Программа для построения циклограммы поточного строительства онлайн. Организация строительства и управление качеством

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)

Оптимизацией программы называют такие преобразования, которые позволяют сделать ее более эффективной, т.е. сделать ее более экономной по памяти и/или более быстрой по выполнению тех же функций, что и до оптимизационного преобразования.

Два частных критерия оптимизации - время выполнения программы и объем используемой ею памяти, в общем случае, противоречат друг другу, так же как и эффективное написание программ сопровождается увеличением работы программиста. Известно, что сокращение времени выполнения программы, как правило, можно добиться за счет увеличения объема исполь-зуемой памяти и наоборот. В этом случае при выборе нужного критерия вступают в силу эвристические соображения прог­раммиста, отдающего предпочтение одному из них. Обычно конкретные обстоятельства диктуют важность оптимизации прог­раммы по времени или по памяти. Например, если программа работает в реальном масштабе времени, она должна вовремя выдать результат.

Частично оптимизацию программы может выполнить оп­тимизирующий транслятор (компилятор). Но в основном этот процесс творческий зависит от квалификации программиста и невозможно дать алгоритм, оптимизирующий любую программу. Можно лишь обратить внимание на те аспекты, где скрыты резервы оптимизации и проиллюстрировать их на примерах.

Под областью оптимизации понимается часть программы, т.е. множество операторов, над которыми выполняются оптими­зирующие преобразования независимо от других операторов программы. В частности, областью оптимизации может быть вся программа.

Существуют два подхода к оптимизации программ: «чистка» и перепрограммирование. Оба подхода имеют как достоинства, так и недостатки.

Первый подход заключается в исправлении очевидных неб­режностей в исходной программе. Его достоинство - данный метод требует мало времени. Однако повышение эффективности при этом обычно незначительно.

Второй подход состоит в переделке исходной программы. Можно переделать часть программы, которая, например, рас­ходует наибольшую часть времени. Этот подход обеспечивает обычно наилучший результат, но и самый дорогой. Он приемлем, если оптимизируемая программа подвергалась значительным изменениям.

В каждом конкретном случае повышение эффективности программы зависит от ряда факторов, таких, как стоимость улучшения программы, частота ее использования, относительная скорость выполнения различных операций в машине, от способа компилирования различных операций и т.п.

Желательно выработать в себе комплекс правил, которые будут способствовать составлению более эффективных программ, оптимизация которых в дальнейшем не потребуется.

Рассмотрим основные Машинно-независимые приемы опти­мизации программ.

1) Заголовки сообщений . Если большая часть сообщений со­держит пробелы (или другие повторяющиеся символы), то для экономии памяти ЭВМ следует использовать команды, выпол­няющие заполнение этой части сообщения пробелами (сим-волами).

2) Инициирование переменных . Если начальные значения прис­ваиваются переменным (или константам) одновременно с их
объяв­­­­ ле­ нием, то экономится и память, и время выполнения
программы, т.к. в этом случае переменные получают начальные
значения во время компилирования программы, а не во время ее
выполнения.

Заодно облегчается внутреннее документирование программы и обходятся ошибки в случае, когда переменной не было прис­воено начальное значение.

3) Уменьшение числа переменных . Отработанная «временная»
переменная на участке программы (например, управляющая
переменная цикла) продолжает занимать область памяти и
дальше во все время выполнения оставшейся части программы.
Ее надо удалить (очистить).

Так как идентификатор переменной, как правило, обозначает определен-ную ячейку памяти, то результатом выполнения расс­матриваемой процедуры является определение минимального числа ячеек, необходимых для хранения промежуточных ре­зультатов.

Встречаются случаи, когда переменная, которой присвоено значение, в дальнейшем нигде не используется, или же между двумя определениями одной переменной нет ни одного ее ис­пользования. Такие определения переменных назовем неис­пользованными. Оптимизационная процедура в этом случае заключается в удалении из программы лишних присваиваний значений неиспользованным переменным.

Рост числа временных и неиспользованных переменных обыч­но происходит у начинающих и неаккуратных программистов. Их типичная ошибка - выбор первой пришедшей в голову структуры данных. Считается хорошим стилем программирования, если в программе нет лишних переменных.

4) Выбор типов данных . Переменные разных типов данных в
ЭВМ обрабатываются с разной затратой времени и памяти. В
данном случае требуется минимальное понимание особенностей
программы.

