Сетевое моделирование строительных процессов 1.Понятие о моделировании, виды моделей. 2.Модели, применяемые в организации строительства 3.Элементы сетевого графика 4.Порядок разработки и построения сетевой модели

1.Понятие о моделировании, виды моделей. Использование моделей - это характерная черта экономико- математических методов. Модель – представляет собой абстрактное отображение наиболее существенных характеристик, процессов и взаимосвязей реальных систем. Модель – это условный образ объекта, сконструированный для упрощения его исследования.

Виды моделей Различают два вида моделей: 1) физическая 2) символическая (абстрактная) Физическая модель представляет собой некоторою материальную систему, которая отличается от моделируемого объекта размерами, материалами и т.д. Символическая (абстрактная)модель – создается с помощью языковых, графических, математических средств описания и абстрагирования.

Приняты следующие группировки математических моделей в зависимости от характера математических зависимостей. а) - линейные – когда все зависимости связаны линейными соотношениями; - нелинейные – при наличии хотя бы частично нелинейных соотношений. б) – детерменированные – в которых учитывается только усредненные значения параметра; - вероятностные (статистические)- предусматривающие случайный характер тех или иных параметров или процессов; в) - статистические - фиксирующие только один период времени; - динамические – в которых параметры рассматриваются и рассчитываются по различным периодам и этапам;

г) – оптимизационные – в которых выбор элементов и самого процесса осуществляется с учетом экстримизации целевой функции; - неоптимизационные – с заранее заданными объемным выпуском производства. д) - с высоким уровнем детализации – когда модель отображает многие факторы процесса; - агрегированные – укрупненные модели, где объединяются многие параметры, близкие по назначению. К моделям предъявляются два взаимопротивоположных требования: а) адекватности(соответствия); б) простоты.

2. Модели, применяемые в организации строительства В строительстве основными моделями управляемых систем служат: а) календарные линейные графики (графики Гранда)- на которых в масштабах времени показывают последовательность и сроки выполнения работ; б) циклограммы – которые отражают ход работ в виде наклонных линий в системе координат и по существу являются разновидностью линейного графика; в) сетевые модели – которые изображаются в виде сети.

Календарный линейный график прост в исполнении и наглядно показывают ход работы. Однако динамическая система строительства на линейном графике представлена статической схемой, которая отображает лишь положение на объекте, сложившееся в какой-то определенный момент. Линейный график не может отобразить сложность моделируемого в нем процесса. Модель неадекватна оригиналу. Форма модели вступает в противоречие с ее содержанием.

Отсюда основные недостатки линейного графика: а) отсутствие наглядно обозначенных взаимодействий между отдельными операциями (работами). Заложенные в графике технологические и организационные решения принимаются, обычно, как постоянные и теряют свое практическое значение вскоре после начала их реализации; б) негибкость, жесткость структуры линейного графика, сложность его корректировки при изменении условий, необходимость его многократного пересоставления; в) сложность вариантной проработки и ограниченная возможность прогнозирования хода работ; г) сложность применения современных математических методов и компьютеров для механизации расчетов параметров графика.

Сетевая модель – свободно от этих недостатков и позволяет формализовать расчеты для передачи на компьютер. В основе сетевого планирования лежит теория графов – раздел современной математики. Графом – называют геометрическую фигуру, состоящую из конечного или бесконечного множества точек и соединяющих эти точки линий. Сетевые графики положены в основу системы сетевого планирования и управления производством (СПУ).

3. Элементы сетевого графика Сетевая модель – это модель, отражающая технологические и организационные взаимосвязи производства строительно-монтажных работ в процессе строительства объекта. Сетевой график – представляет собой модель с расчетными временными параметрами. Сетевая модель изображается в виде графика, состоящего из стрелок и кружков. В основе построения сети лежат понятия работа и событие. Работа – этопроизводственный процесс, требующий затрат времени и материально-технических ресурсов и приводящий к достижению определенных результатов (например: рытьё котлованов, устройство фундаментов, монтаж конструкций и др.). работу на сетевом графике изображают сплошной стрелкой, длина которой несвязанна с продолжительностью работы (без масштаба).

Ожидание – процесс, требующий только затрат времени и нетребующий никаких материальных ресурсов. Ожидание по сути является технологическим или организационным перерывом между работами непосредственно выполняемыми друг за другом. (схватывание бетона, сушка штукатурки, т.д.). Ожидание изображается сплошной стрелкой и нал стрелкой пишут наименование ожидания. Зависимость (фиктивная работа) или логическая связь – вводится для отражения технологической и организационной взаимозависимости работ и не требует ни времени, ни ресурсов.

