CC BY
36Организация
строительного производства
------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Научно-технический и производственный журнал
УДК 658.5
А.Г. КАПТЮШИНА, канд. техн. наук (a.kaptyushina@mail.ru), М.А. КАЗИНАУСКАС, магистр (trenina-m94@mail.ru)
Череповецкий государственный университет (162606, г. Череповец, пр. Победы, 12)
Организационно-технологические решения при оперативно-календарном планировании строительства монолитного здания
Рассмотрена проблема несовпадения проектного и фактического графиков производства работ строительства монолитного здания. В результате проведенного анализа существующих проблем календарного планирования выявлена необходимость совершенствования методики календарного планирования строительства жилых монолитных домов в интересах своевременной сдачи объектов в эксплуатацию и достижения высоких технико-экономических показателей. В методах формирования и расчета потоков определение риска несвоевременного выполнения работ, а также прогнозирование увеличения стоимости проекта за счет его высокой продолжительности учитываются недостаточно. Предложена методика вариантного моделирования плана строительно-монтажных работ с учетом рационального распределения имеющихся ресурсов на основе программного комплекса Microsoft Project (программа управления проектами, разработанная и продаваемая корпорацией Microsoft). Методика разработана как на основе известных алгоритмов планирования, так и включает новые элементы.
Ключевые слова: монолитное строительство, организационно-технологические решения, оперативно-календарное планирование, моделирование календарных планов, стохастические модели, методика PERT, Microsoft Project, сетевые графики.
Для цитирования: Каптюшина А.Г., Казинаускас М.А. Организационно-технологические решения при оперативно-календарном планировании строительства монолитного здания // Жилищное строительство. 2018. № 10. С. 44-48.
A.G. KAPTYUSHINA, Candidate of Sciences (Engineering) (a.kaptyushina@mail.ru), M.A. KAZINAUSKAS , Magister (trenina-m94@mail.ru) Cherepovets State University (12, Pobedy Avenue, Cherepovets, 162606, Russian Federation)
Organizational and Technological Solutions for Operational and Calendar Planning of Construction
of a Monolithic Building
The article is devoted to the problem of discrepancy between the design and actual schedules of construction of a monolithic building. As a result of the analysis of the existing problems of calendar planning, the need to improve the methodology of calendar planning of construction of residential monolithic houses in the interests of timely commissioning and achievement of high technical and economic indicators is revealed. In the methods of formation and calculation of flows, determination of the risk of untimely execution of works, as well as forecasting the increase in the cost of the project due to its long duration, is not taken into account enough. The method of variant modeling of the plan of construction and installation works with due regard for rational distribution of available resources on the basis of the Microsoft Project software complex (the project management program developed and sold by Microsoft Corporation) is offered. The method is developed on the basis of known planning algorithms, and includes new elements.
Keywords: monolithic construction, organizational-technological solutions, operative-calendar planning, simulation of calendar plans, stochastic models, PERT method, Microsoft Project, network graphics.
For citation: Kaptyushina A.G., Kazinauskas M.A. Organizational and technological solutions for operational and calendar planning of construction of a monolithic building. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2018. No. 10, pp. 44-48. (In Russian).
В настоящее время возрастает необходимость возведения объектов различного функционального назначения, требующих индивидуальных архитектурных и уникальных конструктивных решений [1-5].
Развитие монолитного строительства характеризуется расширением объемов и области его применения, ростом требований к качеству выпускаемой продукции, а также развитием методов скоростного строительства, связанных с повышением интенсивности труда, увеличением степени «химизации» бетонов, усложнением технологических процессов и сокращением допустимой продолжительности технологических ожиданий в ходе производства работ [6-12].
44| -
Разработка методики формирования организационно-технологических решений при оперативно-календарном планировании монолитного строительства в реальном масштабе времени с учетом воздействия внешних факторов является актуальной проблемой.
Анализ организационно-технологических моделей для планирования строительно-монтажных работ и компьютерных технологий для их реализации позволяет сделать вывод о целесообразности использования сетевых моделей.