Например, если элемент массива А(1) - целочисленная, то в операторе FOR I :=l ТО 1000 DO A (I ):= 0.0; произойдут 1000 преобразований типов из вещественного в целый. Здесь надо написать: А(1):= 0;.

5) Удаление излишних операторов присваивания . Рассматри­ваемая процедура состоит в удалении из программы некоторых
операторов присваивания и замене в некоторых других операторах
(присваивания или условного перехода) переменных, являющихся левой частью удаляемых операторов, выражениями, яв­ляющимися правой частью удаляемых операторов, то есть выполняется объединение операторов. Например, следующие четыре оператора присваивания

С1:= 5. + B 1*D **2;

С2:= В+ SIN (R );

С3:= 5.+ А(1)*А(2);

С:= (С1 + С2)*СЗ;

можно заменить одним

С: = (5 + B 1*D **2 + В + SIN (R ))*(5 + А(1)*А (2));

При замене только в одном операторе присваивания пере­менных, являющихся левой частью удаляемых операторов, выра­жениями, являющимися правой частью удаляемых операторов, всегда возникает положительный оптимизационный эффект, так как в этом случае просто происходит сокращение числа операций пересылок информации.

При этом предполагается, что переменные, являющиеся левой частью удаляемых операторов, в других операторах не используются.

6) Отождествление переменных . Если в программе имеется
оператор вида А:=В, то во всех последующих операторах прог­раммы можно заменить переменную А переменной В или чис­ловым значением переменной В, а оператор А: = В удалить.

Если переменная А является индексируемой переменной, то оператор А: = В остается в программе, а переменная А в неко­торых операторах заменяется переменной В.

7) Удаление тождественных операторов . Суть этой процедуры
состоит в удалении из программы тождественных операторов, т.е.
операторов вида А: = А. Такие операторы могут появляться в
программе в результате выполнения оптимизационных и других
преобразований.

8) Устранение невыполняемых операторов . В реальных прог­раммах могут встретиться участки, содержащие невыполняемые операторы, т. е. такие операторы, которые не выполняются при любых наборах начальных данных.

Появление таких операторов можно объяснить двумя при­чинами:

1) в. процессе отладки программы или ее модификации программист либо забывает о таких операторах, либо не хочет их искать, либо просто не в состоянии проследить за всеми пос­ледствиями, вызванными исправлениями некоторых участков программы;

2) большая логическая или информационная сложность программы не позволяет программисту «увидеть» такие опе-раторы или даже целые невыполняемые участки программы.

Смысл рассматриваемой процедуры состоит в удалении из программы невыполняемых операторов.

9) Использования ввода-вывода. Операции ввода-вывода зани­мают много времени и должны быть сокращены до минимума. Данные, которые можно вычислить внутри программы, вводить не надо!

Две последовательные команды ввода-вывода для одного и того же устройства можно объединить в одну команду. Это сокращает количество обращений к системным подпрограммам ввода-вывода, что, естественно, сокращает время выполнения программы.

Не забудьте после отладки программы изъять все лишние (обычно отладочные) операторы ввода-вывода.

Неформатный ввод-вывод обычно быстрее форматного. Его можно использовать, если данные вводятся во внешнюю память, а затем считываются опять той же или другой программой. В этом случае не требуется преобразования данных внутренней формы представления во внешнюю и обратно. Этот способ ввода-вывода более точен, т.к. во время форматного преобразования данных могут быть утеряны значащие цифры.

10) Выделение процедур (функций) . Если в программе имеются
последовательности одинаковых операторов, которые отличаются
только разными идентификаторами и значениями констант, то
может быть полезно выделить их в процедуру (или функцию). Это
дает значительное сокращение текста программы, но замедляет
ее выполнение, т.к. вход-выход процедуры - трудоемкая опе-рация, и работа с параметрами идет медленнее, чем с ло­кальными переменными.

Лучше все же использовать не процедуры, а отдельные мо- дули.

11) Сокращение числа процедур (функций). Связь процедур
(функций) с основной программой обеспечивается операторами
вызова в основной программе, которые замедляют работу прог-раммы.

Когда критерием оптимизации является время счета прог-раммы, то нужно хорошо подумать прежде, чем выделить участок программы в отдельную процедуру (функцию).

