ЦНИИОМТП Госстроя СССР

Методическое

пособие

Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт организации, механизации и технической помощи строительству

(ЦНИИОМТП) Госстроя СССР

Методическое

пособие

по определению потребности в основных строительных машинах

Москва Стройиздат 1989

2.14.    При выборе универсальных строительных машин необходимо определять потребность в них с учетом использования возможно более широкого спектра сменного рабочего оборудования, и основную привязку делать на больший удельный вес одного из видов работ, на котором планируется использование машины.

Пример. На объекте необходимо выполнить земляные работы в объеме 2200 м³ (разработка котлованов 1000 м³, траншеи 1200 м³), погрузочно-разгрузочные работы 1300 м³ (песка 300 м³, щебня 1000 м³). Работы выполняются в следующей последовательности: земляные работы, погрузочно-разгрузочные работы. Выбор типа машины производится по максимальному объему вида работ, в данном случае по земляным работам.

2.15.    Минимальный типоразмер машины, который может рассматриваться в целях его использования на объекте, определяется на основе сравнения параметров объекта (размеры выемки, высота подъема, габариты груза и т. д.) с техническими параметрами машины (минимальный и максимальный радиус копания, максимальная глубина копания, максимальный и минимальный вылет стрелы, грузоподъемность на этом вылете, т. е. грузовая характеристика, и т. д.).

2.16.    Окончательный выбор структуры средств механизации необходимо выполнять на основе области рационального применения машины, которая соответствует минимальным удельным приведенным затратам на выполнении строительно-монтажных работ по сравнению с затратами на другие средства механизации.

Для определения области рационального применения машины составляются уравнения вида

где C_eni — удельные приведенные затраты на выполнение работы каждой из сравниваемых машин.

Выражая значение С_е через независимые переменные (xi , yi ), характеризующие условия производства работ (прочность грунта, дальность возки, размеры выемок, этажность здания и т. д.), получим уравнения кривых равновеликих затрат вида

(10)

Строя кривые уравнений (9) в плоскости ХОУ в диапазоне изменения переменных Xi и гл , получим области эффективного применения той или иной машины. Над кривой yi = <р(х* ) будет находиться область эффективного применения первой машины, так как С_{е п1} <С_еп2> ^а под кривой, область эффективного применения второй машины (С_{е п1} >С_еп2 ).

При необходимости вместо двух переменных xi и у i можно вводить и третью переменную 2* , в этом случае функция примет вид z_L— F (*ь У/ ) и ее графическим отражением будет поверхность, лежащая в системе координат ХУЪ. Поэтому и точки, в которых использование машин эффективнее, будут лежать не на плоскости, а в трехмерном пространстве.

Методика и формулы для определения значения удельных приведенных затрат на выполнение работ машиной (C_{e ni} ) освещены в трудах

10

ЦНИИОМТП [3_r 12]. Такой подход к выбору структуры средств механизации позволит уменьшить потребность в машинах и сократит их номенклатуру по типоразмерам.

Определение эксплуатационной выработки строительных машин

2.17.    Третьим этапом в определении потребности машин для строительства объекта является определение эксплуатационной (часовой) производительности машин в привязке к конкретным условиям эксплуатации.

Расчет производительности машины, принятой в соответствии со структурой способов механизации (см. п. 2.12), необходимо вести на основе производственных норм выработки (ЕНиР), которыми установлены затраты сменного времени на выполнение единицы объема работ. Производительность, рассчитанная по ЕНиР, распространяется на весь парк однотипных машин, занятых на выполнении аналогичного вида работ на объекте.

2.18.    Эксплуатационная среднечасовая производительность при наличии утвержденных норм (ЕНиР, ВНиР и т. д.) рассчитывается по формуле [3]

(И)

где V_H —объем работ, принятый за единицу измерения в нормах; Н_в — норма времени на указанную единицу измерения.

2.19.    Для универсальных машин, выполняющих несколько видов работ (например, земляные и погрузка-разгрузка), производительность определяется по формуле

Vpi/Ky-pS,"».^ ,    (12)

где V_t —объем работ, принятый за единицу измерения в нормах, для каждого вида работ; /7_В* —норма времени на i единицу измерения; у _t- —удельный вес (в долях единицы) применения каждой нормы времени; К — коэффициент, отражающий условия производства работ, принимаемый в соответствии с данными ЕНиР и ВНиР, среднее значение Кур =1,2; п — количество разновидностей норм времени; у_п.р —коэффициент приведения единиц измерения объемов работ к одной.

2.20. В случае отсутствия данных по производительности машин в нормативных документах часовая эксплуатационная производительность строительных машин может рассчитываться по формуле

=    *п.р.    03)

где k_T—коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной; &_пр —коэффициент, учитывающий простои в работе техники, не учтенные в часовой эксплуатационной производительности.

2.21. Величина технической производительности определяется либо по данным испытаний, либо расчетом в зависимости от вида выполняемой работы. Примеры методов расчета технической производительности отдельных строительных машин приведены в прил. 4.