Учитывая современную структуру строительного рынка, требуется разработка простой методики моделирования календарных планов производства строительно-монтажных
^^^^^^^^^^^^^ И02018
Научно-технический и производственный журнал
Organization of construction works
I. Исходные данные:
- наименование и характеристика сооружения и строительной организации
- описание состава, объем работ, трудоемкости
- работ, трудоемкости
II. Разбивка на фронты работ (захватки)
1 г
IV. Плановое время
V. Определение коэффициента напряженности некритических работ:
- критическая (Кн > 0,8)
- подкритическая (0,6 < Кн < 0,8)
- резервная (Кн < 0,6)
т
VI. Определение резервов времени
VII. Перераспределение ресурсов
. Коэффициент совмещения профессий
Рис. 1. Схема формирования календарного плана
Рис. 2. График производства СМР на типовой этаж
10'2018
45
Организация
строительного производства
—в=—жилищное ----—
строительство
Научно-технический и производственный журнал
Название задачи Длительность Опти мистическая длительность Ожидаемая длительность П есси м и сти ч еская длительность
1 В Строительство монолитного жилого дома 31 дней 71 дней 801 дней 90 дней
2 В Монолитная фундаментная плита 118*5 дней 17 дней 18 дней 19.5 дней
3 Установка опалубочных щитов 5 дней 4 дней 5 дней 5.5 дней
4 Установка основных арматурных сеток 3.5 дней 3 дней 3 дней 4 дней
5 Установка вертикальных каркасов 0.5 дней 0.5 дней 0.5 дней 0.5 дней
6 Установка дополнительных каркасов 1.5 дней 1.5 дней 1.5 дней 1.5 дней
7 Бетонирование 4.5 дней 4.5 дней 4.5 дней 4.5 дней
8 Выдержка бетона 7 дней 7 дней 7 дней 7 дней
9 Разборка опалубки 3 дней 3 дней 3 дней 3 дней
10 В Монолитные стены подвала 18.5 дней 16,5 дней 18.5 дней 22.5 дней
11 0 1 захватка 10.5 дней 9.5 дней 10.5 дней 12.5 дней
17 0 2 захватка 10*5 дней 9.5 дней 10.5 дней 12.5 дней
23 Лифтов ал шахта 2 дней 2 дней 2 дней 2 дней
24 В Монолитные колонны типового этажа 26.5 дней 20.5 дней 28 дней 28.5 дней
25 0 1 захватка 114 дней 11 дней 13.5 дней 15 дней
31 0 2 захватка 14 дней 11 дней 13.5 дней 15 дней
37 В Монолитное перекрытие типового этаж* 17.5 дней 17 дней 17.5 дней 19.5 дней
3S Подача краном собранныхтелескопиче^ 1.5 дней 1.5 дней 1.5 дней 1.5 дней
39 Подача краном продольных балок 0.5 дней 0.5 дней 0.5 дней 1 день
40 Подача краном поперечных балок 0.5 дней 0.5 дней 0.5 дней 1 день
41 Подача краном опалубочных щитов 0.5 дней 0.5 дней 0.5 дней 1 день
42 Подача краном ламинированной фанеры 0.5 дней 0.5 дней 0.5 дней 1 день
43 Устройство ламинированной фанеры 4.5 дней 4 дней 4.5 дней 4.5 дней
44 Устройство опалубочных щитов 1.5 дней 1.5 дней 1.5 дней 1.5 дней
45 Устройство каркасов 1 день 1 день 1 день 1 день
46 Подача бетона бетононасосом 2 дней 2 дней 2 дней 2 дней
47 Выдерживание бетона 7 дней 7 дней 7 дней 7 дней
48 Демонтаж опалубки 0.5 дней 0.5 дней 0.5 дней 0.5 дней
Рис. 3. Результат выполнения анализа по методике PERT
работ, адаптируемых под реальные строительные организации и не требующих большого объема профессиональных навыков для использования.
Теория рисков, позволяющая (с определенной долей вероятности) учесть непредвиденные работы и затраты, в настоящее время получает все более широкое признание. Однако причины возможности увеличения стоимости строительства за счет несвоевременного выполнения строительных работ остаются недостаточно исследованными, что влияет на технико-экономические показатели строительства [13].
Одной из основных причин является несвоевременное выполнение строительных работ, приводящее к увеличению издержек средств проекта, несоблюдению договорных обязательств и т. д. Для минимизации последствий рисков необходимо при анализе проекта учитывать возможные факторы и управлять ими на последующих фазах проектного цикла.
