Nghiên cứu xác định tiến độ thi công công trình có tính đến yếu tố bất định áp dụng đối với một số công trình ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRẦN HỮU LÂN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TIẾN ĐỘ THI CÔNG
CÔNG TRÌNH CÓ TÍNH ĐẾN YẾU TỐ BẤT ĐỊNH.
ÁP DỤNG ĐỐI VỚI MỘT SỐ CÔNG TRÌNH Ở VIỆT NAM

Chuyên ngành :

Kinh tế học

Mã số :

62.31.03.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KINH TẾ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. NGUYỄN MINH DUỆ

Hà Nội – 2012


LỜI CAM ĐOAN
Tôi tác giả luận văn xin cam đoan: Đây là công trình nghiên cứu của
riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Minh Duệ. Các
tài liệu, số liệu sử dụng trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã được công bố
theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong luận án là do tác giả tự
nghiên cứu độc lập, trung thực, không sao chép.
Hà Nội, ngày 26 tháng 06 năm 2012

Người cam đoan

Trần Hữu Lân


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc PGS. TS Nguyễn Minh Duệ, người
thầy và người hướng dẫn khoa học đã tận tình hướng dẫn, động viên, khích lệ
và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện bản luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ thuộc Viện đào tạo và Bồi dưỡng
sau đại học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội về sự tận tình, tạo điều kiện
thuận lợi trong nghiên cứu và thực hiện các thủ tục quy định cho tôi trong
suốt thời gian nghiên cứu và học tập vừa qua.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô giáo thuộc Viện Kinh tế và
Quản lý, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; các viện nghiên cứu, ban quản
lý dự án, doanh nghiệp, đặc biệt là Tạp chí Kinh tế và Dự báo; Công ty
TNHH Minh Tuấn, đặc biệt Giám đốc Nguyễn Đình Bích; Công ty TNHH
Năng lượng mới, Giám đốc Nguyễn Hùng Minh; Ban quản lý các dự án xây
dựng Đà Nẵng về sự sẵn lòng giúp đỡ và hợp tác để vận dụng kết quả nghiên
cứu vào thực tiễn trong thời gian đã qua cũng như trong tương lai.
Tôi đồng thời xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc tới KS. Phạm Thành Long,
người anh, người bạn và TS. KTS. Nguyễn Đức Anh, thuộc Viện khoa học
và Công nghệ quốc gia Đài Loan về những ý kiến gợi mở ban đầu cho việc
hình thành đề tài này. Tôi cũng bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc đến những lời động
viên, giúp đỡ của anh Lê Anh Thư, Nguyễn Đức Hùng, Chu Tấn Phát.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến vợ, các con, cha mẹ hai bên nội
ngoại đã tạo mọi điều kiện thuận lợi tốt nhất về vật chất cũng như tinh thần
trong suốt quá trình thực hiện luận án này tại Đà Nẵng và Thủ đô Hà Nội.
Cuối cùng, tôi vô cùng biết ơn Ban Giám đốc, Phòng Kinh tế Ngành,
Phòng Tổ chức, Văn phòng, Phòng Xây dựng cơ bản – Thẩm định và các

đồng nghiệp thuộc Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Đà Nẵng về sự tạo điều
kiện quý báu cho tôi về mặt pháp lý và thời gian mà thiếu đó tôi không thể
hoàn thành luận án này./.
Trần Hữu Lân
3


MỤC LỤC
Trang phụ bìa

Trang

Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục kí hiệu và chữ viết tắt

iv

Danh mục các bảng

V

Danh mục sơ đồ, hình vẽ và đồ thị

Vi

PHẦN MỞ ĐẦU .......................................................................................... 17
1. Sự cần thiết của đề tài ............................................................................... 17
2. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................. 18
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................. 18
3.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................ 18
3.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 19
4. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 19
5. Những kết quả đạt được, ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn, điểm mới
của luận án ..................................................................................................... 19
5.1. Những kết quả đạt được và điểm mới của luận án ................................ 19
5.2. Ý nghĩa khoa học ................................................................................... 20
5.3. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................... 20
6. Các nghiên cứu trước đây có quan..........................................

