Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Planowanie zatrudnienia w przedsiębiorstwie budowlanym do realizacji kontraktów budowlanych

100%

Jaśkowski P. , Biruk S.

Przegląd Budowlany

|

2023

|

tom R. 94, nr 1-2

93--97

PL

Podstawą opracowania planów zapotrzebowania na siłę roboczą w przedsiębiorstwie budowlanym jest plan produkcyjny, obejmujący przewidywany do realizacji portfel zleceń. Planowanie przebiegu realizacji zleceń z wykorzystaniem metod harmonogramowania pozwalających na analizę przebiegu realizacji procesów pod względem czasu i wykorzystania zasobów pozwala na ocenę wpływu wielkości zatrudnienia na terminowość realizacji poszczególnych przedsięwzięć. W artykule przedstawiono model matematyczny problemu harmonogramowania przedsięwzięcia z ustalonym terminem dyrektywnym (zilustrowany przykładem), obejmującego procesy powtarzalne, pozwalający na określenie racjonalnego poziomu zatrudnienia brygad roboczych.

EN

The basis for the development of labor demand plans in a construction company is the production plan, including the expected portfolio of orders. Planning the course of order execution with the use of scheduling methods that allow for the analysis of the course of the execution of processes in terms of time and resource use allows for the assessment of the impact of the number of employees on the timeliness of the implementation of individual projects. The article presents a mathematical model of the problem of scheduling a project with a fixed directive deadline (illustrated by an example), involving repetitive processes, allowing to determine a rational level of employment of work brigades.

2

Wdrażanie automatyzacji i robotyzacji w budownictwie w celu poprawy bezpieczeństwa i higieny pracy

100%

Biruk S. , Jaśkowski P.

Przegląd Budowlany

|

2024

|

tom R. 95, nr 3

75--79

PL

Obowiązkiem pracodawców jest zapewnienie odpowiednich warunków bezpieczeństwa i higieny pracy. W praktyce oznacza to zorganizowanie pracy i stanowisk roboczych w sposób zabezpieczający pracowników przed zagrożeniami wypadkowymi oraz redukcją uciążliwości pracy, w tym nadmiernym oddziaływaniem czynników szkodliwych dla zdrowia. Środki ochrony indywidualnej, często ograniczające swobodę ruchów i komfort pracy, powinny być stosowane dopiero wówczas, gdy nie istnieją rozwiązania organizacyjne i techniczne oraz metody pracy ograniczające wpływ zagrożeń na zdrowie i bezpieczeństwo pracowników. Ze względu na wysokie koszty pracy ludzkiej oraz problem z dostępem do wykwalifikowanej kadry roboczej przedsiębiorcy budowlani są zainteresowani wdrażaniem technologii zmechanizowanych, zapewniających większą wydajność pracy, poprawę jakości i redukcję kosztów. Coraz częściej, również na polskich budowach, są stosowane urządzenia zautomatyzowane i roboty. Praktyka potwierdza ich pozytywny wpływ na poprawę bezpieczeństwa pracy, jednak interakcja człowiek – robot może być źródłem nowych zagrożeń w środowisku pracy. W artykule zaprezentowano przykłady wdrożeń technologii zautomatyzowanych i robotyzacji w budownictwie, analizując ich wpływ na warunki BHP.

EN

Employers are obliged to assure safe and healthy working environment. In practice, this means arranging workpace and organizing activities in a way that eliminates hazards (minimizes exposure to harmful factors) and reduces the effort. Personal protective equipment used in construction frequently restricts the workers’ movements and negatively affects comfort at work. It should be used only if no other organizational and technical solutions can be applied. Rising labor cost and scarcity of skilled construction workforce make construction entrepreneurs search for technical solutions to reduce manual work, improve productivity, quality, and costs efficiency. Automated equipment and robots are more and more frequently used worldwide, also in Polish construction sites. There is evidence on improved work safety is automatized/robotized construction sites, but human-robot interaction is a potential source of new risks in the work environment. The paper presents examples of the implementation of automated technologies and robotization in the construction industry, analyzing their impact on the occupational health and safety.

3

Proactive scheduling of repetitive construction processes to reduce crews idle times and delays

80%

Jaśkowski P. , Biruk S. , Krzemiński M.

