WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA
KATEDRA KONSTRUKCJI METALOWYCH

I ZARZĄDZANIA W BUDOWNICTWIE

Budowa Terminalu LNG w Świnoujściu

Zadanie projektowe nr 2

Podstawy Zarządzania Przedsięwzięciami Budowlanymi

Opracowali: Marcin Blew

Maciej Szczygeł
Budownictwo
semestr 1 mgr

Sprawdziła: mgr inż. Ewa Jedyńska

1. Opis przedsięwzięcia

Przedmiotem opracowania jest projekt budowy terminalu LNG w Świnoujściu, który również był przedmiotem zadania projektowego nr 1 z przedmiotu Podstawy Zarządzania Przedsięwzięciami Budowlanymi. Inwestycja wykonana zostanie na prawym brzegu rzeki Świny w Świnoujściu, u wybrzeży Morza Bałtyckiego. Inwestycja polega na wybudowaniu zbiornika na LNG o pojemności 160 000 m³ wraz ze wszystkimi niezbędnymi instalacjami technologicznymi, falochronu o długości 2 990 m wraz ze stanowiskiem do cumowania dla gazowców oraz instalacją do odbioru LNG ze statków. Falochron otaczał będzie port o głębokości 12,5 m, którego pogłębienie jest również przedmiotem inwestycji. Kolejnym elementem opracowywanego projektu jest wybudowanie estakady do transportu LNG, która połączy stanowisko cumowania ze zbiornikiem.

1. Cel zadania projektowego

Celem zadania projektowego jest optymalizacja czasu trwania projektu przy ograniczonych zasobach zgodnie z metodą CPM - ZASOBY, oraz skrócenie czasu trwania projektu zgodnie z metodą CPM - COST.

1. CPM - ZASOBY

Metoda CPM - ZASOBY umożliwia optymalne rozplanowanie i rozdysponowanie zasobów do projektu, w przypadku ograniczenia ich ilości np. przez Inwestora projektu. W zadaniu projektowym zakłada się ograniczanie zasobów związanych z ilością pracowników na placu budowy.

1. Przypisanie zasobów poszczególnym czynnościom

Przypisane zasoby - liczba pracowników do poszczególnych czynności zestawiono w tabeli poniżej

Lp.	Czynność	Liczba pracowników
1.	Przygotowanie terenu pod inwestycję - wykonanie ogrodzenia, karczowanie drzew, przygotowanie tymczasowych budynków	60
2.	Przygotowanie terenu pod inwestycję - wykonanie utwardzonych dróg tymczasowych	50
3.	Zbiornik - pomiary geodezyjne	10
4.	Falochron - pomiary geodezyjne	10
5.	Falochron - oczyszczanie dna w docelowym porcie wewnętrznym	50
6a.	Falochron - pogłębianie dna w docelowym porcie wewnętrznym	5
6b.	Falochron - pogłębianie dna w docelowym porcie wewnętrznym	5
7.	Falochron - wbudowanie granitowych bloków	20
8.	Falochron - pomiary geodezyjne, stworzenie modelu do umieszczenia betonowych bloków	10
9.	Falochron - wbudowanie betonowych bloków wg stworzonego modelu	50
10.	Falochron - wykonanie pali pod konstrukcję żelbetowej ściany oporowej	50
11.	Falochron - wykonanie żelbetowej ściany oporowej	120
12.	Falochron - wykonanie nawierzchni drogowej	40
13.	Falochron - wykonanie stanowisk do cumowania	40
14.	Estakada transportowa - wykonanie pali pod słupy nośne w części morskiej	40
15.	Estakada transportowa - montaż słupów nośnych w części morskiej	120
16.	Estakada transportowa - montaż prefabrykowanej konstrukcji estakady na słupach w części morskiej	90
17.	Estakada transportowa - montaż instalacji do odbioru LNG z gazowców	30
18.	Estakada transportowa - montaż instalacji do transportu LNG do zbiorników w części morskiej	80
19.	Estakada transportowa - montaż prefabrykowanej konstrukcji estakady w części lądowej	120
20.	Estakada transportowa - montaż instalacji do transportu LNG do zbiorników w części lądowej	80
21.	Zbiornik - wykopy fundamentowe	40
22.	Zbiornik - montaż instalacji grzewczej płyty dennej zbiornika	60
23.	Zbiornik - zbrojenie i betonowanie płyty fundamentowej	50
24.	Zbiornik - montaż zbrojenia i betonowanie ścian zbiornika metodą deskowania ślizgowego	120
25.	Zbiornik - sprężenie ścian w kierunku poziomym i pionowym	40
26.	Zbiornik - przygotowanie aluminiowej kopuły	20
27.	Zbiornik - podniesienie i wbudowanie aluminiowej kopuły na górnej krawędzi ścian	20
28.	Zbiornik - betonowanie żelbetowej kopuły	80
29.	Zbiornik - montaż ocieplenia płyty dennej	20
30.	Zbiornik - montaż konstrukcji stalowej płyty dennej	20
31.	Zbiornik - montaż konstrukcji stalowej ścian	50
32.	Zbiornik - izolacja ścian perlitem i szkłem piankowym	40
33.	Zbiornik - montaż instalacji na żelbetowej kopule	40
34.	Zbiornik - montaż instalacji wewnętrznych	30
35.	Zbiornik - zbrojenie i zabetonowanie technologicznego wejścia do wnętrza	20
36.	Podłączenie urządzeń transportowych do zbiornika	40

