CZYM JEST HARMONOGRAMOWANIE
PROJEKTÓW LINIOWYCH?

WPROWADZENIE

Narzędzia takie jak Oracle Primavera, ASTA Power Project oraz Microsoft Project posiadają dominującą pozycję wsród firm z branży budowlanej, które wykorzystują je do konstruowania harmonogramów. Rozwiązania te dostarczają funkcjonalności umożliwiające budowę listy zadań, powiązanych w logiczną całość od rozpoczęcia projektu aż po jego zakończenie. Zostały zaprojektowane tak, aby służyć wsparciem przy budowie budynków oraz innych obiektów kubaturowych (domy, bloki energetyczne, elektrownie, rafinerie itp.). Brakuje im jednak odpowiednich elementów, aby sprostać wyzwaniom jakie stawiają projekty liniowe (budowa rurociągu, drogi, lini kolejowej). Jako definicję projektu liniowego podaje się takie przedsięwzięcie, które wymaga przemieszczania zespołów wykonawczych wzdłóż realizowanej inwestycji zgodnie zarówno
z kolejnoscią wykonywanych prac jak i priorytetem dostępu do danego obszaru.

Diagramy czasowo-przestrzenne są od lat z powodzeniem wykorzystywane przy wielu projektach na obszarze całej Europy. Zdobywają również coraz większą popularność w Azji czy Ameryce. Do ich budowy stosowane są różne techniki—od ołówka i kartki papieru zaczynając, aż po Microsoft Excel czy Auto CAD. Dedykowane narzędzia, które umożliwiają łate i szybkie budowanie wykresów czasowo-przestrzennych są dostępne na rynku od około 15 lat. W tym czasie bardzo silnie się rozwinęły i stanowią w dniu dzisiejszym kompletne rozwiązania. Największą zaletą diagramów czasowo-przestrzennych jest integracja w jednym miejscu zarówno czasu, terminu realizacji poszczególnych prac, jak i lokalizacji, w której te zadania mają być realizowane. Pozwala to na szybkie wyszukiwanie wszelkiego rodzaju kolizji jakie mogą powstać przy realziacji projektu.

PODSTAWY

RÓŻNICE POMIĘDZY DIAGRAMEM GANTTA A DIAGRAMEM CZASOWO-PRZESTRZENNYM

Diagram Gantta to podstawowe narzędzie pracy w projekcie, z którym zetknął się każdy, kto uczestniczył
w jakim kolwiek przedsięwzięciu. Planiści tworzą listę wszystkich prac—zadań, które należy zrealizować, na podstawie wiedzy, doświadczenia oraz dokumentacji. Następnie łączą zadania w relacje (Koniec-Start, Start-Start, Koniec-Koniec, Start-Koniec) i tak powstaje harmonogram projektu. Do każdego z zadań istnieje możliwość dołączenia zasobów, które prace będą wykonywały lub, które będą wykorzystywane do realizacji. Na tej podstawie możemy narysować profil obciązenia naszych zasobów w czasie. Aby zapewnić właściiwą kolejność wykonywanych prac w projekcie budowy rurociągu, planista zmuszony jest do łączenia zadań
w relacje Start-Start oraz Koniec-Koniec. Tylko tak możliwe jest odzwierciedlenie sytuacji przemieszczania się zespołów wykonujących poszczególne prace.

Przykładowy diagram Gantta został przedstawiony na Rysunku 1.

Rysunek 1. Diagram Gantta

Postęp prac będzie przedstawiane na diagramie Gantta oddzielnie dla każdego zadania. Problem pojawia się
w sytuacji oceny rzeczywistego wykonania zakładanych prac. W przypadku diagramu Gantta wiedza, że zespół odpowiedzailny za doginanie rur wykonał 45% swojej pracy jest niewystarczająca. Wykorzystując jedynie diagram Gantta zakładamy, że prace wykonywane są zawsze od początku do końca zadania, nie uwzględniając lokalizacji, która w projektach liniowych jest kluczowym czynnikiem. Korzystając jedynie z diagramu Gantta nie mamy wystarczających funkcjonalności, aby uwzględnić zmiany związane z przemieszczaniem się zespołów, dostępem do działek czy innymi przypadkami związanymi z lokalizacją naszego przedsięwzięcia.

