Phân tích tối ưu hóa chi phí dự án xây dựng bãi chôn lấp Lương Hòa và đóng cửa bãi rác rù rì thành phố Nha Trang

Xuất phát từ vấn đề hạn chế vốn đầu tư cũng như kế hoạch phân bổ vốn trong lĩnh vực xây dựng hiện nay, việc nghiên cứu tối ưu hóa chi phí – tiến độ của dự án là hết sức cần thiết nhằm ma

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

,

TRƯƠNG CAO HUY VŨ

PHÂN TÍCH TỐI ƯU HÓA CHI PHÍ DỰ ÁN XÂY DỰNG BÃI CHÔN LẤP LƯƠNG HÒA

VÀ ĐÓNG CỬA BÃI RÁC RÙ RÌ

THÀNH PHỐ NHA TRANG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình

Dân dụng và Công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2019

Công trình được hoàn thành tại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐẶNG CÔNG THUẬT

Phản biện 1: TS LÊ KHÁNH TOÀN

Phản biện 2: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và Công nghiệp họp tại Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày

30 tháng 03 năm 2019

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu và Truyền thông - Đại học Bách khoa,

Đại học Đà Nẵng tại Trường

- Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp,

Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nhằm đáp ứng nhu cầu của phát triển kinh tế bền vững và tốc độ phát triển ngày càng cao của đất nước thì trong quá trình đầu tư thực hiện các dự án xây dựng công trình không những cần phải đảm bảo chất lượng mà còn phải tiết kiệm tối đa chi phí, tạo nguồn lực dự trữ để tiếp tục phát triển

Trong quá trình công tác trong lĩnh vực quản lý dự án từ nguồn vốn ngân sách Nhà nước, một trong số những vấn đề quan tâm là làm sao triển khai thực hiện dự án với chất lượng đảm bảo, tiến độ hợp lý (nhanh nhất có thể) với chi phí thấp nhất Xuất phát từ vấn đề hạn chế vốn đầu tư cũng như kế hoạch phân bổ vốn trong lĩnh vực xây dựng hiện nay, việc nghiên cứu tối ưu hóa chi phí – tiến độ của dự án là hết sức cần thiết nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao trong việc quản lý dự

án đầu tư xây dựng công trình Bài toán tối ưu hóa chi phí – tiến độ giải quyết được những vấn đề cần phải thực hiện như thế nào để đạt được mục đích dự án đạt hiệu quả cao về mặt chi phí

Tối ưu hóa chi phí dự án nhận được nhiều sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu trong lĩnh vực quản lý xây dựng Doanh nghiệp nào cũng đều muốn tìm cách để cách giảm một cách tối đa các chi phí nhằm tạo

ra các lợi thế cạnh tranh và thu về lợi nhuận cho mình Đối với một doanh nghiệp xây dựng thì điều này càng quan trọng hơn nhằm đảm bảo cho dự án thi công xây dựng công trình được hoàn thành đảm bảo

về cả tiến độ và chất lượng trong mức ngân sách cho phép Tuy nhiên điều này không phải là một bài toán đơn giản khi có quá nhiều nhân tố tham gia vào một dự án từ lúc bắt đầu cho đến hoàn thiện Chất lượng, thời gian và chi phí là các yếu tố quan trọng cần phải được xem xét trong mọi dự án xây dựng Trong đó, muốn rút ngắn thời gian dự án thì phải tăng giờ làm việc hàng ngày, phải tuyển mộ thêm lao động, phải thuê thêm thiết bị máy móc, … điều này sẽ dẫn đến tăng chi phí và tương tự Vì vậy cần có sự cân nhắc giữa khả năng rút ngắn thời gian và

khả năng tăng kinh phí dự án Bài toán cân đối thời gian – chi phí trong tối ưu tiến độ xây dựng là một bài toán tối ưu đa mục tiêu (multi-objective optimization) Đặc điểm của bài toán tối ưu dạng này là xem xét đồng thời nhiều mục tiêu, trong đó các mục tiêu thường đối lập với nhau Nếu giải quyết vấn đề với sự ưu tiên dành một mục tiêu duy nhất thường dẫn đến kết quả không thể chấp nhận được đối với những mục tiêu khác Vì thế, một phương án lý tưởng có thể tối ưu đồng thời tất cả các mục tiêu là không thể đạt được Giải pháp hợp lý cho bài toán tối

