Организация строительного потока, состоящего из n частных потоков или бригад, проходящего по N захваткам, основана на расчете его параметров, к которым относятся ритм бригад или модуль цикличности (t бр), шаг потока (t ш) и интенсивность или мощность потока (Y).
Ритмом бригады (модуль цикличности) называют продолжительность выполнения бригадой цикла работ на одной захватке.
Шагом потока называют отрезок времени, через который из потока получают готовую продукцию. Это может быть здание, сооружение, законченная его часть или секция и др.
Интенсивностью потока называют объем продукции, выпускаемый одной или несколькими бригадами в единицу времени.
Весь строительный поток, как правило, состоит по времени из трех периодов: развитие потока (t разв), времени функционирования установившегося потока (t уст) и времени свертывания потока (t св). Рис. 2.2. При этом необходимо отметить, что наиболее эффективными являются длительно функционирующие потоки. В этом случае периоды развития потока и время его свертывания бесконечно малы, по сравнению с установившемся временем производства работ. В этих условиях действующие бригады постоянно выпускают однородную продукцию определенного объема. Большое значение при этом имеет такой расчетный параметр как средняя численность рабочих или средняя величина ресурсов (R) в отличие от их максимального числа (R max).
Рис. 2.2. Основные параметры потока
Степень колебания численности рабочих или ресурсов вообще, участвовавших в производстве в процессе строительства, измеряется коэффициентом неравномерности а. Он может быть определен следующим образом:
где V i - объем соответствующего вида работ; Н вр – норма времени; Т – общая продолжительность работ.
Продолжительность работы на одной захватке составляет:
В тоже время n i =
где n i - число рабочих, которые по условию работ должны быть заняты на захватке, F-общий фронт работ на захватке, f - фронт работ на одного рабочего или звена.
Рис. 2.3. График и циклограмма ритмичного потока.
При этих условиях, когда может быть определен ритм бригады или шаг потока, общая продолжительность возведения объекта может быть определена следующим образом:
Т = n t ш + (N - l)t ш = (n + N - l)t ш (2.1.)
или. Т = T 1 + (N - l)t ш. (2.2.)
|
В этом случае Т 1 есть продолжительность выполнения всех работ на захватке; n -количество бригад в потоке; N - число захваток в потоке, которое может быть определено как
где å t бр = T 1, åt z - продолжительность технологических и организационных перерывов.
Общая схема потока с постоянным ритмом приведена на рис. 2.3.
При строительстве многоэтажного здания, в случае организации в пределах этажа нескольких ярусов, общая продолжительность строительства может определяться следующим образом:
Т = T 1 + (N Э - l)t ш (2.4.)
где Э - число ярусов.
Как видно из этого, продолжительность выполнения работ зависит от числа захваток, числа бригад в потоке и шага потока. При этом число захваток может быть уменьшено при концентрации на одной захватке большего числа процессов.
При заданной, общей продолжительности строительства для предварительных расчетов шаг потока может быть определен как
Снижение величины шага потока приводит к наиболее полному совмещению работы бригады во времени и сокращению срока работ. Таким образом, при заданной продолжительности строительства и принятом шаге потока, число захваток может быть определено как
Совершенствование своей жизни после освоения базовых навыков тайм-менеджмента - это работа над четырьмя главными составляющими правильного (прекрасного!) дня:
Оптимизация времени как упражнение Дистанции
Как упражнение Дистанции, оптимизация времени состоит из следующих заданий:
1) Налажен анализ «Дело – сервис – пустота»,
2) Вижу свои Развлечения, решения приняты;
3) Пустоту перевожу в сервис, сервис – в дела;
4) Люблю устраивать параллельные дела.
Как пример сдачи упражнения, смотри:
Прошу зачесть мне упражнение «Оптимизация времени». 1) Файл с фиксированием времени существует и в нем учтено не менее 3 дней за неделю (в составном варианте: утро одного дня, день другого, вечер третьего и так далее) 2) Брала обязательства: "Четко могу фиксировать себя в "пустоте", без самообмана. Факт: "Зафиксировать себя в пустоте не удается по причине почти полного отсутствия пустоты". 3) Брала обязательство: "Превращаю "пустоту" в "сервис" не менее 70% случаев". Факт: Превращать в сервис нечего, опять же по причине отсутствия пустоты. 4) Ставлю себе следующую задачу – планирование времени и перевод сервиса в дела.
Файл «оптимизация времени» помогает следить за тем, чтобы отдых занимал достойную часть времени. При этом оказалось, что отдых для меня может быть и сервисом и делом. Например: просто отойти от компьютера, поболтать с подружками – сервис; 15 минут прогулки в магазин – дело (покупаю продукты на обед и домой). Это - открытие, которое расширяет возможности.
Прилагаю иллюстрации: статистика по 3 дням по группам Дело/Сервис/Пустота и полная статистика по 1 дню. Статистика, конечно, приблизительная, поскольку часть дел можно отнести и к рабочим задачам, и к учебным (например: конспект игры «Воздушный шар – это и творческая работа для УПП и подведение итогов тренинга на работе). При этом общая ситуация все равно становится понятнее.