2*

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ ТРЕСТА (УПРАВЛЕНИЯ) МЕХАНИЗАЦИИ

3.1. Наиболее распространенной формой организации эксплуатации строительных машин в отрасли строительства являются тресты (управления) механизации, в которых концентрируются землеройные, подъемно-транспортные, дорожно строительные машины, компрессоры, передвижные электростанции и другие машины, а также механизированный инструмент и другие средства малой механизации, применяемые при производстве работ на строительной площадке. В функции трестов (управлений) механизации входит:

определение потребности в строительных машинах, оборудовании и механизированном инструменте и улучшение возрастной, количественной и качественной структуры парка машин;

повышение уровня использования строительной техники по времени и производительности, совершенствование управления парком машин, поддержания машин в работоспособном состоянии за счет мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту средств механизации.

3.2. Определение потребности в строительных машинах на уровне треста (управления) механизации имеет свою специфику в части определения и агрегирования исходных данных: номенклатуры и состава показателей, характеризующих объемы работ и условия их выполнения, а также организацию эксплуатации строительной техники.

3.3.    Трест (управление) механизации, как правило, обслуживает несколько общестроительных трестов, выполняющих объемы строительно-монтажных работ на территории определенного региона страны со сложившейся подотраслевой структурой строительно-монтажных работ, сетью транспортных связей, производственной базой, организационными формами материально-технического снабжения и т. п.

В этой связи парк строительных машин треста (управления) механизации обладает широкой номенклатурой средств механизации для выполнения различных видов строительно-монтажных работ и, будучи привязанным к определенному региону, является замкнутой системой, позволяющей рассматривать ее в качестве самостоятельного объекта при определении потребности в средствах механизации.

3.4.    При определении потребности в строительных машинах на уровне трестов (управлений) механизации представляется возможным накапливать первичную информацию по структуре объемов работ, условиям их выполнения, эксплуатации строительных машин и др., что дает возможность более обоснованно решать вопросы количественного и качественного состава парка машин, в том числе на уровне оптимизационных вариантов расчета.

В случае когда строительная техника находится на балансе общестроительных трестов, определение потребности в строительных машинах осуществляется так же, как и для трестов (управлений) механизации.

Расчет потребности в строительных машинах по укрупненным показателям

3.5.    Расчет потребности в строительных машинах включает определение исходных, по объемам СМР, в денежном и натуральном выражении (по видам работ), структуру способов механизации работ, наличный парк машин в базовом периоде, данные по годовой эксплуатационной выработке строительных машин или элементы для ее определения.

3.6.    Принимается, что количество машин того или иного типа (типоразмера) в планируемом году (периоде) по сравнению с базовым увеличивается или уменьшается прямо пропорционально индексу изменения физических объемов работ, способов механизации и обратно пропорционально годовой эксплуатационной выработке машин. Поэтому расчет потребности сводится к

установлению коэффициентов изменения физических объемов работ, способов механизации и годовой выработки машин

(14)

где Р/к количество машин данного типа (типоразмера) в базовом году (периоде); К%_£ —коэффициент, учитывающий изменение физических объемов работ, способов механизации и годовой эксплуатационной выработки машин.

Определение величины коэффициента    производится    по    формуле

к₂ - к₀ к_с / К_Л .

где К₀—коэффициент изменения физических объемов работ; Кс—коэффициент изменения способов механизации; Кв—коэффициент изменения выработки машин.

3.7.    В соответствии с формулой (14) исходной информацией для расчета является следующие величины:

aj — показатель физических объемов работ /-го вида на 1 млн. руб. СМР в базовом году (в базовом периоде); и[ —изменение удельного объема /-го вида работ Bt-ом году; А_£ —объем СМР в млн. руб. в /-ом году; у( — удельный вес /-го вида работ, выполняемого к-ым типоразмером машин в /-ом году; Pik —количество машин к-го типоразмера в базовом году; Чг к -количество часов работы к-го типоразмера машин в/-ом году; В _iK—годовая эксплуатационная выработка к-го типоразмера в t-ом году; ДК;к —изменение коэффициента внутрисменного использования к-го типоразмера машин в /-ом году.

3.8.    Обработка исходных данных и последовательность расчетов потребности в строительных машинах (парка) представлена в виде блок-схемы алгоритма расчета (рис. 1),

В первой части алгоритма рассчитываются физические объемы работ. Последовательно вычисляются следующие величины:

показатель физических объемов работ /-го вида на 1 млн. руб. строительно-монтажных работ в /-ом году (блок 1);

объем работ /-го вида в i-ом году (блок 2);

объем работ /-го вида, выполняемый машинами к-го типоразмера в /-ом году (блок 3);

изменение объема работ, выполняемого машинами к-го типоразмера в /-ом году (блок 5);

Располагая величиной объемов строительно-монтажных работ, удельными показателями физических объемов работ и структурой способов механизации основных видов работ, определяют последовательно изменение объема работ в планируемом году (либо в /-ом году) для к-го типа (типоразмера) машин.

Во второй части алгоритма определяется изменение среднегодовой эксплуатационной выработки машин к-го типоразмера в /-ом году. Последовательно вычисляют следующие величины:

изменение количества часов работы машин к-го типоразмера в /-ом году (блок 6);

13

необходимо руководствоваться тенденциями изменения средств механизации и технологии работ, учитывая реальную возможность изменения парка машин за счет поставки.

3.10.    При отсутствии отчетных данных или материалов учета работы машин по выработке и времени использования эти показатели определяют расчетом.