ưu đa mục tiêu là khảo sát một tập các phương án, trong đó mỗi phương

án thỏa mãn các mục tiêu ở một mức độ chấp nhận được và không bị trội bởi bất kỳ phương án nào khác Đồng thời, việc sử dụng các nguồn tài nguyên như thế nào cũng cần phải xem xét nhằm đảm bảo yêu cầu

về nhân vật lực không vượt quá khả năng cung ứng của nhà thầu, cũng như đảm bảo cho việc điều động nhân vật lực diễn ra thuận lợi nhất Ngoài ra, trong các dự án xây dựng; thời gian và chi phí của mỗi công tác có thể thay đổi dưới tác động của rất nhiều yếu tố không chắc chắn như thời tiết, năng suất lao động, máy móc hư hỏng …Vì thế, việc tích hợp sự không chắc chắn này vào trong tiến độ là cần thiết Vì vậy, để đưa ra kết luận về kết quả dự án đạt được, cần thu thập đầy đủ các thông tin, dữ liệu cần thiết về chi phí, tiến độ, thời gian, kết quả đạt được,… Trong phạm vi nghiên cứu của đồ án, chỉ nghiên cứu giải bài toán tối ưu chi phí – tiến độ có ràng buộc về mặt tiến độ với khả năng chấp nhận được

2 Mục tiêu đề tài

2.1 Mục tiêu tổng quát

Mục tiêu tổng quát của đề tài là xây dựng được hàm mục tiêu của

Dự án xây dựng bãi chôn lấp chất thải rắn Lương Hòa và đóng cửa bãi rác Rù Rì hiện hữu thành phố Nha Trang, từ đó sử dụng các phương pháp nhằm phân tích và giải bài toán tối ưu hóa với các số liệu đầu vào ngẫu nhiên để đạt được mục tiêu tối ưu chi phí cho Dự án

2.2 Mục tiêu cụ thể

Trên cơ sở mục tiêu nghiên cứu chung, đề tài cụ thể hóa một số

mục tiêu chi tiết sau:

- Dựa vào các thông số xây dựng mục tiêu chi phí của Dự án

- Xây dựng các điều kiện ràng buộc, các điều kiện biên, các kịch bản có thể xảy ra để xem xét trong việc tối ưu hóa

- Phân tích các nguyên nhân, yếu tố ảnh hưởng đến bài toán

- Tổ chức xây dựng dữ liệu trên bảng tính

- Ứng dụng các thuật toán, phương pháp để giải, tính toán giá trị cho từng phương án

- Đưa ra những ưu nhược điểm của các phương án; so sánh, đánh giá và đưa ra phương án tối ưu nhất về chi phí cho Dự án trong khoảng thời gian được khảo sát với tiến độ đã bị ràng buộc

Đưa ra kết luận, khuyến nghị những giải pháp, bài học kinh nghiệm để tăng hiệu quả xây dựng, quản lý chi phí dự án

3 Đối tượng nghiên cứu:

- Cơ sở lý thuyết tối ưu hóa

- Các hàm phân phối xác xuất

- Các kịch bản, phương án trong quá trình triển khai thực hiện

- Các yếu tố có thể ảnh hưởng đến chi phí thực hiện Dự án, đặc biệt là đơn giá vật liệu, nhân công, ca máy (Chi phí trực tiếp)

- Các thuật toán ứng dụng trong việc tính toán, phân tích, đánh giá các kịch bản có thể xảy ra