Если вы хотите вести такой же документ, : Наталья Дворкина дарит вам уже готовую форму со встроенными формулами расчета.
Оптимизация времени умное, но женское
Цели: 1) Проанализировать основные направления растрачивания временного ресурса, ужаснуться и начать жить разумно и осознанно, как учит великий и горячо любимый Николай Иванович. 2) Свести к минимуму занятия откровенной фигней.
ОЗР: 1) 1-ая неделя: пассивное отслеживание куда, зачем, с каким результатом, с какими ощущениями трачу драгоценные мгновения моей не менее драгоценной жизни. На этой базе разработать бюджет времени на 2-ую и 3-ю недели. 2) 2-3-недели: вписаться в разработанный бюджет времени, свести к нулю пустое времяубивание. Выявить “узкие места” и разработать способы их корректировки.
Режим работы: активный, время нахождения на дистанции – время бодрствования.
Ведение дневника: ежедневно, записи сразу по факту (интервал – каждые 15 минут).
1. Основное время занимает, как ни крутись, сон (попытки его сокращения привели к снижению эффективности дневной деятельности). Второе место – “прорыв” (изучение буржуйского языка – надо для максимума жизни). Третье место - всякого рода текущие дела (магазины, приготовление, уборка квартиры, всякие там стирки-глажки и пр.). По мере привыкания к столь чуждому для меня занятию время стало заметно экономиться. А, кроме того, оказалось, что можно чистить картошку и бубнить про себя неправильные глаголы, от чего и ума палата, и желудок доволен J
2. Под пунктом “Я” подразумеваются всякого рода дамские занятия, как-то: рисование автопортрета на лице, посещение личного психотерапевта (парикмахера), верчение перед зеркалом всеми частями прекрасного тела и пр. Сокращать время на эти чрезвычайно важные занятия мне представилось делом абсолютно вредным и бессмысленным.
3. Пункт “Другие” – очень важен. Это беседы с родственниками (по большей части носящие психотерапевтический характер в связи с недавними событиями).
4. Анализируя временные затраты на спорт и дураковаляние пришлось спортом заниматься больше, а остальными полезными вещами – меньше. Ну, чем не подвиг?!
Одним словом, упражнение показалось мне дельным. По крайней мере, стала чаще задумываться над вопросами: а чем, собственно, я сейчас занимаюсь и зачем; какого результата я жду, если буду целый день читать с умным видом анекдоты в инете или ночь напролет горланить песни в чате); а почему бы не заняться именно сейчас делом, вместо того, чтобы по-глупому тратить минуты своей жизни.
Радует только то, что на откровенную фигню времени уходит не так уж много. Хотя Николай Иванович и думает иначе...
УДК 621.01
О.В. Максимчук ОПТИМИЗАЦИЯ ЦИКЛОГРАММ МАШИН В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ИНЖЕНЕРОВ-МЕХАНИКОВ
Совершенствование существующего и создание нового высокопроизводительного оборудования является основной тенденцией развития современного машиностроения.
Одним из путей повышения производительности и надежности технологических машин-автоматов с распределительными валами является уплотнение цикла работы, оптимизация параметров исполнительных механизмов, оптимальное распределение между ними времени кинематического цикла.
В системах управления с распределительными валами (централизованных системах) программоносителями являются сами исполнительные механизмы. В связи с этим проектирование таких систем управления и синтез исполнительных механизмов должны осуществляться взаимосвязано.
В современной технической литературе встречается представление циклограмм сложных технологических машин в виде математических моделей взаимодействия механизмов с использованием связных ориентированных графов , сетевых графиков , векторных многоугольников , которые позволяют отразить все взаимосвязи между движениями исполнительных органов машины, использовать оптимизационные методы теории графов при синтезе циклограммы, сократить сроки проектирования технологических машин.
В Новосибирском технологическом институте Московского государственного университета дизайна и технологии (филиале) в курсе «Математическое моделирование механизмов и машин», предназначенном для студентов, обучающихся по специальности «Машины и аппараты текстильной и легкой промышленности», применяются модели циклограмм технологических машин с централизованной системой управления в виде ориентиро-
ванных графов .
Модель циклограммы машины-автомата представляют в виде ориентированного графа, в котором выделены N функциональных групп механизмов, связанных выполнением отдельных технологических операций (рис.1). Выделяют лимитирующую операцию (на рис.1 операция 19.119.2), от продолжительности которой главным образом зависит производительность машины. Намечают также взаимосвязи между группами механизмов (на рис.1 показаны штриховыми линиями).
Циклограммы для функциональных групп механизмов составляют в виде сетевых графиков (рис.2).
Номер каждой вершины состоит из двух цифр. Первая цифра в номере вершины - номер механизма, вторая - номер характерного положения механизма по циклограмме, которым может быть положение ведомого звена в начале и конце рабочего и холостого ходов, а также зависимое положение.
Метка у каждой вершины соответствует углу поворота главного вала станка в градусах.