1. Wykresy wykorzystania nieograniczonych zasobów

Sporządzono wykresy wykorzystania nieograniczonych zasobów dla najwcześniejszych i najpóźniejszych terminów rozpoczęcia i zakończenia poszczególnych czynności. Wykresy przedstawiono w załączniku nr 1 do niniejszego opracowania.

1. Esogram

Dla projektowanego przedsięwzięcia sporządzono esogram obrazujący pracochłonność projektu w kolejnych dniach jego realizacji dla terminów najwcześniejszych i najpóźniejszych.

1. Ograniczenie zasobów

Po przedstawieniu Prowadzącej projektowanie mgr inż. Ewie Jedyńskiej wykresów wykorzystania nieograniczonych zasobów, określono ograniczenie zasobów do maksymalnie 130 pracowników na placu budowy. Dla ograniczonych zasobów wykonano optymalizację terminów rozpoczęcia i zakończenia czynności zgodną z algorytmem metody CPM - ZASOBY oraz zaleceniami Prowadzącej projektowanie.

1. Wykres wykorzystania ograniczonych zasobów

   1. Metoda wyznaczenia nowych terminów rozpoczęcia i zakończenia czynności

Nowe terminy rozpoczęcia i zakończenia poszczególnych czynności określono na podstawie algorytmu podanego na zajęciach z projektowania. Nadrzędne kryterium do wyboru terminów rozpoczęcia i zakończenia czynności stanowiło ograniczenie do 130 pracowników. W przypadku czynności nr 19 " Estakada transportowa - montaż prefabrykowanej konstrukcji estakady w części lądowej", ze względu na duże zapotrzebowanie na pracowników (120 przez 15 dni) oraz większą część zakresu prac wykonywanych ręcznie, zdecydowano się zastosować liniową zależność między ilością pracowników a czasem trwania czynności i wydłużono czynność nr 19 z 15 do 30 dni co pozwoliło zmniejszyć jej zapotrzebowanie na pracowników do 60. Czas trwania pozostałych czynności nie uległ zmianie. Ze względu na duże ograniczenie liczby pracowników, konieczne było również przesunięcie czynności krytycznych, co spowodowało wydłużenie czasu trwania projektu o 59 dni.

1. Wykres wykorzystania ograniczonych zasobów

Analogiczną metodą jak w przypadku wykresu wykorzystania nieograniczonych zasobów, sporządzono wykres zasobów ograniczonych. Wykres stanowi załącznik nr 2 do niniejszego opracowania.

1. Model sieciowy

Dla nowych terminów rozpoczęcia i zakończenia czynności, ze względu na ograniczenie zasobów, sporządzono model sieciowy. Wszystkie przerwy w wykonaniu czynności, które są konieczne ze względu na ograniczenie zasobów zaznaczono na modelu jako czynności pozorne o czasie trwania odpowiadającym danej przerwie. Model sieciowy stanowi załącznik nr 3 do niniejszego opracowania

1. Wykres Gantta

Dla nowych terminów rozpoczęcia i zakończenia czynności sporządzono wykres Gantta - harmonogram liniowy. Harmonogram stanowi załącznik nr 4 do niniejszego opracowania.

1. Podsumowanie

Algorytm metody CPM - ZASOBY pozwolił na określenie terminów rozpoczęcia i zakończenia poszczególnych czynności przy zadanym ograniczeniu liczby pracowników na budowie do 130. Takie ograniczenie skutkuje w wydłużeniu czasu trwania projektu o 59 dni. Po wprowadzeniu ograniczenia, zmianie uległy również zapasy czasu dla poszczególnych czynności oraz zmieniła się ścieżka krytyczna.