21

7. Bố cục luận án ........................................................................................... 22
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 ........ 23

1.1. Tiến độ thi công và sự cần thiết xác định tiến độ thi công .................... 23
1.1.1.Tiến độ thi công là gì ........................................................................... 23

4

1.1.2. Sự cần thiết xác định tiến độ thi công ................................................. 24
1.1.3. Yêu cầu của xác định tiến độ thi công ................................................ 24
1.2. Nội dung chủ yếu xác định tiến độ thi công .......................................... 25
1.3. Các phương pháp xác định tiến độ thi công........................................... 29
1.3.1. Nhóm phương pháp tiến độ theo đường thẳng ................................... 30
1.3.1.1. Phương pháp tiến độ ngang (Gantt Charts Method) ........................ 30
1.3.1.2. Phương pháp đường tiến độ xiên ................................................... 31
1.3.2. Nhóm phương pháp tiến độ theo sơ đồ mạng ..................................... 33
1.3.2.1. Giới thiệu chung ............................................................................... 33
1.3.2.2. Trình tự lập sơ đồ mạng ................................................................... 34
1.3.2.3. Phương pháp sơ đồ mạng CPM (Critical Path Method) .................. 36
1.3.2.4. Phương pháp sơ đồ mạng PERT (Program Evaluation Review
Technique) ..................................................................................................... 40
1.3.3. Phương pháp quản trị giá trị thu được EVM (Earned Value
Management)................................................................................................. 42
1.3.4. Phương pháp Mô phỏng Monte Carlo (Monte Carlo Simulation)...... 44
1.3.5. Đánh giá các phương pháp xác định tiến độ thi công ......................... 45
1.3.5.1. Đối với nhóm phương pháp tiến độ theo đường thẳng .................... 45
1.3.5.2. Đối với nhóm phương pháp tiến độ sơ đồ mạng ............................. 46
1.3.5.3. Đối với phương pháp quản trị giá trị thu được (EVM).................... 47
1.4. Áp dụng xác định tiến độ thi công ở nước ta hiện nay .......................... 48
1.4.1. Quan điểm về tiến độ thi công của chủ đầu tư .................................... 48
1.4.2. Quan điểm về tiến độ thi công của nhà thầu. ...................................... 48
1.4.3. Mối liên hệ giữa các quan điểm về xác định tiến độ .......................... 49
1.5. Một số nhận xét về xác định tiến độ thi công ở nước ta ........................ 50
1.5.1. Một số nhận xét ................................................................................... 50
1.5.2. Kết luận và hướng nghiên cứu mới ..................................................... 51

5


Tóm tắt chương 1............................................................................

53

Chương 2. XÁC ĐỊNH TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH CÓ TÍNH ĐẾN
YẾU TỐ BẤT ĐỊNH THEO PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO XÁC SUẤT ......... 54