Вершины сетевой циклограммы соответствуют событиям в циклограмме, то есть началу, концу рабочего хода или выстоя и характерным точкам по циклограмме.
В виде дуг представлены операции цикловых механизмов (рабочий, холостой ход, выстой) или взаимосвязи между характерными точками на циклограмме, которые могут быть технологическими или кинематическими. Каждая дуга имеет две весовые характеристики - продолжительность и стоимость.
Продолжительность операции определяется величиной соответствующего фазового угла цикловой диаграммы.
Рис. 1. Модель циклограммы станка ткацкого СТБ в виде ориентированного графа
Рис.2. Модель циклограммы функциональной группы станка ткацкого СТБ
О.В. Максимчук
В качестве стоимости операции принята величина максимальных контактных напряжений в высшей паре на соответствующем участке циклограммы.
В целях повышения производительности машины необходимо максимально расширить фазовый угол лимитирующей операции, что можно получить путем уплотнения циклограмм отдельных групп механизмов.
Задача оптимизации сетевой циклограммы (сетевого графика) формулируется в следующем виде :
целевая функция [р - P1 ] ^ min (1) при ограничениях
Рх < Ру - Тх,у для всех (х,у) (2)
Тх,у ^ Кх,у ] для всех (х,У) (3)
где (х,у) - операция, х, у - начало и конец операции соответственно, Рх, Ру - время наступления события х или у, Тху - продолжительность операции, [кх,у] - минимальный допускаемый фазовый угол для операции (х,у), N - номер последнего события сетевой циклограммы, Р(1,х) - суммарная продолжительность операций от 1 до х,
Рх = тах{Р(1, х)}, А - множество путей от
вершины 1 к вершине х, УО - множество вершин графа О.
Таблица 1. Пример оформления задачи оптимизации циклограммы в MS Excel
Обозначение операции Продолжительность операции, град. Обозначение события Время события, град. Обозначение стоимости операции Стоимость операции, МПа
Tl.2 42 P1 0 Kl,2 490
T2,3 0 P2 T1,2 K2,3 490
Tl,4 72 P3 T1,2+T2,3 Kl,4 -3.l-Tl,4+ +453.93
T4.5 23 P4 T1,4 K4,5 490
T5,9 21 P5 ,5 4, T4 + ,4 T1 K5,9 -6.2-T59+ +249.78
T9,10 4 P6 T1,2+T2,6 K9,10 -32.l-T9,l0+ +249.26
T10,11 20 P7 МАКС{Tl,2+T2,з+Tз,7; Tl,2+T2,6+T6,7} K10,11 -6.6-Tl0,ll+ +250.11
T2.6 55 P8 МАКС{Tl,2+T2,3+Tз,7+T7,8; T1,2+T2,6+T6,7+T7,8} K2,6 -l.6-T26+235
T6,9 19 P9 МАКС{Tl,2+T2,3+Tз,7+T7,8+T8,9; T1,2+T2,6+T6,7+T7,8+T8,9; Tl,4+T4,5+T5,9; Tl,2+T2,6+T6,9} K6,9 490
T3,7 55 P10 МАКС{Tl,2+T2,3+Tз,7+T7,8+T8,9+T9,lo; T1,2+T2,6+T6,7+T7,8+T8,9+T9,10; T1,4+T4,5+T5,9+T9,10; T1,2+T2,6+T6,9+T9,10 } K3,7 -4.42-T3,7+ +522.58
T7,8 15 P11 МАКС{Tl,2+T2,3+Tз,7+T7,8+T8,9+T9,10+Tl0,1l; T1,2+T2,6+T6,7+T7,8+T8,9+T9,10+T10,11; T1,4+T4,5+T5,9+T9,10+T10,11; T1,2+T2,6+T6,9+T9,10+T10,11 } K7,8 -20.78-T78+ +452.84 ’
T8,12 28 P12 ^^^АКС {T l,2+T 2,3+T3,7 +T 7,8+T 8,9+T 9,l0+T 10,11 +T ll,l2; T1,2+T2,6+T6,7+T7,8+T8,9+T9,10+T10,11+T11,12; T l,4+T 4,5+T5,9+T9,l0+T 10,11 +T ll,l2; Tl,2+T2,6+T6,9+T9,l0+T 10,11 +Tll,l2; T1,2+T2,6+T6,12; T1,2+T2,3+T3,7+T7,8+T8,12} K8,12 490
T6,12 43 K6,12 490
T11,12 0 K11,12 490
Следует остановиться на том, как было получено неравенство (3).
Ограничение контактных напряжений на каком-либо участке цикловой диаграммы
атах(Тх,у) < [&н ], где [он] - допускаемое напряжение смятия в высшей паре, может быть преобразовано в ограничение на величину соответствующего фазового угла снизу.
Действительно, решая уравнение
сттах (Тх,у) - [&н ] = 0 относительно Тх,у, получаем минимальное допускаемое значение фазового угла [фх,у] на участке (х,у). Неравенство (2) отражает последовательность выполнения операций.
Параметрами, определяемыми в процессе синтеза, являются фазовые углы.
