ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ РЕКОНСТРУКЦИИ УЧЕБНОГО КОРПУСА ВУЗА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

М Инженерный вестник Дона, №3 (2021) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/nly2021/6889

Применение методики организационно-технического моделирования на примере реконструкции учебного корпуса ВУЗа

И.Ю. Зильберова, А.О. Вонгай, Д.М. Тальников Донской Государственный Технический Университет, Ростов-на-Дону

Аннотация: Организационно-технологическое моделирование в применении к процессам реконструкции зданий ВУЗов основывается на разделении моделей на структурную и функциональную составляющие - модель пространственно-технологической структуры и функциональную модель процесса реконструкции здания ВУЗов. В статье рассмотрена организация рабочей площадки с технологической последовательностью протекания рабочих процессов. С учетом этого были составлены графы работ по этапам, показывающие возможность параллельного производства работ, а также показаны предшествующие им необходимые работы. На основании этого сделан вывод об эффективности применения методики организационно-технического моделирования для повышения организационной эффективности.

Ключевые слова: технологический процесс, реконструкция, здание ВУЗа, ресурсно-технологический модуль, энергосбережение, повышение энергетической эффективности, конструктивный элемент, сетевой график, орграф, рабочая операция.

Приняв за основу простые технологические процессы (далее - ТП), представляется возможным создать модель пространственно-технологической структуры [1,2]. Входящие в неё операции состоят из элементов, которые, в свою очередь, представляются ресурсно-технологическими модулями (далее - РТМ). Модулями является ресурс ТП, выполняющий работу в объёме сменной выработки. Организационно-технологическая модель анализируется на уровне ТП [3,4].

Выделение рабочих операций, взаимосвязи рабочих операций, пространственные характеристики РТМ определяются организационно-техническими модулями. Составление расписаний работ производится на организационно-технологической модели и решает задачу выбора количества исполнителей [5]. Также в ней определяется продолжительность РТМ [6-8].

Исследование проводилось на примере утепления ограждающих конструкций. Единица измерения объёмов - квадратный метр поверхности

фасада. Эффективность ТП при формировании РТМ характеризуется следующими показателями:

- нормы затрат труда;

- время простоев;

- состав исполнителей и т.д.

Повышение организационной эффективности ТП достигается путём наблюдений за работой исполнителей, замены неэффективных операций или приёмов в них.

Недостаток этого подхода заключается в том что исходные данные не могут полноценно показать эффективность работы, ввиду того что работа исполнителей оценивается не в начале работ, а по мере производства работ. Организационно-технологическое моделирование значительно устраняет эти недостатки [9]. Ниже рассмотрен пример применения РТМ ТП утепления ограждающих конструкций здания учебно-лабораторного корпуса №5. Технологическая структура РТМ ТП утепление ограждающих конструкций здания представлена в таблице №1.

Таблица №1

Технологическая структура РТМ для утепления фасадов здания

№ Рабочая операция Состав, чел Обозначение операций Последовательность

1 2 3 4 5

1 Устройство инвентарного ограждения Плотники: 4 разр. -1 2 разр. - 1 Подсобный рабочий 1 разр. - 1 /1 т1

2 Установка наружных инвентарных лесов высотой до 16 м: Монтажники: 4 разр. -1 3 разр. - 2 2 разр. - 1 /2 Ш2

3 Очистка поверхности стен Термоизолировщик 3 разряд - 1 /з т4

1 2 3 4 5

М Инженерный вестник Дона, №3 (2021) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/nly2021/6889

4 Подъём лебёдки на 5-й этаж Такелажники: 3 разр. - 1 2 разр. - 1 /4 т3

5 Разметка мест постановки анкеров Монтажник 3 разр. - 1 /5 Шб

6 Сверление отверстий для постановки анкеров перфоратором Монтажник 3 разр. - 1 /б т7

7 Установка распорного анкера и его предварительного затяжка Монтажник 3 разр. - 1 /7 Ш8

8 Установка кронштейнов Монтажник 3 разр. - 1 /8 т9

9 Подъём каркаса Подсобные рабочие 2 разряд.-1 /9 Ш5

10 Установка и выверка направляющей Монтажник 3 разр. - 1 /0 Ш0

11 Постановка соединит. болтов для крепления кронштейнов и направляющих Монтажник 3 разр. - 1 /и Ш11