2.1. Yếu tố bất định và tác động đến thực hiện tiến độ thi công .................. 54
2.1.1. Thế nào là yếu tố bất định ................................................................... 54
2.1.1.1. Khái niệm ......................................................................................... 54
2.1.1.2. Nhận dạng các yếu tố bất định theo mức độ tác động ..................... 54
2.1.1.3. Nhận dạng các yếu tố bất định theo nguyên nhân ........................... 55
2.1.2. Tác động của yếu tố bất định đến tiến độ thi công ............................. 55
2.1.2.1. Tại sao phải xem xét yếu tố bất định ............................................... 55
2.1.2.2. Các minh chứng điển hình về tác động của yếu tố bất định ............ 55
2.1.3. Các yếu tố bất định liên quan đến tiến độ thi công ............................. 56
2.1.3.1. Nhóm yếu tố bất định bên ngoài (ký hiệu βni) ................................. 56
2.1.3.2. Nhóm yếu tố bất định bên trong (ký hiệu βti) .................................. 56
2.1.3.3. Xác định thời gian do yếu tố bất định tác động lên tiến độ ............. 57
2.2. Mô hình đường cong tiến độ khối lượng thi công và sự biến thiên
khi có tác động của các yếu tố bất định ........................................................ 58
2.2.1. Mô hình đường cong tiến độ ............................................................... 58
2.2.2. Sự biến thiên của đường cong tiến độ khi có tác động của các yếu
tố bất định .................................................................................................... 58
2.2.3. Mục đích của việc xác định mô hình. ................................................. 60
2.3. Nội dung phương pháp dự báo tiến độ thi công có xét đến yếu tố
bất định bằng Phương pháp dự báo xác suất KALMAN .............................. 61

2.3.1. Tổng quan về Dự báo Kalman (KMDB) ............................................ 61
2.3.2. Nội dung của Dự báo Kalman............................................................. 62
2.4. 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 ................................ 67
2.4.1. Cơ sở và tính khả thi của việc áp dụng ............................................... 68
6


2.4.1.1. Cơ sở áp dụng................................................................................... 68
2.4.1.2. Tính khả thi của việc áp dụng .......................................................... 68
2.4.2. Phương pháp dự báo xác suất Kalman trong dự báo tiến độ thi công 69
2.4.2.1. Điều kiện của dự án để áp dụng được Dự báo Kalman ................... 69
2.4.2.2. Mô hình dự báo tiến độ .................................................................... 69
2.4.2.3. Nội dung dự báo tiến độ ................................................................... 70
2.4.2.4. Xác định phân phối xác suất tại thời điểm hoàn thành ρ(T)............ 77
2.5. Mô hình chi tiết dữ liệu đầu vào và đầu ra cho dự báo tiến độ khi áp
dụng Phương pháp dự báo xác suất Kalman ................................................ 80
2.5.1. Mô hình chi tiết dữ liệu đầu vào ......................................................... 80
2.5.2. Mô hình chi tiết dữ liệu đầu ra ............................................................ 82
2.6. Xây dựng thuật toán ứng dụng máy tính................................................ 83
2.6.1. Ngôn ngữ viết lập trình và các phần mềm quản lý dự án thông
dụng hiện nay ................................................................................................ 83
2.6.2. Xây dựng sơ đồ hệ thống .................................................................... 84
2.6.3. Xây dựng sơ đồ khối ........................................................................... 85
2.6.4. Chú giải sơ đồ hệ thống và sơ đồ khối ................................................ 86
Tóm tắt chương 2 .......................................................................................... 89
Chương 3. ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO XÁC SUẤT KALMAN
XÁC ĐỊNH TIẾN ĐỘ MỘT SỐ CÔNG TRÌNH THỰC TẾ Ở VIỆT NAM . 90

3.1. Giới thiệu................................................................................................ 90

3.2. Áp dụng dự báo tiến độ thi công cho từng công trình và cùng lúc nhiều
công trình thực tế tại Việt Nam ..................................................................... 90
3.2.1. Áp dụng thứ nhất, dự báo tiến độ cho từng công trình độc lập .......... 90
3.2.1.1. Các thông tin đầu vào chủ yếu..........................................

91

3.2.1.2. Xác định tiến độ dự án......................................................

91

3.2.1.3. Giải thích kết quả dự báo và chú giải cách tính.................

96

7


3.2.1.4. Nhận xét.............................................................................

98

3.2.2. Áp dụng thứ hai, xác định tiến độ thi công đồng thời ba dự án có
thời gian khởi công khác nhau ................................................................... 99
3.2.2.1. Các thông tin đầu vào chủ yếu ......................................................... 99
3.2.2.2. Xác định tiến độ các dự án .......................................................

