natgillin/translations-raw huggingface dataset:
Najvažniji parametar pri izboru građevinske mehanizacije jest specifikacija tih strojeva, koja ovisi o njihovoj primjeni u određenim uvjetima.
The most important parameter for selecting construction machinery is its performance, which varies depending on its utilisation in specific conditions.
Dosadašnja istraživanja pokazuju da izbor građevinskih strojeva ovisi o nizu varijabli čije su vrijednosti stohastičke prirode.
Studies conducted so far show that the selection of construction machinery depends on a number of variables whose values are stochastic in nature.
Ovo istraživanje uspoređuje deterministički i stohastički pristup u specifikaciji tehničkih i planiranih učinaka građevinskih strojeva.
The present research aims at comparing the deterministic and stochastic approaches for the specification of technical and operational performance of construction machinery.
Ključne riječi: građevinski strojevi, učinak stroja, stohastički pristup, deterministički pristup
Key words: construction machinery, performance of machinery, stochastic approach, deterministic approach
Marek Krajňák, MCE
Marek Krajňák, dipl.ing.građ. marek.krajnak@tuke.sk
Assoc.Prof. Renáta Bašková, PhD. CE renata.baskova@tuke.sk
Renáta Bašková, dipl.ing.građ. renata.baskova@tuke.sk
Prof. Zuzana Struková, PhD. CE zuzana.strukova@tuke.sk
Zuzana Struková, dipl.ing.građ. zuzana.strukova@tuke.sk
Technical University of Kosice
Tehničko sveučilište u Košicama, Slovačka
Civil Engineering Faculty
Građevinski fakultet
Planning the needs for construction machinery begins at the preparation phase of construction projects.
Izbor strojeva se obavlja u pripremnoj fazi građenja.
One of the basic tasks of production preparation is the specification for the use of specific types of construction machinery.
Jedan od osnovnih zadataka pripreme je postupak odabira određenih vrsta građevinskih strojeva.
The most important parameter for the selection of construction machinery is its performance.
Najvažniji parametar u izboru strojeva je njihov učinak.
The performance of a machine is the basic characteristic that is used to determine whether it should be used on a particular project.
To je glavna karakteristika na temelju koje se određuje potreba za pojedinim strojem.
The performance of a machine in terms of STN (Slovak Technical Standard) ISO 9245 (Earth-Moving Machinery, Machine Productivity, Vocabulary, Symbols and Units) [1] is measured by the volume of material processed per unit of time.
Učinak stroja prema slovačkim tehničkim normama (STN), a to je i ISO 9245 (samohodni strojevi, učinkovitost stroja, simboli i jedinice) [1], mjeri se volumenom materijala koji se obrađuje u jedinici vremena.
Manufacturers of construction machinery have defined theoretical performance, which reflects the work of the machine in "ideal conditions".
Proizvođači strojeva su definirali tehnički učinak stroja, a odnosi se na rad stroja u "idealnim uvjetima".
It is stated on the basis of calculation and experimental verification in the manufacturing business.
Temelji se na osnovnom izračunu i eksperimentalnoj provjeri u proizvodnji.
It is also known as label performance and it is reported in the machine passports.
Također je poznat kao oznaka učinka, a nalazi se u podacima o stroju.
The theoretical performance [2] is the maximum construction machine performance without disturbances, which in real conditions affect its performance.
Tehnički (ili teorijski) učinak [2] predstavlja maksimalni učinak stroja bez zastoja, koji se događaju u stvarnim uvjetima na gradilištu.
Therefore, the theoretical performance is the maximum performance that can be achieved on the basis of the machine kinematics in continuous operation, without time loss and breakdowns, and in optimum conditions.
Stoga teorijski učinak je maksimalan, a može se izmjeriti na osnovi rada stroja, bez gubitka vremena i kvarova, u optimalnim uvjetima.
Theoretical performances are generally used only to compare performance of similar types of machines, taking into account their design.