12 Полная затяжка анкеров Монтажник 3 разр. - 1 /12 Ш12

13 Разметка мест установки дюбелей Монтажник 3 разр. - 1 /з Ш15

14 Сверление отверстий для крепления теплоизоляции Монтажник 3 разр. - 1 /14 Ш16

15 Подъём теплоизоляционных плит Такелажники: 3 разр. - 1 2 разр.- 2 /15 Ш13

16 Установка теплоизоляционных плит Теплоизоляцировщики: 4 разр. - 1 3 разр. - 1 2 разр. - 1 /16 Ш17

17 Установка дюбелей для крепления теплоизоляционных плит Монтажник 3 разр. - 1 /17 Ш18

18 Подъём облицовочных плит Подсобник: 2 разряд - 2 /18 Ш14

1 2 3 4 5

19 Переноска грузов требующих особой осторожности Подсобник: 2 разряд - 2 /19 т19

20 Установка облицовочных плит Монтажник 3 разр. - 1 /20 т20

21 Снятие лебедки Такелажники: 3 разр. - 1 2 разр.- 2 /21 т21

22 Разборка наружных инвентарных лесов Монтажник по монтажу стальных и ж/б конструкций: 4 разр. - 1 3 разр.- 2 2 разр.- 1 /22 т22

23 Демонтаж временного ограждения Плотники: 4 разр. - 1 2 разр. -1 Подсобный рабочий 1 разр. - 1 /23 т2з

24 Погрузо- разгрузочные работы при автомобильных перевозках: Погрузка мусора строительного с погрузкой экскаваторами емкостью ковша до 0,5 м3 Подсобник: 1 разряд - 1 /24 т24

25 Перевозка грузов автомобилями-самосвалами грузоподъемностью 10 т Водитель самосвала - 1 /25 т25

Далее была построена матрица тех. последовательности. В ней отражены результаты оценивания последовательности рабочих операций в парных сравнениях. В данной матрице учтены неопределённости -независимость, невозможность определения последовательности и т.д.

Путём математической постановки решилась задача упорядочения рабочих операций.

Построен граф M= (Т, R), где M= {£ | 1=1,..,24}, R = {(fi , ^ ) | fi «ЛЛ»,

где символ «АА» отражает порядок в операциях, то есть йАА:Г) тогда, когда £ предшествует fj. Построим граф в виде матрицы, в которой вводится отношение порядка. Найдём последовательность (Ь^, которая является перестановкой другой последовательности (£), такую, чтобы из ^аа следовало, что ^.

Порядок «&» определяется экспертными оценками - методом парного сравнения каждого из элементов последовательности (£) с остальными [9,10]. Результаты сравнения заносятся в матрицу связей между элементами последовательности (£). Матрица рабочих операций изображена на рис. 1.