3.11.    Годовая эксплуатационная производительность машины при выполнении определенного вида работ рассчитывается по формуле

^/(=^*_п/г.    06)

где Ъ э.ч—эксплуатационная среднечасовая производительность, определяется по формулам (11, 12); 6_Пр —коэффициент, учитывающий простой в работе техники, не учтенные в часовой эксплуатационной производительности [3]; Т_г—количество машино-часов работы машины в году.

3.12.    В случае затруднения определения Ь_эч (отсутствуют нормативные документы и данные по технической производительности) допускается расчет годовой эксплуатационной производительности по формуле

В = Ь_{э п} Т_г,    (17)

где Ь_ЩЛк — плановая среднечасовая эксплуатационная производительность, полученная путем произведения фактической часовой производительности на планируемый темп роста выработки машин.

3.13.    Для машин, режим работы которых не зависит от других машин, количество машино-часов работы техники в год определяется по формуле

7Y = 7'ф/(¹Л.м ^с.м + ^Р + ^ап^/7о.б )•    О⁸)

где Гф —годовой фонд рабочего времени машины, дни; /_{с м} —средняя продолжительность смены в маш.-ч; k_{C M} —коэффициент сменности работы машины; — простои во всех видах технического обслуживания (ТО), технического ремонта, дни/маш.-ч; Т₀б — продолжительность работы машины на одном объекте, маш.-ч; а_п —продолжительность одной перебазировки, дни.

Годовой фонд рабочего времени машины определяется по формуле

Тф = 365 — D_B -~D_U,    (19)

гдeD_B — число выходных и праздничных дней; D_M — потери рабочего времени по метеорологическим условиям, дни.

Простои во всех видах технического обслуживания и ремонта (Z)_p) определяются по фактическим данным организации, эксплуатирующей эти машины, или расчетом по общепринятой методике [3].

3.14. При определении потребности в машинах для треста (управления) механизации, работающего в условиях рассредоточенного строительства, характеризующихся оторванностью от ремонтных баз, баз комплектации и большой продолжительностью перебазировок машин с объекта на объект, влияние этих условий учитывается в годовой выработке и количестве машино-часов работы машин в году.

Рассмотренный метод позволяет выполнять расчеты потребности в строительных машинах с привлечением ЭВМ с использованием укрупненных показателей.

К недостаткам этого метода следует отнести невозможность оптимизации

15

получаемого в результате расчета парка машин, а также невозможность учета трудоемкости и стоимости выполнения строительно-монтажных работ.

Определение потребности в строительных машинах с использованием метода оптимизации

3.15.    При расчете потребности в строительных машинах, которая бы обеспечивала выполнение планируемого объема работ в установленные сроки минимальными трудовыми и стоимостными затратами, необходимо учи-тывать следующие факторы:

объем и структуру строительно-монтажных работ;

затраты на эксплуатацию машин;

факторы, определяющие использование машин по времени и производительности;

факторы, связанные с использованием наличного парка машин.

3.16.    Для каждого вида работ (земляных, монтажных, бетонных погрузочно-разгрузочных и т. п.) потребность в машинах рассчитывается отдельно. Для универсальных машин необходимо учитывать их участие в выполнении работ нескольких видов, и расчет вести на группу работ. Не исключается, что один вид работ может быть расчленен на подвиды, и тогда расчет потребности ведется отдельно для каждого подвида работ.

3.17.    Потребность в машинах строительной организации определяется как совокупность потребности в машинах для выполнения отдельных видов работ. При расчете потребности на планируемый год или период учитываются машины, оставшиеся работоспособными к началу планируемого года (периода) от существующего в базовом году парка машин.

При расчете возможен учет ограничений на поставку отдельных типов (типоразмеров) машин.

3.18.    В математической формализации задачи принимаются следующие величины и их условные обозначения:

i — тип (типоразмер) строительных машин;

/ — вид сооружения, под которым принимается объем работ, выполняемый машиной за один приезд на строительную площадку; исключение составляют машины, которые ежедневно возвращаются на базу механизации (например, краны автомобильные);

m — число типов (типоразмеров) машин, используемых в расчете;

п — число типоразмеров сооружений, рассматриваемых в задаче;

qi —объем работ в натуральном выражении /-го сооружения;

Рц—количество машин i-ro типоразмера, необходимое для выполнения планируемых объемов работ на /-ом сооружении;

Сij — величины приведенных затрат на выполнение единицы объема работ t-ro сооружения, машиной /-го типа (типоразмера);

Вц —годовая выработка машины t-ro типоразмера на /-ом сооружении.

3.19.    Математически поставленная задача может быть представлена в следующем виде:

1)    имеется п различных типов сооружений, на которых могут быть использованы m типов (типоразмеров) строительных машин;

2)    необходимо определить количество (Рц ) строительных машин £-го типоразмера на /-ом сооружении, при которых стоимость выполнения объема работ будет минимальной.

