Сетевые графики и оптимизационные задачи

КАЛЕНДАРНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ.

СЕТЕВЫЕ ГРАФИКИ И ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ

 

Методические указания

к проведению практических занятий по дисциплине

для студентов всех форм обучения специальности

270102 Промышленное и гражданское строительство

 

 

Краснодар

 

УДК 69.003:658.012 (075)

ББК 65.9(2) 31

К

 

Король С.П., Пархоменко В.А. Календарное планирование. Сетевые графики и оптимизационные задачи: Учебное пособие / Кубан. гос. технол. ун.т - Краснодар: Изд. КубГТУ, 2009. - с.

 

Изложены теоретические и практические аспекты календарного планирования строительного производства, основанные на рекомендациях нормативной документации, учебной и справочной литературе, а также методических примерах, разработанных ЦНИИОТМП.

Предназначено для студентов строительных специальностей вузов в курсовом и дипломном проектировании, инженерно-техническим работникам строительных организаций, работникам проектных организаций и в системе повышения квалификации при разработке календарных планов организационных проектов: проектов организации строительства (ПОС), производства работ (ППР) или проектов организации работ (ПОР). Полученная в ходе организационного проектирования информация о сроках строительства и выполнения отдельных видов работ используется для определения объемов необходимых ресурсов и оптимального распределения их во времени.

Содержит необходимые сведения по выполнению практических занятий, включая основные элементы сетевых графиков, временные параметры, алгоритм расчета, правила построения сетевых моделей, кодирование событий и работ. Основные методы расчета сетевых графиков в табличной форме и на графике, построение сетевого графика в масштабе времени, в виде линейной диаграммы, графиков движения рабочих и распределения денежных средств и их оптимизация являются современными базовыми методами организационного проектирования, применяются при распределении ресурсов и позволяют получать сравнимые результаты. Приведены варианты индивидуальных заданий, порядок выполнения практических работ и примеры выполнения заданий.

 

Ил.1. Табл. 21. Библиогр.: 24 назв.

 

Р е ц е н з е н т ы: доктор экономических наук, проф. Б.З. Тутаришев,

кандидат экономических наук, доц. В.М. Яковлев

 

© Король С.П., 2009

© Пархоменко В.А., 2009

ISBN 978-5-8333- 0319-1 © Кубанский государствен-

ный технологический

университет, 2009

Содержание

Введение.. …………………………………………………………….. 4

 

Раздел Ι Сетевое моделирование. Оптимизационные задачи ………….. 5

 

1 Основные элементы и параметры сетевых графиков

1.1 Элементы сетевых графиков …………………………………… 5

1.2 Временные параметры сетевых графиков и их условные

обозначения ……………………………………………………... 7

1.3 Алгоритм расчета сетевых графиков …………………………… 7

 

2 Основные правила построения сетевых графиков ………………… 9

2.1 Правила построения сетевых графиков ………………………. 9

2.2 Кодирование событий …………………………………………. 14

 

3 Методы расчета сетевых графиков вручную …………………….. 15

3.1 Расчет сетевого графика в табличной форме ………………. 15

3.2 Расчёт сетевого графика на графике ………………………… 18

 

4 Сетевые графики в масштабе времени ……………………………. 20

4.1 Построение сетевого графика в масштабе времени …………. 21

4.2 Построение сетевого графика в масштабе времени в виде

линейной диаграммы ………………………………………….. 21

4.3 Построение графика движения рабочих …………………….. 23

4.4 Оптимизация графика движения рабочих ………..…………... 24

 

Содержание отчета ………………………………………………………….. 29

Оформление отчета …………………………………………………………. 30

Список литературы …………………………………………………………. 32

Приложение А - И …………………………………………………… 33 - 50

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Сетевое планирование - метод организационного проектирования поточного производства конструктивных частей зданий и сооружений и отдельных видов работ, моделирования ритмичного и экономически эффективного ведения работ на объектах строительства и организации комплексной застройки различного назначения (градостроительной, производственной, сельскохозяйственной, здравоохранения и др.). Метод сетевого моделирования позволяет анализировать отклонения сроков выполнения отдельных работ и принимать решения с целью обеспечения в целом запланированной продолжительности строительства.

До появления метода сетевого моделирования при разработке календарных планов применялись простые графические модели в виде графиков Ганта – календарные линейные графики, на которых в масштабах времени показывается последовательность и сроки выполнения работ. Реже применялись циклограммы, отражающие ход работ в виде наклонных линий в системе координат и представляющие собой по существу более информативную разновидность линейного графика. Только изучаемая сетевая модель позволяет формализовать расчеты и применять компьютерные программы для целей эффективного управления процессами строительного производства.