Обозначим элемент матрицы, находящийся на £-й строке и в ^-м столбце, за %

t 11 f: f¡ t* fj fe / " fp fu fl4 fu flb fr 4o f* f¡l f:3 fy ' 25

fl 0 1 t 1 # # 1 # 1 # a 1 # a 1 a # 1 •> # 1 ü 1 # ü

Л 0 0 1 <> 1 # ü 1 # 1 # 1 1 # 1 i # 1 ■) 1 1 1 ü #

и 9 0 0 # 1 1 1 1 # 1 # _ 1 i ü 0 i ü # 1 # 1 1 1 1

f4 0 1 # 0 # # # # 1 # # xl # 1 a # 1 1 # 1 # # * #

f, # 0 0 # 0 * * 1 # 1 i * 1 i # ■> i = 1 1 # # # # #

f6 # 0 # * 0 * 1 # 1 i * 9 = # i •> # = 1 # 1 1 ti й

f- -x 0 xi * * 0 1 # 1 «> * 1 _ # i i # # 1 # 1 1 a

fs # 0 0 = 0 0 0 0 # * * * 1 i # i i # = 1 tí 1 1 # #

f9 0 xi xk 0 # # # # 0 1 * Л1 xl xl 1 i i 1 # 1 1 1 # i 1

fio # 0 0 # 0 0 0 * 0 0 * * 1 1 xi i i # # 1 # 1 1 #

Ul xi xi # # 0 0 <> * * * 0 * 1 1 x i ti # # 1 # 1 1 # xi

fn 0 0 # # * * * * ■Li * * 0 1 1 # i i # # 1 # 1 1 # #

fj¡ # 0 0 # 0 9 0 0 a 0 0 0 0 * # i * ti ti 1 # 1 # # ti

fu # # 0 s •> # # 0 # 0 0 0 * 0 * * * # ti 1 # 1 ¿i i 1

fu 0 0 # 0 # = = # 0 = # ti # * 0 i i 1 1 1 1 ti 1 ü =

fl6 # 0 •y £ o 0 0 0 0 0 0 0 0 * 0 0 * # # 1 1 1 1 i 1

fi- # # 0 # 0 1) 0 0 0 0 # 0 * * 0 * 0 tí # 1 1 1 1 ti ü

fis 0 n # 0 # # tf # 0 # a it tf tf 0 # # 0 * * 1 # 1 a s

fio n 0 # 0 0 # # # # # a xi xl # 0 # # * 0 * * # # 0 ü

fx # ti 0 ti 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 * * 0 ti 1 1 1 #

fzi 0 0 # 0 # # # # 0 # # xi xl # 0 0 0 0 * # 0 # 1 # #

fz # 0 0 # # 0 0 0 0 0 0 0 0 0 # 0 0 # # 0 # 0 1 1 1

0 0 0 # 0 0 0 oi 0 0 0 0 0 0 0 # 0 0 0 0 1 1

fx # # 0 * = = = ti 0 o # # # 0 = 0 # # •> 0 # 0 0 0 *

fr jj xi _ _ _ xi 0 0 * 0

Рис. 1. - Матрица связей

Элементы £у означают следующее:

- 1, если (£, ф принадлежит Я, то есть ;

- 0, если £) принадлежит Я то есть

Для описания неопределённости введены:

- #, если (£, fj) не принадлежит Я& (fj , £) не принадлежит Я;

- *, если в (£, fj) один из элементов является составной частью другого;

- ?, если взаимосвязь между простой и составной операцией не поддаётся определению.

По результатам этой матрицы построен граф, исключающий составные операции и разбит на слои в тех. последовательности. Он показан на рис. 2.

Рис. 2. - Граф технологической структуры ТП

Из-за того что связей между операциями множество, каждый элемент был обособлен, и к нему составлен граф необходимых выполненных работ, который отображён на рис. 3.

Рис. 3. - Отношение предшествующих операций к рассматриваемым по слоям графа технологической структуры ТП

В каждом слое были выделены те операции, которые технологически независимы и могут выполняться параллельно. Устранены следующие ошибки:

- Операция f12 является составной, включающей в себя операции f5 -f8, fio, fu- Она должна выполняться после первых трех слоев;

- операция f19 является составной. Она не может выполняться после седьмого слоя;

- операции f20 и f22 не являются составными. Они не могут выполняться параллельно;

- устранены циклы.

С учётом вышесказанного составлен граф (рис. 4) и внесены соответствующие изменения в табл. 1.

I СЛОН II слой III слон IV слон V слон VI слон VII слон VIII слон

Рис. 4. - Граф технологической структуры ТП после корректировки Список исполнителей (таблица 1) принят как заданный. Задача решается на организационно-технологической модели технологического процесса РТМ.

Исходя из графа на рис. 4, построим граф ресурсной эквивалентности (Рис. 5).

I слой II слой III слой IV слой Услой VI слой VII слой VIII слой

------- Икттнлк 4 Р<ф1». П101М> 2 ¡трал - — — --Т*МИИН*МШ1 »Г»Ч«л

_ ___Моетккти 4 рацмлл ымпшсш 2 рв фдо --ПвхоЛш* рабочий 2 рафи»

__М лггышт Л ршфиа --Пажобсшй рабочий I риркла

• Такт шип 3 ре н11-'1 пкеижмих 2 рпрдо

Рис. 5. - Структура распределения трудовых ресурсов ТП Таким образом, с помощью организационно-технологической модели определили основные показатели организационной эффективности ТП:

- общая продолжительность рабочих операций ТП ресурсно-технологического модуля;

- Продолжительность работы без простоев;

- возможные простои каждого исполнителя.