Teorijski učinak obično služi za usporedbu učinaka sličnih strojeva, s obzirom na njihov izgled.
Technical performance is the maximum performance achievable in continuous operation under real conditions, at full use of the machine, with qualified control and maintenance.
Po tehničkom učinku se u praksi očituje učinkovitost stroja, a što služi kao ulazni podatak u postupak izbora strojeva.
The operational performance is the mean power of the machine achievable in concrete terms, affected by interruptions, which are directly related to the technology used and the work of the machine and its operator.
Planirani učinak nastoji što bolje odrediti vrijednost stvarnog učinka nekog stroja, prilikom čega se u obzir uzimaju zastoji u radu koji se događaju zbog same tehnologije, odnosno načina rada stroja i osobe koja njime upravlja.
For this purpose, additional factors and impacts are taken into account.
Iz tog razloga, dodatni čimbenici su uzeti u obzir.
Several foreign sources have provided further definitions of the construction machinery performances.
U literaturi postoji nekoliko definicija učinka građevinskih strojeva.
Karim and Marosszeky [3] state that the construction machinery performance is the process of re-thinking and re-evaluation of business processes to achieve significant performance improvements on projects.
Oni navode da je učinak građevinskih strojeva proces ponovnog razmišljanja i preispitivanja proizvodnog (ili tehnološkog) procesa gradnje kako bi se ostvarilo značajno poboljšanje uspješnosti pri gradnji.
Reichelt and Lyneis [4] define the model that treats the project as a complex dynamic system.
Reichelt i Lyneis [4] kreirali su model koji prikazuje projekt kao složeni dinamički sustav.
Navon [6] defines performance as the comparison between the desired and actual performance.
Navon [6] je definirao učinak stroja kao razliku između traženog i ostvarenog učinka.
Ugwu and Haupt [7] classify the key performance indicators as site-specific and project-specific.
Ugwui Haupt [7] klasificirali su ključne pokazatelje učinka kao specifične s obzirom na gradilište i specifične s obzirom na projekt.
A successful realization of construction projects (or their parts) depends largely on the performance of construction machinery.
Uspješna realizacija građevinskog projekta (ili njegovog dijela) znatno ovisi o građevinskoj mehanizaciji.
It is therefore necessary to make proper selection of construction equipment early at the planning stage of a construction project.
Stoga je nužno odabrati potrebnu opremu u ranoj fazi planiranja projekta.
Traditionally, the equipment used to be chosen by its performance, in terms of maximum productivity at lowest cost.
Strojevi se obično biraju prema učincima(maksimalni učinak za najnižu cijenu).
A more accurate selection can be made by using the multicriteria analysis to reach the final choice or recommendation.
Primjenom multikriterijske analize u konačnom izboru, rezultati su mnogo precizniji.
Steps of the methodology [8]
Metodologija [8]
- Restrictions to optimum mechanical operation (a reduction effect on production, due exclusively to limitations to its optimum operation).
Bezak i Linarić [10] stvorili su metodologijski pristup za proračun satnog učinka građevinskih strojeva za zemljane radove.
Used analysis method
Primijenjena metoda analize
Minimum risk The minimum risk criteria will be the result of the sum of all applicable risks.
Minimalni rizik minimalni kriterij rizika je rezultat zbroja svih rizika
Several studies have been conducted to develop various supporting tools aimed at optimizing the use of construction machinery.
Izetbegović i Bezak [12] za tu su svrhu koristili grafičku simulaciju modela primjenom poznatog računalnog programa Stroboscope.
Milajić et al. [9] describe methodology for using genetic algorithms in solving problems of optimum task assignment to construction machinery operators, aimed at achieving maximum efficiency.
Druga istraživanja su usmjerena na izbor strojeva i grupa strojeva za građenje prema kriterijima optimalizacije: kvaliteta, vrijeme, potrošnja energije [13-15].