В составе организационных проектов разрабатываются календарные планы, оптимальные по продолжительности строительства и обеспечивающие непрерывную загрузку бригад (звеньев). При этом необходимо стремиться, чтобы простои подготовленных фронтов работ для последующих технологических процессов также были минимальными.

Разработка календарных планов строительства объектов (комплексов) оптимальных по продолжительности производства работ, использованию трудовых, материально-технических, энергетических, финансовых и других видов ресурсов достигается решением поставленных задач аналитическими и графическими методами.

Информация о свойствах и поведении реальных строительных систем в определенных условиях является основой организационно-технологического проектирования. При решении многих проблем управления строительным производством применяются экономико-математические методы (ЭММ) и вычислительная техника (ВТ) в основных сферах и звеньях управления строительством.

Основные задачи практических занятий - приобретение навыков разработки простейших детерминированных временных сетевых моделей различными методами; ознакомление с корректировкой (оптимизацией) сетевых графиков по ресурсам и срокам строительства; подготовка к разработке соответствующих разделов в курсовом и дипломном проектах.

 

Раздел Ι Сетевое моделирование. Оптимизационные задачи

Основные элементы и параметры сетевых графиков

Сетевой график представляет собой сетевую модель (сеть), отражающую графически взаимосвязь между процессами, выполнение которых необходимо для достижения одной или нескольких поставленных целей, и рассчитанными временными параметрами.

Существует несколько методов расчета сетевых моделей:
- табличный;
- секторный или расчет графика на графике;
- метод потенциалов.

Элементы сетевых графиков

В основе построения сети лежат логические элементы: работа и событие, образующие возможные пути достижения поставленной цели.

Работа - это производственный процесс, требующий затрат времени, трудовых и материально-технических ресурсов и приводящий к достижению цели, например кирпичная кладка, монтаж плит перекрытий. На сетевом графике работа изображается одной сплошной стрелкой, длина которой не связана с продолжительностью работы (если график составлен не в масштабе времени). Стрелка проводится в виде прямой линии, ломаной или криволинейной - “дуга”. Над и под стрелкой можно приводить характеристики работы (рис.1.1).

 

Продолжительность работы

Число смен работы в сутки

Конкретно 2 и 3 смены

Число рабочих в смене

 

20 – ΙΙ(2,3) - 5

Кирпичная кладка

СУ-4 240 5

 

Наименование работы

Сметная стоимость

Объем работы в физических единицах

Организация-исполнитель

 

Рисунок 1.1 - Характеристики действительной работы

Понятие работы используется в широком смысле слова и включает в себя, кроме охарактеризованной действительной работы, следующие значения: ожидание и фиктивная работа (связь) или зависимость.

Ожидание - процесс, выполнение которого требует затрат времени, но не требует затрат ресурсов. К этим процессам относят тёхнологические или организационные перерывы между работами, например процесс твердения бетона. Обозначается сплошной линией с указанием содержания ожидания и его продолжительности (рис.1.2).

Продолжительность ожидания, дн.

7

Набор прочности бетона

(организационного перерыва)

Наименование процесса

 

Рисунок 1.2 - Характеристика ожидания

Фиктивная работа (связь) или зависимость - работа, не требующая затрат ни времени, ни ресурсов и вводится для отражения правильной взаимосвязи между работами. В сетевом графике зависимость обозначается пунктирной линией (рис.1.3).

 

Рисунок 1.3 - Графическое изображение фиктивной работы

 

Событие - это промежуточный или окончательный результат одной или нескольких работ. Событие изображается кружками или другими геометрическими фигурами, внутри которых указывается определенный номер - код события.

Общая схема кодирования работ и событий сетевого графика может быть представлена в следующем виде (рис 1.4.).

Непрерывная технологическая последовательность работ, ограниченная исходным и завершающим событием, называется путем и обозначается T. Путь с максимальной продолжительностью называется критическим путем. и обозначается T_кр

Работы и события, лежащие на критическом пути, называются критическими:

T_кр

где t _i - продолжительность i-й работы;

А - исходное событие сети;

Z - завершающее событие сети.