Задача решается путем поиска минимума функции, выражающей сумму приведенных затрат на выполнение работ:

2 2 С_иРп-+ min.    (20)

/=1

В задачу вводятся следующие ограничения:

а) обязательное выполнение всего объема работ по каждой группе сооружений

т    .    _ч

ЪРцВц = _Я1 /=1,2,3...;    (21)

/=1

б)    полное использование парка машин, имеющегося в эксплуатации к началу планируемого года (периода):

pfcSPiiCP?¹ /=1,2,3...;    (22)

(=1

в)    число машин не может быть отрицательной величиной.

Pi j > 0.

Исходная информация для решения задачи приведена на рис. 2.

Значения Рц и С/у могут быть определены по формулам:

^pU - ^рплi ь_чл р_ТЛ ,/[Р_п._л , ■+ (с, + й^»_чл J;    (23)

С_£/ = [(а₍ + Ыу)/Я_пя у + (Г* + 0, 15К<)/Я,у + С_т._э Jb_{4 9} , +//< + (Г_а +

+ 0,15К_а)(1 + Ь_{Ч 9 t}    g_av_ci>)    ь_ч    э Гг.а+ С_ч(1 + Ь_{ц э i}-2^l_ajlg_av_c^)ib_{4 9} f +

C_KSr2-(l_ajlg._dv_cp]Pij,    (24)

где Рцл] —объем работ на /-ом объекте м3; b _ч —часовая эксплуатацион-ная производительность /-ой машины, мЗ/ч, т/ч; Т_{Г 91}    —годовой фонд вре

мени t-ой машины, ч; сi —время на перебазирование t-ой машины, не зависящее от дальности, ч; di —то же, на 1 км дальности, ч; Li — дальность перебазирования машины на работах данного вида, км; а* —затраты на перебазирование t-ой машины, не зависящие от дальности, руб; ei— то же, на 1 км дальности, руб/км; Гi — годовые затраты на амортизацию и содержание вспомогательных устройств для t-ой машины, руб/год; g_a— грузоподъемность автотранспортного средства, т; Ki — капитальные вложения на приобретение t-ой машины, руб.; C_T9i —текущие эксплуатационные расходы на t-ую машину, руб/ч; Hi —затраты на ручные работы, руб/м®, руб/т; Г_а —годовые затраты на эксплуатацию автотранспортного средства, руб/год; /С_а — расчетная стоимость автотранспортного средства, руб.; 7 —объемный вес материала, т/м³; у_ср — средняя скорость движения автотранспортного средства, км/ч; /_ау —дальность возки материала на /-ом виде работ, км; Т _{г а} •— годовой фонд времени автотранспортного средства, ч; С_ч — затраты на эксплуатацию автотранспортного средства, руб/ч; С_Км —то же, на 1 км пробега, руб/км.

Первые четыре слагаемые формулы содержат затраты на выполнение работ непосредственно строительной машиной, последние три—транспортные расходы.

3,20. Приведенная экономико-математическая модель расчета парка машин и оптимизации его структуры является общей для основных видов строительно-монтажных работ (земляных, бетонных, монтажных, погрузочно-разгрузочных и транспортных), в которых используются машины основной номенклатуры.

Различия будут иметь место при определении часовой эксплуатационной производительности машин, методы и формулы для определения которой

17

\ / I \ 1 • • • / • • • n 1 ПцСп Хц • • • П./С,/ х./ • • • IlinCirt Xin S, • • • • • • • * • • • • • • • 1 ! • # • I 1 хп * • « nvCV Xif • * * Цг'Лл *in St • • • • • • • • • • • • • • • • * • • * # т 1 ^ Хт 1 • • • xmj • « • IT Г r mnmn mn sm m Ni • • • * * •

Рис. 2. Матрица исходных данных для расчета потребности в строительных машинах

подробно излагаются в технической литературе, в том числе в серии справочных пособий ЦНИИОМТП.

Результаты расчета структуры парка машин на ЭВМ печатаются в виде типоразмера и количества машин, занятых на определенных видах работ, объемы работ, выполняемые этими машинами, стоимость выполнения этих работ, а также объемы работ, которые по тем или иным причинам не могут быть выполнены существующим парком машин.

В результате расчета устанавливается парк машин, обеспечивающий выполнение всего объема работ, при этом стоимость выполнения приводится к минимуму. Предлагаемая модель обладает свойством динамичности. Парк машин может рассчитываться для любого года планируемого периода.

3.21.    В том случае,если в организации создается новый парк, модель отражает задачу оптимизации структуры вновь создаваемого парка машин. В остальных случаях рассчитывается оптимальный размер поставки новых машин с учетом обязательного использования отстающихся в эксплуатации машин в соответствии с их областями эффективного применения. Блок-схема алгоритма оптимизации парка машин приведена на рис. 3.

В соответствии с исходными данными, указанной блок-схемой и ограничениями в ЦНИИОМТП разработана программа для ЭВМ ЕС-1022, которая передана в межотраслевой специализированный фонд алгоритмов и программ Госстроя СССР (Парк-1 II-H85).

3.22.    Наиболее трудоемким этапом при формировании исходных данных является определение структуры работ, подлежащих выполнению в планируемом году или периоде. Сложность состоит в том, что каждый объект представляет собой, как правили, самостоятельную разновидность. При этом количество разновидностей объектов при увеличении общих объемов строительно-монтажных работ возрастает, что значительно затрудняет сбор, обработку и агрегирование исходных данных. Определение структуры земляных работ осложняется еще и тем, что в настоящее время отсутствует централизованная информация о характере строящихся объектов, их привязке к условиям местности, физических объемах работ и способах их выполнения.