Bezak and Linarić [10] created a methodological approach for calculating the hourly rate of earth-moving machines in construction industry.
Hewage i suradnici [16] pokazali su mogućnost smanjenja utjecaja zastoja na radu povećanjem motivacije radnika, odnosno upravljanjem ljudskim potencijalima.
For this purpose, Izetbegović and Bezak [12] prepared the graphic-simulation model using the best-known software "Stroboscope".
Rezultati su pokazali da udio djelotvornog vremena rada radnika iznosi samo 51 % ukupnog radnog vremena.
Other studies focus on the selection of machines and machine groups for various building processes from the standpoint of key optimisation criteria: quality, time and energy consumption [13-15].
Ostatak vremena se odnosi na pripremne aktivnosti (16 %), prijevoz na gradilište (8 %), nadzor (3 %), dnevni odmor (9 %), zastoje u radu (9 %) i druge aktivnosti (4 %).
The results show that workers are committed to work only during 51 % of the total working time.
Te vrijednosti pokazuju da djelotvornost radnika ovisi o organizaciji rada i kontroli svih aktivnosti na gradilištu.
Radziszewska-Zielina et al. [17] state that the machine performance is affected by technical capabilities of machines (engine and bucket capacity), by the influence of environment (soil loosening and weather conditions), and by factors affecting the operator (work comfort, health condition, stress, fatigue).
Ispitivanje je pokazalo da je najveći utjecaj na rad građevinskih strojeva povezan s psihofizičkim stanjem radnika (iskustvo, umor, zdravstveno stanje i motivacija) te s tehničkim parametrima stroja i stanjem organizacije.
The portion of construction machinery work varies on some construction projects from 10 to 50 percent, which is not insignificant in terms of economy of construction [18].
Prema mišljenju Assakkafa [19], do 35 % troškova građevinskih strojeva treba usmjeriti na održavanje i popravke.
As Abu Shaban [20] states, the construction machinery performance problem is costly and often results in disputes, claims, and affects development of the construction industry.
Projektni tim mora imati jasnu misiju i viziju kako bi osmislio i ocijenio učinke građevinskih strojeva.
Construction organizations must therefore have a clear mission and vision to formulate, implement, and evaluate performance of construction machinery.
Važno je imati na umu sve nedostatke koji se pojavljuju u radu strojeva, kako bi se problemi pravodobno mogli riješiti.
It is important for construction organizations to identify performance weaknesses in order to find appropriate solutions.
Na učinak strojeva utječe velik broj faktora, a većina ih je stohastičke prirode.
All this shows that the construction machinery performance is influenced by a variety of factors, many of which are random.
Dakle, za izbor strojeva moguće je, osim dosadašnjeg determinističkog pristupa, primjenjivati i stohastičke metode koje se temelje na teoriji vjerojatnosti.
2. Research methodology for specifying performance of construction machines
projekta Eco Point Office Center Košice.
A real construction project served as the case study for determining the technical and operational performance of construction machines.
Na temelju podataka prikupljenih na tom projektu provodi se određivanje tehničkog i planiranog učinka građevinskog stroja.
The solution consisted of the following steps: - Characteristics of construction process and machine parameters for the transport and placing of fresh concrete, in the scope of of realization of monolithic structures on a real construction project.
Rješenje se sastoji od sljedećih koraka: - Karakteristike gradnje i učinak strojeva za transport i ugradnju svježeg betona na monolitnu konstrukciju postojećeg građevinskog projekta.
- Calculation of technical performance of construction machines for concrete works through deterministic approach based on technical specifications of construction machinery used, taking into account specific conditions on a real construction project.
- Proračun tehničkog učinka građevinskog stroja za ugradnju betona može se provoditi determinističkim pristupom koji se temelji na tehničkim specifikacijama primijenjene građevinske mehanizacije, uzimajući u obzir posebne uvjete projekta.
The stochastic approach also takes into account random interruptions of machine work.