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

tom Vol. 67, nr 4

287--302

EN

Duration of construction projects can be reduced by harmonizing construction processes: adjusting productivity rates of specialized crews and enabling the crews to work in parallel as in a production line. This is achievable in the case of projects whose scope can be divided into units where a similar type of work needs to be conducted in the same sequence. A number of repetitive project scheduling methods have been developed to assist the planner in minimizing the execution time and smoothing resource profiles. However, the workflow, especially in construction, is subject to disturbance, and the actual process durations are likely to vary from the as-scheduled ones. The inherent variability of process durations results not only in delays of a particular process in a particular unit but also in the propagation of disruptions throughout the initially well-harmonized schedule. To counteract the negative effects of process duration variability, a number of proactive scheduling methods have been developed. They consist in some form of predicting the conditions to occur in the course of the project and implementing a strategy to mitigate disturbance propagation. This paper puts forward a method of scheduling repetitive heterogeneous processes. The method aims to reduce idle time of crews. It is based on allocating time buffers in the form of breaks between processes conducted within units. The merits of the method are illustrated by an example and assessed in the course of a simulation experiment.

PL

W celu redukcji czasu realizacji obiektów budowlanych, poprzez umożliwienie równoległej pracy brygad roboczych, jest konieczny ich podział na mniejsze części (działki robocze) o wielkości zbliżonej do wielkości frontu pracy brygad. Brygady realizują na kolejnych działkach podobne zadania, dostosowane do kwalifikacji zawodowych posiadanych przez jej członków. Do harmonogramowania realizacji przedsięwzięć powtarzalnych opracowano wiele metod, głównie dla warunków deterministycznych, gwarantujących z jednej strony minimalizację czasu ich realizacji a z drugiej zapewnienie ciągłości pracy brygad. Przestoje w pracy brygad są niekorzystne ze względu na niewykorzystanie potencjału produkcyjnego i straty finansowe spowodowane koniecznością wypłaty wynagrodzenia za gotowość do pracy lub przerzuty na inne place budowy, czy też skierowanie do realizacji innych mniej płatnych robót. Tego typu przestoje można wyeliminować w przypadku, gdy możliwe jest zachowanie stałego rytmu pracy, czyli gdy wielkość działek jest jednakowa (działki jednotypowe), bądź występuje zależność proporcjonalna między ich wielkością a pracochłonnością robót każdego rodzaju (działki jednorodne). Eliminacja przestojów prowadzi wówczas do minimalizacji czasu realizacji całego przedsięwzięcia. W przypadku działek niejednorodnych (o różnej wielkości i pracochłonności robót) zapewnienie ciągłości pracy brygad paradoksalnie powoduje wydłużenie czasu realizacji przedsięwzięcia (ze względu na późniejsze rozpoczynanie pracy kolejnych brygad). Na skutek zakłóceń realizacyjnych i oddziaływania czynników ryzyka czasy wykonania procesów na działkach roboczych są zmienne - mogą różnić się od planowanych, przyjmowanych przy tworzeniu harmonogramu. Zmienność czasów wykonania prowadzi do opóźnień w przekazywaniu frontów robót kolejnym brygadom i w efekcie do zakłóceń w ciągłej realizacji ciągów procesów i niedotrzymywania terminów dyrektywnych. Najczęściej stosowanym sposobem zapewnienia ochrony terminów dyrektywnych jest alokacja buforów czasu w harmonogramie. W artykule zaproponowano podejście do alokacji buforów umożliwiające zarówno zwiększenie niezawodności dotrzymania terminu dyrektywnego zakończenia przedsięwzięcia, jak i redukcję przestojów w pracy brygad.

4

Modeling the problem of sequencing projects in the contractor’s portfolio of orders

80%

Jaśkowski P. , Biruk S. , Krzemiński M.

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

tom Vol. 68, nr 3

307--322

EN

It is a usual practice for a contractor to deliver several projects at a time. Typically, the projects involve similar types of works and share the same pool of resources (i.e. construction crews). For this reason, the company’s portfolio of orders considered for a particular planning horizon can be modeled as a project with repeatable processes to be performed in heterogeneous units located in a number of construction sites. Its scheduling requires determining the best sequence of the resources’ moving from unit to unit while minding the due dates related with particular orders as well as resource continuity constraints. The authors present a model of this scheduling problem in the form of a mixed-integer linear program. The aim is to schedule a portfolio of projects in a way that minimizes the total of the resource idle time-related costs, the indirect costs, and the delay penalties. The model can be solved by means of a general-purpose solver. The model is applied to schedule a portfolio of multifamily housing projects.