4 Phạm vi nghiên cúu

Dự án Bãi chôn lấp chất thải rắn Lương Hòa và Bãi rác Rù Rì T.p Nha Trang trong giai đoạn khảo sát từ năm 2014 đến 2018

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

Thu thập tài liệu; tìm hiểu lý thuyết về sơ đồ mạng và việc lập tiến độ thi công bằng sơ đồ mạng, so sánh ưu nhược điểm với các mô hình tiến độ khác

Phân tích các yếu tố tác động đến vấn đề rủi ro trong thi công

- Xây dựng các điều kiện biên ràng buộc, các yếu tố ảnh hưởng/phụ thuộc đến chi phí thực hiện dự án

- Xây dựng các kịch bản, phương án

- Sử dụng các thuật toán để giải bài toán theo các phương án với

số liệu đầu vào ngẫu nhiên để từ đó so sánh, đánh giá tìm ra phương án

sử dụng chi phí tối ưu cho Dự án

Đưa ra kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHI PHÍ VÀ QUẢN LÝ CHI PHÍ DỰ ÁN

1.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CHI PHÍ VÀ GIÁ CẢ SẢN PHẨM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

1.1.1 Đặc điểm của thị trường xây dựng, sản phẩm xây dựng, quá trình sản xuất sản phẩm xây dựng và công nghệ xây dựng

1.1.2 Chi phí xây dựng và giá sản phẩm xây dựng

- Tổng mức đầu tư

- Dự toán (tổng dự toán) xây dựng công trình

- Giá gói thầu

- Giá dự thầu

- Giá trúng thầu

- Giá hợp đồng giao nhận thầu xây dựng

- Giá quyết toán công trình

1.2 QUẢN LÝ CHI PHÍ TRONG CÁC DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

1.2.1 Khái niệm quản lý chi phí

1.2.2 Vai trò của công tác quản lý chi phí dự án xây dựng 1.2.3 Các nguyên tắc quản lý chi phí các dự án đầu tư xây dựng công trình

1.2.4 Nội dung của công tác quản lý chi phí các dự án đầu tư xây dựng công trình

Quản lý chi phí không chỉ đơn thuần là theo dõi và ghi chép các khoản chi phí phát sinh trong dự án mà còn việc phân tích, kiểm soát và

quyết định các khoản chi một cách hiệu quả nhất về kinh tế đối với chủ thể tham gia dự án Quản lý chi phí bao gồm các nội dung sau:

- Dự toán chi phí

- Lập kế hoạch chi phí

- Kiểm soát chi phí

1.3 NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN GIÁ SẢN PHẨM XÂY DỰNG VÀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ CHI PHÍ:

1.3.1 Biến động giá thị trường:

* Giá nguyên vật liệu

* Giá nhân công

* Giá ca máy

1.3.2 Các vấn đề về cơ chế, chính sách

1.3.3 Các nhân tố khách quan

1.3.4 Các nhân tố mang tính chủ quan

1.4 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ CÁCH ĐẶT VẤN ĐỀ TỐI ƯU HÓA 1.5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CHI PHÍ DỰ ÁN

1.5.1 Khái quát Dự án

1.5.2 Phạm vi nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng chi phí:

Giai đoạn 2014 – 2018 có mức biến động cao về đơn giá vật liệu, nhân công, ca máy và đây cũng là các yếu tố chính cấu thành chi phí trực tiếp thực hiện dự án

Để thể hiện và phân tích rõ mức ảnh hưởng của biến động giá thị trường đến chi phí dự án cũng như lựa chọn được phương án tối ưu về mặt chi phí nhằm đạt mục tiêu dự án hoàn thành với chi phí ở mức chấp

nhận được Tác giả lựa chọn phạm vi nghiên cứu vấn đề biến động đơn giá vật liệu, nhân công, ca máy trong khoảng thời gian từ quý I năm

2014 đến quý IV nằm 2018 để khảo sát mức độ ảnh hưởng đến chi phí

dự án, khả năng hoàn thành dự án với chi phí đã được đề xuất trong điều kiện ràng buộc về mặt tiến độ

