CC BY
42Лебедев В.М., канд. техн. наук, доцент Белгородский государственный технолдгический университет им. В.Г. Шухова
СИСТЕМОТЕХНИКА СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ВОЗВЕДЕНИИ ЖИЛЫХ КОМПЛЕКСОВ
Одной из систем капитального строительства является строительное производство - совокупность производственных процессов, выполняемых на строительной площадке, включая строительно-монтажные и специальные процессы в подготовительный и основной периоды строительства.
Строительное производство (СП) объединяет две подсистемы: технологию строительного производства (ТСП) и организацию строительного производства (ОСП).
Технология строительного производства - это наука о методах выполнения строительных процессов, обеспечивающих обработку строительных материалов, полуфабрикатов и конструкций с качественным изменением их состояния, физико-химических свойств, геометрических размеров с целью получения продукции заданного качества при возведении зданий и сооружений.
Организация строительного производства определяет сущность и научные основы предстроительного проектирования и изысканий, взаимоувязки выполнения строительных процессов во времени и пространстве, материально-технического обеспечения строительства, оперативного планирования и управления производством.
Системотехника строительного производства (ССП) заключается в стыковке подсистем технологии и организации СП с целью получения результата в виде законченной строительной продукции. ССП означает совместное решение вопросов, как и чем выполнять строительные процессы, с логической и производственной взаимосвязью выполнения необходимого комплекса строительных процессов во времени и пространстве для получения конечной продукции в виде зданий, сооружений и их комплексов при достижении максимальных результатов [1,2].
Основы ССП закладываются при разработке организационно-технологической документации в составе ПОС и ППР, и реализуются при внедрение ее на строительстве объектов (рис. 1).
Для строительных и строительно-монтажных организаций жизненный цикл проекта начинается с получения подряда на производство строительно-монтажных работ при возведении объекта, далее следуют подготовительный и основной периоды строительства и завершается сдачей объемов выполненных работ, конструктивных элементов и объектов заказчику.
По окончании проектирования объекта (комплекса) в составе ПОС и ППР производится разработка организационно-технологической документации, внедрение которой осуществляется в подготовительный и основ-
ной периоды строительства с корректировкой по ходу выполнения работ в связи с меняющейся ситуацией.
Производство строительно-монтажных работ на объекте следует осуществлять поточным методом, как наиболее эффективным и надежным.
Для организации поточного метода строительства жилого комплекса «Владимирский» в г. Белгороде с участием автора были разработаны организационно-технологические мероприятия. В составе мероприятий были запроектированы организационно-технологические нормали возведения типовой этаж-секции многоэтажного жилого дома с монолитным железобетонным каркасом. В них приведены:
- состав процессов, входящих в комплекс для получения готовой продукции - этаж-секции;
- степень расчленения процессов;
- последовательность их выполнения на этаж-секции;
- возможность совмещения отдельных процессов без нарушения технологии, техники безопасности и снижения производительности труда;
- необходимые технологические перерывы, их место и продолжительность;
- продолжительность выполнения каждого процесса на этаж-секции (табл. 1). Определялись системокванты, т.е. оптимально-минимальные пространственные ячейки с одновариантной технологической последовательностью выполнения процессов с максимально возможным совмещением [3]. Наилучшее графическое отображение си-стемоквантов достигается применением сетевых циклограмм [4] наглядно представляющих развитие строительных процессов во времени и пространстве и позволяющих применять средства вычислительной техники (рис. 2,3). Системокванты уже заложены архитекторами, конструкторами и проектировщиками в выполненных ими проектах, задача системотехники строительного производства состоит в выявлении их в организационно-технологической взаимоувязке. При отсутствии системотехнической подготовки строительного производства происходит интуитивное (зачастую хаотичное) нахождение системок-вантов исполнителями - рабочими с приданными им машинами и механизмами для изготовления строительной продукции, т.е. строительные процессы, выполняются не организованно, без соответствующего иерархического контроля сверху. В данном случае строительное производство будет зависеть от жизнеспособности низовых или рядовых исполнителей их обеспеченности строительными материалами, техническими средствами.
Надежность выполнения строительных процессов складывается из следующих элементов, соединенных
Рис. 1. Блок-схема алгоритма системотехники строительного производства
последовательно: наличие фронта работ (ФР) - трудовые ресурсы (ТР) - материальные элементы (МЭ) - технические средства (ТС). Отсутствие или сбои одного из этих элементов приводят к остановке или сбоям в выполнении процессов [5]. В производственных системах, состоящих из последовательно-соединенных п элементов надежность Rпосл Выражается формулой:
п
Кит. = К1К2К3--К„ = I К1,
1=1
где Я. - надежность г-го элемента производственной системы.
Эта формула называется часто законом произведения надежности [5].
