Классификация сетевых моделей и элементы сетевых графиков
Сетевые модели бывают разные в зависимости от характера объекта строительства, целей и ряда других показателей.
Классифицируются сетевые модели по следующим основным признакам:
1. по виду целей — одноцелевые модели и многоцелевые (например, при строительстве разных объектов, возводимых одной строительной организацией;
2. по числу охвата объектов: частная модель и комплексная (например, на один объект и на весь промышленный комплекс завода);
3. по характеру оценок параметров модели: детерминированные (с заранее и полностью обусловленными данными) и вероятностные (учитывающие влияние случайных факторов);
4. модели с учетом целевой направленности (временные, ресурсные, стоимостные).
Элементами сетевого графика являются (при типе «вершины — события»):
1. работа — процесс, требующий затраты времени и ресурсов (например, рытье котлованов, бетонирование фундаментов, монтаж колонн и т.д.;
2. событие — факт окончания одной или нескольких работ, необходимых и достаточных для начала одной или нескольких последующих работ, не требующий затрат ни времени, ни ресурсов (например, окончание рытья котлованов,
бетонирование фундаметров, устройство кровли и т.д.);
3. ожидание — технологический и организационный перерыв между работами, требующий только затраты времени (например, твердение бетона, сушка штукатурки и т.д.);
4. зависимость (или фиктивная работа) – элемент сетевого графика, который вводится для отражения правильной технологической взаимосвязи между работами, не требующая затраты ни времени, ни труда исполнителей (как, например, завершение копки траншеи на 1-й захватке и возможность начала укладки фундаментных блоков на этой же захватке);
Для элементов сетевого графика приняты следующие обозначения:
Работы и ожидания изображают сплошными линиями со стрелками, направленными по ходу технологического процесса (слева направо); события — кружками, а зависимости пунктирными линиями со стрелками.
События нумеруются одним числом, а работы – двумя (номером предшествующего и последующего событий)
Длина линии со стрелками может быть принята произвольной, но иногда сетевой график строят в масштабе времени, т.е. привязанной к календарным дням работы.
Наименование работы указывают над стрелкой, а продолжительность работы (п) — под стрелкой.
Для облегчения запоминания характеристик элементов сетевого графика, приводим следующую таблицу 6.1.
Условные обозначения сетевого графика и затраты времени и ресурсов
| Затраты | |||
| Элементы сетевого графика | Условные обозначения | времени | ресурсов |
| 1. Работа |  . | + | + |
| 2. Событие |  | — | — |
| 3. Ожидание | | + | — |
| 4. Зависимость (фиктивная работа) |    | — | — |
Сетевые модели
Основным методом решения плановых и управленческих задач в строительстве является метод сетевого планирования и управления (СПУ). Метод СПУ включает построение, расчет, анализ и оптимизацию сетевых моделей и применяется для Решения задач, связанных с планированием и управлением строительства.
Метод СПУ объединяет автоматизированный учет и контроль, выбор и принятие управленческих решений. Результаты расчета сетевой модели содержат оценку выполнения исполнителями работ для достижения поставленной цели. Это позволяет руководителям концентрировать внимание на вопросах, от которых в данный момент времени зависит срок достижения цели. На основе информации о временных, объемных и Ресурсных параметрах моделируются варианты регулирующих воздействии, наиболее рациональный из которых применяется. В качестве модели процесса производства используется сетевая модель.
Сетевая модель с требуемой степенью детализации отображает взаимосвязь отдельных работ по возведению объекта (комплекса) и дает возможность осуществить математический анализ календарного плана, прогнозировать его будущее состояние, а также оценивать эффективность принимаемых решений.
Сетевой моделью называется ориентированный граф, отражающий последовательность и организационно-технологические взаимосвязи между работами, выполнение которых необходимо для достижения поставленной цели.
Сетевая модель, представленная графически на плоскости с рассчитанными временными и ресурсными параметрами, называется сетевым графиком. Сетевые графики используются для расчета временных параметров и оптимизации календарных планов.