Jeśli skorzystamy z diagramu czasowo-przestrzennego nie natrafimy na te same trudności. Wyświetla on bowiem poza czasem, kiedy prace się odbywają, dodatkowo lokalizację. Tak więc nasz zespół wykonywujący prace będzie się przemieszczał w czasie—co będzie reprezentowane na diagramie przez ciągłą linie. Każdy
z zespołów oznaczony jest oddzielnie oraz powiązany relacją z innymi zepołami porzedzającymi jego pracę lub/i zespołami, które podejmą pracę później. Sekcje, kóre już zostały wykonane można w bardzo łatwy sposób zidentyfikować, tak samo jak przemieszanie się zespołów pomiędzy różnymi sekcjami. Wracając do wcześniej poruszanego przykładu, zastosowanie diagramu czasowo-przestrzennego pozwoli nie tylko na zarejestrowanie zaawansowania prac na poziomie 45%, ale również wskaże, w którym miejscu profilu nasze prace zostały wykonane, jak przemieszczają się poszczególne zespoły, gdzie niezbędna jest mobilizacja.

Najprostszy wykres czasowo-przestrzenny (jak zaprezentowany na Rysunku 2) może stanowić jednynie repezentację poszczególnych zespołów, które wykonują prace w naszym projekcie. Najczęściej odległość pokazywana jest na skali poziomej — od lewej do prawej strony, czas reprezentowany jest na osi pionowej. Może być on przedstawiony zaróno z góry do dołu, jak i z dołu do góry. Warto podkreślić, że orientacja obu wymiarów (zarówno czasu jak i lokalizacji) jest całkowicie dowolna i każdy użytkownik może z łatwością zmienić te ustawienia bezpośrednio w systemie.

Zalety takiego podejście w diagramach czasowo-przestrzennych są od razu widoczne, ponieważ w bardzo łatwy sposób możemy zlokalizować w każdym momencie aktualną pozycję poszczególnych zespołów wykonujących dla nas prace. Wszelkiego rodzaju zdarzenia związane z utrzymaniem efektywności pracy również są łatwe do zidentyfikowania. Spójrzmy na przykład znajdujący się na Rysunku 2. Czerwona strzałka wskazuje miejsce przecięcia się pracy dwóch zespołów. Oznacza to, że zespół pierwszy nie pracował
z zakładaną efektywnością. Pomiędzy kilometrem 25+000 a 30+000 zespół drugi wyprzedzi zespół pierwszy.
W żaden sposób nie możemy zidentyfikować takiego problemu patrząc na diagram Gantta znajdujący się na Rysunku 1.

Rysunek 2. Prosty wykres czasowo-przestrzenny

W diagramach czasowo-przestrzennych tempo realizowanych prac przez poszczególne zespoły przedstawione jest za pomocą nachylenia poszczególnych linii. Im bardziej linia jest łamana, tym bardziej nasz zespół zmienia tempo prac lub wolniej się przemieszcza. Wszelkiego rodzaju przestoje, podczas których prace nie są wykonywane (zmiany, święta, itp.), reprezentowane są przez pionowe linie prazy zespołu. Oznacza to, że czas upływa, ale prace nie są kontynuowane. Rysunek 3 pokazuje dwa zespoły, które poruszają się z różną prędkością (mają różną efektywność wykonywania prac). Zespół pierwszy wykonuje prace wolniej
(468 m/dzień) w stosunku do zespołu drugiego (600 m/dzień), przy założeniu, że oba zespoły pracują 6 dni
w tygodniu na zmianie 10 godzinnej. Zielone paski umieszczone w poprzek diagramu oraz małe, pionowe odcinki reprezentują dzień wolny od pracy. Ponieważ oba zespoły pracują z inną prędkością (efektywnością), pomiędzy datą rozpoczęcia prac obu zespołów musi być 18 dni różnicy. W innym przypadku doszłoby do kolizji obu zespołów przed zakończeniem prac.

Rysunek 3. Porównanie efektywności zespołów

Odpowiednia efektywność z jaką musimy wykonywać prace jest wyliczana w sposób automatyczny. System kalkuluje ją na podstawie długości naszego zadania oraz czasu jaki mamy na jego wykonanie.

Aby zachować czytelność oraz przejrzystość załącznonych przykładów, będziemy jedynie używali kilku zespołów pracującucj w projekcie.