Учет вероятностного характера продолжительностей работ при расчете параметров времени на сетевом графике является особенностью метода PERT [Program (Project) Evaluation and Review Technique]. Он позволяет определить вероятность завершения проекта в заданные периоды времени и к заданным срокам [13].
4б| -
Учитывая многообразие подходов к решению задач календарного планирования и учета особенностей строительных предприятий и конкретных объектов строительства, в данной статье рассматривается методика планирования, не требующая никаких финансовых затрат.
Алгоритм решения выявленной проблемы возможно представить в виде последовательных блоков (рис. 1).
Для начала происходит формирование исходных данных, состав которых должен содержать:
- наименование и характеристику объекта строительства;
- сведения о строительной организации, выбранной для возведения сооружения;
- характеристику условий строительства;
- описание состава, объема работ, выбранных способов производства работ;
- данные о трудоемкости работ;
- данные по сметной стоимости работ.
Затем производится разбивка объекта строительства на фронты работ. Фронтом работы является площадь, на которой размещается бригада, оборудование, механизмы, приспособления и запас материалов для выполнения необходимых работ [6]. Для единовременного выполнения любого производственного процесса на участке фронта работ
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ И0'2018
Научно-технический и производственный журнал
Organization of construction works
P 1
0,9 0,8
60
71
¿опт]
80 90 100
^ожид tm
'ожид 'пессим
Продолжительность
Рис. 4. Бета-распределение продолжительности проекта
необходимо этот процесс разделить между членами бригады на равные по трудоемкости части.
Далее необходимо выполнить расчет сетевого графика в MS Project - программа управления проектами, разработанная и продаваемая корпорацией Microsoft (Microsoft Project 2013 в управлении проектами. СПб.: БХВ-Петербург, 2014. 432 с.). Смысл данного этапа заключается в определении объемов работ, сроков их выполнения и имеющихся в распоряжении организации трудовых ресурсов (рис. 2).
После построения сетевого графика определяется коэффициент напряженности работ. Коэффициент напряженности (КН) может изменяться в пределах от 0 до 1. Чем ближе значение коэффициента напряженности работы к единице, тем сложнее выдержать сроки выполнения данной работы. Чем ближе коэффициент напряженности работы к нулю, тем большим относительным резервом обладает максимальный путь, проходящий через данную работу.
Оптимизация сетевого графика представляет процесс формирования вариантной организации работ, определения сроков выполнения работ и требуемых ресурсов для каждого варианта. Оптимизация проводится с целью сокращения длины критического пути, выравнивания значения коэффициентов напряженности работ и рационального использования ресурсов [14-18].
Следующий этап алгоритма решения поставленной задачи предназначен для анализа рисков, оценки выполнения строительства объекта в срок [7]. Управление рисками подразумевает формальные методы определения, анализа, оценки, предупреждения их возникновения, принятия мер по снижению степени риска на протяжении жизненного цикла проекта и распределения возможного ущерба от риска между участниками проекта [19].
Основной трудностью, выявленной практикой поточного строительства, является несовпадение проектного и фактического графиков производства работ, причем это несовпадение тем больше, чем больше рассматриваемый период. Причинами этих несовпадений выступают различные ситуации, возникающие в случайные моменты времени и определяющие стохастичность условий функционирования строительного потока.
Стохастические модели, т. е. стохастические потоки, описывают случайные процессы или ситуации, при этом подразумевается, что случайность тех или иных явлений выражается в терминах вероятности. Производство подвер-
жено воздействию ряда неопределенных факторов, вызывающих потери рабочего времени, поэтому процессы производственного потока рассматриваются как случайные.
В системе PERT (Техника оценки и анализа проектов) используется статистический метод для вычисления оценки случайности, при которой рассчитываются затраты и оценивается стохастичность каждого элемента проекта [4]. Выражая эти неопределенности через среднеквадратичное отклонение и вычисляя дисперсии, можно количественно выразить стохастичность оценки в целом.
В проектах с высокой степенью неопределенности для определения продолжительности критического пути графиков возможно использовать методику PERT. В таких случаях пользователю предлагается дать три оценки продолжительности работы:
- оптимистическую (минимальную);
- наиболее вероятную (среднюю);
- пессимистическую (максимальную) (рис. 3).