Stohastički pristup je također uzet u obzir pri izračunu slučajnih zastoja u radu stroja.
- Determination of operational performance of construction machines through stochastic approach based on measurement of tower crane operating cycles, and through deterministic approach, using average duration of the working cycle.
- Određivanje planiranog učinka građevinskih strojeva provedeno je stohastičkim (mjerenjem radnog ciklusa toranjske dizalice) i determinističkim pristupom (prosječnim trajanjem radnog ciklusa).
- Comparison of data relevant to the technical and operational performances through Crystal Ball.
- Usporedba prikupljenih podataka za tehnički i planirani učinak provedena je u računalnom programu Crystal Ball.
Stochastic models are based on the statistical series balancing principles, which express the quantitative characterization of random events through random variables.
Stohastički model se temelji na principu ravnoteže statističkih serija, koja se odnosi na kvantitativnu karakterizaciju slučajnih događaja preko slučajnih varijabli.
The scope of random variables varies in the given interval according to the probability distribution [21].
Opseg slučajnih varijabli varira u zadanom intervalu prema distribuciji vjerojatnosti [21].
The processes and activities that are responsible for the random effects may be characterized by the Monte Carlo simulation.
Procesi i aktivnosti, odnosno slučajna djelovanja, mogu se prikazati metodom simulacije Monte Carlo.
This method uses the Oracle Crystal Ball software.
Ta metoda primjenjuje računalni program Crystal Ball.
It allows users to specify random variables according to probability distributions [22], thus creating the stochastic models.
To omogućuje stvaranje stohastičkih modela specifikacijom slučajnih varijabli i primjenom distribucije vjerojatnosti [22].
3. New approaches to determine performance of a construction machinery assembly
3. Novi pristupi u određivanju učinaka građevinskih strojeva
The comparison between deterministic and stochastic approaches is presented through the case study involving realization of the reinforced-concrete structure on the EcoPoint Office Center Košice construction project.
Provodi se usporedba determinističkog i stohastičkog pristupa u analizi slučaja izgradnje armiranobetonske konstrukcije projekta Eco Point Office Center Košice.
Here, a real machine assembly work was used in the concreting process - tower crane with a concrete bucket and mixer trucks - concreting the third floor ceiling.
Promatran je grupni rad građevinskih strojeva u procesu ugradnje betona - toranjska dizalica s posudom za beton i automiješalica za betonugradnja betona u stropnu konstrukciju na trećem katu.
The technical and operational performance of this assembly was determined by both deterministic and stochastic approaches.
Tehnički i operativni učinak tih strojeva je određen deterministički i stohastički.
capacity of 8 m3
punjenja 8 m3.
Determination of machine-assembly technical performance using deterministic approach
Određivanje tehničkog učinka grupe strojeva determinističkim pristupom
In case of a cyclically operating machine, its technical performance is determined as a quotient, where the dividend represents the work done during one machine working cycle, and divisor represents the duration of one cycle:
Tehnički učinak stroja s cikličkim radom određuje se kao kvocijent, gdje djeljenik predstavlja količinu rada u jednom ciklusu, a djelitelj predstavlja trajanje ciklusa:
where:
Izrazi znače sljedeće:
The calculation was based on specification of selected technical parameters of the machine assembly, taking into account specific conditions of the machine assembly use on the construction site: - transport distances (1.1 km and 1.7 km, respectively),
Proračun se temelji na specifikacijama odabranih tehničkih učinaka grupe strojeva, koje podrazumijevaju posebne uvjete za strojeve na gradilištu: - duljina transporta (1,1 km, odnosno 1,7 km), - prometna gužva na ruti kojom vozi automiješalica (gradska
- traffic situation along the mixer-truck driving route (city traffic), - distances of vertical and horizontal transport by crane (third
gužva), - udaljenost transporta betona pomoću toranjske dizalice
floor).
(treći kat).
The duration of the tower crane working cycle is presented in Table 2.