Учитывая эти обстоятельства, выявилась необходимость накопления и анализа информации по структуре работ на различных объектах, установления статистической устойчивости информационных массивов и прогнозирования структуры работ на некоторую перспективу.

3.23.    Источником получения первичной информации является форма Я® 2, в соответствии с которой в настоящее время производятся расчеты между строительными организациями и управлениями механизации.

3.24.    В качестве примера рассмотрены объемы земляных работ, выполненные на i-ом количестве объектов. В зависимости от требуемой дифференциации по величине объемы работ были распределены на интервальные группы (табл. 2). В каждом из интервалов с количеством объектов mi определяется среднее арифметическое отклонение объема работ (А—X).

Если далее предположить, что распределение данных объемов земляных

Таблица 2

Интервалы объемов земляных работ, м3 > т. 1 Х—Х Интервалы объемов земляных работ, мэ <JW > х-х 0—200 73 —7223 5000—10 000 174 177 200—500 110 —6973 10 000—20 000 118 7677 500—1000 154 —6573 20000—50000 80 27677 1000—2000 217 —5823 50000 и более 34 42 677 2000—5000 270 —3823 С v м м а «=1230 47793

19

Рис. 3. Блок-схема алгоритма оптимизации парка машин

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 гг. и на период до 2000 года в числе важнейших задач экономического развития поставлен вопрос повышения эффективности общественного производства на основе роста производительности труда и рационального использования ресурсов и производственного потенциала страны. Решение указанных задач должно базироваться на правильном распределении и использовании ресурсов, в том числе машин и механизмов, нео&-ходимых для развития соответствующей отрасли народного хозяйства. Планирование объема производства машин должно производиться в соответствии с потребностью в них строительных организаций. Недостаток или избыток машин и оборудования в организациях отрицательно сказывается на экономических показателях функционирования этих организаций и народного хозяйства в целом. Недостаток в машинах приводит к невозможности выполнения работы в установленные сроки, а избыток — к незагруженности машин и непроизводительным затратам.

Темпы и качество выполнения строительно-монтажных работ, производительность труда в значительной степени зависят от технического уровня средств механизации и степени обеспечения строительства машинами новых видов, требуемой номенклатуры. Повышение оснащенности строительных организаций машинами, освоение серийного производства ряда новых машин, расширение их технологических и технических возможностей, улучшение их использования, а также совершенствование структуры парка строительных машин позволили повысить уровень комплексной механизации строительно-монтажных работ, обеспечить рост производительности труда и сократить затраты труда в строительстве. Стоимость парка средств механизации, включая автотранспортные средства, превысила 24 млрд. руб. и продолжает возрастать. Парк основных строительных машин значительно вырос: экскаваторов одноковшовых на 18,3 °/₀, скреперов на 6,5, бульдозеров на

14,3, кранов самоходных на 37, погрузчиков одноковшовых на 50 %. В то же время анализ структуры парка строительных машин по типоразмерам показывает, что в парке имеется значительная доля машин с истекшим сроком амортизационных отчислений (в 1986 г. в ряде общестроительных министерств по отдельным видам их доля достигала 35—40 % общего наличия машин) и значительная доля (как по наличию, так и по поставке) малопроизводительных машин, например тракторы с навесным экскаваторным оборудованием в общем парке экскаваторов составляют до 19,2 %, бульдозеры до 6 т тяги до 60 %, краны башенные до 5 т грузоподъемностью до 30%. В то же время в строительстве ощущается острая нехватка эко каваторов, бульдозеров класса тяги !П, 15, 25 т и более, кранов башенных грузоподъемностью 16 т и более, кранов гусеничных и на спецшасси грузоподъемностью 40 т и более, погрузчиков одноковшовых грузоподъемностью 4 т и более. Как правило, это новые высокоэффективные и производительные машины. Медленное изменение структуры парка машин вследствие недостаточной доли в общей поставке мощных строительных машин оказывает существенное влияние на рост эффективности производства и технический прогресс в строительстве. Исследования, выполненные в ЦНИИОМТП, показали, что совершенствование структуры и качественного состава парка строительных машин, приведение его в соответствие со структурой выполняемых работ в строительстве позволит получить эффект в размере 3—10 % общей стоимости затрат на механизацию.

При определении потребности в машинах для строительства необходимо учитывать:

обеспечение выполнения работ на объектах в соответствии с планируемыми сроками;

повышение уровня комплексной механизации строительно-монтажных ¹

работ, повышение производительности труда и сокращение доли ручного

труда;

применение прогрессивных способов производства работ;

улучшение использования имеющегося парка машин;

обеспечение требуемых темпов обновления парка машин.

Расчет потребности и поставки машин строительным организациям (трестам, министерствам) должен выполняться с учетом проведения этими организациями всего комплекса организационно-технологических и эксплуатационных мероприятий, направленных на постоянное повышение эффективности использования парка машин.

Необходимость в расчете потребности в строительных машинах возникает на следующих уровнях планирования строительного производства при:

определении потребности в машинах при разработке проектов производства работ для строительства конкретного объекта;

определении потребности в машинах на программу строительно-монтажных работ отдельной строительной организацией (трест, управление механизации);

определении потребности и обосновании заявок на поставку машин строительным министерствам (ведомствам) или в целом по отрасли строительства.