При синтезе цикловой диаграммы группы механизмов с учетом динамических характеристик в оптимизационную задачу можно вводить дополнительные ограничения на амплитуду колебаний исполнительных органов механизмов.
Для проведения оптимизации циклограммы стоимость операций и амплитуды колебаний представляют в виде функциональных зависимостей от продолжительности операций (величин фазовых углов).
Стоимости операций Кху, в качестве которых приняты максимальные контактные напряжения в высших парах на различных участках циклограммы, аппроксимируют полиномами первой степени
Kx, у = а1 Tx, y + a0.
Задача (1)-(3) является задачей параметрического линейного программирования. Решение оптимизационной задачи (1)-(3) проводится методом сопряженных градиентов средствами MS Excel . Преимущества метода заключаются в том, что он отличается высокой надежностью и быстро сходится в окрестности точки минимума.
Данные для решения задачи (1)-(3) в MS Excel записываются в виде, представленном в табл. 1 (приведена запись данных для циклограммы на рис.1).
Затем в режиме поиска решения задается ячейка, содержащая целевую функцию, вводятся ограничения, и проводится оптимизация методом сопряженных градиентов .
Предлагаемая методика опробована при синтезе циклограммы ткацкого станка СТБ с углом боя 140°.
Проведен оптимизационный синтез цикловой диаграммы одной из четырех групп механизмов станка, где в качестве критерия оптимизации принята величина фазового угла операции пролета прокладчика.
В результате удалось повысить производительность одноцветного ткацкого станка СТБ с углом боя 140° на 19,5%, в том числе за счет перестройки циклограммы на 3,5%, за счет повышения частоты вращения главного вала на 16% (на 50 об/мин).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Новгородцев В.А. Системный подход к оптимизации параметров механизмов технологических автоматов // Машиноведение. 1984. №2. С.59-64.
2. Цейтлин Г.Е. Проектирование систем управления машин-автоматов с распределительными валами. - М.: Машиностроение, 1983. 167 с.
3.Джомартов А.А., Ермолов А.А. Оптимизация циклограммы механизмов машины-автомата.// Машиноведение. 1987. №6. С.42-45.
4. Подгорный Ю.И., Афанасьев Ю.А., Максимчук О.В. К вопросу о циклограммировании технологических машин // Сборник научных трудов НГТУ. 1999. №3. С.145-148.
6. Курицкий Б. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0 в примерах. - СПб.: BHV, 1997. 384 с.
Максимчук Ольга Владимировна - канд. техн. наук, доц. каф. автоматики и вычислительной техники Новосибирского технологического института Московского государственного университета дизайна и технологии (филиал)
M m m ∑ ai 1 ∑ Ci ∑ (ai + Ci) 1 1 Рис. 4.30 Матрица расчета параметров исходного потока Рис. 4.31 Циклограмма исходного строительного потока окончания первой работы на второй захватке, суммируя время начала работы с ее продолжительностью (формула (3)): о н t12 = t12 + а12 = 5 + 3 = 8. Записываем полученное значение в нижний правый угол первой клетки второго столбца матрицы. Далее сопоставляют полученное значение с временем окончания первого процесса на второй захватке: о о t 21 > t12 (9 > 8). m m m ∑ ai 1 ∑ Ci ∑ (ai + Ci) 1 1 Рис. 4.32 Матрица расчета параметров потока, оптимизированного по критерию «минимальная продолжительность строительства объекта» Большее из полученных значений считаем временем начала второго процесса на второй захватке н (t 22) и заносим его в верхний левый угол второй клетки второго столбца матрицы. Отсутствие простоя между первым и вторым процессом на второй захватке обозначается значком «–». Значение окончания второго процесса определяется как сумма его продолжительности и величины начала данного процесса (9 + 1 = 10). Аналогично определяется значение начала второго процесса на третьей захватке: так как 17 > 10, то н о t 32 = 17. Окончание данного процесса t 32 равно 19 (17 + 2 = 19). Значение начала второго процесса на четвертой захватке определяется в результате аналогичного н сравнения: 19 > 18, следовательно, t 42 = 19. Перерыв между выполнением первого и второго процесса по четвертой захватке составит одну единицу времени (19 – 18 = 1). Аналогично определяются параметры третьего процесса по всем захваткам. В результате выпол- ненных расчетов определяем общую продолжительность потока То, которая для данного случая соста- вила 25 единиц времени, что на две единицы меньше значения до оптимизации: То – Tоопт = 27 – 25 = 2. После заполнения дополнительных столбцов и строк матрицы можно определить коэффициент плотности графика по формуле (11): Kпл = 39/40 = 0,975. Результаты расчета представим графически в виде циклограммы (рис. 4.33). Поскольку при расчете параметров потока данным способом допускалась возможность про- стоя не только захваток, но и строительных бригад, вид циклограммы будет существенно отличаться от циклограммы того же потока, рассчитанного по универсальной методике. Высокая плотность графика (близкая к единице) была достигнута за счет непрерывного освоения фронта работ (отсутствия простоя