Trajanje radnog ciklusa toranjske dizalice je prikazano u tablici 2.
Duration of working cycle for POTAIN 15/15C tower crane
Vrijeme radnog ciklusa toranjske dizalice POTAIN 15/15C
The POTAIN 15/15C tower crane transported 1 m3 of fresh concrete in one working cycle.
Toranjska dizalica POTAIN 15/15C prenosi kubični metar svježeg betona u jednom radnom ciklusu.
When the duration of its working cycle is 211 seconds, the technical performance of the crane is 17.05 m3/h.
U ciklusu koji traje 211 sekundi, tehnički učinak dizalice iznosi 17,05 m3/h.
Table 3.
- vrijeme manevra (u radnom ciklusu):
Duration of working cycle for the Renault Kerax 375 mixer truck
120 s - brzinu pražnjenja bubnja s betonom: 0-2 m3/min
Mixer truck transport flow
Trajanje radnog ciklusa automiješalice Renault Kerax 375
Duration of cycle [s]
Radni ciklus toranjske dizalice
Transport of the full bucket to the concrete placing position + handling time (t2)
Punjenje posude svježim betonom (t1) Transport posude na mjesto betoniranja + vrijeme manevra (t2)
Bucket emptying (t3)
Pražnjenje posude (t3)
Transport of the empty bucket to the filling position + handling time (t4)
Transport posude na mjesto punjenja betonom + vrijeme manevra (t4)
Total tc:
Ukupno tc:
Work activity of the mixer truck
Radni ciklus automješalice
Duration of cycle [s]
Trajanje ciklusa
Mixer truck filling
[s]
Transport of the full mixer truck (transport distance: 1,7 km, average speed: 30 km/h)
Punjenje bubnja automiješalice Transport automiješalice do mjesta ugradnje betona (udaljenost: 1,7 km, prosječna brzina 30 km/h)
Mixer-truck emptying time(1)
Pražnjenje bubnja s betonom(1)
Transport of the empty mixer truck (transport distance: 1,1 km, average speed: 30 km/h)
Transport prazne automiješalice do betonare (udaljenost: 1,1 km, prosječna brzina 30 km/h)
Handling time
Radni manevar
(1) duration of emptying of the mixer truck is equal to 8 working cycles of tower crane
(1) Trajanje pražnjenja automiješalice jednako je 8 radnih ciklusa toranjske dizalice
The mixer truck transported 8 m3 of fresh concrete in one working cycle.
Automješalica prevozi 8 m3 svježeg betona u jednom radnom ciklusu.
When the duration of its working cycle is 2444 seconds, the technical performance of the mixer truck is 11.80 m3/h.
Trajanje ciklusa je 2444 s, a tehnički učinak automiješalice iznosi 11,80 m3/h.
The performance of the tower crane is especially important for smooth and continuous concreting.
Posebno je važan učinak toranjske dizalice zbog neprekidnog betoniranja.
The performance is crucial for the performance of the whole machine assembly.
Učinak je najvažniji dio u grupnom radu strojeva.
Therefore, two mixer trucks have to be used to provide for the continuous supply of fresh concrete.
Zbog toga su potrebne dvije automiješalice kako bi se osigurale zalihe svježeg betona.
The value of technical performance of the machine assembly is determined by the formula (2).
Vrijednost tehničkog učinka grupe strojeva se određuje izrazom (2).
The mentioned value is related to the deterministic approach, where the performance is determined based on technical specifications.
Vrijednost se određuje determinističkim pristupom, prema tehničkim specifikacijama stroja.
Other effects, such as unevenly filled buckets, or any deviations in the amount of fresh concrete transported by different mixer trucks, are not considered in the calculation.
Neke činjenice, poput nejednoliko napunjene posude za beton i odstupanja u količini svježeg betona koji se prevozi različitim automješalicama, nisu uzete u obzir pri izračunu.
