Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Формирование парков и комплектов строительных машин

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 617065.01.99
Учебное пособие знакомит с основными положениями и задачами формирования оптимального парка строительных машин, а также комплектов машин как структурных единиц парка.
Мартюченко, И. Г. Формирование парков и комплектов строительных машин [Электронный ресурс] : учеб. пособие / И. Г. Мартюченко, O. Л. Кузнецова. - Саратов : Сарат. гос. техн. ун-т, 2011. - 40 с. - ISBN 978-5-7433-2394-4. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/465677 (дата обращения: 28.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
И.Г. Мартюченко 
О.А. Кузнецова

ФОРМИРОВАНИЕ 
ПАРКОВ И КОМПЛЕКТОВ 
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Учебное пособие

2011

Министерство образования и науки Российской Федерации 

С аратовский государственны й технический университет

И.Г. Мартюченко, O.JI. Кузнецова

ФОРМИРОВАНИЕ 
ПАРКОВ И КОМПЛЕКТОВ 
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Учебное пособие 
для студентов строительных специальностей вузов

Саратов 2011

УДК 693.0025 
ББК 39.311-06-5 
М 29

Рецензенты:
Кафедра мелиоративных и строительных машин 
Саратовского государственного аграрного университета 
(заведующий кафедрой доктор технических наук, профессор В. В. Слюсаренко) 
Главный специалист ЗАО «Геотехника-С», 
кандидат технических наук 
А. В. Бондаревский

Одобрено 
редакционно-издательским советом 
Саратовского государственного технического университета

Мартюченко И.Г.
М 29 Формирование парков и комплектов строительных машин: учеб. пособие / И.Г. Мартюченко, O.JI. Кузнецова. -  Саратов: Сарат. гос. 
техн. ун-т, 2011. -  40 с.
ISBN 978-5-7433-2394-4

Учебное пособие знакомит с основными положениями и задачами 
формирования оптимального парка строительных машин, а также комплектов машин как структурных единиц парка.
Рекомендуется студентам для выполнения практической и самостоятельной работы, а также при разработке проектов комплексной механизации 
строительных процессов в курсовом и дипломном проектировании.

УДК 693.0025 
ББК 39.311-06-5

ISBN 978-5-7433-2394-4

© Саратовский государственный 
технический университет, 2011 
© Мартюченко И.Г., Кузнецова О.Л., 2011

ВВЕДЕНИЕ

Парк строительных и дорожных машин -  это сложная техническая 
система, характеризуемая высокой размерностью и динамичностью.
Правильное определение потребности в строительных машинах является важным фактором в решении задач повышения эффективности 
производства строительно-монтажных работ, так как недостаток или излишнее количество машин одинаково отрицательно сказывается на всех 
экономических показателях строительной организации.
Особое значение приобретает правильное определение потребности 
в машинах для строительства, так как специфика производства строительно-монтажных работ предопределяет влияние на величину потребности 
большого числа постоянно изменяющихся факторов.
Определение потребности в машинах для строительства должно 
исходить из необходимости решения следующих задач:
-  повышения уровня комплексной механизации строительных и монтажных работ, повышения производительности труда и снижения затрат 
ручного труда в строительстве;
-  расширения применения наиболее производительных способов выполнения работ с целью повышения эффективности механизации;
-улучшения использования в полной нагрузке всех имеющихся в 
наличии машин;
-  обеспечения нормальных темпов обновления действующего парка 
машин своевременной заменой физически и морально изношенных.
Потребность в строительных машинах рассчитывают:
-  при разработке проектов производства работ для строительства 
конкретного объекта;
-  при определении необходимого количества машин для выполнения 
объема строительно-монтажных работ строительной организацией;
-  при определении заказа на приобретение или аренду машин строительной организацией.
Методы определения потребности в машинах во всех случаях практически одинаковы и отличаются лишь степенью детализации.

1. ФОРМИРОВАНИЕ ПАРКОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

1.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОПТИМИЗАЦИИ 
ПАРКА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

1.1.1. Понятия и определения

Под парком строительных машин понимают совокупность машин, 
предназначенных для выполнения строительно-монтажных работ отдельной строительной организацией или отраслью строительства в целом.
Структура парка -  это совокупность групп строительных машин, 
выделенных по определенным признакам (маркам, типоразмеру, возрасту 
и т.п.) с указанием числа машин в группах или удельного веса в общем 
числе.
Формирование парка строительных машин представляет собой воздействие на парк строительных машин с помощью плановых, экономических и организационно-технических мероприятий с целью приближения 
его к определенной оптимальной структуре.
Оптимальной следует считать структуру парка, если соблюдаются следующие условия:
-  по своему количественному составу и структуре парк в наибольшей степени соответствует объему и структуре строительных работ, организационно-технологическим условиям их выполнения;
-технический уровень средств механизации соответствует уровню 
технического прогресса в машиностроении и в смежных отраслях;
-  обеспечено наиболее оптимальное соотношение между затратами 
на приобретение машин и эксплуатацию парка.
Необходимые условия для оптимизации парка строительных и дорожных машин (СДМ):
-достоверная информация о действительном состоянии парка в условиях его использования, а также полная характеристика объектов, на которых работают и будут работать СДМ;
-достоверная информация о затратах на всех стадиях жизненного 
цикла машины от проведения научно-исследовательских работ, проектирования, производства, эксплуатации машин до их списания;
-  наличие главного критерия оптимизации и совокупности объективных условий ограничений;
-  теоретические основы, методология, комплекс математических моделей, алгоритмическое и программное обеспечение для проведения эффективного поиска оптимального парка машин.
Оптимизация структуры парка машин предполагает следующие основные этапы:
-  постановку задачи и выбор критерия оптимизации;