Методика определения потребности в машинах для этих уровней планирования базируется на одинаковом подходе и различается степенью детализации и объемом исходных данных. В первом случае источником получения исходных данных для выполнения расчетов служит проектно-технологическая документация, а в остальных случаях усредненные по объектам (организациям)’— представителям статистические данные за базовый период (год). Правильность определения (прогноза изменения) исходных данных является одним из главных факторов, определяющих точность выполняемых расчетов потребности.

В настоящей работе изложены методические положения по расчету потребности в основных строительных машинах для трех уровней управления строительством (объект, трест (управление) механизации, министерство).

Методическое пособие разработано ЦНИИОМТП Госстроя СССР (кандидаты техн. наук А. С. Мензуренко, М. Д. Полосин, А. Н. Шаламов).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Формирование парка строительных машин должно осуществляться, начиная с процесса выбора средств механизации при составлении проекта производства работ (ППР) для объекта и далее по иерархической структуре управления при планировании развития парка машин на уровне треста (управления) механизации, министерства (ведомства).

Определение потребности в машинах отрасли строительства также должно начинаться с низшего звена (объекта) и окончательно формироваться на высшем уровне управления (строительное министерство).

Определение потребности в машинах на разных уровнях формирования парка имеет свои особенности как в методическом подходе, так и в конкретном выражении, т. е. потребность на единицу объема работ (шт., м¹, м² и т. д.), на 1 млн, руб. строительнсъмонтажных работ (СМР). При этом учитывается специфика функционирования и целевого назначения парка строительных машин (парка для объекта, парка треста или парка министерства).

Как уже выше было отмечено, методический подход при определении потребности для объекта, треста (управления) механизации и министерства (ведомства) имеет отличия в определении исходных данных, в формирований базовой информации.

1.2.    При определении потребности в строительных машинах для объекта (под объектом мы понимаем отдельно возводимые здания и сооружения, ²

например жилои дом, цех, завод) учитываются как конкретные условия эксплуатации, выраженные в разнообразии грунтового фона, этажности зданий, крупности грузов, так и реальные, привязанные к данному объекту физические объемы работ с распределением по структуре (траншеи, котлованы, выемки и т. д.). Кроме того, время использования машины на объекте может изменяться от нескольких дней до нескольких месяцев. После выполнения определенного объема работ потребность в машине отпадает, и она может быть использована уже на другом объекте, в иных условиях эксплуатации.

Если для машин, используемых с одним видом рабочего оборудования, как правило, условия эксплуатации на различных объектах не могут отличаться по большому количеству технологических факторов, то для универсальных строительных машин, имеющих несколько видов сменного рабочего оборудования, количество технологических факторов, оказывающих влияние л а ее показатель использования, выраженный в результирующей вы-работке за время пребывания на объекте, может быть значительно больше.

1.3.    Конкретно это может быть показано на примере одноковшового универсального экскаватора. На объекте необходимо выполнить следующие земляные работы: провести вертикальную планировку поверхности, разработать грунт в котловане и несколько траншей, разрыхлить ряд линз прочного грунта, засыпать пазухи. Причем выполнение этих работ можно вести только последовательно, и неэкономично для рыхления включений привлекать дополнительное оборудование, например бульдозер-рыхлитель. Отсюда вытекает необходимость использования следующего сменного рабочего оборудования: прямая лопата, обратная лопата, гидромолот, грейфер. Со всеми этими видами оборудования может использоваться экскаватор. Это необходимо учитывать при определении выработки экскаватора на данном объекте. При этом следует учитывать не только показатель эксплуатационной выработки машины в натуральном выражении (м3), но и использование машины по времени.

1.4.    При определении потребности для объекта необходимо производить подбор машин на основе области их рационального использования [2, 8, 10]. Одно из существенных отличий в определении потребности для объекта заключается в определении реальной выработки машин в привязке к конкретному объекту. Оптимальность выбора конкретного типа машины в сравнении с другими типами машин может быть обоснована областями рационального применения этих машин методом нахождения уравнений равновеликих затрат.

1.5.    Общестроительный трест, трест (управление) механизации в рассматриваемой иерархической структуре управления строительством являются средним звеном. Будучи привязан к ряду объектов строительства, причем относящихся к различным отраслям народного хозяйства, трест должен обладать достаточно универсальным парком строительных машин. Как показала практика, структура работ в трестах может существенно изменяться из года в год. В соответствии с этим может изменяться годовая потребность в строительных машинах. Поэтому в отличие от высшего иерархического звена (министерства), которое является наиболее стабильным в плане набора (структуры) выполняемых работ, расчет потребности в строительных машинах для треста целесообразно выполнять на год. Только при наличии точных данных по объему и структуре работ на более длительный период (2—3 года) расчет может быть выполнен на такую же перспективу с последующим ежегодным уточнением потребности на основе конкретных плановых заданий.