захваток). Однако, перерыв в работе строительных бригад не всегда приемлем и необходимо, по воз- можности, стремиться к сокращению таких перерывов. С этой целью осуществим там, где это возможно, начиная с последней работы на последней захват- ке, перемещение процессов слева направо. В результате такого перемещения обычно удается добивать- ся непрерывности выполнения первого и последнего процесса. При этом необходимо следить за тем, чтобы не возникло совмещения процессов, так как в соответствии с исходными данными необходимо запроектировать поток без совмещения. В связи с полученным сокращением общей продолжительности потока не удастся полностью избежать перерывов в работе бригад. Продолжительность таких перерывов обычно равна значению сокращения общей продолжительности, которая была достигнута в результате оп- тимизации. На рис. 4.33 представлена циклограмма оптимизированного строительного потока, построенная в соответствии с рассчитанными значениями параметров. На рис. 4.34 и 4.35 показано поэтапно выполняемое (для достижения непрерывности процессов) смещение линий циклограммы слева направо. На рис. 4.34 выполняется смещение третьего процесса на первой и второй захватках на шесть единиц вправо. В результате этого достигается непрерывность вы- полнения третьего процесса, что хорошо видно на рис. 4.35. Далее выполняется смещение второго про- цесса, выполняемого на второй и первой захватках на шесть единиц времени вправо (см. рис. 4.35). Дальнейшие перемещения процессов вправо невозможны, так как при этом будет происходить совме- щение процессов, что невозможно по условиям задачи (см. рис. 4.36). С целью сокращения количества организационных перерывов в работе второй бригады, занятой на выполнении второго строительного процесса, представляется возможным сдвинуть второй процесс на второй захватке влево на одну еди- ницу времени (см. рис. 4.37). Рис. 4.33 Предварительная циклограмма оптимизированного строительного потока Рис. 4.34 Первый этап формирования окончательной циклограммы оптимизированного строительного потока Рис. 4.35 Второй этап формирования окончательной циклограммы оптимизированного строительного потока Рис. 4.36 Окончательный вариант циклограммы оптимизированного строительного потока Рис. 4.37 Окончательный вариант циклограммы оптимизированного строительного потока с минимально возможным количеством перерывов в работе второй бригады Суммарное значение организационных перерывов в работе бригад составило две единицы времени, т.е. такое количество времени, на которое было получено сокращение общей продолжительности пото- ка в результате его оптимизации. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ 1 Поясните назначение и роль оптимизации строительных потоков. 2 Перечислите основные критерии оптимизации строительных потоков. 3 Чем определяется количество вариантов организации работ при поиске оптимальной очередно- сти включения захваток в поток? 4 В чем состоит метод Гунейко? 5 В чем заключается оптимизация строительных потоков по критерию «минимальная продолжи- тельность строительства объекта»? 6 Выполните поиск оптимальной очередности включения объектов в поток для комплексного строительного потока, запроектированного по следующим исходным данным: n = 4 (количество захваток); m = 3 (количество процессов). Но- мер a1 a2 a3 a4 a1 a2 a3 a4 a1 a2 a3 a4 вари- 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 антa 1 1 4 5 3 7 4 2 1 4 5 7 1 2 2 1 3 4 3 1 3 2 4 4 2 3 3 2 3 1 4 2 5 2 1 3 4 5 1 4 1 1 4 2 6 2 1 2 4 3 5 1 5 2 4 7 1 4 3 5 3 1 6 3 4 6 7 1 5 2 6 3 4 1 2 5 4 5 7 5 3 1 7 1 2 1 4 5 2 4 3 Продолжение табл. Но- a1 a2 a3 a4 a1 a2 a3 a4 a1 a2 a3 a4 мер 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 вари- антa 8 4 2 5 7 1 7 4 3 4 3 5 1 9 4 7 4 2 4 1 3 1 3 4 5 3 10 2 3 6 3 4 2 1 3 1 2 5 1 11 1 3 7 4 6 2 1 4 5 3 3 7 12 3 1 2 5 3 1 4 7 4 2 3 4 13 4 4 9 3 6 3 2 1 3 2 4 5 14 1 2 6 3 1 6 11 1 2 6 1 7 15 1 3 4 7 3 1 2 5 2 1 3 2 16 7 2 1 6 4 4 6 1 2 4 3 1 17 1 5 3 7 2 5 1 3 4 2 2 5 18 2 6 4 5 5 3 1 2 4 6 2 1 19 2 5 2 1 4 7 1 2 4 5 4 2 20 7 1 5 8 1 5 2 3 4 2 3 1 21 4 4 1 2 2 5 1 3 4 1 2 3 22 7 11 2 3 7 1 3 9 6 3 1 7 23 4 2 5 3 1 4 2 1 5 1 3 8 24 1 9 2 7 4 6 2 5 3 2 4 2 25 5 2 7 4 2 3 1 2 6 2 1 3 26 2 7 3 9 1 2 1 3 7 2 1 2 27 4 5 7 4 2 4 1 2 8 7 1 3 28 8 3 3 4 2 5 4 2 9 6 3 1 6 ПРИМЕНЕНИЕ ПОТОЧНОГО МЕТОДА СТРОИТЕЛЬСТВА В ДИПЛОМНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ Поточный метод, как неотъемлемая часть индустриализации строительства, обеспечивает рацио- нальное использование строительной техники, способствует повышению производительности труда. В ходе строительства зданий и сооружений на разных этапах выполняются различные виды работ и их комплексы, поставляются и расходуются разные виды ресурсов. В связи с изменением во времени фак- торов влияния условий производства на ход строительства зданий, даже детально разработанные про- ектные решения нуждаются в корректировке. Для каждого конкретного случая производства комплекса работ формируются, рассчитываются и оптимизируются