§ 5.8. Календарные планы и сетевые графики

Календарные планы разрабатываются на реконструкцию объекта. Их основой являются объемы в физических единицах, трудоемкость работ, состав бригад и звеньев, степень использования средств механизации. Для обеспечения нормативного срока производства работ осуществляется оптимизация по подбору состава бригад и их квалификационному составу. Используются методы ведения работ: последовательный, параллельный или совмещенный. Выбор метода диктуется особенностями технологических процессов, уровнем стесненности и безопасности производства работ. При разработке календарных планов применяются преимущественно детерминированные организационно-технологические модели, в которых не учитывается вероятностный характер продолжительности выполнения строительных процессов. В то же время находят применение имитационные модели, которые учитывают стохастические характеристики строительного производства. Такие модели учитывают вероятностный характер производства работ и более полно учитывают возможные колебания их продолжительности.

Объектный календарный план включает несколько циклов, которые отражают технологические особенности производства работ: подготовительный, цикл нулевых работ, работы по подземной части; специальные; отделочные и работы по благоустройству территории.

В зависимости от уровня реконструктивных работ, принятой технологии и объемов рассчитывается потребность в материально-технических и людских ресурсах. Продолжительность работ каждого цикла зависит от объемов работ, трудоемкости, степени использования средств механизации, ручного инструмента, приспособлений и других факторов. При проектировании календарных планов учитываются технологические перерывы, связанные с набором прочности бетоном, кирпичной кладкой и др., что связано с обеспечением фронта последующих работ.

Календарный план представляет собой систему графиков, изображаемых продолжительность и последовательность работ, их интенсивность, совмещение во времени и пространстве отдельных процессов, продолжительность работ на конкретных участках машин и механизмов, движение ресурсов, включая финансовые, трудовые, энергетические, материально-технические и др.

Целевая задача при разработке календарного плана состоит в достижении максимальной прибыли подрядчиком при выполнении договорных обязательств по срокам завершения работ, вводу в эксплуатацию зданий. Параллельно решаются задачи равномерного использования всех ресурсов, особенно трудовых, создания безопасных условий труда, обеспечения нормативных санитарных требований и нормальных бытовых условий.

Особое значение календарного плана отводится при реконструкции зданий без отселения жильцов, когда любое увеличение продолжительности работ влияет на снижение комфортности и безопасности проживающих.

При разработке календарных планов оптимизируются работы основных технологических процессов во времени и производится максимальное совмещение вспомогательных работ.

Основой календарного планирования является поточное производство работ, что обеспечивает сокращение общей продолжительности.

Календарный план реконструкции объекта должен охватывать все общестроительные и специальные работы, начиная от инженерной подготовки площадки и кончая отделочными работами.

Если специальные работы (санитарно-технические, электромонтажные, устройство лифтов и др.) выполняются специализированными организациями на правах производства работ, разрабатываемых общестроительной организацией, указываются лишь согласованные с субподрядными организациями периоды выполнения специальных работ, начало и окончание которых увязаны с общестроительными работами. Субподрядные организации должны составлять детальные календарные планы выполнения своих работ исходя из календарного плана строительно-монтажных работ.

Сроки производства работ каждого цикла рассчитываются исходя из трудоемкости и состава бригад и звеньев.

При разработке календарного плана устанавливаются период работ машин, время установки подъемников и других средств механизации, доставка сборных конструкций, полуфабрикатов, поставка оборудования.

Работы каждого цикла ведутся поточными методами, что позволяет достичь максимального совмещения работ во времени.

Сетевая модель отображает взаимосвязь отдельных работ по реконструкции объекта и позволяет осуществить математический анализ, способствующий рациональному календарному планированию, прогнозированию и управлению процессами, а также объективной оценке эффективности применяемых технологий.

Метод сетевого планирования, аппарат построения, расчета, анализа и оптимизации моделей позволяет в автоматизированном режиме осуществлять управление ходом выполнения строительно-монтажных и других видов работ. Это достигается путем оценки выполнения фактических объемов работ, которые могут отличаться от запланированных. Основные виды работ, как правило, лежат на критическом пути и определяют общую продолжительность реконструкции. Остальные работы имеют частный или общий резерв времени, что позволяет в реальных условиях строительной площадки корректировать их продолжительность путем изменения состава исполнителей или уровня механизации.

Обычно сетевые графики строят от исходного события к завершающему. При этом событие - это факт окончания одной или нескольких работ, необходимый и достаточный для начала следующих работ.

События устанавливают технологическую и организационную последовательность работ.

В ходе построения сетевого графика последовательность и взаимосвязь работ определяются условиями, которые определяют, какие работы необходимо выполнить и какие условия обеспечить, чтобы можно было начать данную работу.

Расчет временных параметров сетевого графика аналитическим путем выполняется по работам и событиям.

Ранние сроки начала и окончания работ рассчитываются начиная с исходного события, последовательно по всем путям сетевого графика.

Ранний срок свершения начального события определяют максимальной величиной суммы ранних сроков свершения предшествующих событий и продолжительности работ, входящих в данное событие.

Поздний срок окончания и начала работ производят после того, как определены все ранние сроки и общая продолжительность.

Сопоставление ранних и поздних сроков работ и событий позволяет рассчитать их резервы времени, критический путь и провести анализ параметров графика. Если ранние и поздние характеристики работ совпадают, то работы лежат на критическим пути.