Когда данные для анализа введены, нужно произвести расчет определения степени неопределенности выполнения работ, лежащих на критическом пути. Для оценки степени неопределенности выполнения той или иной работы используется дисперсия о. Дисперсия рассчитывается по формуле:
, _ (пессимистическая-оптимистическая)2
(1)
Для определения Бета-распределения используем полученные оценки продолжительности задач - оптимистическую, пессимистическую и ожидаемую (рис. 4): Гошш=71 дн.; 4жид=80 дн.; ^СС1Ш=90 дн.
Величина стандартного отклонения:
а =
(90-71)2
б2
= 10,03 дн.
Для определения вероятности завершения комплекса работ в заданный срок находим аргумент функции нормального распределения ^
Z =
T-t
(2)
где t - ранний срок наступления конечного события; о - величина стандартного отклонения; T - заданная продолжительность строительства.
Z= 85-71 ^ 10,03
По таблице нормального распределения вероятностей находим, что при Z= 1,4 вероятность Z = 0,919243, или 91,9%. Следовательно, завершение строительства типового этажа к заданному сроку в 85 дней обеспечивается с вероятностью 91,9%.
Результаты применения статистического моделирования на конкретном примере позволяют представить модель прямых затрат на выполнение работ и общего срока продолжительности строительства объекта, а также оптимизировать использование всех видов ресурсов и обеспечить эффективное завершение проекта. С учетом вышеизложенного предложена методика вариантного моделирования плана строительно-монтажных работ с учетом рационального распределения имеющихся ресурсов на основе программного комплекса Microsoft Project.
102018
47
ДН
Организация
строительного производства
------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Научно-технический и производственный журнал
Список литературы
1. Гончаров А.А. Совершенствование технологических процессов в монолитном домостроении // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 12. С. 106-11.
2. Болотова А.С. Формирование модели базы данных для повышения организационно-технологической надежности монолитного строительства // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. № 9 (108). С. 1061-1069.
3. Косилов И.А., Морозова Т.Ф., Джунусов Б.А., Сванов Т.С. Рациональный подход к организации монолитных работ по возведению типового этажа // Строительство уникальных. зданий и сооружений. 2015. № 5 (32). С. 95-111.
4. Кузина О.Н. Организация строительного производства при возведении и переустройстве жилищных гражданских комплексов // Отходы и ресурсы. 2014. Т. 1. № 2. С. 4.
5. Афанасьев В.А., Афанасьев А.В. Поточная организация работ в строительстве. СПб.: СПбГА-СУ, 2000. 152 с.
6. Дикман А.Г. Организация строительного производства. М.: АСВ, 2009. 586 с.
7. Болотова А.С., Свиридов В.Н. Управление рисками в монолитном строительстве // Научное обозрение. 2017. № 4. С. 52-56.
8. Коровяков В.Ф. Роль научно-технического сопровождения строительства в повышении качества монолитного строительства // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 5. С. 34-36.
9. Сергеев С.В., Соколов Н.С., Воробьев Е.Д. Натурные наблюдения за строительством сборно-монолитного здания с «безригельным» каркасом // Жилищное строительство. 2017. № 3. С. 58-61.
10. Бедов А.И., Бабков В.В., Габитов А.И., Сахибгареев Р.Р., Салов А.С. Монолитное строительство в Республике Башкортостан: от теории к практике // Вестник МГСУ. 2013. № 10. С. 110-121.
11. Акимова В.П. Монолитное строительство - достоинства и проблемы // Евразийский союз ученых. 2015. № 7-2 (16). С. 29-31.
12. Боронина Л.Н., Сенук З.В. Основы управления проектами. Екатеринбург: Уральский университет, 2015. 112 с.
13. Катаева В.И., Козырев М.С. Методы принятия управленческих решений. М. - Берлин: Директ-Медиа, 2015. 196 с.
14. Манухина О.А., Рыбко В.С., Романов Н.Р. Монолитное строительство: проблемы и перспективы // Экономика и предпринимательство. 2018. № 4 (93). C. 15-18.
15. Адамцевич А.О., Пустовгар А.П. Оптимизация организации производственных процессов монолитного строительства // Вестник МГСУ. 2013. № 10. С. 242-248.
16. Серебренников Г.Г. Экономические аспекты оперативно-календарного планирования на предприятиях единичного производства // Сибирский экономический вестник. 2016. № 2. С. 141-149.
17. Иремадзе Э.О. Оптимизация оперативно-календарного планирования продукции на производстве // Теория и практика современной науки. 2015. № 5 (5). С. 154-157.
