industrial and civil construction. - 2017. - No. 3. - pp. 100-103.
8. Olejnik p. P., Brodsky V. I. About the new requirements for acceptance of completed construction projects // Industrial and civil construction. - 2017. - No. 9. - P. 56-60.
9. Mukhametzyanov Z. R., Gusev E. V. Problems of improvement of organizational and technological models of construction // Industrial and civil construction. - 2012. - No. 4. - P. 68-69.
10. Mukhametzyanov Z.R. Classification of combinations of technologically interconnected construction processes used in the construction of an object / Z.R. Mukhametzyanov, R.V. Razyapov // Industrial and civil construction.
- 2017. - No. 10. - pp. 72-77.
Авторы
Мухаметзянов Зинур Ришатович, доктор технических наук, профессор кафедры «Автомобильные дороги и технология строительного производства, ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; e-mail: zinur-1966@ mail.ru;
Разяпов Руслан Валитович, старший преподаватель кафедры «Автомобильные дороги и технология строительного производства, ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», 450062, г Уфа, ул. Космонавтов, 1; e-mail: [email protected];
Могучева Татьяна Асхатовна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильные дороги и технология строительного производства, ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1;
Батырова Дина Рустемовна, студент кафедры «Автомобильные дороги и технология строительного производства, ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», 450062, г Уфа, ул. Космонавтов, 1