Для работ, лежащих на критическом пути, резерв времени равен нулю.

Работы, установленные в сетевой модели, могут иметь общий или частичный резерв времени. Общий резерв времени - это максимальное время, на которое можно задержать начало работы или увеличить ее продолжительность без изменения общего срока строительства.

Частичный резерв времени - это максимальное время, на которое можно перенести начало работы или увеличить ее продолжительность без изменения раннего начала последующих работ. Частичный резерв имеет место, когда в событие входят две или больше работ, и определяется разностью значений ранних сроков, событий и продолжительностью работ.

Наиболее рациональным и удобным в оперативной работе является построение сетевого графика в масштабе времени. Корректировка графиков имеет цель сократить общую продолжительность работ, т.е. длину критического пути. Для сокращения срока реконструкции применяют следующие приемы корректировки: перераспределение трудовых резервов; совмещение технологических процессов во времени; привлечение дополнительных ресурсов для параллельного выполнения работ.

Для информационного обеспечения модели автоматизированного проектирования стройгенпланов требуется большой объем исходной информации в виде базы данных, представленной в графической форме и в виде организационно-технологической и справочно-информационной документации (рис. 5.18).

Рис. 5.18. Схема автоматизированного проектирования стройгенплана

Для решения задач формируются три массива информации: постоянная, переменная и информация по общекомпоновочным решениям.

Массив постоянной информации состоит из архитектурно-технологических решений, принятых на предыдущих стадиях проектирования.

Массив переменной информации формируется в процессе решения комплекса задач расчетно-оптимизационного плана.

Массив информации по общекомпоновочным решениям представляет собой графическую часть рассчитанных вариантов стройгенплана.

Основными задачами вариантного автоматизированного проектирования стройгенплана являются разработка методов и алгоритмов выбора и размещения на территории площадки временных зданий и сооружений, определение оптимальных трасс прокладки временных инженерных коммуникаций, выбор расположения складов, мест установки машин и механизмов и др. Решение этих задач носит оптимизационный характер.

Автоматизированное проектирование стройгенпланов неразрывно связано с результатами формирования календарных планов, определения материально-технических ресурсов, оптимизации методов производства работ, использования рационального парка машин и механизмов. Влияние этих данных является определяющим при выборе и привязке монтажных кранов, определении площадей складов, количества инвентарных зданий и т.п.

В практике технологического проектирования получили широкое распространение система «Гектор» и ее модификации.

«Гектор-АРМ ППР» предназначен для автоматизации выпуска наиболее сложных и часто встречающихся в практике разделов проектов производства работ. АРМ ППР обеспечивает необходимые расчеты, ведение текстовых и графических баз данных, составление графической и текстовой документации в диалоговом режиме: подбор и вычерчивание строительно-монтажных кранов, автоматизированное составление технологических схем, подбор землеройной техники и транспорта, подсчет объемов работ, расчет потребностей в машинах и механизмах, рабочих кадрах, временных административно-бытовых зданиях и т.д.

«Гектор-календарь» - предназначена для подготовки и управления ходом реконструкции. Система позволяет создать сетевые технологические модели, рассчитывать календарные планы, корректировать их с учетом выделения ресурсов, получать графики потребности в ресурсах, в том числе в машинах и механизмах, рабочих кадрах, финансировании, фиксировать выполнение объемов работ календарного плана и др.

Поиск наиболее распространенных методов и технологий производства работ осуществляется на основе технологических критериев строительных процессов в виде функциональных зависимостей. К ним относятся:

материалоемкость конструкций, которая характеризует удельный расход материалов на единицу площади: M=f(R,L,K_M), где R - физико-механические характеристики материала; L - геометрические параметры конструктивных элементов; K_M - коэффициент использования материалов;

трудоемкость работ T=f(М_изг,M_тр,M_M,Z,M_пр), где М_изг - трудоемкость изготовления сборных конструкций в зависимости от принятой технологии, уровня механизации и автоматизации производства; M_тр - затраты на процесс транспортирования конструкций к месту монтажа; M_M - трудоемкость монтажа в зависимости от геометрических параметров конструкций Z и методов производства работ M_пр;

продолжительность работ N=f(М_в,M_oтp,K_T), где М_в - метод возведения конструкций; M_oтp - организационно-технологические решения; K_T - технологичность конструктивных элементов;

энергоемкость Э= f(С_М CM,N_М,K_гр), где С_М CM - стоимость машино-смен средств механизации; N_M - мощность строительных машин и механизмов; K_гр - коэффициент использования кранов по грузоподъемности.

Оценка весомости критериев эффективности технологий осуществляется путем построения матрицы ожидаемых результатов

где a₁, ..., a_j - варианты сравнения различных технологий  х₁,...,х_п - разноразмерные показатели эффективности Х_т1,…,Х_тп - значения показателей эффективности; Р=(Х_ij) - разноразмерная матрица принятия решений.

Для перехода к однородным показателям эффективности матрицу Р преобразуют в матрицу оценок ожидаемых результатов  методами нормативных векторов или трансформации шкалы

где индекс Э соответствует эталонному значению и в матрице Р используются стоимостные минимизируемые показатели.

Оптимизация методов и технологий реконструкции зданий и сооружений осуществляется путем вариантного сопоставления минимизируемых параметров.