18. Лещукова И.В. Оперативное планирование производства // Инновационная наука. 2016. № 5-2 (17). С. 128-130.
19. Гендлина Ю.Б., Семенова Т.И., Сиверикова Ю.О. Влияние сметной стоимости строительного проекта на стоимость строительного бизнеса // Управление и экономика народного хозяйства России: Сборник статей Международной научно-практической конференции. Пенза: РИО ПГАУ, 2017. 80 с.
48| -
References
1. Goncharov A.A. Improvement of technological processes in monolithic housing construction. Promyshlennoe igrazhdan-skoe stroitel'stvo. 2017. No. 12, pp. 106-11. (In Russian).
2. Bolotova A.S. Formation of model of the database for increase in organizational and technological reliability of monolithic construction. Vestnik MGSU. 2017. Vol. 12. No. 9 (108), pp. 1061-1069. (In Russian).
3. Kosilov I.A., Morozova T.F., Dzhunusov B.A., Svanov T.S. Rational approach to the organization of monolithic works on construction of the standard floor. Stroitel'stvo unikal'nyh zdanij i sooruzhenij. 2015. No. 5 (32), pp. 95-111. (In Russian).
4. Kuzina O.N. Organization of construction production at construction and reorganization of housing civil complexes. Othodyi resursy. 2014. Vol. 1. No. 2, pp. 4. (In Russian).
5. Afanasyev V. A., Afanasyev A.V. Potochnaya organizaciya rabot v stroitel'stve [The line organization of works in construction]. Saint Petersburg: SPBGA-SU. 2000. 152 p.
6. Dikman A.G. Organizaciya ctroitel'nogo proizvodstva [Organization of construction production]. Moscow: DIA. 2009. 586 p.
7. Bolotova A. S., Sviridov V.N. Risk management in monolithic construction. Nauchnoe obozrenie. 2017. No. 4, pp. 52-56. (In Russian).
8. Korovyakov V.F. A role of scientific and technical maintenance of construction in improvement of quality of monolithic construction. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2014. No. 5, pp. 34-36. (In Russian).
9. Sergeyev S.V., Sokolov N.S., Vorobyov E.D. Natural observations of construction of the combined and monolithic building with a «bezrigelny» framework. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2017. No. 3, pp. 58-61. (In Russian).
10. Bedov A.I., Babkov V.V., Gabitov A.I., Sakhibgareev R.R., Salov A. S. Monolithic construction in the Republic of Bashkortostan: from the theory to the practician. Vestnik MGSU. 2013. No. 10, pp. 110-121. (In Russian).
11. Akimova V.P. Monolithic construction - advantages and problems. The Euroasian union of scientists. 2015. No. 7-2 (16), pp. 29-31. (In Russian).
12. Boronina L.N., Senuk Z.V. Osnovy upravleniya proektami [Bases of project management]. Yekaterinburg: Ural university. 2015. 112 p.
13. Katayeva V.I., Kozyrev M.S. Metody prinyatiya upravlen-cheskih reshenij [Methods of adoption of administrative decisions]. Moscow - Berlin: Direkt-media. 2015. 196 p.
14. Manukhina O.A., Rybko V.S., Romanov N.R. Monolithic construction: problems and prospects. Ekonomika i predprinimatel'stvo. 2018. No. 4 (93). (In Russian).
15. Adamtsevich A.O., Pustovgar A.P. Optimization of the organization of productions of monolithic construction. Vestnik MGSU. 2013. No. 10, pp. 242-248. (In Russian).
16. Serebrennikov G. G. Economic aspects of quick scheduling at the enterprises of single production. Sibirskij ehkonomicheskij vestnik. 2016. No. 2, pp. 141-149. (In Russian).
17. Iremadze E.O. Optimization of quick scheduling of production on production. Teoriya i praktika sovremennoj nauki. 2015. No. 5 (5), pp. 154-157. (In Russian).
18. Leshchukova I.V. Operational planning of production. Innova-cionnaya nauka. 2016. No. 5-2 (17), pp. 128-130. (In Russian).
19. Gendlina Yu.B., Semyonov T.I., Siverikova Yu.O. Influence of estimated cost of the construction project on the cost of construction business. Management and economy of the national economy of Russia: collection of articles of the International scientific and practical conference. Penza. 2017. 80 p. (In Russian).
|l0'2018