разнообразные конкурентоспособные методы организации работ, выявляются их лучшие варианты. Все эти варианты оцениваются по ряду индивиду- альных критериев, в результате чего устанавливается единственный вариант, наиболее полно соответст- вующий конкретным условиям. В ходе проектирования организации строительства объекта с использованием поточного метода возможно разделение здания на захватки (ярусы) различными способами, что обуславливает возникно- вение нескольких вариантов поточной организации работ. Расчет параметров строительных потоков целесообразно проводить с использованием метода мат- ричного алгоритма (см. п. 3.2). Существенно снижает трудоемкость выполнения расчетов применение электронно-вычислительной техники. Особенности работы компьютерных программ, позволяющих оп- ределять требуемые параметры строительных потоков и осуществлять их оптимизацию, приведены в . Оптимизация строительных потоков может выполняться по различным критериям (см. п. 5). В ре- зультате выполненных расчетов выявляются основные временные (ритм работы бригады tр, шаг потока tш, общая продолжительность выполнения всех работ по потоку То и т.д.) и технологические (число ча- стных потоков n, технологические перерывы tтех и т.д.) параметры строительных потоков. Подробнее о параметрах строительных потоков изложено в п. 3.1, 3.2. На основании расчетных параметров вычерчиваются циклограммы потоков, линейные диаграммы и график движения рабочей силы. Для оценки эффективности рассмотренных вариантов применяются следующие показатели (крите- рии): интенсивность (мощность) потока I; продолжительность организационных перерывов tорг; продолжительность технологических перерывов tтех; общая продолжительность работ по потоку Tо; максимальное количество рабочих Аmax; среднее количество рабочих Aср; коэффициент неравномерности движения рабочей силы n; коэффициент плотности потока Kпл; коэффициент совмещения процессов Kсов. Помимо названных показателей, для оценки эффективности поточного метода организации работ может использоваться ряд статических (объем работ Vi, трудоемкость работ AI и стоимость Ci каждого специализированного потока в пределах объекта) и динамических параметров (численность рабочих Ri, выработка одного рабочего в день в стоимостных измерителях Bi и интенсивность потока в натуральном выражении Ii). Интенсивность (мощность) потока I определяется количеством продукции, выпускаемой потоком за единицу времени и измеряемой в натуральных показателях. Для частного и специализированного по- токов это могут быть кубические метры бетона, укладываемого в течение рабочего дня, квадратные метры оштукатуренной поверхности и т.д. Для производственного потока в целом – квадратные метры жилой площади (м2/день) или кубические метры здания (м3/день), определяемые в процессе строитель- ства условно в зависимости от степени готовности объекта. Любой строительный поток может совершаться с различной степенью интенсивности, характери- зуемой величиной тангенса угла наклона поточной линии циклограммы к оси абсцисс: I = tgα, (33) Чем больше значение tgα, тем больший объем работ V будет выполняться в единицу времени ti и, следовательно, тем больше значение интенсивности потока (tgα = Vi/ti). Для ритмичных потоков интен- сивность каждого частного потока есть величина постоянная, так как tgα = сonst. Для неритмичного строительного потока интенсивность будет все время меняться, так как углы на- клона отрезков ломаной линии циклограммы будут разные и, следовательно, разными будут и объемы работ, выполняемые в единицу времени. Продолжительность организационных перерывов tорг обуславливается необходимостью подго- товки фронта работ для начала строительных процессов. Они также вводятся во избежание простоев отдельных бригад при колебании величины их производительности. Продолжительность технологических перерывов tтех обусловлена требованиями технических ус- ловий на производство работ, характером укладываемых материалов, температурой окружающей среды и другими местными условиями, влияющими на характер протекания строительных работ (выдержива- ние бетона, сушка штукатурки и т.д.). В отдельных случаях на одном и том же участке наблюдается ор- ганизационный и технологический перерыв одновременно (что говорит о рациональности принятой схемы организации работ). При этом в качестве расчетного значения продолжительности перерыва прини- мается его наибольшее значение. Общая продолжительность работ по потоку Tо определяется на основании расчета параметров строительного потока, выполненного матричным способом (см. формулу (11)). Максимальное количество рабочих Аmax определяется на основании графика движения рабочей силы. Среднее количество рабочих Aср определяется как средневзвешенное значение по формуле: n ∑ Aiti i =1 Aср = , (34) T где Аi – численное количество рабочих на i-м участке графика движения рабочей силы, чел.; ti – про- должительность i-го участка графика движения рабочей силы, дн.; T – общая продолжительность работ по потоку, дн.; n – количество