1. CPM -COST

Metoda CPM - COST pozwala oszacować koszt skrócenia bądź oszczędności wynikające z wydłużenia czasu trwania projektu. Celem analizy zgodnej z powyższą metodyką było oszacowanie kosztu skrócenia projektu do czasu granicznego. W tym celu wykonano szereg czynności zgodnie z algorytmem metody.

1. Określenie czasów i kosztów normalnych i granicznych, gradient kosztów

Czas normalne przyjęto zgodnie z zaleceniem Prowadzącej projektowanie mgr inż. Ewy Jedyńskiej jako czasy najbardziej prawdopodobne dla metody PERT. Czasy graniczne - najkrótsze możliwe czasy realizacji poszczególnych czynności przyjęto jako czasy optymistyczne w metodzie PERT. Koszta normalne i graniczne na potrzeby zadania przyjęto na podstawie doświadczenia inżynierskiego. Mając powyższe dane obliczono gradient kosztów zgodnie ze wzorem:

$$S = \frac{K_{\text{gr}} - K_{n}}{t_{\text{gr}} - t_{n}}$$

gdzie:

K_gr oraz t_gr - odpowiednio koszt oraz czas graniczny - najkrótszy

K_n oraz t_n - odpowiednio koszt oraz czas normalny - najbardziej prawdopodobny

Zarówno przyjęte dane jak i obliczenia gradientu kosztów zestawiono w tabeli poniżej:

Koszt podany w tabeli w celu uzyskania rzeczywistych wartości należy przemnożyć przez

100 000 zł. Czynności pogrubione są czynnościami krytycznymi wg modelu podstawowego.

Lp.	czynność	Czas graniczny [dni]	Czas normalny [dni]	Koszt normalny [j.p]	Koszt graniczny [j.p]	Gradient kosztów [j.p/dzień]
1.	Przygotowanie terenu pod inwestycję - wykonanie ogrodzenia, karczowanie drzew, przygotowanie tymczasowych budynków	6	7	10	25	15,00
2.	Przygotowanie terenu pod inwestycję - wykonanie utwardzonych dróg tymczasowych	3	4	20	28	8,00
3.	Zbiornik - pomiary geodezyjne	1	1	0,5	0,5	-
4.	Falochron - pomiary geodezyjne	1	2	1	2	1,00
5.	Falochron - oczyszczanie dna w docelowym porcie wewnętrznym	5	10	100	180	16,00
6a.	Falochron - pogłębianie dna w docelowym porcie wewnętrznym	7	10	200	300	33,33
6b	Falochron - pogłębianie dna w docelowym porcie wewnętrznym	26	30	400	550	37,50
7.	Falochron - wbudowanie granitowych bloków	25	46	55	75	0,95
8.	Falochron - pomiary geodezyjne, stworzenie modelu do umieszczenia betonowych bloków	2	3	0,5	0,8	0,30
9.	Falochron - wbudowanie betonowych bloków wg stworzonego modelu	20	35	45	90	3,00
10.	Falochron - wykonanie pali pod konstrukcję żelbetowej ściany oporowej	7	12	30	55	5,00
11.	Falochron - wykonanie żelbetowej ściany oporowej	18	28	35	53	1,80
12.	Falochron - wykonanie nawierzchni drogowej	10	12	50	70	10,00
13.	Falochron - wykonanie stanowisk do cumowania	12	15	20	30	3,33
14.	Estakada transportowa - wykonanie pali pod słupy nośne w części morskiej	8	14	35	60	4,17
15.	Estakada transportowa - montaż słupów nośnych w części morskiej	6	8	10	12	1,00
16.	Estakada transportowa - montaż prefabrykowanej konstrukcji estakady na słupach w części morskiej	15	20	24	30	1,20
17.	Estakada transportowa - montaż instalacji do odbioru LNG z gazowców	22	25	25	40	5,00
18.	Estakada transportowa - montaż instalacji do transportu LNG do zbiorników w części morskiej	30	35	40	50	2,00
19.	Estakada transportowa - montaż prefabrykowanej konstrukcji estakady w części lądowej	8	15	30	45	2,14
20.	Estakada transportowa - montaż instalacji do transportu LNG do zbiorników w części lądowej	10	20	18	25	0,70
21.	Zbiornik - wykopy fundamentowe	28	32	20	25	1,25
22.	Zbiornik - montaż instalacji grzewczej płyty dennej zbiornika	12	14	30	32	1,00
23.	Zbiornik - zbrojenie i betonowanie płyty fundamentowej	35	45	50	70	2,00
24.	Zbiornik - montaż zbrojenia i betonowanie ścian zbiornika metodą deskowania ślizgowego	25	49	250	350	4,17
25.	Zbiornik - sprężenie ścian w kierunku poziomym i pionowym	2	3	20	25	5,00
26.	Zbiornik - przygotowanie aluminiowej kopuły	38	41	100	110	3,33
27.	Zbiornik - podniesienie i wbudowanie aluminiowej kopuły na górnej krawędzi ścian	1	3	10	15	2,50
28.	Zbiornik - betonowanie żelbetowej kopuły	35	43	50	90	5,00
29.	Zbiornik - montaż ocieplenia płyty dennej	13	14	10	12	2,00
30.	Zbiornik - montaż konstrukcji stalowej płyty dennej	18	20	15	19	2,00
31.	Zbiornik - montaż konstrukcji stalowej ścian	38	45	45	65	2,86
32.	Zbiornik - izolacja ścian perlitem i szkłem piankowym	20	26	40	60	3,33
33.	Zbiornik - montaż instalacji na żelbetowej kopule	35	40	25	35	2,00
34.	Zbiornik - montaż instalacji wewnętrznych	16	19	10	13	1,00
35.	Zbiornik - zbrojenie i zabetonowanie technologicznego wejścia do wnętrza	12	14	2	5	1,50
36.	Podłączenie urządzeń transportowych do zbiornika	5	13	15	22	0,88

