Phương pháp dự báo xác suất Kalman và việc áp dụng trong dự báo tiến độ thi công công trình có tính đến yếu tố bất định .... DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT a Hệ số Góc của phương t
M ục tiêu nghiên cứu
Với định hướng như vậy, luận án theo đuổi các mục đích sau:
(1) Xây dựng phương pháp xác định tiến độ thi công trên cơ sở phương pháp dự báo xác suất có tính đến tác động của các yếu tố bất định
(2) Áp dụng phương pháp đề xuất xác định tiến độ thi công đối với một số công trình cụ thể ở Việt Nam
(3) Khả năng ứng dụng phương pháp đề xuất trong việc quản lý tiến độ dự án đối với các cơ quan quản lý nhiều dự án cùng lúc, tiến đến tự động hóa trong công tác quản lý đầu tư xây dựng.
Phương pháp nghiên cứu
(1) Nhiệm vụ tổng quan của đề tài được giải quyết thông qua phương pháp kết hợp thông tin tư liệu (thông qua hệ thống thư viện và Internet) Từ đó tổng hợp, phân tích tìm hướng giải quyết
(2) Các nhiệm vụ cụ thể của đề tài được giải quyết thông qua kết hợp phương pháp nghiên cứu định tính và định lượng (sử dụng hàm phân phối xác suất và Dự báo Kalman) để phân tích, tính toán
(3) Phương pháp phân tích, tổng hợp và hệ thống các môn khoa học có liên quan như: Tổ chức thi công, xác suất thống kê, kinh tế lượng, phương pháp luận nghiên cứu khoa học, quản trị dự án, các văn bản pháp luật hiện hành về lĩnh vực đầu tư xây dựng để nghiên cứu, xem xét, giải quyết vấn đề đặt ra Đồng thời, trực tiếp xem xét các hồ sơ pháp lý hoàn công công trình nhằm khẳng định tính phù hợp thực tiễn của vấn đề nghiên cứu.
Những kết quả đạt được, ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn, điểm mới của luận án
Những kết quả đạt được và điểm mới của luận án
- Hệ thống hóa cơ sở lý luận các phương pháp xác định tiến độ thi công công trình hiện nay trong điều kiện xác định và bất định Phân tích, đánh giá những mặt ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các phương pháp này
- Bổ sung khái niệm và phân loại các yếu tố bất định trong lĩnh vực thi công công trình Qua đó, đánh giá việc tác động của các yếu tố này đến quá trình thực hiện tiến độ
- Đề xuất phương pháp xác định tiến độ thi công có tính đến tác động của các yếu tố bất định bằng Phương pháp dự báo xác suất Kalman (KMDB) Xây dựng mô hình toán học và phần mềm xác định tiến độ thi công theo phương pháp KMDB
- Ứng dụng phương pháp KMDB xác định tiến độ thi công một số công trình ở Việt Nam Trong đó, luận án đã dự báo tiến độ từng công trình độc lập và đồng thời cả nhóm công trình Từ đó, rút ra kết luận về đối tượng ứng dụng, phạm vi ứng dụng và tính ưu việt của phương pháp đề xuất so với các phương pháp khác.
Ý nghĩa khoa học
- Đối với từng dự án độc lập: Tiến độ thi công được xác định theo các phương pháp hiện hành, trên cở sở việc thực hiện các hạng mục công việc thuộc đường Găng của phương pháp CPM, nay đề xuất thêm phương pháp xác định tiến độ bằng dự báo xác suất
- Đối với nhóm dự án: Ngoài ứng dụng các phương pháp truyền thống, đối với cấp quản lý vĩ mô như: bộ, ngành, địa phương Tiến độ thi công còn được xác định trên cơ sở thời điểm bắt đầu và thời điểm kết thúc của từng dự án và nhóm dự án Từ đó, phân tích, đánh giá các tiến trình thực hiện, nhằm đề xuất các giải pháp quản lý, thực hiện đồng bộ nhóm dự án theo kế hoạch của bộ, ngành, địa phương mình.
Ý nghĩa thực tiễn
- Đối với từng dự án độc lập: Tiến độ thi công là thông số quan trọng giúp giám đốc dự án, giám sát dự án quản lý tốt tiến trình thời gian thực hiện dự án, qua việc quản lý tốt tiến trình thực hiện các hạng mục chi tiết.