 

Предшествующая Рассматриваемая Последующая

работа h-i работа i-j работа j-k

Исходное Начальное Конечное Завершающее

событие сети событие работы i-j событие работы i-j событие сети

Рисунок 1.4 - Общая схема кодирования работ и событий

сетевого графика

Кодирование событий

Кодирование (нумерация) событий должно соответствовать последовательности работ во времени, т.е. предшествующим событиям присваиваются меньшие номера (рис. 2.10).

а)

 

б)

 

Рисунок 2.10 - Схема кодирования событий:

а - горизонтальная; б - вертикальная

Кодирование работ ведут от исходного события горизонтальным или вертикальным методом (см. рис.2.10). При горизонтальном методе события кодируют слева направо по горизонтальным прямым до первого пересечения работ (см. рис 2.10.а). При вертикальном способе нумерацию начинают сверху вниз и снизу вверх с учетом условия: последующее событие получает номер после предыдущего (см. рис.2.10.б).

 

В виде линейной диаграммы

Построение выполняем для сетевого графика (см. рис.3.1), используя расчетные данные временных параметров работ и событий рис.3.3. В избранном масштабе времени в виде горизонтальных линий откладываем продолжительность каждой работы в той последовательности, в которой она показана на сетевом графике, и её свободный резерв времени. Работы откладываем по их ранним срокам начала (рис. 4.2).

 

Год
Месяцы	Сентябрь	Октябрь
Даты рабочих дней
Порядковые номера рас-четных дней		5-1-4
Линейная диаграмма	Шифры работ	1-2
1-3	2-1-4					4-11-2
1-4
2-3						4-1-2
2-7
3-4						2-11-4
3-5
3-6							6-1-3
4-6
5-7								2-1-3
5-8													6-11-2
6-8									3-1-2
7-8
График движения рабочих	до оптимизации				4 4
после оптимизации

 

Рисунок 4.2 – Построение линейной диаграммы

и эпюры трудовых ресурсов (первый вариант оптимизации)

Условные обозначения: - продолжительность работ критического пути

- продолжительность некритических работ

- свободный резерв времени

- новое положение работ (после оптимизации)

Характеристики работ, включающие продолжительность, количество смен работы и количество рабочих в смену также могут быть записаны в графах перед графиком, как и шифр работ, величины полного и свободного резервов времени. При большом количестве работ и их близком расположении друг к другу по вертикали данные в графах трудно соотносить с соответствующими работами. Поэтому их рекомендуется надписывать над работами или рядом с работами в календарной части линейной диаграммы, а номера начальных и конечных событий ставить на диаграмме для каждой работы по оси соответствующего дня.

Для определения дат начала и окончания работ выполняем привязку расчетных дней линейной диаграммы к календарной линейке, в которой отражается построчно: год строительства, месяцы года, календарные дни за вычетом праздничных и выходных дней и непосредственно расчетные дни. Построенная линейная диаграмма приведена в верхней зоне рис 4.2.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Раздел Ι Сетевое моделирование. Оптимизационные задачи

1. Анализ схемы, установление ошибок при построении модели и исправление их, правильное кодирование событий и работ сетевой модели

2. Расчет сетевого графика по заданным характеристикам работ 2.1 Расчет сетевого графика табличным методом 2.2 Расчет сетевого графика графическим методом 3. Построение сетевого графика в масштабе времени 4. Построение линейной диаграммы и привязка ее к календарю

5. Построение графика движения рабочих 6. Оптимизация графика движения рабочих по критерию неравномерности движения 7. Расчет коэффициентов неравномерности движения рабочих до и после оптимизации

 

 

ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по проведенным практическим занятиям по дисциплине «Организация, управление и планирование строительства» включают расчеты и графический материал, определенные содержанием методических указаний.

Варианты индивидуальных заданий на выполнение практических занятий выдаются преподавателем и приведены в приложениях 6 в таблицах 6.1 и 6.2. Задание оформляется на бланке с указанием варианта индивидуального задания, сроков выполнения и защиты.

Расчеты должны обосновывать и подтверждать правильность принятых решений, содержать цифровые и другие материалы. Объем отчета: 15-20 с формата А4 по ГОСТ 2.301-68.

Отчет содержит:

─ титульный лист (приложение Ж);

─ задание (бланк) (приложение И);

─ реферат;

─ содержание;

─ введение;

─ основную часть (последовательное выполнение задания);

─ заключение;

─ список используемой литературы.