Если много операторов выполняются много раз и в разных местах программы, то, конечно, их надо выделить в отдельную процедуру. Но неразумно вызывать небольшую процедуру два (три...?) раза.

Сокращение числа процедур (функций) выполняется заменой операторов их вызова телами этих процедур (функций) и заменой

формальных параметров соответствующими им фактическими парамет-рами. Зато увеличивается текст программы на соот­ветствующее число команд.

Описанная процедура является примером того, как два кри- терия оптимизации - время счета программы и объем зани­маемой ею памяти - противоречат друг другу.

12) Альтернативы. Когда одну переменную нужно сравнить с несколькими значениями, некоторые программисты пишут так (очень плохой стиль программирования):

IFA= 1THEN... ;

IFA=2THEN... ;

IFA= 3THEN... ;

В этом случае, даже если А = 1, будут выполнены все условные операторы IF .

При использовании конструкции ELSE сравнение будет прекращено, как только будет найдено истинное условие:

IF A=1 THEN...

ELSE IF A=2 THEN...

ELSE IF A =3 THEN ...;

Дальнейшее улучшение эффективности по времени (оно может привести к ухудшению удобочитаемости программы) состоит в том, чтобы расположить на первом месте условие, которое по всей вероятности, является истинным в первую очередь (имеет наибольшую вероятность быть истинным), затем остальные условия -в порядке убывания их вероятности быть истинными.

То же замечание касается конструкции выбора (CASE ).

13) Арифметические операции. Арифметические операции выполняются с разной скоростью.

Перечислим их в порядке возрастания времени их выпол­- нения:

1) сложение и вычитание;

2) умножение;

3) деление;

4) возведение в степень.

Иногда бывает целесообразно заменить одну операцию другой. Например, 3*1 может быть заменено I +I +I или Х**2 можно заменить на Х*Х. Тем более, что для возведения в степень обычно требуется библиотечная программа.

Замена возведения в степень несколькими операциями ум- ножения экономит и память, и время, если показатель степени является небольшим целым числом.

Умножение выполняется почти в два раза быстрее деления.

Вместо А/5 можно написать 0.2*А;

Вместо А1 = B /D /E + С можно написать А1 = B /(D *E ) + С;

SQRT (A ); выполняется быстрее и точнее, чем А**0.5;

14) Преобразование выражений . Предварительное преобра­зование (упрощение) выражений может привести к исключению многих арифметических операций.

Например, X : = 2*У + 2*Т; можно заменить на X : = 2*(У + Т);

Последнее преобразование исключило одну операцию ум­ножения.

15) Оптимизация выражений. Суть процедуры состоит в замене всех сложных семантически эквивалентных подвыражений на одно простое.

Подвыражения считаются семантически эквивалентными, если они алгебраически эквивалентны (т. е. их можно преоб­разовать друг в друга, применив алгебраические преобразования), и их соответствующие операнды имеют одинаковые числовые значения.

Оптимизационный эффект в этом случае заключается в сокращении времени выполнения программы и уменьшении объема занимаемой ею памяти.

16) Предварительное вычисление арифметических подвыра­жений. Вместо, например:

А: = (M *B *C )/(D -E );

К: = D -E -B *C *M ;

можно написать:

Т: = N *B *C ;

U : = D -E ;

А: = T /U ;

К: = U -T ;

Сокращается текст программы и время ее выполнения за счет сокращения количества выполняемых операций. Зато быть может чуть-чуть увеличивается память для Т и U .

17) Устранение лишних скобок . Суть этой процедуры заключается в устранении пар скобок в арифметических или логических выражениях, являющихся содержательно излишними.

18) Устранение лишних меток . По ряду причин в программах встречаются метки перед операторами, на которые нет передач управления.

Такие метки являются лишними и их следует удалить из программы.

19) Устранение лишних операторов перехода. После многих опти-мизационных переделок программы, в ней могут появиться операторы безусловного перехода (GO TO ), которые передают управление оператору с несуществующей меткой. Их надо удалить.

20) Неявные операции. Операция Т:= М(1) требует в 1,5-2 раза больше времени и памяти, чем Т: = А;, а если М - параметр или функция, то в 2,5-3 раза больше.Там, где часто используется М(1), можно использовать прос­тую переменную MI : = M (I ) и т. д.