Событие – это факт окончания одной или нескольких работ, необходимый и достаточной для начала следующей работы. В любой сетевой модели события устанавливают технологическую и организационную последовательность работ. События изображаются кружками или любыми другими геометрическими фигурами, внутри которых указывается определенный номер – код события. События ограничивают рассматриваемую работу и по отношению к ней могут быть начальными и конечными. Начальное событие – определяет начало данной работы и является конечным для предшествующей работы. Конечное событие – определяет окончание данной работы и является начальным для последующей работы. Исходное событие – это событие, которое не имеет предшествующих работ в рамках рассматриваемого сетевого графика. Исходному событию присваивается 1. Завершающее событие – это событие, которое не имеет последующих работ в рамках рассматриваемого сетевого графика. Сложное событие – событие, в которое входит, или из которого выходят две и более работ.

Путь – непрерывная последовательность работ на сетевом графике от исходного до завершающего события. Его длина определяется суммарной продолжительностью составляющих его работ. В сетевом графике между исходным и завершающим событием имеется несколько путей. Путь от исходного до завершающего события сетевого графика называется полным путем. Полный путь может подразделяется на: a) предшествующий путь b) последующий путь. Предшествующий путь – это участок полного пути от исходного события до n- го (данного) события сетевого графика. Последующий путь – это путь от n-го (данного) события сетевого графика до завершающего события. Критический путь – это полный путь, имеющий наибольшую длину (продолжительность) из всех полных путей. Его длина определяет срок выполнения работ на сетевом графике. В сетевом графике может быть один или несколько критических путей. Работы, лежащие на критическом пути, называются критическими. Эти работы резервов времени не имеют. Увеличение продолжительности критического пути увеличивает общую продолжительность работ на сетевом графике, т.е. увеличивает срок строительства, что недопустимо. Пути, продолжительность которых несколько меньше продолжительности критического пути на заданную величину называют подкритическими. Такой величиной может быть период контроля (съема информации о ходе выполнения работ). Совокупность всех критических и подкритических путей называют критической зоной.

4. Порядок разработки и построения сетевой модели Прежде чем приступить к составлению сетевого графика. Надо тщательно изучить технологию и организацию строительства проектируемого объекта. Исходными данными для разработки первичных сетевых графиков, охватывающих сферу работ каждого ответственного исполнителя на строящемся объекте являются: рабочая документация, сметы, проект производства работ, технологические карты, данные о поставке ресурсов, типы машин и оборудования, которые намечается использовать для производства работ, данные о составе бригад, действующие нормативные документы, калькуляции трудовых затрат, основные данные о фактической производительности труда, достигаемой при выполнении аналогичных видов работ в тех же условиях. Построению графика предшествуют расчеты, которые могут оформляться в виде карточки – определителя работ, являющейся исходной документацией для составления сетевой модели. Сетевой график строят от исходного к завершающему событию. В ходе построения сети последовательность и взаимосвязь работ могут выявиться такими вопросами: 1. Какие работы необходимо выполнить и какие условия необходимо обеспечить, чтобы можно было начать новую работу. 2. Какие работы можно и целесообразно выполнять параллельно с данной работой. 3. Какие работы можно начинать только после окончания данной работы.

Эти работы выражают технологическую взаимосвязь между отдельными работами и обеспечивают логическую строгость сетевого графика, его соответствие моделируемому комплексу работ. Первоначально сетевые графики строят без учета продолжительности составляющих ее работ и поэтому длина стрелок зависит только от необходимости обеспечить простую и ясную структуру сети и систематизировано расположить показатели и записать наименования по каждой работе. После того, как составлен первый вариант сети, проверяют правильность построения, просматривая ее от исходного события до завершающего и обратно, и устанавливают, соблюдены ли все правила построения сети. При составлении первичных сетевых графиков, имеющих наибольшую детализацию, учитывают следующие требования к детализации работ: а) технология работ должна быть полной; б) каждая стрелка должна выявлять отдельную работу; в) детализация работ должна обеспечивать планирование и управлять деятельностью самостоятельных ресурсов; г) позволять рассчитывать сроки и объемы поставок материалов и контролировать ход поставок.