При разработке и внедрении оргтехмероприятий на жилом комплексе «Владимирский» производились корректировки и увязка детерминированных данных нормативных источников (ЕНиР, СНиП) и практически сложившихся в подрядной строительной организации ЗАО «Стройтран-синвест» количественного и качественного (профессионального и квалификационного) составов исполнителей, а также выработок в натуральном и денежном измерениях.
Организационно-технологические надежности (ОТН) элементов строительных процессов МЭ и ТС принима-
лись равными 1, а ОТН ТР принимались равными 0,5 т.е. допускался двойной запас рабочих-исполнителей, занятых на основных работах для выполнения прочих, неучтенных, заготовительно-складских работ с учётом невыходов на работу по болезням и в период отпусков.
В целом надежность свершения процессов получилась равной:
R = 1x1 X 0,5 = 0,5
посл. 7 7
При определении количественных характеристик ОТН строительства объектов жилого комплекса по закону произведения надежностей получались цифровые оценки близкие к 0.
Однако наличие в системе строительного производ-
/I
ства одушевленного элемента - человека требует изменений и корректив в применении этой формулы.
Строительное производство это сложная человеко-машинная система. Системотехника строительного производства, заключающаяся в стыковке подсистем технологии и организации СП, невозможна без учета человеческого фактора и внедрения поточных методов с максимальным совмещением выполнения процессов, т.е. расширением во времени периода установившегося потока. Разработка системоквантов всех иерархических уровней целей позволяет нам представить возможные варианты выполнения системоквантов в динамике с продвижением от многих (низших) целей к одной конечной цели - сдачи объекта, комплекса (рис. 1) [2,3].
95 Ц к Чз й 13
Ж 1 2 Ц2 1 2 1 2 1 2\1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
7 2 3 5 \ 6 1 8 9 10 11 12 13 % 15
В
В
1 а 0 (2 / ! 1 / 1 ) {} Мй) 1' л ^^ \ &Т у Ч; ; у 1/ 1 и (Ь
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 42 1\2 1 2 1 2 1 2 1 2 1\2 1 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 % 15
Рис. 2. Сетевые циклограммы-системокванты возведения на этаж-захватке: А - монолитного ж.б. перекрытия; Б - монолитных ж.б. колонн; В - монолитных ж.б. диафрагм жесткости. 1-2 (оп) - устройство опалубки; 3-4 (арм) - укладка арматуры; 5-6 (бет) - укладка бетонной смеси; 7-8 (тв. бет) - твердение бетона; 9-10 (р.оп) - разборка опалубки. 2-3, 4-5, 6-7, 8-9 - организационно-технологические зависимости
И ^ & 1Ш (ШУ
0 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 12 12 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 и 15 |
Рис. З.Сетевая циклограмма-системокванты возведения ограждающих стен на этаж-захватке: 1-2 - кладка наружных стен; 3-4 - сборка, установка, разборка подмостей, подача кирпича и раствора
Таблица 1
Технологическая нормаль произеодстза работ по возведению типового этажа
fco
то
G ж
S ?!
Й
S» h
I
и
о
NsnAi
Наименование работ
05мм райг*
Едизм
Кол-#о
Трудовм Чвп-час
Машиноаыкоспь, маш-час.
Иащщщи. Машины
ШяФ м^м
Кол-аа й Смену
Продол-житель- «Сто счен (aaxti
1 2 3 4 5 • 1 ' S 9 | 10 11 12 13 14 15
Смены (б am« по 11 чесов)
ДНИ
ЙомкЗеиие перекрытий
Устройство опалубки с подачей
490
«3
плотни!
Укладке арматуры с подачей
32.2?
547
Армат
Установив зэклздньк деталей
206
55
Ппотн.
Уедав бетонной смеси
22
Бетонщ Такелаж
Разборка огегтубш
490
139
Плотн.
Возведение ДЖМ
Уклада арматура
2.5
33
арматур.
Устройство Опалубки и аакГ-адньи дага/>ей
60.5
27
Укладке бетонной смеси сподзчей
12.1
19 5 2.5
Бетонщ Таила* Ьеш.увн
Разборка олапубкй
60.5
10
Плотник.
Всшейение колони
Укладка арматуры
ав
63
арматур
Устройство опалубки
2336
П/ЮТН
Укладка бетонной смеси с подачей
29.2
бетонщ. Такелаж Баш кран
Разборке опалубки
2336
36
Плотни*
Вмвайемие огражвзкида спи»
Кладка наружны; стен
1135
204
Каменщ
Сборка, установка, разборка подмостей, подача кирпича и раствора.