Qt - is the technical performance of machine assembly [m3/h], Qt1 - is the technical performance of tower crane [m3/h], Qt2 - is the technical performance of mixer truck [m3/h], x - number of mixer trucks [pcs].
Qt - tehnički učinak grupe strojeva [m3/h], Qt1 - tehnički učinak toranjske dizalice [m3/h], Qt2 - tehnički učinak automiješalice [m3/h], x - broj automješalica [kom].
Determination of machine-assembly technical performance using stochastic approach
Određivanje tehničkog učinka grupe strojeva stohastičkim pristupom
In order to determine technical performance of the machine assembly through the stochastic approach, the real working cycles of the tower crane were measured on the EcoPoint Office Center Košice construction project.
Na gradilištu EcoPoint Office Center Košice izmjereno je trajanje stvarnog radnog ciklusa toranjske dizalice kako bi se mogao odrediti tehnički učinak grupe strojeva primjenom stohastičkog pristupa.
Then the set of resulting statistical data was processed using the Crystal Ball software.
Statistički podaci su obrađeni u računalnom programu Crystal Ball.
A selection of working cycles of the tower crane disaggregated into individual working activities is shown in Table 4.
Tablica 4. prikazuje radne cikluse toranjske dizalice razvrstane po aktivnostima.
The probability distribution had to be assigned to the data set in order to specify the data in a compatible spreadsheet editor as a random variable.
Da bi se dobile kompatibilne slučajne varijable, potrebna je distribucija vjerojatnosti na skupu podataka.
The probability distribution defines all possible random-variable values and assigns the occurrence probability to every value.
Distribucija vjerojatnosti definira sve moguće vrijednosti slučajnih varijabli i bilježi njihovu mogućnost pojavljivanja u svakoj od vrijednosti.
The Crystal Ball software assigns the probability
Distribucija se provodi računalnom programu Crystal Ball pomoću statističkih testova.
distribution by statistical tests.
Test Anderson
The Anderson-Darling test in the "auto-select" mode was selected.
Darling je postavljen na opciju automatskog izbora.
The test assigned the statistical probability distribution to the set of data (Table 5).
Tim testom je provedena distribucija statističke vjerojatnosti na set podataka (tablica 5.).
Probability distribution of random variables for individual working activities of the POTAIN 15/15C tower crane
Distribucija vjerojatnosti slučajnih varijabli pojedinih aktivnosti toranjske dizalice POTAIN 15/15C
These parameters were set before running the Crystal Ball software: - confidence level: 95 %; - number of trials: 100000; - speed: extreme (redraw every 0,5 seconds).
Parametri računalnog programa Crystal Ball: - razina pouzdanosti: 95 % - broj ispitivanja: 100000 - brzina: ekstremna (upisivanje podataka svakih 0,5 s).
Then the value of tc was determined as the sum of the mean of the random variable values t1 to t4, obtained through the stochastic approach.
Vrijednost tc je određena kao zbroj srednjih vrijednosti slučajnih varijabli od t1 do t4 primjenom stohastičkog pristupa.
After substitution into formula (3), the technical performance of the machine assembly is 17.50 m3/h as the mean of the random variable xQt (Figure 2).
Nakon zamjene u izrazu (3), tehnički učinak grupe strojeva je iznosio 17,50 m3/h, kao srednja vrijednost slučajne varijable xQt (slika 2.).
Forasmuch as the stochastic approach was applied, the result itself also presents the character of a random variable.
Zbog stohastičkog pristupa, rezultat je bio prikazan u obliku slučajne varijable:
- is the mean of the random variable xQt [m3/h], q - is the amount of work done by the machine during one working cycle [m3], xt1.... xt4 - is the random variable of t1…t4 [s].
- srednja vrijednost slučajne varijable xQt [m3/h], q - količina rada koju stroj napravi u jednom ciklusu [m3], xt1.... xt4 - slučajna varijabla t1…t4 [s].
Work activity of the tower crane
Radni ciklusi toranjske dizalice