ZAGADNIENIA ZWIĄZANE Z MOŻLIWOŚCIĄ WYKONYWANIA PRAC

Podstawowe wykorzystanie diagramów czasowo-przestrzennych jest bardzo proste. Może być ono równie łatwo rozszerzone o kolejne funkcjonalności, tak aby uwzględnić w projekcie wszelkie sytuacje jakie mogą pojawić się w rzeczywistości. Te funkcjonalności to m. in.: profil ukształtowania terenu, obiekty stałe (jak rzeki, jeziora czy drogi), obszary wyłączone z pod naszego działania czy działki czekające na przejęcie lub pozyskanie. Inne dane jakimi możemy dysponować — okresy wegetacji roślin, skład gleby czy profil opadów również może zostać dołączony do wykresu czasowo-przestrzennego. Zakres danych jaki chcemy umieścić ograniczony jest jedynie przez nas samych.

PROFIL UKSZTAŁTOWANIA TERENU

Profil ukształtowania terenu to podstawowe narzędzie do oszacowania pracochłonności czy ilości niezbędnych zasobów na podstawie różnicy wysokości. Większość profili terenu tworzonych jest na podstawie pomiarów geodezyjnych zapisanych do formatu Microsoft Excel. Taki plik można w bardzo prosty sposób zaimportować bezpośrednio do systemu, którym posługujemy się do budowy diagramów czasowo-przestrzennych. Na podstawie tak zaimportowanych danych otrzymujemy automatycznie wygenerowany profil terenu (Rysunek 4).

Rysunek 4. Profil terenu oraz wyłączenie obszaru

WYŁĄCZANIE OBSZARÓW

Budowa rurociągu bardzo często jest narażona na sytacje, w których nie mamy dostępu do fragmentu terenu, na którym powinna być prowadzona inwestycja. Wyłączenie takiego obszaru może być czasowe — związane
z warunkami atmosferycznymi, nabyciem ziemi czy okresem lęgowym, bądź stałe — brak wymaganych pozwoleń do kontynuowania inwestycji na danym terenie.

Każde takie wyłączenie obszaru możemy w bardzo prosty sposób oznaczyć na diagramie czasowo-przestrzennym, tak jak zostało to zrobione na Rysunku 5. W przypadku zaistnienia takiej sytuacji może istnieć konieczność zmodyfikownia pierwotnego harmonogramu. Można to osiągnąć dzieląc pracę dwóch zespołów
w naszym projekcie. Wykonają one prace w wyłączonym obszarze dopiero po dokończeniu pozostałych prac oraz po ustaniu wyłączenia—takie dzaiłanie możemy zaobserwować na Rysunku 5. Zastosowano tutaj model, który pomija obszar wyłączony, aby nie czekać ze wszystkimi pracami, tylko kontynuować je, tam gdzie jest to możliwe (jeden dzień zajmuje ominięcie zespołom wyłączonego obszaru). Dopiero w sytuacji gdy oba zespoły zakończyły prace przenoszą się one, aby uzupełnić zadania we wcześniej wyłączonym obszarze.

Rysunek 5. Obejście wyłączonego obszaru

OBIEKTY STAŁE

Na diagramie możemy umieszczać wszelkiego rodzaju obiekty stałe (jak drogi czy mosty). Mogą być to dowolne obiekty, które musimy umieścić w budowanym harmonogramie—różego rodzaju instalacje, drogi, cieki wodne, tory. Oczywiście metoda budowy przejścia nad takim obiektem będzie uzależniona od typu tego obiektu. Cieki wodne będą wymagały wydrążenia tunelu na odpowiedniej głebokości, drogi czy tory mikrotunelowania. Każdy z takich obiektów, jak i metod ich ominięcia może być we właściwy sposób okodowany, aby łatwo i szybko móc go zidentyfikować.

Rysunek 6 przedstawia właśnie takie obiekty—autostradę (1+793) oraz rzekę (29+690).

