Границы эффективного использования комплектов машин

Один и тот же вид работ на одном и том же объекте строительства может быть выполнен различными комплектами машин отличающихся как по количественным так и по качественным параметрам.

При сокращении продолжительности строительства может быть получена дополнительная прибыль от досрочного ввода объекта. В этих условиях возникает задача определения оптимального использовавния средств механизации.

Поскольку эффективность машины (комплекта машин) зависит от многих факторов, параметров, т.е. задача определения оптимальных границ и областей оптимального использования машин является многопараметрической задачей оптимизации.

Оптимальными являются те границы и области, в пределах которых переменные факторы и параметры обеспечивают минимальные приведенные затраты на выполнение данного вида работ.

Постановка задачи и выбор критерия оптимизации

Пусть задано несколько возможных вариантов комплектов машин, предназначенных для выполнения определенных технологических процессов. Технологический процесс может иметь различные варьируемые параметры выполнения тех или иных операций.

Например, дальность транспортировки грунта 20…5000 м. Требуется определить границы эффективного использования каждого комплекта машин.

В качестве критерия оптимальности примем удельные приведенные затраты, приходящиеся на единицу выполнения работы или производимой продукции.

Выполнение основных особенностей, взаимосвязей и количественных закономерностей

Поскольку оценочным критерием эффективности приняты удельные приведенные затраты, Необходимо рассмотреть их структуру в зависимости от тех или иных факторов, влияющих на эффективность работы комплекта машин.

Рассмотрим основные факторы, влияющие на границы эффективного использования комплекта машин.

1) Объем работ на объекте V0 – c ним связан размер единовременных затрат, приходящихся на единицу выполненной работы, а также затраты, связанные с перебазировкой комплекта машин в годовом режиме работы, что также влияет на годовую выработку.

Малые объемы работ вызывают частую перебазировку маши с объекта на объект, в результате снижается годовая выработка и увеличиваются затраты на перебазировку машин с объекта на объект.

Увеличение объема работ снижает единовременные затраты и в целом уменьшает критерий оптимизации.

Однако это снижение может иметь различный характер.

Рассмотрим 2 комплекта машин.

Пусти единовременные затраты у первого комплекта машин больше чем у второго

E1 > E,

однако, остальные затраты, приходящиеся на единицу выполненной работы, ниже, чем для второго комплекта машин

С1 < С2.

Критерий оптимизации – удельные приведенные затраты можно представить в таком виде

Уi=Ei/V0 +Ci (i=1,2).

Динамика изменения удельных приведенных затрат в зависимости от объема работ будет разной (рисунок 1).

Рисунок 1 – Области эффективного использования комплектов машин: а, б - в зависимости от объема работ V, в- от дальности транспортирования L

Для определения границы эффективного использования того или иного комплекта машин необходимо:

1) приравнять удельные приведенные затраты для сравниваемых комплектов машин

E1/V0 + С1= E2/ V0 + С2

2) определить граничный объем работ Vгр при котором

Vгр =(E1 – E2)/(С2 – С1).

При V0> Vгр становится эффективнее использование первого комплекта.

Если рассматриваются несколько комплектов машин, то для определения границ и областей эффективного их использования сначала рассчитываются зависимости удельных приведенных затрат от объема работ, затем результаты расчета заносят на график (рисунок 1,б), на котором видны границы и зоны эффективного использования, можно обоснованно распределять имеющиеся средства механизации по объектам работ.

Критерий оптимизации в зависимости от дальности транспортировки продукции можно представить в виде

yi=ai +biL, (i=1,2,…,n),

где ai, bi –cоответственно затраты, связанные с разработкой единицы продукции на 1 км, усл. ден. ед.