Характеристики, элементы и классификация сетевых моделей
Сетевая модель комплекса работ, подлежащих выполнению при сооружении конкретного объекта, в обязательном порядке содержит собственно сеть и может включать ряд характеристик (объем, время, стоимость, ресурсы и др.), относящихся к отдельным работам и (или) к комплексу в целом (рис. 6.1). Сеть с математической точки зрения представляет собой ориентированный, связный, конечный граф без контуров, отражающий реально существующие отношения предшествования между работами комплекса.
Известны различные формы представления сетевой модели.
Наибольшее распространение получило графическое представление ее на плоскости, называемое сетевым графиком. Возможны и другие формы представления— цифровая, табличная, с помощью различных технических средств (световое табло, механические модели, электрические цепи и др.). В то же время сетевой график наиболее нагляден. Сетевые модели могут быть ориентированы на события и работы.
Модели, ориентированные на события, применяются сравнительно редко. Они не содержат четкого определения работ. Естественно, что в этом случае связи между событиями комплекса отнюдь не обязательно рассматриваются как выполняемые работы.
Модели, ориентированные на работы, получили наибольшее распространение в строительной практике. В этих моделях работа, соединяющая два события, представляет собой протекающий во времени конкретный трудовой процесс либо необходимый по технологическим причинам процесс ожидания до начала следующей работы (например, время схватывания бетона, сушки штукатурки и др.). Минимальная информация о работе — ее название или номер, код и т. п. В зависимости от решаемых задач работа может иметь и ряд других характеристик (например, объем — количество кубометров кладки, трудоемкость, стоимость, длительность и т. п.).
Заметим, что любые две работы комплекса объективно могут быть связаны между собой условием предшествования, когда одна из них выполняется лишь после завершения другой, либо не иметь такой связи (в этом случае вполне допустимо их выполнение в любой последовательности, в том числе и одновременно).
Событие в сетевой модели, ориентированной на работы, означает, во-первых, совокупность условий, позволяющих начать одну или несколько выходящих из данного события работ комплекса, во-вторых, завершение одной или нескольких входящих в него работ.
В таких — ориентированных на работы — сетевых моделях кроме промежуточных выделяют исходные события, не имеющие непосредственно предшествующих работ, и завершающие, за которыми непосредственно не следуют какие-либо работы. Завершающие события одновременно являются целевыми, означающими достижение целей всего комплекса работ (см. рис. 6.1). В качестве целевых могут выступать также и некоторые промежуточные события.
Следует отметить, что кроме исходных, завершающих и целевых событий комплекса нередко выделяют еще и контрольные события, которые представляют интерес для управления данной стройкой.
По количеству целевых событий сетевые модели классифицируют на одно- и многоцелевые.
Если работы комплекса отображаются вершинами ориентированного графа, а дуги фиксируют условия предшествования между работами, то формируется сетевая модель «работы — вершины» (см. рис. 6.5).
Когда работы отображаются дугами графа, а вершины соответствуют определенным событиям, говорят о применении сетевой модели «работы — дуги» (см. рис. 6.1 и 6.6).
Помимо дуг, отражающих работы, т. е. реальные трудовые процессы или ожидания, в таких моделях нередко встречаются еще и дополнительные дуги — так называемые фиктивные работы, имеющие нулевую продолжительность и используемые лишь для правильного отображения взаимосвязей работ в комплексе (2—3 на рис. 6.1).
Иногда сеть комплекса распадается на несколько независимых подсетей, т. е. образуется так называемая многосетевая модель. Примером может служить возведение группы зданий и сооружений, каждое из которых представлено отдельной сетью, играющей роль подсети в многосетевой модели. Все такие подсети связаны между собой лишь общими ресурсами строительной организации, в качестве которых могут выступать, например, бригады рабочих, строительные машины и др.
На строительстве крупных и сложных промышленных объектов (доменные печи, прокатные станы и др.) роль подсетей, как правило, играют сетевые графики отдельных узлов. В этом случае в качестве многосетевой модели, используемой при подготовке, организации и управлении всей стройкой, выступает укрупненная поузловая модель. Такой подход практически реализует принцип декомпозиции управленческих задач и позволяет существенно повысить управляемость ходом строительства, создать надежную автономную основу для составления рациональных планов работ, комплектования материально-технических и трудовых ресурсов, а также определить на весь период строительства подразделения, осуществляющие строительство узлов и отвечающие за их своевременную готовность.