Rysunek 6. Prace nad obiektami stałymi—droga oraz rzeka

SKŁADOWANIE MATERIAŁÓW ORAZ LOKALIZACJA ZAWORÓW

Każdego rodzaju informacje, które są ważne z punktu widzienia projektu mogą zostać umieszczone na wykresie czasowo-przestrzennym. Na Rysunku 7 możemy zaobserwować właśnie tego typu informacje. Widzimy, że planista umieścił skład materiałów wykorzystywany przy realizacji projektu (26+102). Wato podkreślić raz jeszcze, że również obiekty stałe, znajdujące się tylko w jednym miejscu również możemy umieszczać na diagramie. W naszym przypadku są to główne zawory rozmieszczone na trasie całego rurociągu. Możemy je zaobserwować na Rysunku 7

Rysunek 7. Magazyn przy placu budowy oraz lokalizacja zaworów

RYZYKO POGODOWE

Ryzko związane ze zmiennością warunków atmosferycznych jest bardzo istotnym czynnikiem przy planowaniu oraz realizacji projektów w takiej skali. Wykorzystując funkcje wykresu czasowo-przestrzennego możemy je zintegrować z naszym harmonogramem. Nie ma konieczności, aby przechowywać te dane w oddzielnym miejscu. Na Rysunku 8 przedsatawiono w jaki sposób możemy uzwględnić średnią wielkość opadów na danym obszarze w planowaniu naszego projektu. Różne odcienie koloru niebieskiego pokazują jak intensywne będą opady w danym miejscu. Obok wykresu istnieje możliwość dołączenia legendy, która będzie we właściwy sposób informowała jak czytać wykres.

Rysunek 8. Diagram czasowo-przestrzenny z danymi o opadach

INNE BENEFITY

PROFIL KOSZTÓW ORAZ HISTOGRAM ZASOBÓW

Zarówno profil kosztów jak i histogram zasobów są elementami, które łatwo stworzyć oraz dodać je do diagramu czasowo-przestrzennego. Koszty możemy przypisywać do każdej pozycji znajdującej się na wykresie lub połączyć je bezpośrednio z zasobami. Rysunek 9 ilustruje przykład, gdzie wszelkie koszty jakie generowane są na projekcie zostały rozbite w ujęciu tygodniowym z podziałem na zespół, który je wygenerował. Dodatkowo mamy podsumowanie wszytkich kosztów zaprezentowane zarówno w formie arkusza danych jak
i histogramu. Oczywiście podobny wykres możemy wygenerować dla obciążenia zespołów w projekcie.Profil kosztów oraz histogram zasobów mogą być funkcją czasu—wyświetlane dane będą pokazane wzdłuż osi czasu, lub funkcją miejsca—w takim wypadku będziemy widzieli gdzie i ile potzrebujemy zasobów lub gdzie generowane są koszty. W przypadku jakiej kolwiek zminay na diagramie, zarówno profil jak i histogram ulegają automatycznej aktualizacji.

Rysunek 9. Raport tygodniowy (według zespołów)

WYKORZYSTANIE PROFILI PRZY PLANOWANIU ZESPOŁÓW

Przy stosowaniu klasycznego podejścia do projektów liniowych zakładamy, że efektywność pracy poszczegolnych zespołów się nie zmienia. To derminuje jednocześnie czas niezbędny na wykonanie całej pracy. Wykorzystując wykresy czasowo-przestrzenne oraz zintegrowany z nimi profil terenu otrzymujemy dużo bardziej dokładne informacje. Dzieje się tak, ponieważ w zależności od profilu terenu bądź warunków geologicznych prace naszych zespołów będą wykonywane szybciej lub wolniej.

Jeśli założymy, że jeden z zespołów odpowiedzialny za wycinkę drzew może pracować z efektywnością 2000 m/dzień, to w ciągu 15 dni uda mu się zrealizować wycinkę na całym fragmencie 30 kilometrów. Nie uwzględnia to jednak profilu terenu, dostępności dróg lokalnych czy uzyskania niezbędnych dokumentów.

Rysunki 10 oraz 11 ukazują różnicę uwzględniającą okres wegetacji roślin, kiedy wycinka nie może być prowadzona. W górnej części rysunku widzimy dane dotyczące okresów wegetacji, które zostały zaimportowane z zewnętrznego źródła.

Na Rysunku 10 widzimy, że oba zespoły mają bardzo zbliżoną produktywność i odpowiednio w ciągu 25 oraz 26 dni wykonają swoje zadanie.

Rysunek 10. Wycinka drzew przy podejściu klasycznym

Jeśli dołożymy do naszego wykresu informacje dotyczące okresu wegetacji, ilości drzew jakie należy wyciąć, możliwości dotarcia ze sprzętem w odpowiednie miejsca, uzyskujemy realną informację o terminie w jakim uda się zrealizować prace. Na Rysunku 11 widzimy jak zastosowanie tych informacji wpłyneło na urealnienie wykresów. Możemy zaobserwować, że nie została zastosowana średnia efektywność, tylko widzimy rzeczywistą efektywność na poszczególnych obszarach. To wpływa w sposób oczywisty na długość realizacji poszczególnych prac. Zespół pierwszy zamiast pierwotnych 25 dni będzie pracował jedynie 16, natomiast zespół drugi będzie wykonywał zadanie 40 dni zamiast pierwotnie planowanych 26.