PL

W artykule opracowano model matematyczny umożliwiający przydział brygad roboczych do realizacji poszczególnych procesów, spośród będących w dyspozycji przedsiębiorstwa w przyjętym horyzoncie planowania, a także na ustalenie harmonogramu ich pracy - terminów realizacji przydzielonych im procesów na wznoszonych obiektach. Model ma na celu zapewnienie redukcji łącznych kosztów pośrednich i przestojów w pracy brygad oraz kar umownych. Straty spowodowane przestojami w pracy każdej brygady są obliczane jako iloczyn czasu przestoju po wykonaniu procesu na działce roboczej oraz jednostkowych (dziennych) kosztów przestoju. Wysokość kar umownych jest obliczana jako iloczyn różnicy między czasem realizacji przedsięwzięcia a czasem dyrektywnym oraz jednostkowej kary. W przypadku ukończenia realizacji w czasie krótszym od dyrektywnego wykonawca nie zostanie obciążony karami finansowymi, przyjęto również, że nie uzyska za to bonusu. Zaproponowany sposób doboru zmiennych decyzyjnych oraz zapisu analitycznego ograniczeń problemu o charakterze permutacyjnym pozwolił na sformułowanie modelu w postaci modelu mieszanego całkowitoliczbowego, do którego rozwiązania można stosować dostępne na rynku solvery. Oczywiście dotyczy to modeli problemów o niewielkiej złożoności obliczeniowej, lecz stwarza możliwość opracowania bazy przykładów testowych i weryfikacji jakości tworzonych w przyszłości algorytmów dedykowanych. Zaproponowane podejście do modelowania i rozwiązania problemu szeregowania zleceń przedsiębiorstwa przedstawiono na przykładzie realizacji stanu surowego zamkniętego sześciu budynków wielorodzinnych wznoszonych w technologii monolitycznej (fundamenty, ściany i stropy żelbetowe monolityczne; stropodach z żelbetowych płyt prefabrykowanych z warstwami izolacyjnymi; ściany ocieplone z wykorzystaniem ETICS (External Thermal Inusulation Composite System). Realizacja każdego obiektu wymaga wykonania następujących procesów powierzanych do wykonania odrębnym brygadom branżowym: roboty ziemne i fundamentowe (stan zero), konstrukcja monolityczna żelbetowa (stan surowy), dach, elewacja. Realizacja tych obiektów stanowi portfel zleceń analizowanego przykładowego przedsiębiorstwa w okresie jednego roku.

5

Proactive-reactive repetitive project scheduling method - the concept of risk consideration at the project planning and execution stage

80%

Jaśkowski P. , Biruk S. , Krzemiński M.

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

tom Vol. 69, nr 4

89--104

EN

The construction contractor is concerned with reducing the cost of the project, including reducing unnecessary downtime. This is achieved when resources are fully utilized; this means the crews work continuously moving without interruption from one location to the other. However, any disturbance in the optimally scheduled workflow caused by random events is likely to result in delays, interruptions in the crews work, and productivity losses. There is therefore a need for scheduling methods that allow plans to be more resilient to disruptions and ensure a reduction in downtime and implementation costs. The authors put forward a proactive-reactive approach to the schedule risk management. Proposed method makes it possible to protect schedule deadlines from the impact of risk factors by allocating time buffers (proactive approach). It also takes into account the measures that managers take during execution in response to delays that occur, such as changing construction methods, employing extra resources, or working overtime (reactive approach). It combines both ideas and is based on project simulation technique. The merits of the proposed approach are illustrated by a case of a repetitive project to erect a number of buildings. The presented example proves that the proposed method enables the planner to estimate the scale of delays of processes’ start and consider the impact of measures to reduce duration of processes in particular locations taken in reaction to delays. Thus, it is possible to determine the optimal schedule, at which the costs of losses associated with delays and downtime are minimal.

