Расчет циклограммы. Расчет графика и построение циклограммы потока

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.)

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

После построения сетевого графика и определения его временных параметров проводят проверку соответствия полученных сроков продолжительности разработки нормативным или директивным срокам. Далее анализируют структуру сетевой модели, выявляя неоднородность напряженности работ проекта.
В настоящее время на практике сетевую модель вначале корректируют по времени, т. е. приводят ее к заданному сроку окончания проекта. Затем приступают к корректировке графика по критерию распределения ресурсов, начиная с трудовых ресурсов.

Минимизация числа исполнителей проекта при сохранении времени его выполнения

• минимизировать количество одновременно занятых исполнителей;
• выровнять потребность в трудовых ресурсах на протяжении всего срока выполнения проекта.

• перемещение работ по оси времени возможно осуществлять только вправо (откладывая их начало);
• работы критического пути трогать нельзя, т. к. это приведет к увеличению срока выполнения всего проекта;
• работы, имеющие свободный резерв времени, можно спокойно перемещать на величину этого резерва;
• перемещение работ, имеющих только полный резерв времени, требует аналогичного сдвига последующих работ;
• передвигаемые работы на линейной диаграмме выделяют, отмечая заметным символом: звездочкой, штрихом, цветом и т.п.

Таблица 1

Рис. 1. Пример сетевого графика

Проведем более детальный анализ линейной диаграммы и карты проекта с целью оптимизации трудовых ресурсов: выравнивая потребность в них на протяжении всего проекта и минимизируя количество одновременно занятых исполнителей. График ежедневной потребности ресурса показывает, что минимальное число исполнителей не может быть меньше 6 человек, что определяется их потребностью для работ критического пути. А 15 исполнителей на участке 5-10 дни проекта является явно завышенным и подлежит коррекции в первую очередь.

Рис. 2. Линейная диаграмма и карта проекта до оптимизации

15 исполнителей заняты на работах 2,3; 2,4 и 2,7 . Работу 2,3 трогать нельзя, т. к. это работа критического пути. Работа 2,4 имеет только полный резерв, но не имеет свободного резерва времени. Работа 2,7 имеет солидный свободный резерв времени и поэтому наиболее предпочтительна для оптимизации. Используем часть свободного резерва, переместив работу 2, 7 (5-15 дни) на 5 дней (ее новый срок 10-20 дни). Тем самым максимально необходимое число исполнителей уменьшилось до 9 человек, т.е. задачу минимизации трудовых ресурсов проекта можно принять завершенной.

Рис. 3. Линейная диаграмма и карта проекта после оптимизации
Далее решим задачу выравнивания потребности в ресурсах, анализируя интервалы времени, связанные с "провалами" карты проекта. С учетом перемещения работы 2,7 падения спроса на исполнителей в середине проекта (16-18 дни) уже не будет, но он останется ближе к концу проекта (29-30 дни). Чтобы сгладить график загрузки, переместим работу 6,7 (19-28 дни), имеющую свободный резерв времени, на 2 дня (новый срок 21-30 дни). Также для целей выравнивания потребности в трудовых ресурсах переместим работу 4,6 (10-18 дни) на 1 день (11-19 дни).
В итоге оптимизации приходим к линейной диаграмме и карте проекта, представленными на рис. 3. Из графика видно улучшение равномерности загрузки исполнителей: новая ежедневная потребность ресурса составляет от 5 до 9 человек в зависимости от этапа выполнения проекта, резких колебаний занятости нет. Длительность выполнения всего проекта при этом осталась неизменной (34 дня), т. е. необходимое условие оптимизации соблюдено.

Стратегия минимального удорожания комплекса работ при сокращении сроков

Для ритмичного потока характерно соотношение t ш = t p , т.е. шаг потока равен ритму работы бригад (звеньев), на основе чего по приведенной формуле определяют общее время выполнения работ на объекте.

Т о = t ш *(n б p - N захв -1), (2)

где: Т о - общее время выполнения потока, дн.;

n бр - количество бригад, обусловленное заданным количеством специализированных работ на объекте и числом установленных монтажных кранов.

Количество звеньев на объекте в одну смену определяется по фронту работ:

N зв см =F об / f зв *К тб, (3)

Где:F об - фронт работ на объекте (на этаж или одной отметке), м 3 , м 2 , м, пролет;

f зв - фронт работ по расчету для работы звена, м 3 , м 2 , м, пролет;

К тб - коэффициент запаса по условиям безопасного ведения работ (К тб = 1,3-1,5).

Численность рабочих на объекте в одну смену определяется умножением количества звеньев на число рабочих в звене

n раб =n зв см * n раб зв (4)

При расчете принимается, что на один монтажный (башенный) кран в смену следует планировать одно звено монтажников, численностью 4-6 человек, а звено каменщиков принимается в зависимости от толщины стены и сложности кладки, численностью 2-3 человека. В бригаду каменщиков включается 6-8 звеньев, а в бригаду монтажников - 2-3 звена.

Примеры построения циклограмм ритмичных потоков приведены на рис. 2.3.

Расчет параметров и построение циклограммы

Неритмичного потока

Расчет параметров неритмичных потоков и увязка их между собой может осуществляться графическим, аналитическим или матричным методом.

Наиболее алгоритмизированным является матричный метод, позволяющий в конкретной форме получить все необходимые данные для построения циклограмм.

Обычно в результате расчета определяются:

Сроки начала (t jj н) и окончания (t jj о) работ каждой бригады (звена) на захватках (I - номер захватки; j - номер процесса);

Общая продолжительность поточного выполнения всех работ (Т о);

Величины простоев фронта работ на каждой захватке.

Наиболее детальный метод предусматривает расчленение всего процесса расчета на три этапа.