1. Skrócenie czasu trwania projektu

   1. Podstawowe założenia do obliczeń

Zgodnie z algorytmem metody, skracanie czasu trwania projektu polega na skracaniu poszczególnych czynności leżących na ścieżce krytycznej. Skracanie rozpoczyna się od czynności z najmniejszym gradientem kosztów. Skracanie prowadzi się do momentu, w którym zapas czasu na innej ścieżce podkrytycznej wyniesie 0, a więc powstaną 2 ścieżki krytyczne. Skracanie prowadzi się do momentu, gdy wszystkie czynności na dowolnej ścieżce krytycznej osiągną czasy graniczne, a więc do uzyskania maksymalnego możliwego skrócenia czasu trwania projektu.

1. Krok nr 1

W kroku nr 1 wykonano maksymalne skrócenie czynności krytycznych tj. czynności nr : 1, 2, 3, 21, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 32, 33, 35, 36. Następnie, obliczono model sieciowy dla nowo otrzymanych czasów realizacji czynności. Model sieciowy stanowi załącznik nr 5.1 do niniejszego opracowania.

1. Krok nr 2

Po wykonaniu kroku nr 1 powstała nowa ścieżka krytyczna. W celu dalszego skrócenia projektu, należy skrócić nową ścieżkę krytyczną o zapas czasu między czynnościami, które uprzednio zostały skrócone, czyli o 2 dni. Najtańsze skrócenie "dolnego" ciągu czynności o 2 dni wystąpi, jeśli skrócimy czynność nr 8 o 1 dzień i czynność nr 20 o 1 dzień. Dla powyższego działania obliczono model sieciowy, który stanowi załącznik nr 5.2 do niniejszego opracowania.

1. Krok nr 3

Po wykonaniu kroku nr 2 na modelu powstały 2 ścieżki krytyczne, "dolna" i "górna". Mimo, że w kroku nr 1 skrócona została do poziomu czasu granicznego większość czynności z "górnej" ścieżce krytycznej, to w celu dalszego skrócenia projektu można skrócić czynności nr 29, 30, 31 w sumie o 9 dni. Po skróceniu czynności sporządzono model, stanowiący załącznik nr 5.3 do niniejszego opracowania.

1. Krok nr 4

Po skróceniu czynności nr 29, 30, 31, na "górnej" ścieżce uzyskano zapas czasu wynoszący 9 dni. Ostatnim krokiem do uzyskania najkrótszego możliwego terminu realizacji projektu, było skrócenie ścieżki krytycznej z załącznika nr 5.3 o 9 dni. W tym celu skrócono czynność nr 20 o 9 dni. Obliczono następnie model sieciowy stanowiący załącznik nr 5.4 do niniejszego opracowania. Stwierdzono, że powyższe rozwiązanie jest najkrótszym możliwym terminem realizacji zadania, ponieważ występuje w nim ciąg czynności, który jest ścieżką krytyczną i wszystkie czynności w ciągu są czynnościami o czasach granicznych.