1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG:

Với những nhân tố ảnh hưởng đến chi phí và quản lý chi phí của gói thầu được nêu trên đặc biệt là yếu tố biến động giá cả thị trường thì cần có những phương pháp khoa học để tính toán, phân tích xây dựng được các mối liên quan nhằm tìm ra nguyên nhân cũng như đưa ra kết quả, từ đó so sánh, phân tích các trường hợp để tìm phương án tối ưu Vấn đề này sẽ được đề cập, xem xét trong các phần tiếp theo của luận văn

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ PHÁP LÝ VÀ KHOA HỌC TRONG PHÂN TÍCH VÀ

TÍNH TOÁN CHI PHÍ DỰ ÁN XÂY DỰNG

* Giá hợp đồng theo hình thức đơn giá cố định

* Giá hợp đồng theo giá điều chỉnh

* Hợp đồng theo thời gian

2.3 KHÁI NIỆM, NỘI DUNG, Ý NGHĨA VÀ CƠ CẤU CHI PHÍ XÂY DỰNG

2.3.1 Khái niệm chi phí trong công tác xây lắp

2.3.2 Nội dung của chi phí công tác xây lắp

- Chi phí xây lắp

- Chi phí hạng mục chung

- Chi phí dự phòng

2.4 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ GIÁ XÂY DỰNG

2.4.1 Đặc điểm của việc định giá trong xây dựng

2.4.2 Hệ thống định mức và đơn giá trong xây dựng

- Định mức dự toán trong xây dựng:

- Đơn giá dự toán trong xây dựng

2.4.3 Giá xây dựng công trình

2.4.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến chi phí xây lắp

2.5 LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH RỦI RO, TỐI ƯU HÓA

2.5.1 Định nghĩa rủi ro

2.5.2 Phân loại rủi ro

2.5.3 Quy trình quản lý rủi ro

2.5.4 Phương pháp phân tích rủi ro, tối ưu hóa

Thông thường ra có các phương pháp phân tích rủi ro sau:

- Phân tích độ nhạy

- Phân tích tình huống

- Phân tích rủi ro băng mô phỏng

Phân tích rủi ro, tối ưu hóa bằng mô phỏng phương pháp Monte Carlo

Hàm Nomal: Phân phối chuẩn: Dạng phân phối chuẩn là dạng phân phối quan trọng nhất trong lý thuyết xác suất bởi vì nó mô tả được

nhiều hiện tượng tự nhiên

2.6 CHI PHÍ TỐI THIỂU

2.6.1 Căn cứ tính toán chi phí tối thiểu gói thầu

2.6.2 Phương pháp xác định giá tối thiểu dựa trên các thành phần

Việc xác định chi phí tối thiểu gói thầu được lập theo phương pháp thành phần dựa trên các thành phần (khoản mục) chi phí

Theo phương pháp này, chi phí tối thiểu được tính theo công thức

G tối thiểu = G XD + G HMC + G DP + G lãi vay + G bảo hành + VAT 2.6.3 Thành phần chi phí tối thiểu

- Chi phí biến đổi (biến phí)

Đồng thời, đối với các loại hợp đồng xây dựng của nhà thầu, nội dung nghiên cứu cũng chỉ xem xét đến loại hợp đồng theo đơn giá cố định trong suốt quá trình thi công (nhà thầu không được điều chỉnh giá hợp đồng trong quá trình thi công) với tiến độ thi công đã bị ràng buộc Tất

cả những vấn đề nêu trên được xem xét trong Chương tiếp theo về phân

tích tối ưu trong tính toán giá thầu

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH TỐI ƯU HÓA CHI PHÍ DỰ ÁN XÂY DỰNG BÃI CHÔN LẤP LƯƠNG HÒA VÀ ĐÓNG CỬA BÃI RÁC RÙ RÌ