PL

Najlepsze rezultaty realizacji przedsięwzięć budowlanych są osiągane wówczas, gdy brygady pracują bez przerw i po zakończeniu procesu na jednej części obiektu (działce roboczej) mogą rozpocząć pracę na działce kolejnej, na której zakończono wykonanie procesów poprzedzających. Dzięki ciągłości pracy brygad i powtarzalności realizacji tych samych zadań na poszczególnych działkach roboczych może wystąpić efekt uczenia się i redukcji czasu wykonania zadań. Zakłócenia w realizacji robót, na skutek oddziaływania czynników ryzyka o charakterze losowym, mogą prowadzić do opóźnień w wykonaniu procesów poprzedzających i w efekcie do przestojów w pracy brygad oraz wydłużenia czasu realizacji całego przedsięwzięcia. W związku z tym istotne jest rozwijanie metod harmonogramowania uwzględniających dynamikę rzeczywistego przebiegu wykonania procesów w zmiennych warunkach realizacyjnych. Redukcja odchyleń terminów zaplanowanych od rzeczywistych umożliwia zmniejszenie kosztów związanych z ich przekroczeniem, m.in. zamrożenia środków obrotowych w zapasach, przestojów w pracy brygad roboczych, kar umownych za niedotrzymanie terminów kontraktowych itp. Zdeterminowane terminy realizacji procesów w harmonogramie pozwalają na tworzenie planów produkcji pomocniczej, optymalizację zaopatrzenia budowy w materiały i sprzęt, pozyskiwanie zasobów ludzkich i zawieranie kontraktów z podwykonawcami. Ryzyko wystąpienia opóźnień może być uwzględnione już na etapie harmonogramowania poprzez określenie wielkości buforów czasu i ich alokację w harmonogramie. Takie podejście jest określane mianem harmonogramowania proaktywnego. Nawet mimo uodpornienia harmonogramu przy zastosowaniu metod proaktywnych, w trakcie realizacji mogą pojawić się nieprzewidziane zdarzenia, które powodują, że ochrona taka jest niewystarczająca i rozpoczęcie kolejnych zadań w zaplanowanych terminach jest niemożliwe ze względu na opóźnienia procesów poprzedzających lub niezwolnienie niezbędnych zasobów. Zachodzi wówczas konieczność reakcji - podjęcia działań redukujących odchylenia od planu lub aktualizacji planu. W reakcji na zakłócenia są podejmowane działania zmierzające do skrócenia czasu procesów jeszcze niewykonanych (zmiana wariantu technologicznego wykonania procesu, zatrudnienie dodatkowych zasobów, praca w nadgodzinach lub wydłużony tydzień pracy). W artykule zaproponowano podejście do uwzględnienia ryzyka o charakterze proaktywno-reaktywnym, wykorzystujące metodę symulacji cyfrowej w celu oszacowania wielkości opóźnień terminów rozpoczynania kolejnych procesów z uwzględnieniem reaktywnych działań redukujących czas ich wykonania na działkach roboczych, podejmowanych już w fazie realizacji. W proponowanej metodzie proaktywno-reaktywnego harmonogramowania przedsięwzięć powtarzalnych zakłada się, że czasy realizacji procesów są zmiennymi losowymi o znanej funkcji gęstości i parametrach rozkładu.

6

BIM technology application to carbon footprint calculations in housing

80%

Dębiński M. , Bohatkiewicz J. , Biruk S. , Karkowski M.

Materiały Budowlane

|

2024

|

tom nr 11

118--124

EN

The article presents examples of the application of BIM technology in residential construction in which the carbon footprint of an investment is estimated in order to select optimal technological and material solutions taking into account the life cycle of the entire building. An overview of methods for assessing the carbon footprint in construction is presented, and the dimensions and levels of BIM are discussed with a detailed indication of areas related to carbon emissions. Based on the literature, an analysis of the possibility of reducing the carbon footprint by optimizing a construction project using BIM technology was developed. The results indicate the need for deeper analysis at the investment planning stage. Appropriate selection of technologies and planning of implementation affects the reduction of carbon footprint.

PL

W artykule przedstawiono przykłady zastosowania technologii BIM w budownictwie mieszkaniowym do szacowania śladu węglowego inwestycji w celu dokonania wyboru optymalnych rozwiązań technologiczno-materiałowych, biorąc pod uwagę cykl życia całego obiektu. Zaprezentowano przegląd metod oceny śladu węglowego w budownictwie oraz omówiono wymiary i poziomy BIM ze szczegółowym wskazaniem obszarów związanych z emisją dwutlenku węgla. Na podstawie literatury opracowano analizę możliwości redukcji śladu węglowego przez optymalizację inwestycji budowlanej dzięki wykorzystaniu technologii BIM. Wyniki wskazują na konieczność głębokiej analizy na etapie planowania inwestycji. Odpowiedni dobór technologii i zaplanowanie realizacji wpływa na redukcję śladu węglowego.