103

3.2.2.3. Giải thích kết quả dự báo và chú giải cách tính .......................

111

3.2.2.4. Nhận xét áp dụng thứ hai .......................................................

112

3.2.3. Áp dụng thứ ba, xác định tiến độ thi công một công trình bằng nhiều
phương pháp khác nhau .............................................................................. 113
3.2.3.1. Các thông tin đầu vào chủ yếu ....................................................... 113
3.2.3.2. Xác định tiến độ .........................................................................

114

3.2.3.3. Giải thích kết quả dự báo và chú giải cách tính ............................. 120
3.2.3.4. Nhận xét áp dụng thứ ba ............................................................

122

3.3. So sánh và đánh giá phương pháp dự báo tiến độ thi công có xét đến
yếu tố bất định với các phương pháp truyền thống ..................................... 123
3.3.1. So sánh các phương pháp dự báo tiến độ .......................................... 123
3.3.2. Đánh giá các ưu việt về khả năng dự báo tiến độ khi áp dụng
Phương pháp dự báo xác suất Kalman ........................................................ 125
Tóm tắt chương 3 ........................................................................................ 128
KẾT LUẬN ................................................................................................ 130
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .. 133
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................. 134
1. Tài liệu Tiếng Việt .................................................................................. 134
2. Tài liệu tiếng nước ngoài ........................................................................ 137

3. Tài liệu tham khảo trên Website ............................................................. 140
PHẦN PHỤ LỤC....................................................................................... 142

8


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
a

Hệ số Góc của phương trình Gompertz

A

Ma trận chuyển trạng thái, có kích thước (n x n)

AC

Chi phí thực tế trong phương pháp EVM (Actual Cost)

B

Ma trận điều khiển, có kích thước (n x l)

BAC

Tổng chi phí theo kế hoạch tại thời điểm hoàn thành trong
phương pháp EVM (Budgeted At completion)

CPM

Phương pháp sơ đồ mạng (Critical path method)

di

Định mức thời gian của công việc i

E(tij)

Kỳ vọng toán học trong phương pháp sơ đồ PERT

ES(t)

Thời gian theo tiến độ kế hoạch trong phương pháp EVM
(Earned schedule)

EV

Giá trị thu được, trong phương pháp EVM (Earned Value)

EVM

Phương pháp quản trị giá trị thu được (Earned Value
Management)

GANTT

Phương pháp sơ đồ Gantt (Gantt Chart Method)

H

Ma trận quan sát, có kích thước (m x n)

KMDB

Phương pháp dự báo xác suất Kalman

Kk

Gia số Kalman

m

Hệ số chặn của phương trình Gompertz

N(ci )

Số nhân lực thực hiện công việc i

P0

Hiệp phương sai của sai số tại giá trị x0

ρt(k)

Phân phối xác suất trước của biến thời gian k

ρs(k)

Phân phối xác suất sau của biến thời gian k

9


ρ(T)

Phân phối xác suất tại thời điểm hoàn thành

PV

Chi phí kế hoạch trong phương pháp EVM (Planned Value)

Q

Ma trận hiệp phương sai nhiễu quá trình

Qi

Khối lượng thực hiện của công việc i

R

Ma trận hiệp phương sai nhiễu phép đo

ST

Giá trị hàm w(t) tại thời điểm T của Phương trình Gompertz

tk

Biến thời gian dự báo tại thời điểm hoàn thành công trình của

Phương pháp dự báo xác suất Kalman

tk(t)

