12.6. Оптимизация использования и развития парка строительной техники

Многие планово-экономические и оптимизационные задачи, в том числе и по повышению эффективности работы строительной техники, решаются с помощью математических методов и вычислительной техники, позволяя организовать (оптимизировать) работу машин и механизмов в конкретных условиях строительного производства.

В зависимости от характера, сложности и приоритетности поставленных задач используются различные математические методы и модели, позволяющие определить необходимые характеристики для выбора машин при их приобретении и оценить состояние эксплуатируемой техники.

Для прогнозирования направлений перспективного развития строительной техники на основе статистической информации, тенденции развития механизации и установленных закономерностей применяют аналитические методы, при которых оптимизационные параметры представлены в функции от искомых характеристик и использованы эвристические методы, основанные на экспертных оценках высококвалифицированных специалистов, имеющих опыт в принятии подобных решений и проверенных алгоритмах оптимизации.

Задачи по определению оптимального количества передвижных ремонтных мастерских, заправочных машин, тягачей для перебазирования строительной техники и т.п., где формируется предусмотренная дисциплина ожидания и очередность обслуживания решаются с применением методов статистического моделирования (метод Монте-Карло). Однако из-за большого количества вариантных проработок данный метод требует значительных затрат расчётного времени.

При решении оптимальных задач по эксплуатации и развитию парка строительных машин применяют методы математического программирования: линейные, динамические.

Методы динамического программирования применяются для установления сроков замены машин, планирования пополнения парка строительных машин и механизмов и др. Сущность этих методов заключается в многошаговых процессах принятия решений, подчиненных определенным требованиям.

Методы линейного программирования используют для решения задач оптимального распределения парка строительных машин по объектам строительства и для других условий. Решение этих задач сводится к отысканию по заданному критерию оптимальности экстремального (максимального или минимального) значения линейной функции от многих переменных, подчиненных определенному количеству ограничений, фиксирующих предельные уровни или размеры тех или иных требований, которые по тем или иным причинам невозможны или недопустимы.

Критерий оптимальности, как и любые ограничения, должен выражаться полно и четко, иметь количественную оценку и физический смысл.

В качестве критерия оптимальности могут быть приняты следующие показатели: приведенные или удельные затраты, размер прибыли и рентабельность, производительность и выработка машин, продолжительность и трудоемкость механизированных работ, расход ресурсов, качество выполняемых работ и др. Ограничения составляют систему уравнений (равенств и (или) неравенств), описывающих условия задачи.

Например, принимая за критерий оптимальности ¥ суммарный размер приведенных затрат на производство строительных работ всеми строительными машинами на всех объектах строительства в соответствии с зависимостью

m n

¥ = ∑ ∑ C_ij X_ij → min, (12.13.)

i=1 j=1

или

C_il X_i1 + C_i2 X_i2+…+ C_ij X_ij → min. (12.14.)

где: C_ij - плановая себестоимость машино-часа механизированных работ i-ой машины на j-ом объекте;

X_ij - число машино-часов работы i-ой машины данного типа на j-ом объекте.

При этом в качестве ограничения могут быть приняты следующие условия:

m

1. ∑ N_ij X_ij =V_j , где j = l,...,n. (12.15.)

i=l

То есть объем работ на каждом объекте (V_i) должен быть выполнен полностью, где N_ij - это плановая эксплуатационная часовая производительность i-ой машины на j-ом объекте.

n

2. ∑ X_ij ≤ Ф_i , где i = l,...,m , (12.16.)

j=1

Условие означает, что механизированные работы на данном объекте должны быть выполнены своевременно ресурсами данного парка (Ф_i).

3. X_ij > 0 , (12.17.)

Эта зависимость означает, что число машино-часов X_ij не должно быть отрицательным.

3. X_ij < d_ij , (12.18.)

То есть число машино-часов работы машины X_ij не должно быть выше максимальных затрат машино-часов d_ij на данном объекте. Величина d_ij определяется формулой:

d_ij = T_j Ч_i m_i , (12.19.)

где: T_j - продолжительность производства на j-ом объекте, в дн.;

Ч_i - число часов работы i-ой машины в день;

m_i - число машин i-ro вида в день.

Однако, в зависимости от конкретных условий решение задачи ограничения могут быть дополнены или заменены другими.

Оптимальное распределение строительных машин по объектам строительства будет иметь место тогда, когда определится вариант задачи, при котором суммарная величина затрат будет минимальной.

Контрольные вопросы к главе 12.

1. Пути развития структуры парка строительных машин.

2. Способы определения количественного состава машин для выполнения принятой программы строительных работ.

3. Технико-экономические показатели использования парка строительных машин.

4. Организационные формы эксплуатации строительных машин и их преимущества.

5. Механизация и комплексная механизация в строительстве.

6. Планирование деятельности предприятий механизации и их производственная программа.

7. Основные задачи оперативного управления предприятиями механизации.

8. Структура управления качеством эксплуатации строительных машин.

9. Особенности комплектация строительных машин для трубопроводного строительства Особенности комплексной механизации в трубопроводном строительстве.

10. .

11. Какие методы математического программирования применяются при решении оптимизационных задач по эксплуатации и развитию парка строительных машин?

12. Какую технику целесообразно использовать в линейном трубопроводном строительстве?