На первом этапе вычерчивается исходная матрица с условным началом всех процессов на 1-й захватке с нулевой точки, т.е. t jj н =0. Это необходимо для определения величины смещения начала последующих работ при условии непрерывности работы бригад.

В верхней левой части каждой клетки матрицы указывается начало процесса на захватке (t jj о)в середине - продолжительность процесса (t jj), а в нижней правой части - окончание процесса на захватке

(t jj о = t jj н + t jj) (5)

Заполнение первичной матрицы выполняем по столбцам (процессам) сверху вниз (см. табл.1).

Таблица 1 - Пример расчета неритмичного потока (первый этап)

На втором этапе о пределяется для каждой захватки возможность начала на ней последующего процесса с учетом окончания предыдущего. Расчет ведем построчно (I, II и т.д. захватки), а результат записываем в кружок на стыке двух процессов. Например, на I захватке фундаменты можно начать только после окончания земляных работ, т.е. на I - и день, а не 0 - и, монтаж каркаса - на 10 - й день, устройство кровли на 12-й день, монтаж оборудования на 5-й и отделочные работы - на 10-й день. Аналогичные расчеты производим по остальным захваткам, исходя из условия t i (j +1) н = t ij о.

Затем по каждому столбцу (процессу) внизу выписываем максимальную величину сдвига работ данной захватки, исходя из условия непрерывности работы бригад (см. табл.1).

На третьем этапе заполняется окончательная матрица (табл.2) в которой начало каждого технологического процесса сдвигается на величину, равную сумме предшествующих ему сдвигов (например, отделочные работы надо начинать через 1-10+38+5 = 90 дней), а также определяются полные характеристики потока:

Величина общего сдвига начала потока t ij сдв =∑t i (j -1) сдв

Начало процессов t ij н = t ij пр + t ij сдв

Окончание процессов t Nj о = t Nj н + t Nj

Суммарная продолжительность процессов ∑t ij = t Nj o - t ij н

Общая продолжительность поточного выполнения работ Т о =∑ t ij +∑ t ij сдв

Простои подготовленного фронта работ по захваткам t i пр =∑ n i =1 (t (j -1) н - t ij o)

Суммарная величина простоя фронта работ ∑ i =1 N t пр

Коэффициент плотности графика выполнения работ К пл =∑t ij /∑t ij +∑t ij пр

Таблица 2 – Пример расчета неритмичного потока (второй этап)

По полученным расчетным параметрам строится циклограмма неритмичного потока (см. рис. 4).

Первоначально изобразим на циклограмме длительность первой операции 200 мин, т.к. первая операция является самой длительной. Также метками изобразим время изготовления каждой транспортной партии. (рис 3.6.) Всего транспортных партий в нашем примере n/p=10/2=5 партий

Далее изобразим на циклограмме обработку первой транспортной партии на 2, 3 и 4 операции. Начало обработки первой транспортной партии на второй операции совпадает с окончанием ее обработки на первой (рис 3.7.)

Рис. 3.7

Рис. 3.8

Рис. 3.9

Рис. 3.10

Рис. 3.11

Таким образом, циклограмма технологического цикла при параллельной обработке деталей будет иметь вид (рис.3.12)

Рис. 3.12. Циклограмма ТЦ при ппараллельной обработке деталей

Расчет ПЦ при параллельной обработке деталей:

Определение длительности производственного и технологического цикла при параллельно-последовательной форме движения.

Определение длительности циклов начнем с расчета технологического цикла.

Расчет ТЦ при параллельно-последовательной обработке деталей:

Рассчитаем - частичное перекрытие времени выполнения каждой пары смежных операций.

Длительность Тц(посл)=650мин.

Расчет длительности ТЦ при последовательно - параллельной обработке деталей:

Τц(nар-nосл) = 650 – (120 + 80 + 80) = 370мин.=6,17ч.

Построение циклограммы технологического цикла

Первоначально изобразим на циклограмме длительность первой операции 200 мин. (рис 3.13.)

Рис. 3.13.

Рис. 3.14.

Рис. 3.15.

Рис. 3.16.

Рис. 3.17.

Рис. 3.18.

Рис. 3.19.

Таким образом, циклограмма технологического цикла при параллельно-последовательной обработке деталей будет иметь вид (рис.3.20)

3.20. Циклограмма ТЦ при параллельно-последовательной обработке деталей

Расчет ПЦ при параллельно- последовательной обработке деталей:

Рассчитаем длительность производственного цикла, подставив данные в формулу (5):

Задание

В соответствии с вариантом задания произвести расчет технологических и производственных циклов, построить циклограммы технологических циклов, исследовать влияние длительности производственного цикла от параметров организации технологического процесса. Сделать выводы о наиболее целесообразной организации производственного процесса для заданных условий.

Порядок выполнения работы

Для выполнения работы необходимо:

а) повторить правила техники безопасности при работе с вычислительной техникой;

б) изучить раздел «Организация производственного процесса» лекционного курса, а также теоретическую часть настоящего методического указания;

в) выполнить расчеты согласно описанной в пункте 3 методике в соответствии с вариантом задания;

г) сделать выводы по полученным результатам

д) в соответствии с требованиями, приведенными в разделе 6 оформить отчет по лабораторной работе;

е) защитить лабораторную работу.

Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1) титульный лист;

2) название лабораторной работы, цель;

3) расчеты технологических и производственных циклов, циклограммы технологичнеских циклов с описаниями и комментариями

4) выводы по проделанной работе.

Варианты заданий

Деталь А

Параметры технологического процесса изготовления детали А представлены в табл. А1, А2

Таблица А1

Технологический процесс изготовления детали А

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)