Giá trị thời gian dự báo thực hiện hoàn thành công trình, trong
phương pháp EVM

tm

Thời gian thường gặp thực hiện hoàn thành công việc i

tp

Thời gian bi quan thực hiện hoàn thành công việc i

tei

Thời gian dự tính thực hiện hoàn thành công việc i

Tcp

Tiến độ kế hoạch chủ đầu tư

TDB

Thời gian hoàn thành công trình theo dự báo

TĐHT

Thời gian hoàn thành công trình theo kế hoạch

TĐTC

Tiến độ thi công

TĐTX

Điểm 100% tiến độ hoàn thành

Ti

Thời gian thi công công việc i

Tj

Thời gian thi công công việc j

Ttt

Thời gian thực tế thi công đến thời điểm dự báo

TVk

Vector biến dự báo tiến độ

t kts
ij

Thời gian kết thúc sớm nhất trong sơ đồ mạng CPM

t bds
ij

Thời gian bắt đầu sớm nhất trong sơ đồ mạng CPM

10


t bdm
ij

Thời gian bắt đầu muộn nhất trong sơ đồ mạng CPM

t ktm
ij

Thời gian kết thúc muộn nhất trong sơ đồ mạng CPM

uk

Vector điều khiển

vk

Vector nhiễu do quan sát, đo đạc

vkk

Vector nhiễu do phương pháp quan sát, đo đạc

vkr

Vector nhiễu do các yếu tố bất định tác động

w(t)

Hàm số theo biến thời gian (t) của Phương trình Gompertz

xk

Biến dự báo tiến độ

xk,1

Biến dự báo tiến độ bước 1

xk,2

Biến dự báo tiến độ bước 2

zk

Vector quan sát, đo đạc

e−
k

Sai số của ước lượng tiền nghiệm

p−

k

Hiệp phương sai của sai số ước lượng trước

e+
k

p+
k

−

xˆ k

+

Sai số của ước lượng hậu nghiệm

Hiệp phương sai của sai số ước lượng sau
Giá trị ước lượng tiền nghiệm của biến

xˆ k

Giá trị ước lượng hậu nghiệm của biến

λbi

Nhóm yếu tố bất định liên quan đến chủ đầu tư

λni

Nhóm yếu tố bất định liên quan đến nhà thầu

λti

Nhóm yếu tố bất định liên quan đến tư vấn

βni

Nhóm yếu tố bất định bên ngoài

βti

Nhóm yếu tố bất định bên trong

µi

Trị trung bình
11


σ

Độ lệch chuẩn

σ2

Phương sai

α

Mức ý nghĩa

∆T(i)

Tổng thời gian do các yếu tố bất định tác động

AD

Áp dụng

CĐT

Chủ đầu tư

CT

Công trình

HT

Hoàn thành

TĐTC

Tiến độ thi công

TTTH

Tiến trình tới hạn

TVGS

Tư vấn giám sát

TVTK

Tư vấn thiết kế

VB

Ngôn ngữ lập trình Visual Basic

VFCEA

Tổng hội Xây dựng Việt Nam

XP

Xuất phát

XDCB

Xây dựng cơ bản

12


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Kết quả xác định các thông số của mạng CPM

39

Bảng 2.1. Hệ phương trình kiểm soát thời gian Dự báo Kalman

66

Bảng 2.2. Hệ phương trình kiểm soát phép đo Dự báo Kalman

67

Bảng 2.3. Phương trình các biến và tham số dự báo tiến độ thi

79

công khi áp dụng Phương pháp dự báo xác suất Kalman
Bảng 3.1. Thông tin đầu vào áp dụng thứ nhất, dự án Khu học xá

91

quốc tế Đà Nẵng
Bảng 3.1.1. Kết quả dự báo tiến độ tại thời điểm hoàn thành

92

(TĐTX), áp dụng thứ nhất
Bảng 3.1.2. Phân phối xác suất trước và sau, áp dụng thứ nhất