4

-  выявление основных особенностей, взаимосвязей и количественных закономерностей;
-  построение математической модели и разработку алгоритмического решения задачи оптимизации парка машин;
-  исследование и определение оптимального парка машин.

1.1.2. Задачи оптимизации парка машин

Задачи оптимизации парка машин, в зависимости от наличия того 
или иного признака, можно классифицировать:
-  по способу учета изменений во времени входных данных -  на статические и динамические;
-  по числу учитываемых параметров -  на однопараметрические и 
многопараметрические;
-  по характеру входных данных -  на детерминированные и недетерминированные;
-  по методам определения функции спроса -  на обработку статистики спроса (анализ данных за ряд прошлых лет) и вычисление спроса с учетом прогноза.
Статические задачи ставятся с целью нахождения оптимального 
парка машин, пригодного для сравнительно небольшого интервала времени, в течение которого можно считать неизменными все исходные зависимости, определяющие затраты и спрос на машины с различными значениями параметров. Несмотря на указанные ограничения, эти задачи имеют 
важное значение, так как для них наиболее часто удается получить необходимые исходные данные и разработать не слишком сложные методы оптимизации парков.
Динамические задачи являются более сложными, в них исходные 
данные и зависимости, определяющие затраты и спрос машин с различными параметрами, зависят от времени.
Рассмотрим в общем виде изменение фактического наличия /л1 
(рис. 1) в парке строительной организации определенного л-го типоразмера и потребность т в машинах этого типоразмера при решении статических и динамических задач.
Линии /  (рис. 1) соответствуют условиям решения статической задачи

т -т ' = const —> 0. 
(1)

При решении динамических задач исходят из того, что зависимость 
потребности в машинах от времени (линии II) определяется внешними 
факторами и является заданной.
Предположим, что от момента времени Т\ потребность в машинах 
данного типоразмера определяется линейным ростом объема работ, требующих машин этого типоразмера, и выражается прямолинейным участ5

ком функции т -  f ( T ) в интервале времени Т\-Т2. В этом интервале наличие машин соответствует потребностям -  кривая т' = /( Г ) совпадает с 
кривой т = / ( Т).

Число

Т\ 
Тг 
7з 
Г4 
Время, Т

Рис. 1. Динамика изменения фактического наличия 
и потребности в машинах л-го типоразмера

С момента времени Т2 потребность в машинах данного типоразмера 
изменяется ускоренными темпами

Ускоренное изменение потребности может быть обусловлено существенными изменениями в объемах и структуре выполняемых работ, запланированных на определенный период и связанных с повышением 
удельного веса объектов определенного вида, освоением географических 
регионов и другими причинами.
Для того, чтобы обеспечить соответствие наличия машин в парке их 
потребности, необходимо ускорить изменение поставки машин в парк, при 
этом могут быть два случая:
-  число машин в парке может быть обеспечено в соответствии с потребностью на всем протяжении интервала Т3-Т4. Это возможно при условии
dm' 
dm

~dT 
~dT'
-  темп роста числа машин в парке не может быть обеспечен соответственно изменяющимся потребностям (интервал Ту-Т 2)
dm1 
dm

6

Если в некоторой временной точке т' < т, то это означает, что машин данного типоразмера недостаточно, и работы соответствующего вида 
будут выполняться с повышенными затратами ручного труда и с меньшей 
производительностью.
Условие т' > т показывает, что машины данного типоразмера будут 
не доиспользованы, что также приводит к отрицательным экономическим 
результатам.
При формировании оптимального парка машин данного типоразмера 
в интервале Т\-Тц необходимо выполнение условия:

В зависимости от числа независимых параметров, от которых зависят исходные данные по спросу и эксплуатационным затратам, различают 
задачи оптимизации однопараметрические и многопараметрические.
Задачи оптимизации однопараметрические являются более простыми с точки зрения требуемых вычислений и с точки зрения определения исходной информации. Эти задачи ставятся в тех случаях, когда возможны затраты, связанные с проектированием, производством и эксплуатацией машин 
парка, выраженные через основной (главный) параметр машины.
Задачи оптимизации многопараметрические являются более 
сложными как с позиции формирования математической модели парка, так 
и с позиций установления различных зависимостей, в которых необходимо 
учесть несколько независимых параметров.
В последнее время все интенсивнее ведутся разработки по многокритериальной оптимизации парков машин, когда необходимо учесть несколько критериев оптимизации, например, максимальные приведенные 
затраты и максимальную выработку парка машин.