THÀNH PHỐ NHA TRANG 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong phạm vi chương này, tác giả sử dụng các phương pháp mô phỏng, thuật toán để phân tích ảnh hưởng của giá vật liệu, nhân công,

ca máy tại từng thời điểm trong khoảng thời gian khảo sát đến giá trị gói thầu để từ đó tìm ra được thời điểm tối ưu để triển khai thực hiện

3.2 PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG MONTE CARLO

Các bước tính toán, thực hiện có thể tóm tắt như sơ đồ dưới đây:

Bước 1 Mô hình toán học

Mô hình này xác định các mối quan hệ đại số giữa các biến số hằng số Nó là một tập hợp các công thức cho một vài biến số mà các biến này có ảnh hưởng đến kết quả

Bước 2 Xác định các biến rủi ro và biến kết quả

Phân tích độ nhạy sẽ được sử dụng trước khi áp dụng phân tích rủi ro để xác định những biến số quan trọng nhất trong mô hình đánh giá dự án và giúp người phân tích lựa chọn các biến số rủi ro quan trọng (những biến số này giải thích hầu hết các rủi ro của dự án)

Bước 3 Giả thiết dạng phân phối xác suất cho các biến rủi ro

Bước 4 Xác định các thông số / giới hạn phạm vi cho hàm phân phối xác suất

Bước 5 Tạo ra các số ngẫu nhiên

Bước 6 Tiến hành mô phỏng

Bước 7 Phân tích kết quả

3.3 MÔ TẢ CÔNG TRÌNH BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN LƯƠNG HÒA VÀ ĐÓNG CỬA BÃI RÁC RÙ RÌ HIỆN HỮU THÀNH PHỐ NHA TRANG

- Diện tích xây dựng: 12,8 ha

- Công suất bãi chôn lấp: trên 3,3 triệu m3

- Bao gồm các hạng mục: công tác đất, lớp lót, lớp vải địa kỹ thuật, lớp đá bảo vệ mái dốc, ống thoát nước rỉ rác bên trong và bên ngoài bãi chôn lấp, công tác đất để thi công đường tiếp cận, đường công

vụ và đường duy tu bảo dưỡng, lớp móng dưới cấp phối và mặt đường

bê tông nhựa, rãnh thoát nước đường tiếp cận và đá hộc bảo vệ mái dốc

- Tổng dự toán: 120 tỷ đồng

- Tiến độ triển khai thực hiện dự án: 570 ngày

3.4 THU THẬP, TỔNG HỢP SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

3.5 BÀI TOÁN 1: XÂY DỰNG GIÁ TRỊ GÓI THẦU THEO ĐƠN GIÁ ĐỊA PHƯƠNG TẠI THỜI ĐIỂM DỰ THẦU

Với dữ liệu đầu vào, tác giả đã tính toán được giá trị gói thầu theo đơn giá địa phương tại từng thời điểm của từng quý trong khoảng thời gian khảo sát Giá trị gói thầu theo từng thời điểm được thể hiện trên biểu đồ hình 3.2 dưới đây

Hình 3.1 Biểu đồ so sánh tổng giá trị gói thầu theo đơn giá địa phương tại thời điểm dự thầu và giá trị chào thầu (giá đề xuất)

- Từ góc nhìn của Chủ đầu tư dự án với quan điếm luôn mong muốn chọn thời điểm triển khai sao cho giá trị gói thầu là thấp nhất để nhà thầu có thể chào thầu với một giá trị thấp (thời điểm khoảng quý IV năm 2016), tăng hiệu quả đầu tư đồng thời đẩy rủi ro về phía nhà thầu thực hiện Ngược lại, Nhà thầu với quan điểm của mình luôn mong muốn thời điểm triển khai với tổng giá trị gói thầu được xây dựng ở mức cao nhất có thể (thời điểm cuối năm 2018 hoặc quý II năm 2015), nhằm có được một giá dự thầu cao, để từ đó có thể giảm thiểu rủi ro, tăng lợi nhuận và đẩy rủi ro về phía Chủ đầu tư