Юм5
11.4
209
51
Плоткик-такел Баш кран
Прочие, неучтенные юшкашмш? заготовителэнр-складские транспортные оаботы
2217
Та*ел Тр.раб. Сварщик П^юткик
(переиенное в чел)
41
495
173
1.2
046
1,5
2.2Э
1.07
0.52
4.64
Те на/ м» ¡я. й if jap
ibhtb щ ние 5m
Ti хно
югу iec« (й г |рв|
врд
бвпна
Те МО/
acKi й п( oes ,191 i та
к® ние
■бет на
1о
сь
сь
»
■к
Рис. 4. Алгоритм выполнения системоквантов строительного производства
Наличие в системе строительного производства одушевленного элемента - трудовых ресурсов превращает ее в саморегулирующуюся и самоорганизующуюся и делает возможным применение общей теории функциональных систем для решения актуальных проблем [6]. В развитие этой теории К.В, Судаков в 1979 году выщви-нул концепцию системоквантов физиологических процессов, которая получила обширное теоретическое развитие и экспериментальное подтверждение. «Суть концепции сводится к представлению процессов жизнедеятельности биологических систем в виде квантированных
отрезков, универсальнык по своей внутренней архитектонике (афферентный синтез, принятие решения, анцеп-тор результата действия, эфферентный синтез и его оценка акцептором посредством обратной афферентации) и внешним проявлениям по принципу саморегуляции от потребности до ее удовлетворения» [3,6].
В строительном производстве физиологические си-стемокванты деятельности человека формируют систе-мокванты выполнения технологических процессов на участках, захватках, ярусах, делянках - нижний уровень иерархии целей; на возведении конструктивных элемен-
тов, узлов - средний уровень; на возведении объектов (комплексов) - высшая и окончательная цель - ввод объекта, комплекса [3,6].
Так же как жизнь человеческого организма продолжается пока бьется сердце и пульсирует кровь, так и в строительном производстве при наличии финансирования жизненный цикл проекта осуществляется ритмичным выполнением системоквантов различных уровней иерархии целей. Чем более детально осуществлена системотехническая подготовка строительного производства, т.е. вышвлена наибольшая часть системоквантов, работающих на получение результата (строительной продукции), тем выше организационно-технологическая надежность. Это говорит о том, что формальное применение математической теории надежности становится практически неприемлемым к человеко-машинной системе строительного производства, так как дает нулевую надежность [3,6].
На практике оценка надежности системы строительного производства осуществляется по итоговому результату, который достигается, как правило, за счет пластичности, гибкости настройки. Последовательность выполнения системоквантов промежуточных целей, сознательный поиск освободившимися трудовыми ресурсами готовык фронтов работ с формированием новык системоквантов делает систему строительного производства динамичной, саморегулирующейся и самоуправляемой (рис. 4). Задача системотехники СП состоит в своевременном выявлении системоквантов, беспрепятственном скоординированном движении исполнителей, обеспеченных материально-техническими ресурсами, по свободным фронтам работ для изготовления строительной продукции соответствующих иерархических целей от нижних к высшей - сдаче в эксплуатацию строительного объекта, комплекса.
Рис. 5. Жилой комплекс «Владимирский» в г. Белгороде
Для строительных организаций сдача объекта является завершением жизненного цикла раздела проекта - строительное производство, проведение взаиморасчетов с заказчиком и соисполнителями и вступление в новую фазу своей жизнедеятельности осуществление строительства следующих объектов. Строительство жилого комплекса ««Владимирский», осуществляемое ЗАО «Строй-
трансинвест», надежно и уверенно приближается к своему завершению и сдаче в эксплуатацию (рис. 5).
ВЫВОДЫ
1. Системотехника технологии и организации строи-телыного производства обеспечивается разработкой и внедрением организационно-технологической документации в составе проектов поточного строителыства на объектах комплекса.
2. Проектирование организационно-технологических моделей поточного строителыства начинается с разработки технологических нормалей производства работ на возведении отделыных частей конструктивных элементов и далее выполняется в виде сетевых циклограмм- системоквантов, наглядно отображающих развитие строителыных процессов в пространстве и времени и позволяющих ис-полызоваты средства вычислителыной техники.
3. Организационно-технологическая надежность самоорганизующейся и саморегулирующейся человеко-машинной системы строителыного производства обеспечивается непрерывным выполнением системокван-тов с получением резулытатов производственной дея-телыности в виде иерархических целей от нижнего до верхнего уровней: вида работ, конструктивные элементы, части зданий, объекты, комплексы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Строителыное производство: Энциклопедия/ Гл. ред. А.К. Шрейбер. - М.: Стройиздат, 1995. - 464 с.: ил.
2. Гусаков А.А. Системотехника строителыства - М.: Стройиздат, 1983. - 440 с., ил.
3. Информационные модели функционалыных систем. /Под общ. ред. К.В. Судакова и А.А. Гусакова. - М.: Фонд «Новое тысячелетие»,2004. - 304 с.
4. Булгаков С.Н. Исследование и разработка методов контроля и регулирования процесса поточного возведения промышленных зданий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Харыков, 1970.
5. Гусаков А.А. Организационно-технологичекая надежносты строителыного производства. М.: Стройиздат, 1974. - 252 с.
6. Анохин П.К. Избранные труды. Философские аспекты теории функционалыной системы. Изд-во «Наука» М. 1978.