Текст отчета пишут с двух сторон листа от руки разборчивым почерком с высотой букв и цифр не менее 3 мм чернилами или пастой. Количество строк на странице от 33 до 38 в пределах, установленных размерами рамки. Страницы пояснительной записки нумеруются арабскими цифрами. Титульный лист (см. приложение Ж) включается в общую нумерацию пояснительной записки. На титульном листе номер не ставится. Возможно выполнение пояснительной записки в электронном виде по согласованию с преподавателем кафедры.

Иллюстрации (рисунки, схемы и т.д.), входящие в состав отчета, рекомендуется выполнять на отдельных страницах после первого упоминания о них. Графическая часть работы выполняется в карандаше или с разрешения руководителя работы с помощью программы AVTOCAD или других графических редакторов.

В содержание отчета все разделы включают с указанием номеров страниц, на которых размещается начало материала. Таблицы имеют сквозную нумерацию.

Содержание реферата, введения и заключения по объему не должны превышать 0,75 – 1 с.

 

РЕФЕРАТ

В реферате кратко излагается содержание работы с указанием темы практического занятия, характера и цели его выполнения, методы расчетов и оптимизационных решений.

Практические занятия по дисциплине «Организация, управление и планирование строительства» позтапно раскрывают основные положения сетевого моделирования, временные характеристики работ, алгоритм расчета сетевых графиков, методы их расчета вручную, построение ресурсных графиков и оптимизацию графиков по времени и ресурсам.

Все расчеты и графические материалы в работе взаимосвязаны и носят дополняющий характер.

Указываются также конкретные результаты проектирования, область их применения и эффективность.

В отчете по практическим занятиям содержится ___ страниц, ___ рисунка, ___ таблиц, ___ формул.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Введение должно содержать оценку значения организационного проектирования в строительном производстве и роль в нем календарных планов. Отражаются вопросы выбора и построения графических моделей календарных планов, методов расчета временных параметров работ, определения сроков строительства и их соответствия нормативной продолжительности строительства. В необходимых случаях выбираются методы сокращения продолжительности строительства. Рассматривается построение ресурсных графиков и методы оптимизация графиков по принятым критериям, основным из которых является равномерное использования ресурсов в течение времени их потребления.

Показывается необходимость и методические подходы к анализу результатов организационного проектирования по принятым нормативным и планируемым показателям.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Заключение должно содержать общие выводы по отчету, включая анализ принятых решений по моделям календарных планов и их расчету, разработки графика трудовых ресурсов. Отражаются методы оптимизации сетевых графиков по продолжительности строительства и ресурсных графиков по принятым критериям с целью обеспечения равномерного потребление ресурсов.

По результатам организационного проектирования строительного производства даются рекомендации о проведении организационных мероприятий, способствующих достижению оптимальных результатов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Афанасьев В.А. Поточная организация строительства. - Л., Стройиздат, 1990.

2. Галкин И.Г., Сафонова Э.И., Параубек Г.Э. Сборник задач по организации и планированию строительного производства: учеб. пособие для инженерно-экономических специальностей вузов строительного профиля / Под ред. И.Г.Галкина. - М.: Высш.шк.,1985. – 254 с.

3. Организация строительного производства: учебник для строит. вузов / Л.Г. Дикман – М.: Издательство АСВ, 2006.

4. Организация строительного производства: учебник для вузов /

Т.Н. Цай, П.Г. Грабовый, В.А. Большаков и др. – М.: Изд-во АСВ, 1999. – 432 с.

5. Организация, экономика и управление строительством: учеб. по-

собие для вузов / Т.Н. Цай, Л.Н. Лавренецкий, А.Е. Лейбман, К.Г., Романова; под ред. Т.Н.Цая. – М.: Стройиздат, 1984. – 367 с.

6. СНиП 12-01-2004. Организация строительства.

7. СНиП 1.04.03-85*. Нормы продолжительности строительства и задела в строительстве предприятий, зданий и сооружений. Госплан СССР. М.: АПП ЦИТП, 1991.

8. Теличенко В.И. Технология возведения зданий и сооружений: учебник для строит. вузов – М.: Высш. шк., 2004.

9. Технология возведения полносборных зданий: учебник. Под общей ред. А.А. Афанасьева. М.: Изд-во АСВ, 2000.

10. Король С.П. Организационное проектирование в строительстве: Учебно-методическое пособие / Кубан. гос. технол. ун-т – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2008. – 125 с.

 

Приложение А

(обязательное)

Схемы сетевых моделей: исправить ошибки при построении

2А

1А