7

Synchronizing production of precast elements with on-site erection

80%

Jaśkowski P. , Biruk S. , Krzemiński M.

|

tom Vol. 70, nr 3

607--618

EN

Offsite construction technologies are developed to reduce project cost and duration. To make the most of the potential offered by prefabrication the planner should consider the whole supply chain. A failure to coordinate the off-site production with on-site erection is a source of waste (waiting time of the construction crews or redundant handling activities on-site). Most of the research to date focused on optimizing operations of a prefabrication plant assuming a deterministic schedule of demand for its products. The purpose of this paper is to develop a mathematical model for integrated scheduling of offsite and on-site operations. Its solution is a schedule that minimizes the downtime of both the prefabrication plant and the on-site erection crews. In accordance with the Just-in-Time concept, the prefabrication schedule is set in a way to reduce the stocks of finished products, thus reducing the storage area and cost of funds tied up in inventory. The schedule’s robustness against the disturbance in the production and erection workflows is assumed to be assured allocating time buffers. The advantage of the proposed method is the ease of collecting the input: instead of detailed cost records, estimates of unit cost of lost time can be used.

PL

Zintegrowane zarządzanie łańcuchem dostaw oraz zapewnienie synchronizacji produkcji prefabrykatów z montażem na budowie może przynieść efekty w postaci redukcji przestojów zarówno wytwórni jak i brygad roboczych, zmniejszenia kosztów magazynowania prefabrykatów oraz zamrożenia środków finansowych w zapasach. Duży wpływ na ryzyko czasu i kosztu ma termin rozpoczęcia procesu prefabrykacji w stosunku do terminu rozpoczęcia montażu oraz tempo produkcji, zależne od mocy produkcyjnej zakładu prefabrykacji. Tempo produkcji i wielkość partii oraz terminarz dostaw są uzależnione od postępu procesu montażu – procesy produkcji podstawowej i pomocniczej przebiegają równocześnie i powinny być planowane równorzędnie. Celem synchronizacji jest redukcja kosztownych strat czasu – przestojów w pracy wytwórni i prac na budowie, ale również zbędnych zapasów elementów. Terminy montażu elementów są zatem uwarunkowane przebiegiem realizacji innych procesów w ramach danego przedsięwzięcia. W artykule zaproponowana model matematyczny problemu synchronizacji produkcji podstawowej i pomocniczej realizowanej w wytwórni prefabrykatów. W odróżnieniu od wcześniej przedstawionych w literaturze metod, proponowane podejście zakłada, że terminy montażu elementów nie są sztywne, lecz są ustalane poprzez rozwiązanie opracowanego modelu optymalizacyjnego. Terminy rozpoczęcia produkcji poszczególnych partii prefabrykatów są synchronizowane z terminami zapotrzebowania w celu redukcji przestojów pracy wytwórni oraz brygad realizujących poszczególne procesy budowlane. Podejście to bazuje na koncepcji metody JIT, lecz uwzględnia możliwość wystąpienia zakłóceń zarówno w produkcji w zakładzie jak i na budowie poprzez uwzględnienie w harmonogramie buforów czasu. W artykule zilustrowano zastosowanie proponowanego modelu na przykładzie realizacji przedsięwzięcia polegającego na realizacji kompleksu dwóch budynków w stanie surowym o konstrukcji mieszanej. Przeprowadzono analizę wrażliwości uzyskanego rozwiązania na zmiany wag modelu (kosztu jednego dnia przerwy w pracy brygady montażowej, kosztu dziennego gromadzenia zapasu elementów i jednostkowego kosztu przestoju wytwórni). Utworzony model poddano także analizie pod kątem możliwości i skutków eliminacji zbędnego czasu składowania prefabrykatów oraz przestojów w pracy wytwórni. Przykład został rozwiązany z wykorzystaniem Lingo 14.0. Zaproponowany w artykule podejście pozwala zaplanować terminy produkcji prefabrykatów oraz dostosować do nich terminy prac montażowych w celu minimalizacji kosztów związanych z przestojami i gromadzeniem nadmiernych zapasów. Zaletą opracowanego modelu matematycznego jest możliwość bazowania jedynie na oszacowaniu wzajemnych relacji pomiędzy kosztami jednostkowymi strat czasu, bez konieczności dostępu do szczegółowych danych z ewidencji kosztów. Zaproponowana postać liniowa modelu pozwala na zastosowanie do jego rozwiązania dostępnych powszechnie solverów.