- Đối với nhóm dự án: Tiến độ thi công là thông số quan trọng giúp Tổng Giám đốc, Giám đốc doanh nghiệp quản lý tốt tiến trình thực hiện nhóm dự án đang triển khai của đơn vị mình Đồng thời, tiến độ thi công cũng là yếu tố quan trọng giúp lãnh đạo các bộ, ngành và chính quyền địa phương quản lý tốt kế hoạch thực hiện các dự án đang triển khai thuộc lĩnh vực và địa phương mình quản lý
6 Các nghiên cứu trước đây có liên quan:
Qua tìm hiểu tài liệu chuyên ngành, trên website, thấy rằng, các nghiên cứu về tiến độ thi công ở nước ta chủ yếu trong điều kiện xác định Đặc biệt trong những năm gần đây có một số tác giả nghiên cứu về quản lý rủi ro dự án [18], nhưng nền tảng chủ yếu vẫn lấy lý thuyết rủi ro làm trọng tâm Các nghiên cứu về tiến độ thi công trong điều kiện bất định thường liên quan đến phương pháp sơ đồ PERT, mô phỏng Monte Carlo và dùng cho từng dự án độc lập, riêng lẽ
Trong nhiều thập kỷ qua, tuy có nhiều phương pháp xác định tiến độ, nhưng trong đó nhóm phương pháp sơ đồ mạng, đặc biệt là phương pháp CPM được nhiều nhà khoa học đặt nền móng là cơ sở nghiên cứu của mình
Trong những năm gần đây, một số tác giả nghiên cứu, bổ sung thêm về quản lý chi phí và tiến độ dự án như Hoang Nhat Duc [36], tuy nhiên, các nghiên cứu này cũng dựa trên đường hướng cơ bản của phương pháp (CPM) trong xác định tiến độ Đặc biệt, nghiên cứu xác định tiến độ có tính đến yếu tố bất định cùng lúc nhiều công trình còn khá hạn chế
21 Ở nước ngoài nhiều công trình khoa học nghiên cứu giải quyết vấn đề về xác định tiến độ như: Demeulemeester, E.Vanhoucke, M., and Herroelen, W
[43]; Byung Cheol Kim [47] Các nghiên cứu này được xem xét, đánh giá chi tiết tại Hình 1.4, Mục 1.5.2, qua đó tổng kết, đề xuất hướng nghiên cứu mới
Phần chính của luận án gồm 3 chương không kể phần phụ lục, danh mục bảng, hình vẽ, sơ đồ, đồ thị và các ký hiệu, chữ viết tắt, bao gồm:
Chương 1: Một số vấn đề lý luận cơ bản về xác định tiến độ thi công công trình có tính đến yếu tố bất định
Chương 2: Xác định tiến độ thi công công trình có tính đến yếu tố bất định theo phương pháp dự báo xác suất
Chương 3: Áp dụng Phương pháp dự báo xác suất Kalman xác định tiến độ thi công một số công trình thực tế ở Việt Nam
MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÝ LUẬN CƠ BẢN VỀ XÁC ĐỊNH TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH CÓ TÍNH ĐẾN YẾU TỐ BẤT ĐỊNH
1.1 Tiến độ thi công và sự cần thiết xác định tiến độ thi công
Hoạt động thi công xây lắp công trình luôn tồn tại cùng sự phát triển kinh tế - xã hội của bất kỳ quốc gia nào Hoạt động này là một trong những yếu tố cơ bản hình thành chỉ tiêu đầu tư phát triển trong báo cáo thường niên về phát triển kinh tế - xã hội của một quốc gia, khu vực Đối với các cơ quan quản lý nhà nước, chủ đầu tư và các chủ thể khác luôn quan tâm đến hiệu quả đầu tư, vì vậy phải nghiên cứu một trong ba 1 yếu tố quyết định đến hiệu quả đầu tư của công trình đó là tiến độ thi công công trình (sau đây gọi tắt là tiến độ thi công (TĐTC)) Mặt khác, đối với các nhà thầu lại luôn mong muốn tối đa hóa lợi nhuận qua việc tổ chức thi công phù hợp, nhằm giảm thời gian thi công để giảm bớt hao phí, nhưng đồng thời vẫn phải đảm bảo chất lượng công trình theo tiêu chuẩn quy định
1.1.1.Tiến độ thi công là gì
Từ điển: “Contruction Dictionary” [26] có định nghĩa về TĐTC như sau:
“Tiến độ thi công xây dựng là tiến trình được giám sát và thông báo theo phần trăm khối lượng hoàn thành Công việc thực tế hoàn thành được đo theo đơn vị đo khối lượng ứng với mỗi khoản chi phí vật liệu hoặc khối lượng, được báo cáo định kỳ theo từng hạng mục hay toàn bộ dự án”
1 Hai yếu tố còn lại là chất lượng và chi phí
1.1.2 Sự cần thiết xác định tiến độ thi công
Có thể nói, dường như mỗi quyết định ở tầng vĩ mô cũng như vi mô về đầu tư của nhà nước, địa phương đều ít nhiều liên quan đến XDCB tức là liên quan đến tiến độ thi công Việc đề ra các giải pháp quản lý tiến độ là việc thường nhật của như các bộ, ngành, chính quyền địa phương, trong mỗi quốc gia và các chủ thể quản lý xây dựng Sự cần thiết của việc xác định TĐTC xuất phát từ một số đòi hỏi sau:
Là thông tin cơ sở cho xây dựng kế hoạch đầu tư phát triển thời kỳ tiếp theo của kế hoạch đầu tư phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội ngắn hạn và dài hạn của một địa phương và cả đất nước
Góp phần khắc phục việc chậm tiến độ so với kế hoạch các công trình XDCB trên khắp cả nước
Là yếu tố đánh giá việc áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật, năng lực các tổ chức, cá nhân trực tiếp và gián tiếp liên quan đến việc thực hiện quản lý, triển khai các công trình
1.1.3 Yêu cầu của xác định tiến độ thi công
Việc xác định tiến độ cần đặt trên những cơ sở nhất định Do TĐTC là một quá trình, bao gồm thời gian và các công việc cụ thể thực hiện trong khoảng thời gian đó Mặt khác, việc thực hiện tiến độ thi công luôn chịu tác động của các yếu tố bất định từ bên trong và bên ngoài Vì vậy, để có một TĐTC khoa học, sát thực tiễn cần xét đến các yêu cầu sau:
- Xác định cụ thể các hoạt động, nhóm hoạt động toàn thể công trình
- Phân bổ nguồn lực (máy thi công, nhân công) để thực hiện các công đoạn phải được lồng ghép khoa học, đảm bảo hiệu suất cao nhất
- Phân chia cụ thể các công đoạn (bao gồm thời gian bắt đầu và kết thúc) cho toàn công trình, bao gồm các công đoạn thực hiện kế tiếp nhau theo thời gian và các công đoạn có quá trình thi công đan xen nhau
- Xác định biện pháp tổ chức thi công phù hợp
- Xây dựng sơ đồ tổ chức hiện trường, biểu đồ phân bổ nguồn lực theo phương pháp GANTT, PERT, CPM hoặc phương pháp tổng hợp
- Phân tích, đánh giá và dự báo sự tác động của các yếu tố bất định Để đảm bảo có được TĐTC đáng tin cậy, phải xem xét một cách toàn diện các yếu tố cấu thành TĐTC Tuy nhiên giá trị TĐTC chỉ đúng và sát thực tế khi nó được hình thành trên nền tảng tổ chức thi công tối ưu, hệ thống định mức nhà nước phù hợp thực tiễn Đồng thời, phải có sự thống nhất quan điểm về hiệu quả, phương pháp xác định tiến độ thi công của các chủ thể quản lý
1.2 Nội dung chủ yếu xác định tiến độ thi công
Trong thực tế, tiến độ thi công công trình chịu nhiều tác động bất định
Do đó việc xác định tiến độ công trình đòi hỏi phải trải qua một quá trình phân tích, đánh giá và ra quyết định, gọi là quá trình xác định tiến độ Quá trình này bao gồm một số công đoạn, liên quan chặt chẽ với nhau, giai đoạn trước là tiền đề của giai đoạn sau, giai đoạn sau vừa là kết quả vừa là sự kiểm chứng các hoạt động của giai đoạn trước Tại mỗi công đoạn cần phải có sự rà soát, phản hồi để đảm bảo kết quả thu được sát thực tiễn và khoa học nhất Nội dung xác định tiến độ thi công được tóm lược như sơ đồ sau:
Sơ đồ 1.1 Nội dung xác định tiến độ thi công a) Xác định nhiệm vụ