Но если индекс I - константа, то индексация выполняться не будет: при трансляции вычисляется сдвиг элемента относи­тельно начала массива, и в процессе выполнения программы он обрабатывается как простая переменная.

21) Чистка циклов. Немного о памяти. Обычно программисты
не заботятся о памяти до тех пор, пока не превысят ее размеры.
Тогда становится очевидным, что память не безразмерна. Име-ются прогнозы, что скоро будем располагать достаточной памятью для решения любой задачи. Но размеры решаемых задач также растут по мере увеличения размера памяти ЭВМ.

Если программист тратит много времени, пытаясь повысить эффективность своей программы, улучшая оператор, который выполняется только один раз, это подобно попытке уменьшить свой вес, остригая ногти.

Время выполнения программы в значительной мере зависит от времени выполнения многократно повторяемых участков - от циклов. Поэтому основное внимание необходимо уделять именно циклам.

Процедура чистки цикла уменьшает время выполнения цикла (сле­ дова­ тель­ но, и программы) путем удаления из его тела арифметических выра­ жений или их частей, не зависящих от управляющей переменной цикла.

Выражения, которые не меняют своих значений в теле цикла, должны вычисляться перед циклом. Это не меняет длины прог­раммы, но дает выигрыш в скорости ее выполнения.

FOR I: = 1 ТО 100 DO FOR J: = 1 ТО 10 DO X: = Y*Z + C;

Здесь Y *Z будет вычисляться тысяча раз, а в следующем примере - только один раз:

YZ: = Y*Z;

FOR I: = 1 ТО 100 DO FOR J: = 1 TO 10 DO X: = YZ + C;

За исключением инвариантных выражений из циклов взы-мается небольшая плата в виде части памяти, необходимой для запоминания и неоднократного использования результатов инва­риантных выражений.

Интересной разновидностью чистки циклов является изме­нение порядка циклов:

ЦиклFOR I: = 1 ТО N DO FOR J: = 1 ТО М DO...

при N < М выполняется быстрее, чем цикл

FOR I: = 1 ТО М DO FOR I: = 1 ТО N DO...

т.к. в первом случае выполняется M *N + N операций орга­низации циклирования, а во втором - M *N + М.

22) Использование циклов . Циклы требуют некоторого допол­нительного количества памяти на инициирование, проверку, изменение управляющей переменной и установку всех констант.

Иногда бывает полезным отказаться от использования циклов.

Не многократно повторяющиеся последовательности опера­торов, требующие сложной организации циклов, часто можно писать в программе последовательно (линейно), а не итеративно.

23) Объединение циклов . При трансляции любого цикла с языка высокого уровня в машинные коды в объектной программе появляются операции, реализующие заголовок цикла, т. е. увели-чение управляющей переменной цикла на значение его шага; сравнение управляющей переменной с граничным значением; передачу управления.

Процедура объединения циклов производит соединение нес­кольких циклов с одинаковыми заголовками в один. Например:

FOR I: = 1 ТО 500 DO X[I]: = 0;

FOR J: = 1 ТО 500 DO Y[J]: = 0;

можно объединить в один цикл, что сокращает как время выполнения программы, так и память:

FOR I: = 1 ТО 500 DO BEGIN X[I]: = 0; У: = 0 END;

24) Вынос ветвлений из цикла . Пусть исходный цикл состоит из
двух частей, и в зависимости от выполнения определенного
условия выполняется одна из этих частей.

FOR I = 1 ТО 200 DO

IF К = 2 THEN A(I) = B(I)*C(I) ELSE A (I) = В (I) + 2;

Тогда исходный цикл можно заменить двумя циклами, соот­ветствующими двум частям исходного цикла:

IF К = 2 THEN FOR 1=1 ТО 200 DO A(I) = B(I)*C(I);

ELSE FOR 1=1 TO 200 DO A (I) = В (I) + 2...

В результате выноса ветвления из цикла уменьшается время счета программы благодаря сокращению числа проверок выпол­нения условий.

25) Удаление пустых циклов. Суть этой процедуры состоит в
удалении из программы пустых циклов.

Такие циклы могут появиться в программе в результате небрежности программиста, а чаще всего в результате выпол­нения оптимизационных и других преобразований.