1.6.    Потребность треста в средствах механизации формируется на основе заявок потребности в машинах для объектов, а кроме того, для выполг нения внеплановых работ (резерв) и работ в производственной базе строительства, которые могут определяться по аналогии с прошедшим периодом. В соответствии с этим потребность в машинах для треста должна определяться на основе метода оптимизации структуры парка либо по укрупнен- ³

ным показателям с учетом анализа работ в базовом периоде (не менее 3 лет).

1.7.    Важная роль в формировании парка строительных машин и определении потребности в производстве и поставке принадлежит методическим и нормативным документам, по которым определяется потребность в основных строительных машинах строительных министерств и ведомств для строительства новых объектов, относящихся к соответствующей отрасли народного хозяйства. Являясь нормативным документом для высшего звена управления строительством (министерство, ведомство), они устанавливаются, как правило, на пятилетний планируемый период, основываются на новейших достижениях строительного производства в использовании строительных машин и основных тенденциях развития механизации (изменение структурных работ и средств механизации, рост выработки машин и т. д.). Базируясь на научно обоснованных показателях потребности в машинах на производство единицы объема строительно-монтажных работ, эти нормативы стимулируют повышение эффективности использования парка машин и оказывают влияние на его формирование в соответствии со структурой строительства.

1.8.    Особенность определения потребности в строительных машинах для министерства (ведомства) состоит в том, что она определяется для отрасли строительства в целом без привязки к определенному объекту по нормам потребности с определенной корректировкой в зависимости от уровня механизации строительства на данный отрезок времени. Потребность определяется на годовой объем строительно-монтажных работ в денежном выражении, при этом не уточняется конкретная модель машины, которая заменяется среднесписочной машиной парка, определяемого суммой главных параметров машин (м³ вместимости ковша, т грузоподъемности и т. д.). Нормы, по которым определяется потребность, имеют директивный характер и устанавливаются на период 3—5 лет. При расчете норм потребности в строительных машинах показатели строительства (удельные физические объемы работ, структура способов механизации и годовая выработка машин) определяются с учетом вероятностного характера их изменения в планируемом периоде, базируясь на анализе этих показателей в базовом периоде. В этих нормативах учитывается потребность министерств (ведомств) в средствах механизации с учетом перебазировок строительных машин с одного объекта на другой, нахождение в ремонте, резерв техники на выполнение внеплановых работ и т. д. При планировании показателей строительства учитываются тенденции развития механизации производства работ в планируемом периоде, в течение которого будут действовать нормативы.

Из вышеизложенного следует, что степень точности определения потребности в строительных машинах при повышении иерархического уровня организации, для которой он выполняется, снижается при одновременном возрастании сложности решаемой задачи.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ НА ОБЪЕКТЕ

Расчет потребности в строительных машинах

2.1.    Определение потребности в строительных машинах выполняется в следующей последовательности: выявляются объемы работ, подлежащие выполнению; определяется структура средств механизации; рассчитывается эксплуатационная часовая производительность машин; рассчитывается необходимое количество машин для выполнения заданных объемов работ.

2.2,    Расчет количества (потребности) строительных машин N выполняется по формуле

^N = Q/^b3.4^TB

б

где Q — объем работ данного вида в натуральном выражении; Ь_9Ч —часовая эксплуатационная производительность машины на выполнении данного вида работ; Т_в — продолжительность работы машины на данном виде работ, маш.-ч.

2.3.    Продолжительность работы машины на данном виде работ определяется по формуле [10]

^ТП = (^Т д.» -*„.в)/П/*с.м *с.м + £_т.р).    (2)

где Гд.в —заданная продолжительность работы машин, установленная из календарного плана, дни; /_см —«средняя продолжительность смены, ч; k_c средний коэффициент сменности работы машины: d_n в —средняя продолжительность перебазировок машины, дни; D_{T р} )—продолжительность нахождения машины в техническом обслуживании и ремонте (ТО и ТР), дни/маш-ч.

2.4.    Продолжительность пребывания машины в техническом обслуживании и ремонте определяется в соответствии с «Рекомендациями...» [13]

Дт.р - [(Гр //„- Г_р lt_0i)d_0i + (T_plt₀₂~ Т_р //_T.p)d_0i +

+ (V't^U ^ат*\Кч it* *    (3)

де Гр — средний ресурс до первого капитального ремонта, мото-ч; toi; to₂\ tip —периодичность технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР), мото.-ч; doi; d_o2 ; d_Tp —продолжительность пребывания машины в ТО и ТР, дни; К1 — коэффициент перевода мото-ч в маш.-ч.

2.5.    Заданная продолжительность работы машины в соответствии о календарным планом определяется по формуле

Т_хл-{Т_ж-О_ъ){\- D^fJT_A),    (4)

где Т_д—плановый срок строительства объекта (календарный), дни; D_B —«

/

количество выходных дней; D i —количество дней с неблагоприятными метеорологическими условиями.

2.6.    При определении потребности в универсальных машинах одного типоразмера, участвующих в выполнении двух и более видов работ, расчет ведется по формуле

Л^о — 2 N_t — 2 Q_£ / b₉ ч t 7V„    (5)

i=i    i=l

где Ni —потребность в машинах на i-ом виде работ; Q* —объем работ t-го вида в натуральном выражении; Т_в£ —продолжительность работы машины на 2-ом виде работ; Ь_эц£    —часовая эксплуатационная производительность

машины на выполнении t-ro вида работ.