1. Koszt skrócenia poszczególnych czynności

Wszystkie czynności, które zostały skrócone zgodnie z pkt 4.2 niniejszego opracowania, wraz z czasem oraz kosztem ich skrócenia zestawiono w tabeli poniżej. Na żółto zaznaczono czynności skrócone w kroku nr 1, na czerwono w kroku nr 2 oraz na zielono w kroku nr 3. W kroku nr 4 dokonano ponownego skrócenia czynności nr 20.

Lp.	Nazwa czynności	skrócenie (ilość dni)	koszt skrócenia [j.p]
1.	Przygotowanie terenu pod inwestycję - wykonanie ogrodzenia, karczowanie drzew, przygotowanie tymczasowych budynków	1	15
2.	Przygotowanie terenu pod inwestycję - wykonanie utwardzonych dróg tymczasowych	1	8
3.	Zbiornik - pomiary geodezyjne	0
4.	Falochron - pomiary geodezyjne	1	1
5.	Falochron - oczyszczanie dna w docelowym porcie wewnętrznym	5	80
6a.	Falochron - pogłębianie dna w docelowym porcie wewnętrznym	3	100
6b	Falochron - pogłębianie dna w docelowym porcie wewnętrznym	4	150
7.	Falochron - wbudowanie granitowych bloków	21	20
8.	Falochron - pomiary geodezyjne, stworzenie modelu do umieszczenia betonowych bloków	1	0,3
9.	Falochron - wbudowanie betonowych bloków wg stworzonego modelu	15	45
10.	Falochron - wykonanie pali pod konstrukcję żelbetowej ściany oporowej	5	25
11.	Falochron - wykonanie żelbetowej ściany oporowej	10	18
12.	Falochron - wykonanie nawierzchni drogowej	2	20
13.	Falochron - wykonanie stanowisk do cumowania	3	10
14.	Estakada transportowa - wykonanie pali pod słupy nośne w części morskiej	6	25
15.	Estakada transportowa - montaż słupów nośnych w części morskiej	2	2
16.	Estakada transportowa - montaż prefabrykowanej konstrukcji estakady na słupach w części morskiej	5	6
17.	Estakada transportowa - montaż instalacji do odbioru LNG z gazowców	3	15
18.	Estakada transportowa - montaż instalacji do transportu LNG do zbiorników w części morskiej	5	10
19.	Estakada transportowa - montaż prefabrykowanej konstrukcji estakady w części lądowej	7	15
20.	Estakada transportowa - montaż instalacji do transportu LNG do zbiorników w części lądowej	10	7
21.	Zbiornik - wykopy fundamentowe	4	5
22.	Zbiornik - montaż instalacji grzewczej płyty dennej zbiornika	2	2
23.	Zbiornik - zbrojenie i betonowanie płyty fundamentowej	10	20
24.	Zbiornik - montaż zbrojenia i betonowanie ścian zbiornika metodą deskowania ślizgowego	24	100
25.	Zbiornik - sprężenie ścian w kierunku poziomym i pionowym	1	5
26.	Zbiornik - przygotowanie aluminiowej kopuły	3	10
27.	Zbiornik - podniesienie i wbudowanie aluminiowej kopuły na górnej krawędzi ścian	2	5
28.	Zbiornik - betonowanie żelbetowej kopuły	8	40
29.	Zbiornik - montaż ocieplenia płyty dennej	1	2
30.	Zbiornik - montaż konstrukcji stalowej płyty dennej	2	4
31.	Zbiornik - montaż konstrukcji stalowej ścian	7	20
32.	Zbiornik - izolacja ścian perlitem i szkłem piankowym	6	20
33.	Zbiornik - montaż instalacji na żelbetowej kopule	5	10
34.	Zbiornik - montaż instalacji wewnętrznych	3	3
35.	Zbiornik - zbrojenie i zabetonowanie technologicznego wejścia do wnętrza	2	3
36.	Podłączenie urządzeń transportowych do zbiornika	8	7
Σ	828,3 [j.p]

1. Podsumowanie

Zastosowanie metody CPM - COST pozwoliło na całkowite skrócenie czasu projektu o:

t = 332 − 264 = 68 dni

Całkowity koszt skrócenia projektu o 68 dni wyniósł 828,3 j.p. co stanowi po przeliczeniu na 82 830 000 PLN. Całkowity koszt projektu wg kosztów normalnych wynosi 1841 j.p co stanowi 184 100 000 PLN. Na podstawie powyższych danych można wywnioskować, że skrócenie czasu trwania projektu o około 20% związane jest z prawie 45 % wzrostem kosztu realizacji przedsięwzięcia.