участков на графике движения рабочей силы, на протяжении которых ко- личество рабочих постоянно. Коэффициент неравномерности движения рабочей силы n характеризует равномерность по- требления людских ресурсов и определяется отношением Аmax к Аср: n = Аmax/Аср. (35) Коэффициент плотности потока Kпл определяется отношением суммарной величины рабочего N n времени всех составляющих потоков ∑∑ ti к этой же сумме с учетом общей продолжительности всех 1 1 технологических, организационных и начальных организационных перерывов tпер между смежными специализированными потоками по формуле: N n ∑ ∑ ti 1 1 Kпл = N n n , (36) ∑ (∑ ti + ∑ tпер) 1 1 1 где N – количество процессов; n – количество захваток при организации потока (см. примеры расчета строительных потоков). Начальные организационные перерывы возникают из-за невозможности дальнейшего сближения смежных потоков в результате наличия их критического сближения на одном из участков. Строитель- ный поток запроектирован тем эффективнее, чем ближе приближается значение Kпл к единице. Коэффициент совмещения процессов Kсов определяется отношением разности суммарной величи- N n ны рабочего времени всех процессов на всех захватках ∑ ∑ t i и срока строительства Tc к той же вели- 1 1 чине рабочего времени по формуле: N n ∑∑ ti − Tc 1 1 Kсов= N n , (37) ∑∑ ti 1 1 где N – количество процессов; n – количество захваток при организации потока. Рис. 4.38 Примерная компоновка листа графической части дипломного проекта при рассмотрении вариантов организации работ поточным методом На основании анализа рассмотренных показателей, характеризующих эффективность организации работ поточным методом, выбирается оптимальный из рассмотренных вариантов. Примерная компо- новка листа графической части дипломного проекта приведена на рис. 4.38. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ 1 Расскажите о специфических особенностях и возможностях применения поточных методов в вариантном проектировании при выполнении дипломного проекта. 2 По каким критериям оценки можно сопоставлять различные варианты организации строитель- ного производства? 3 Каким образом можно сформировать интегральный критерий оценки качества рассматриваемых вариантов организации работ? СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1 Афанасьев А.В. Параллельно-поточная организация работ // Военно-строительный бюллетень. 1982. № 3. С. 36 – 38. 2 Афанасьев А.В. Неритмичные потоки с непрерывным выполнением одноранговых работ // Со- вершенствование организации и управления строительством. Л.: ЛИСИ, 1982. С. 13 – 22. 3 Афанасьев В.А. Поточная организация строительства. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1990. 302 с. 4 Гусаков А.А. Организационно-технологическая надежность строительства. М.: SVR-Аргус, 1994. 5 Гусаков А.А. Системотехника строительства. М.: Стройиздат, 1993. 6 Гусакова В.С. Оценка системотехнических свойств план-графиков организации и управления строительством // Организация, планирование и управление строительством. Л.: ЛИСИ, 1981. С. 25 – 32. 7 Драпеко В.Г. Сокращение общей продолжительности комплексов работ при их параллельно- поточной организации // Организация, планирование и управление строительством. Л.: ЛИСИ, 1983. С. 15 – 23. 8 Организация и планирование строительного производства: Учебное пособие / Н.А. Петров. Са- мара: Самарск. арх.-строит. ин-т, 1997. 100 с. 9 Организация строительного производства: Учебник для вузов / Т.Н. Цай, П.Г. Грабовый, В.А. Большаков и др. М.: Изд-во АСВ, 1999. 432 с. 10 Поточная организация строительства: Лаб. работы / Сост. Е.В. Аленичева. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 1994. 25 с. 11 Разработка вариантов организации производства строительных работ: Метод. указ. / Сост. Е.В. Аленичева, О.Н. Кожухина. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2000. 36 с. 12 Российская архитектурно-строительная энциклопедия. В 5 т. М.: Изд-во «Триада»; «Альфа». 1995, 1996, 1998. 13 Сухачев И.А. Организация и планирование строительного производства. Управление строитель- ной организацией: Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1989. 752 с. ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ………………………………………..………………… 1 СУЩНОСТЬ ПОТОЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА …………………………………………………….. 4 1.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 4 ………..…. 1.2 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЕКТИРОВА- НИЯ ПОТОЧНОГО МЕТОДА ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА 7 2 КЛАССИФИКАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПО- ТОКОВ …… 9 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СТРОИ- ТЕЛЬНОГО ПОТОКА ……………………………………………………. 14 3.1 ПАРАМЕТРЫ СТРОИТЕЛЬНОГО ПОТОКА …………. 14 3.2 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СТРОИТЕЛЬНОГО ПОТОКА 16 3.2.1 Универсальная методика расчета пара- метров строительных потоков без совмещения работ …………... 18 3.2.2 Универсальная методика расчета пара- метров строительных потоков с совмещением работ …………... 