2.7.    По формулам (1) и (5) рассчитывается потребность в ведущих ма

шинах. Потребность во вспомогательных или неосновных машинах, работающих в технологическом комплексе, определяется в зависимости от производительности ведущей машины [>10,    И].

2.8.    Количество вспомогательных машин в зависимости от ведущих,

7

если производительность машин выражается в одних единицах измерения рассчитывается по формуле

*в.с ^ *0 ^Ь э.сА.в*    (6)

где N₀ — количество (потребность) ведущих строительных машин; Ь_9г0\ Ь_{э в} — часовая эксплуатационная производительность, соответственно, ведущих и вспомогательных машин.

2.9. Если производительность ведущих и вспомогательных машин выражается в различных единицах измерения (например, бетононасос — бетоновоз), то потребность во вспомогательных машинах определяем по формулам:

^вс *** Nо ^п.р ^э.о^э.в,    W

где К_п._р —коэффициент приведения размерности производительности вспомогательной машины к основной;

*в.с= *0 *,.₀/»Д.    (8)

где Ь*_ъ —часовая эксплуатационная производительность вспомогательной машины, приведенная в единицы измерения производительности ведущей машины.

Пример. Производительность бетононасоса измеряется в м³/ч. Для обеспечения доставки бетона используются бетоновозы, основным показателем которых является емкость бункера, м3. Производительность бетоновоза по доставке материала от места изготовления на строительную площадку определяем по формуле

^э.в ⁼ У / (*р + *п + ^Т.р + ^Sf^vn + Ам )»

где V — объем бункера бетоновоза, м3;    ;    t_b— время разгрузки и пог

рузки бетона, ч; S — расстояние от объекта до автобазы, км; о_{т р}; v_n —скорость передвижения бетоновоза в загруженном и порожнем состоянии, км/ч; t_M —время на маневрирование, ч.

Причем объем приемного бункера бетононасоса должен быть больше или равен объему бункера бетоновоза.

Определение объемов строительно-монтажных работ в натуральном выражении

2.|0. Объемы строительно» монтажных работ, которые подлежат выполнению на объекте, определяются по проектной документации, учитывающей: топографические планы с указанием рельефа местности, расположение отвалов грунта, профили с геологическими разрезами, картограммы земляных масс, данные инженерно-геологических изысканий, календарный план работ.

2.11. После определения общих объемов работ по видам в натуральном выражении необходимо соотнести их со сроками выполнения работ. В целях точного определения номенклатуры средств механизации необходимо произвести структурную классификацию вида работ по объемам, определить дальности транспортировки грунта для земляных работ, материалов (щебня, песка, конструкций и т. д.) для погрузочно-разгрузочных работ, монтажные

8

параметры элементов (массу деталей, геометрические размеры деталей, максимальную высоту сооружения) для монтажных работ и т. д. Для наглядности этот массив информации может быть сведен в таблицу, например, для земляных работ (табл. 1).

Таблица 1

Объемы работ на объекте Экскавационные работы, м3 Планировочные работы, м2 Рыхление грунта, м* всего в отвал в транспорт 1. Траншеи протяженностью: до 100 м 300 —> 300 1—* -* » 250 » 530 530 — —. » 1000 » 2500 2000 500 — —. 2. Котлованы: до 1000 м3 400 100 300 —* 100 » 5000 » 1200 — 1200 — —. 3. Земляное полотно: до 10 000 м2 — — — 10 000 —

Структура объемов монтажных, погрузочно-разгрузочных и бетонных (железобетонных) работ также может быть представлена в аналогичном виде.

Выбор структуры способов механизации

2.12.    Вторым этапом в определении потребности в строительных машинах является выбор средств механизации для выполнения отдельных видов работ на объекте. При определении (выборе) типов (типоразмеров) машин необходимо исходить из соответствия их технических параметров (грузоподъемность, скорость транспортировки, емкость ковша и т. д.) объемам работ, параметрам монтажных элементов, технологическим особенностям выполнения работ.

Поэтому предпочтение в выборе следует отдавать наиболее прогрессивным высокопроизводительным средствам механизации. Минимум затрат на производство вида работ должен определяться на основе сопоставления удельных приведенных затрат как по одной машине (если она не включена в технологический комплекс), так и комплексам машин (например, экскаватор, бульдозер, автосамосвалы, скрепер, толкач, рыхлитель и т. д.). Предварительный отбор требуемых типов машин необходимо выполнять на основе рекомендаций по рациональным областям применения, разработанным ЦНИИОМТП, ЦНИИС и др. [7, 8], а также на основе анализа ранее разработанных проектов производства работ.

2.13.    Средства механизации должны привязываться к выполнению конкретных видов и объемов работ, определенных на предыдущей стадии (см. разд. 2.11).

Кроме того, при выборе машин для производства больших объемов работ, проводимых в течение всего срока возведения объекта, следует отдавать предпочтение узкоспециализированным машинам, производительность которых всегда превышает производительность универсальных машин. Для малых объемов работ рациональней применять универсальные строительные машины с учетом возможности их использования на других видах работ (например, экскаваторы одноковшовые применяются на земляных и погрузочно-разгрузочных работах).

2 Зак. 212

1

2

3