Следует, однако, отметить, что в некоторых случаях пустые циклы используются как специальный прием программирования, например, в программах реального времени для создания за­держек.

В общем случае выполнение процедуры устранения пустых циклов экономит время выполнения программы и объем зани­маемой ею памяти.

26) Сжатие циклов . В ряде случаев в теле цикла встречаются
условия, которые могут ограничивать область изменения управ­ляющей переменной цикла.

FOR I = А ТО В DO IF I<= С THEN R(I) = P(I);

Процедура сжатия циклов осуществляет перенос таких огра­ничений в заголовок цикла:

DO I = А ТО С DO R(I) - P(I);

Здесь предполагается, что А <: С < В.

В результате выполнения процедуры сжатия циклов из тела цикла удаляется логический оператор перехода и сокращается число выполнений тела цикла.

27) Управление по выбору . В операторе выбора выполняется первая группа команд, у которой условие выбора истинно.

Поэтому для увеличения скорости выполнения программы необходимо располагать группы команд в операторе выбора в порядке убывания частоты вероятности их использования.

Иными словами, в операторе выбора необходимо первой расположить группу команд, которая наиболее часто должна быть выполнена. Второй - следующую по частоте выполнения группу команд. И так далее. Группа команд, которая выполняется крайне редко, в операторе должна располагаться последней.

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

Благодарим Пресс-службу АО «Управляющая компания «Брянский машиностроительный завод» (входит в состав ЗАО «Трансмашхолдинг») за предоставление данного материала.

Обучение специалистов шести предприятий холдинга: БМЗ, ТВЗ, НЭВЗа, Коломзавода, Метровагонмаша и ДМЗ проходило на Метровагонмаше. БМЗ представляли начальник ООНТ Владимир Поляков, замдиректора ИЦ Сергей Морозов, начальник УОТЗ Ирина Солдатенкова и начальник ОБП Михаил Яин (на фото слева направо) .

И. Солдатенкова рассказала, что темы, которые рассматривали, в частности, семь видов потерь на производстве, были заводчанам уже знакомы. Полезной же новинкой стало изучение циклограммы - инструмента визуализации, нормирования и оптимизации производственных процессов.

После обучения каждая группа получила задание на построение циклограммы для конкретного производственного процесса на своем заводе. Команда БМЗ выбрала объектом исследования эталонную линию сборки и электромонтажа секции магистрального тепловоза.

Циклограмма - новый и весьма эффективный инструмент визуализации затрат, благодаря которому заметно сокращается время для их анализа. Теперь нет необходимости перебирать двадцать страниц полученных при исследовании данных -- вся информация размещается на двух листах, -- говорит Ирина Солдатенкова.

На реализацию проекта предприятиям отводилось два месяца. БМЗ справился с заданием за более короткий срок благодаря тому, что изучение затрат времени путем проведения хронометрических исследований - отработанные процедуры на предприятии, уже доказавшие свою эффективность.

Работа над проектом по эталонной линии велась совместно с руководителями производственной площадки: начальником ЦМТ-2 Олегом Цыганковым и начальником участка цеха Валерием Куликовым.

Перед защитой БМЗ посетила председатель экспертного совета «ЛюдиPeople» (компания, организовавшая обучающий курс) Виктория Петрова. Приехавшая для консультации, она фактически побывала на предзащите - настолько впечатлило специалиста грамотное владение заводчан информацией, а также использование инструментов бережливого производства. Состояние производственной системы на предприятии В. Петрова назвала лучшей из того, что она видела.

Защита проекта «Циклограмма - инструмент визуализации затрат рабочего времени и оптимизации потерь» прошла на высоком ровне и впечатлила коллег с других предприятий.

Главное, чего удалось добиться благодаря реализации проекта, - сокращение эталонной линии на одну позицию (с восьми до семи) и, соответственно, сокращение времени производственного цикла со 126 часов до 112. Еще много работы впереди, есть что совершенствовать, - говорит И. Солдатенкова. - Циклограмму мы взяли на вооружение. И если в начале мы применили ее для визуализации затрат только в 15-м пролете, сегодня уже построены циклограммы для эталонных линий в ЦМТ-1, сборки рам в ЦМТ-2, отдельных позиций эталонных линии в ТЦ. Сейчас ведется аналогичная работа по окрасочной камере в цехе магистральных тепловозов.