Сетевое моделирование строительного производства
В настоящее время и в ближайшем будущем потребуется внедрение в строительство систем автоматизированного планирования и управления. В этом случае (и в ряде других) сетевое моделирование оказывается незаменимым.
Сетевое моделирование целесообразно использовать в следующих случаях
— для увязки и координации деятельности различных подрядных организаций с целью создания сложного объекта (к таковым относятся, например, железная дорога) в оптимальные сроки, с минимальной стоимостью и трудоемкостью;
— оптимизации производственной деятельности строительного предприятия — определения очередности ввода объектов в эксплуатацию, распределения финансовых, материальных и людских ресурсов в соответствии с возможностями как самой организации, так и предприятий поставщиков;
— для оперативного управления строительным производством, своевременного регулирования его хода;
— для определения степени вероятности завершения строительства в установленные сроки (с использованием методов теории вероятности).
По сравнению с раннее рассмотренными графическими формами, используемыми в планировании строительного производства, сетевое моделирование имеет ряд преимуществ:
— на сетевых графиках наглядно видна технологическая и организационная последовательность работ;
— сетевые модели в основном безмасштабные. Поэтому изменение срока отдельных работ не приводит к перестановлению графика. Меняется лишь время выполнения работ и производится его перерасчет;
— наличие критического пути, определяющею общую продолжительность сооружения объекта. Благодаря этому облегчается управление строительством, поскольку в сфере внимания руководителя проекта в основном находится ограниченное количество работ;
— возможность использования современной компьютерной техники, в частности, для расчета первичного графика и его перерасчетов в ходе оперативного управления строительством, нахождения оптимальных вариантов организации и производства работ.
Состав сетевой модели
Сетевая модель состоит из следующих элементов:
Работа— любой процесс, требующий затраты времени и ресурсов.
Изображается сплошной стрелкой. Над ней пишется «наименование работы», под ней «продолжительность»
Продолжительность в строительстве обычно приводится в днях или числах.
 |
Под понятие «работа» подпадает и процесс, требующий затраты только времени. Например, твердение бетона, сушка краски и т.д.;
зависимость(логическая связь) — технологическая или организационная взаимосвязь между работами, изображается пунктирной стрелкой. Временной продолжительности не имеет. Показывает, что результат одной или нескольких предыдущих работ нужен для начала данной работы;
событие— результат завершения одной или нескольких работ, создающих предпосылки для начала следующих. Временной протяженности не имеет. Изображается кружком.
В сетевом моделировании принято предыдущие работы обозначать буквами латинского алфавита:
h — i — предшествующие данные,
i — j и j — k — последующие.
Понятие пути
Путь в сетевой модели непрерывная последовательность работ и зависимостей. Наглядно представить, что такое «путь», можно из рассмотрения графика
График состоит из следующих путей, представленных в табл (события пронумерованы (закодированы) цифрами).
| Пути в сетевой модели | |||
| № пути | Шифр | Продолжительность, дни | Запас времени |
| 1-2-5-6 | |||
| 1-3-4-6 | |||
| 1-2-3-4-6 | |||
| 1-3-4-5-6 | |||
| 1-2-3-5-6 | |||
| 1-2-3-4-5-6 |
Каждый из шести путей имеет свою продолжительность. Максимальная продолжительность пути № 4 — 23 дня. Он и определяет срок строительства. Путь максимальной длины носит название «критический». Все остальные пути имеют запас времени, равный разности между длиной критического и данного пути. Путь, у которого запас времени минимальный (№ 6 — запас 1 день) носит название «подкритического». Наряду с критическим путем, продолжительность работ на котором нельзя увеличивать, внимание руководителя должно быть обращено и на подкритический путь.
Стоит задержать одну из работ этого пути на 1 день, и он становится критическим.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.