Сетевое моделирование в планировании и управлении строительным производством
Содержание
- Общие сведения о сетевом моделировании
- Основные элементы, правила и техника построения сетевых графиков.
- Основные правила построения сетевого графика
Общие сведения о сетевом моделировании
Строительное производство представляет собой сложную систему, а для изучения сложных систем достаточно эффективно применяется их моделирование.
Моделирование в широком понимании — это упрощенное представление изучаемых объектов или явлений, более удобное для их восприятия. Но, чтобы с использованием модели изучать объект или явление, помимо общего сходства между ними и моделью она должна удовлетворять следующим требованиям:
- отражение сущностного содержания моделируемого объекта, процесса;
- наглядность представления этого содержания; понятность и не слишком большая сложность языка отображения объекта или процесса изучения.
При рассмотрении поточного метода строительства уже рассматривались графические модели его отображения в виде линейных графиков производства работ, циклограмм и в виде матричного алгоритма. В строительстве для планирования и управления ходом производства строительно-монтажных работ достаточно широкое распространение получили и сетевые модели.
Впервые разработанный под руководством Д. Келли и М. Уолкера с участием математика Д. Малькольма метод критического пути СРМ (Critikal Path Method) был опробован в 1957 г. американской компанией «Дюпон де Немур» на строительстве завода химического волокна в г. Луисвилл, штат Кентукки. Затем в течение 1957 — 1958 гг. для реализации Военно-морским ведомством США программы «Поларис» была разработана и реализована система сетевого планирования PERT (Program Evolution and Review Technique). С этого момента методы сетевого планирования и управления стали распространяться по всему миру. В России методы сетевого планирования в строительстве начали применяться с 1962 г.
В основе методов сетевого планирования и управления лежит теория графов, первая работа по которой принадлежит известному Петербургскому академику Л.Эйлеру. В настоящее время эта теория получила достаточно широкое использование при разработке методов планирования и управления производством, экономическими процессами и в других областях жизнедеятельности.
Сетевая модель представляет собой ориентированный граф, отражающий последовательность и орган изапионно-технологиче- ские взаимосвязи между работами, выполнение которых требуется для достижения поставленной цели. Сетевая модель, представленная графически на плоскости с рассчитанными временными и ресурсными параметрами, называется сетевым графиком.
Сетевая модель изображается в виде графика, состоящего из стрелок и кружков.
Сетевая модель комплекса робот, подлежащих выполнению при сооружении конкретного объекта, в обязательном порядке содержит собственно сеть и может включать ряд характеристик (объём, время, стоимость, ресурсы и др.), относящихся к отдельным работам и (или) к комплексу в целом.
Сеть с математической точки зрения представляет собой ориентированный, связный, конечный граф без контуров отражающие отношения предшествования между работами комплекса.
Сетевые модели могут быть детальными и укрупненными, в которых ряд работ заменяется одной укрупненной работой. Кроме того, они делятся на сводные, объединяющие комплексные сетевые графики зданий и сооружений данного объекта: комплексные, охватывающие все работы по возведению данного здания или сооружения и обеспечению ресурсами; частные, объединяющие часть работ, выполняемых на строительстве здания конкретной организацией; первичные – по работам, производимым отдельными исполнителями, например одним из участков строительного управления (первичная сеть является частью соответствующей частной сети).
С целью сокращения затрат труда на составление сетевых моделей и повышения их качества в последнее время получают распространение типовые сетевые модели и номенклатура работ, которые наиболее эффективно применяются для типовых объектов.
Сетевой график представляет собой сетевую модель с рассчитанными временными параметрами. В основе построения сети лежат понятия «работа» и «событие».
Направление построения сети, ее развертывание может носить различный характер. Обычно сетевой график строят от исходного к завершающему или, наоборот, от завершающего к исходному. Но график можно также строить от любого события в двух направлениях: к исходному и к завершающему событиям.
В ходе построения сети последовательность и взаимосвязь работ могут выявиться такими вопросами:
- какие работы необходимо выполнить и какие условия обеспечить, чтобы можно было начать данную работу;
- какие работы можно и целесообразно выполнять параллельно с данной работой;
- какие работы можно начать только после полного окончания данной работы.
Эти вопросы вскрывают технологическую взаимосвязь между отдельными работами и обеспечивают логическую строгость сетевого графика, его соответствие его соответствие моделируемому комплексу работ.
Первоначально сетевой график строят без учета продолжительности составляющих ее работ, и поэтому длина стрелок зависит только от необходимости обеспечить простую и ясную структуру сети и систематизирование расположить показатели и записать наименование по каждой работе. На первой стадии построение сети осуществляют на технологической взаимосвязи работ и определяющих ограничениях по ведущим ресурсам, таким, как монтажные краны, комплексные бригады и т.п. В процессе построения первоначального варианта сети ее внешнему виду не уделяют особого внимания.
После того как составлен первый вариант сети, проверяют правильность построения, просматривая ее от исходного события к завершающему и обратно, и устанавливают, имеются ли все предшествующие работы, необходимые для начала последующих работ. Проводится также графическое упорядочение сети, чтобы уменьшить количество взаимопересекающихся работ и зависимостей и расположить работы во временной последовательности.
Уровень детализации сетевого графика зависит от сложности строящихся объектов, группировки и количества используемых ресурсов, объемов работ и периода строительства.
При составлении первичных сетевых графиков, имеющих наибольшую детализацию, учитывают следующие требования к детализации работ: технология работ должна быть выражена с исчерпывающей полнотой; каждая стрелка должна выявлять отдельно работу, выполняемую бригадой определенной специальности в определенных пространственных границах; детализация работ должна обеспечивать планирование и управление деятельностью самостоятельных ресурсов (бригад, машин, механизмов и т. п.), позволять рассчитывать сроки и объемы поставок материалов, конструкций и изделий и контролировать ход этих поставок.
Сетевые модели, применяемые в строительстве, классифицируются по ряду признаков:
- по виду целей модели могут быть одноцелевыми или многоцелевыми. Так, сетевая модель на строительство одного объекта является одноцелевой. Сетевая модель на строительство комплекса объектов с выделением пусковых комплексов, очередей и сроков ввода отдельных объектов является многоцелевой;
- охвату строительных объектов модели принято подразделять на частные и комплексные. Модели, разрабатываемые на один объект, являются частными, а на комплекс объектов (например, на строительство завода или фабрики в целом) — комплексными',
- характеру параметров модели подразделяются на детерминированные и вероятностные. В детерминированных моделях исходные параметры для их расчета (наличие ресурсов, проектной документации, разработка новых технологий для создаваемых производствах и т.д.) достаточно определены. Вероятностные модели предусматривают учет имеющихся неопределенностей факторов и условий строительства;
- параметру контроля модели могут быть временные (объект контроля — время), ресурсные (объект контроля — соответствующий ресурс, например ограничение по численности рабочих кадров или материалов) и стоимостные (объект контроля — стоимость работ).
В гл. 7 в основном будут рассматриваться одноцелевые сетевые модели с временными параметрами. Ресурсный и стоимостной факторы будут рассматриваться как ограничения при построении и оптимизации сетевых графиков.