1.1.3. Входная информация для формирования парка машин

Входная информация для оптимизации парка машин может иметь 
различную степень неопределенности:
1. Постоянная, детерминированная информация, не изменяющаяся от 
времени.
2. Информация, меняющаяся в зависимости от времени эксплуатации 
машины, например, технико-эксплуатационные показатели работы машины, которые изменяются в связи с износом отдельных деталей или узлов 
машины, снижения надежности и долговечности работы машины и т.п.
3. Информация, меняющаяся в зависимости от фона эксплуатации 
машины. Так, например, в целом по территории России на объектах массового строительства доминируют суглинистые и глинистые грунты, вероятность появления которых составляет 0,411, а также песчаные и супесча(3)

7

н ы е- с вероятностью 0,215. Учет фунтового фона при оптимизации парков машин является одним из основных факторов повышения качества 
машин и эффективности их использования.
4. Информация, характеризующая условия эксплуатации машин на 
конкретных объектах-представителях. Это -  объемы работ, масса и характер фуза, дальность перебазировки машин и т.п.
5. Информация, связанная с конструктивными особенностями машины, 
которая определяет техническую производительность машины и может изменяться в связи с проводимой модернизацией эксплуатируемой техники.
6. Информация, характеризующая системы технического обслуживания и ремонта техники, организацию сетей технического обслуживания, 
ремонта техники и др.
На основе входной информации для расчета оптимальной структуры парка машин должны быть определены следующие исходные данные:
а) объемы работ в стоимостных и натуральных измерениях;
б) структура выполняемых работ;
в) приведенные затраты на выполнение единицы объема работ;
г) годовая выработка машины;
д) состав машин, оставшийся от старого парка на начало расчетного 
периода;
е) номенклатура машин по типоразмерам.
Возможные источники информации для определения исходных данных представлены в табл. 1.

Таблица 1
Источники определения исходных данных 
при расчете оптимальной структуры парка машин

№
Показатель
Обозначение
Источник информации

I.
Годовой объем работ, подлежащих 
выполнению на планируемый период: 
-  физический объем в натуральном 
выражении

V

W

Проекты организации строительства, проекты производства 
работ и технологические карты 
объектов, подлежащих строительству
2.
Удельный вес объемов работ, 
выполняемых данным типоразмером 
машин, %
п
Области эффективного применения машин, проекты производства работ
3.
Нормы времени на выполнение работ
Нв
ЕНиР
4.
Время полезной работы машины 
за смену
hi
Режим работы машины, фотография рабочею дня
5.
Фактическое рабочее время машины, 
час/год
Т„
Статистическая отчетность

Изложенный выше порядок получения исходных данных позволяет 
определить потребность в машинах на планируемый период.

1.2. РАСЧЕТ ПАРКА МАШИН ПО НОРМАМ ПОТРЕБНОСТИ 
В МАШИНАХ

Потребность в строительных машинах М при выполнении строительных работ может определяться по укрупненным показателям [6]:

M = W t H ■ П,гм" ' У“ , 
(4)
п ,гоб ■ Уь,
где 
Wk -  объем работ к-го вида;
Н„ -  норма потребности в основных машинах на принятую единицу 
объема работ в зависимости от величины удельного веса работ, выполняемого данными машинами укт и годовой эксплуатационной производительности (выработки машин) ПэгоЛи\
ук -  удельный вес объема работ, выполняемого данной машиной в 
общем объеме работ;
Пэгод. -  годовая эксплуатационная выработка машины.
Нормы потребности Н„ в основных строительных машинах приведены в Приложениях 1-7. Методика пользования нормами может быть проиллюстрирована следующим примером.
Требуется определить потребность в одноковшовых экскаваторах для 
выполнения земляных работ в объеме 400 тыс. м3 при годовой выработке 
118 тыс. м3 и удельном весе работ, выполняемых экскаваторами, 42%.
По Приложению 2 близкой по значению для указанной производительности и удельного веса работ, выполняемого экскаваторами, потребность на 1 млн м3 земляных работ составляет 3,32 единицы на 1 м3 вместимости ковша при ук„ =40% и Пхгод„ = 120 тыс. м3.
Согласно приведенной формуле (4), потребность в одноковшовых 
экскаваторах на 1 м3 вместимости ковша составляет

М = 0,4 • 3,32 42 • 120/(40 118)= 1,43.

1.3. РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ПАРКА МАШИН

Расчет парка машин по укрупненным показателям объемов работ, 
способов механизации и годовой выработки машин, а также по нормам потребности в машинах позволяет определить потребное количество машин 
по отдельным видам (экскаваторы, бульдозеры, краны гусеничные и т.д.). 
При этом соотношение машин по типоразмерам или маркам в парке устанавливается экспертным путем, поэтому степень оптимальности такого 
парка установить невозможно.
Экономические показатели, в частности, приведенные затраты выполнения работ, в большей степени зависят от конструктивной характеристики отдельных типоразмеров и марок машин (и существенно различают9