Проведенные расчеты показали, что внедрение методики организационно-технологического моделирования реконструкции ВУЗов с учетом применения ЭЭМ на основе принципов формировании ресурсных и технологических модулей, позволяет повысить организационную эффективность до 25%, за счет сокращения общей продолжительность рабочих операций ТП ресурсно-технологического модуля на 10% и сокращения возможных простоев трудового ресурса (каждого исполнителя) на 20%.

Литература

1. Бенаи Х.А. Основы формирования архитектуры зданий и сооружений нового поколения при комплексной реконструкции // Вестник КРСУ. 2019. Т. 19. № 8. С. 111-115.

2. Данилова О.Л., Костюченко П.А. Практическое пособие по выбору и разработке энергосберегающих проектов. - М.: Технопромстрой, 2006. - 668 с.

3. Грахов В.П., Мохначев С.А., Манохин П.Е. и др. Особенности формирования проектов реконструкции агропромышленных предприятий // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - №1, 517 ^

4. Халимов И.О., Халимов О.З., Смольникова Р.Р. Реконструкция зданий как продление жизненного цикла недвижимости // Международная научно-практическая конференция «Приоритетные направления развития науки и образования» Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс», 2015. - С. 239241.

5. Зильберова И.Ю., Вонгай А.О., Арцишевский М.Д. Моделирование энергосберегающих организационно-технологических процессов реконструкции зданий учебных учреждений // Инженерный вестник Дона, 2017, №3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N3y2017/4291

6. Грабовский П.Г., Харитонов В.А. Реконструкция и обновление сложившейся застройки города. 2 изд. - М.: Проспект, 2013. - 712 с.

7. Ревенко Н.Ф. Определение экономического эффекта от внедрения организационно-технических решений в ремонтном производстве // Математические модели и информационные технологии в организации производства, 2010, №1, с. 53-58

8. Синенко С.А., Дорошин И.Н., Гергоков И.Х. Обобщение опыта выбора организационно-технологических решений при возведении зданий // Инженерный вестник Дона, 2020, №12. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n12y2020/6753

9. Zilberova I.Y., Novoselova I.V., Mailyan V.D. Modern methods for evaluating the technical and organizational-technological solutions for repair and construction production // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Scientific Conference "Construction and Architecture: Theory and Practice of Innovative Development" - Organisation and Technology of Construction Production. - 2019. - С. 055013.

10. Sheina S.G., Zilberova I.Y., Vongay A.O. Energy-saving processes simulation in reconstruction of educational institutions edifices // MATEC Web of Conferences. - 2017. - С. 00153.

References

1. Benai H.A. Vestnik KRSU, 2019, T, 19, № 8, pp. 111-115

2. Danilova O.L., Kostjuchenko P.A. Prakticheskoe posobie po vyboru i razrabotke jenergosberegajushhih proektov [A practical guide to the selection and development of energy saving projects]. M.: Tehnopromstroj, 2006. 668 p.

3. Grahov V.P., Mohnachev S.A., Manohin P.E. etc. Sovremennye problemy nauki

1 obrazovanija, 2015, №1, p. 517.

4. Halimov I.O., Halimov O.Z., Smol'nikova R.R. Mezhdunarodnaja nauchno-prakticheskaja konferencija «Prioritetnye napravlenija razvitija nauki i obrazovanija» Cheboksary: CNS «Interaktiv pljus», 2015, pp. 239-241.

5. Zil'berova I.Ju., Vongaj A.O., Arcishevskij M.D. Inzhenernyj vestnik Dona, 2017, №3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N3y2017/4291

6. Grabovskij P.G., Haritonov V.A. Rekonstrukcija i obnovlenie slozhivshejsja zastrojki goroda [Reconstruction and renovation of the existing city development].

2 izd, M.: Prospekt, 2013, p. 712

7. Revenko N.F. Matematicheskie modeli i informacionnye tehnologii v organizacii proizvodstva, 2010, №1, pp. 53-58

8. Sinenko S.A., Doroshin I.N., Gergokov I.H. Inzhenernyj vestnik Dona, 2020, №12. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n12y2020/6753

9. Zilberova I.Y., Novoselova I.V., Mailyan V.D. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Scientific Conference "Construction and Architecture: Theory and Practice of Innovative Development" Organisation and Technology of Construction Production, 2019, C. 055013.

10. Sheina S.G., Zilberova I.Y., Vongay A.O. MATEC Web of Conferences, 2017, C.00153.