Rysunek 11. Wycinka drzew z uwzględnieniem okresów wegetacji

To podejście wykorzystywane jest w każdym możliwym przypadku (np. wykonywanie wykopów oraz nasypów), gdzie od ilości pracy bądź ukształtowania terenu zależy zakrez danego zadania. Umożliwia to zbudowanie realnego harmonogramu pozbawionego uśrednień, które wprowadzają błędy oraz odchylenia do harmonogramu.

Rysunek 12. Efektywność na podstawie profilu

Dzięki takiej możliwości mamy obraz tego jak poszczególne zasoby powinny realizować swoje zadania (Rysunek 12).

AKTUALIZACJA DANYCH NA WYKRESIE CZASOWO-PRZESTRZENNYM

Aktualizując dane wproadzamy informacje dotyczące nie tylko daty rozpoczęcia oraz zakończenia prac przez dany zespół, ale również gdzie prace zostały rozpoczęte oraz zakończone. Wartości te będą automatycznie przeliczone na zaawansowanie procentowe.

Rysunek 13 pokazuje wprowadzone zaawansowanie dla zespołu pierwszego i drugiego. Aby wprowadzić dane wystarczy dla danego zespołu kliknąć prawym przyciskiem myszy i wprowadzić postęp składający się z dwóch, wyżej wymienionych, parametrów.

Zaawansowanie procentowe wyliczane jest automatycznie bądź na podstawie przepracowanego czasu, bądź na podstawie ilości pracy jak została wykonana lub długości raportowanego odcinka.

W tym przypadku zespół pierwszy wykonał 61,02% a zespół drugi 40,44%. Dodatkowo zawsze otrzymujemy informacje dotyczące lokalizacji wporwadzonego progresu. Widzimy zatem gdzie dokładnie prace zostały wykonane.

Rysunek 13. Aktualizacja danych w projekcie

WYKRES POSTĘPU

Oczywiście istnieje możliwość graficznej reprezentacji danych odtyczących postepu w rozbiciu na poszczególne zespoły. Każdy z zespołów otrzymuje swój indywidualny kolor co umożliwia łatwą identyfikację. Na Rysunku 14 możemy zobaczyć poszczególne prace, które zostały wykonane przez wskazany zespół. Możemy określić zarówno zaawansowanie prac jak i ich kierunek. Pozwala to na precyzyjne określenie ilości mobilizacji sprzętu oraz prznoszenia go w odpowiednie miejsca realizacji projektu.

Rysunek 14. Postęp prac danego zespołu

PODSUMOWANIE

Zadaniem tego dokumentu jest porównanie klasycznego podejścia do realizacji projektów liniowych oraz wykorzystania do takich projektów diagramów czasowo-przestrzennych. Rozpoczęliśmy od wprowadzenia dwóch zespołów, następnie uwzględniliśmy profil ukształtowania terenu, obszary, do których nie będziemy mieli dostępu czy ryzyko związane z pogodą. Profil kosztów czy histogram obciążenia zasobów są generowane w sposób automatyczny odpowiadając automatycznie na wszelkie zmiany harmonogramu.

Można zaobserwować, że łatwo uwzględnić w takim narzędziu ilości, przeroby, aby na tej podstawie określić we właściwy sposób, zarówno czas trwania, ilość zasobów i ich efektywność pracy.

Aktualizacja odbywa się po przez wprowadzenie podstawowych informacji dotyczących zrealizowanych zadań. Można do tego wykorzystać również mechanizm importu danych, np. z formatu Microsoft Excel.

Wykres czasowo-przestrzenny łączy w sobie zalety diagramu Gantta z wymogami jakie niosą projekty liniowe. Umożliwia on zarządzanie całością projektu przy pomocy jednego wykresu.

W celu uzyskania dodatkowych informacji odnośnie powyższego tematu,
lub w sprawie dowolnych innych tematów związanych z systemem
TILOS – prosimy o kontakt:

Telefon: (22) 401 22 02/03 E-mail: info@datcc.pl