20 4 ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПОТОКОВ …………………………………..…………... 21 4.1 ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ РАВ- НОРИТМИЧНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО ПО- ТОКА …………….. 21 4.1.1 Равноритмичный поток без совмещения работ …… 22 4.1.2 Равноритмичный строительный поток с совмещением работ ………………………………………………… 26 4.2 ПРИМЕР РАСЧЕТА КРАТНОРИТМИЧНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО ПОТОКА …………………………………….. 30 4.2.1 Кратноритмичный строительный поток без совмещения работ …………………………………………….…. 31 4.2.2 Кратноритмичный строительный поток с совмещением работ ………………………………………………… 33 4.3 ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА РАЗНОРИТМИЧНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО ПОТОКА …………………………………… 36 4.3.1 Разноритмичный строительный поток без совмещения работ ………………………………………………. 37 4.3.2 Разноритмичный строительный поток с совмещением работ ………………………………………………… 40 4.4 ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА НЕРИТМИЧНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО ПОТОКА С ОДНОРОД- НЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ РИТМА ……………………………………………. 45 4.4.1 Неритмичный строительный поток с од- нородным изменением ритма без совмещения 46 процессов …………. 4.4.2 Неритмичный строительный поток с од- нородным изменением ритма с совмещением процессов ………….. 47 4.5 ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА НЕРИТМИЧНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО ПОТОКА С НЕОДНО- РОДНЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ РИТМА ………………………………………… 52 4.5.1 Неритмичный строительный поток с не- однородным изменением ритма без совмеще- ния процессов …… 53 4.5.2 Неритмичный строительный поток с не- однородным изменением ритма с совмещени- ем процессов …….. 56 5 ОПТИМИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПОТО- КОВ …… 61 5.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ОЧЕ- РЕДНОСТИ ВКЛЮЧЕНИЯ ЗАХВАТОК В ПОТОК ………….……… 62 5.2 ОПТИМИЗАЦИЯ ПО КРИТЕРИЮ «МИНИ- МАЛЬНАЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СТРОИ- ТЕЛЬСТВА ОБЪЕКТА» 66 6 ПРИМЕНЕНИЕ ПОТОЧНОГО МЕТОДА СТРОИТЕЛЬСТВА В ДИПЛОМНОМ ПРОЕК- ТИРОВАНИИ ………….. 73 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………… 78 Приложение 2 Кодируе- лицевая мые поля ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЛАНК № _________ сторона 1. Индекс 2. Издающая организация ИПЦ ТГТУ 3. Страна, издающая книгу Российская федерация 4. Авторы: Аленичева Е.В. 5. Название Организация строительства поточным методом 6. Вид издания книга 7. Тип литературы Учебное (Учебное пособие, Т01, 2903) 8. Издание новое, переизданное или репринтное (подчеркнуть) 9. Переплет или обложка (подчеркнуть) мягкая 10. Год и квартал выпуска 2004, II квартал 11. Язык издания русский 12. Язык оригинала русский 13. Объем в изд. л. 4,6 14. Объем в печ. л. 4,65 15. Тираж 0,1 16. Издательство или фирма владелец прав (для переводной зарубежной
Для построения циклограммы потока необходимо решить следующие основные вопросы:
16. Построение графической части циклограммы
Графический метод - данный метод заключается в построении циклограммы путем последовательной увязки каждого последующего частного с каждым предыдущим. Раcсмотрим этот метод на примере.
Фронт работ разделён на 4 захватки (I,
II, III и IV). На них последовательно выполняют
работы три бригады, ритмы которых (t1бр,
t2бр, t3бр) на каждой захватке заданы в
табл.1. Работы выполняются в
последовательности, соответствующей
увеличению кода захватки. На захватке
в любой момент времени может выполняется
только одна работа. Циклограмма должна
быть построена из условия минимальной
продолжительности потока.
Построение циклограмм с использованием
графического метода увязки потоков
производится в такой последовательности:
в левой части циклограммы по вертикали
последовательно показывают объекты,
разделенные на участки, входящие в
комплексный поток, и параметры
(конфигурация здания, шифр объекта и т.
д.); в правой части наносят график
выполнения ведущего специализированного
потока (монтаж надземной части зданий)
в соответствии с его расчетными
параметрами - трудоемкостью,
продолжительностью, количеством рабочих.
С максимальным приближением наносят
график второго специализированного
потока- устройство кровли. В такой
последовательности наносят все основные
специализированные потоки (устройство
подземной части, отделочные работы и
др.). При этом соблюдается условие, чтобы
на одном и том же участке не могли
функционировать одновременно два и
более специализированных потока.
Фрагмент циклограммы комплексного потока застройки жилых домов микрорайона градостроительными комплексами:
1, 2, 3 - деление здания на участки; линии: штриховая - устройство фундаментов; штрихпунктирная - монтаж конструкция цокольной части: жирная с точками - монтаж конструкций надземной части; двойная - устройство кровли; волнистая - отделочные работы: № 1, № 2, № 3, № 4 номера потоков (бригад)