92

Bảng 3.2. Bảng thông tin đầu vào các dự án xác định tiến độ

100

Bảng 3.2.1(a) Kết quả dự báo tiến độ tại thời điểm hoàn thành, áp

103

dụng thứ hai, dự án 1
Bảng 3.2.1(b) Phân phối xác suất trước và sau, dự án 1

103

Bảng 3.2.2(a) Kết quả dự báo tiến độ tại thời điểm hoàn thành, áp

104

dụng thứ hai, dự án 2
Bảng 3.2.2(b) Phân phối xác suất trước và sau, dự án 2

104

Bảng 3.2.3(a) Kết quả dự báo tiến độ tại thời điểm hoàn thành, áp

106

dụng thứ hai, dự án 3
Bảng 3.2.3(b) Phân phối xác suất trước và sau, dự án 3

106

Bảng 3.3.1. Bảng tổng hợp nhân lực và thiết bị thi công, áp dụng

114

thứ ba

13


Bảng 3.3.2. Kết quả tính toán trị trung bình (tei)

117

Bảng 3.3.3. Kết quả xác định tiến trình tới hạn

118

Bảng 3.3.4. Dữ liệu đầu vào tác động của các yếu tố bất định

118

Bảng 3.3.5(a) Kết quả dự báo tiến độ tại thời điểm hoàn thành, áp

119

dụng thứ ba, Trung Tâm giáo dục Thường xuyên Hòa Vang
Bảng 3.3.5(b) Phân phối xác suất trước và sau, áp dụng thứ ba

119

Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả dự báo tiến độ thi công một công

122

trình bằng ba phương pháp khác nhau của áp dụng thứ ba
Bảng 3.5. So sánh các phương pháp dự báo tiến độ thi công

124

Bảng 3.6. Đánh giá chức năng cảnh báo trong dự báo tiến độ thi

126

công
Bảng 3.7. Đánh giá phạm vi ứng dụng hiệu quả và mục tiêu dự
báo chính của các phương pháp xác định tiến độ thi công

14

128


DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ
1. HÌNH VẼ
Hình 1.1. Mô hình phương pháp đường tiến độ ngang

31

Hình 1.2. Mô hình phương pháp dường tiến độ xiên

32

Hình 1.3. Mô hình xác định tiến độ thu được tại thời điểm hoàn

43

thành theo phương pháp EVM
Hình 1.4. Nền tảng và hướng nghiên cứu mới của đề tài

52

Hình 2.1. Hình vẽ và Đẳng thức xác định thời gian tác động của các

58

yếu tố bất định lên tiến độ thi công
Hình 2.2.Mô hình đường cong tiến độ kế hoạch, thực tế và việc biểu

59

thị đường cong tiến độ chữ (S) trong xây dựng
Hình 2.3. Mô hình dự báo tiến độ

69

Hình 2.4. Mô hình mô tả yếu tố đầu vào dự báo tiến độ

80

Hình 2.5. Mô hình mô tả yếu tố đầu ra dự báo tiến độ

82

Hình 2.6. Mô hình xác định tiến độ tại thời điểm hoàn thành (TĐTX)

88

2. SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ
Sơ đồ 1.1. Nội dung xác định tiến độ thi công

26

Sơ đồ 1.2. Các phương pháp xác định tiến độ thi công hiện nay

29

Sơ đồ 1.3. Xác định tiến độ theo phương pháp CPM

38

Sơ đồ 1.4. Xây dựng mạng CPM

40

Sơ đồ 1.5. Mô hình sơ đồ mạng PERT

41

Sơ đồ 1.6. Mô phỏng Monte Carlo

44

Sơ đồ 2.1. Sơ đồ tổng quan của Dự báo Kalman

62

Sơ đồ 2.2. Sơ đồ chi tiết Dự báo Kalman

66

Sơ đồ 2.3. Biến và tham số trong dự báo tiến độ khi áp dụng Phương

70

pháp dự báo xác suất Kalman
15


Sơ đồ 2.4. Sơ đồ xác định phân phối xác suất sau và phân phối xác

77

suất tại thời điểm hoàn thành dự án
Sơ đồ 2.5. Sơ đồ hệ thống mô tả chi tiết các biến và tham số

84

trong dự báo tiến độ thi công
Sơ đồ 2.6. Sơ đồ khối xây dựng chương trình dự báo tiến độ thi

85

công
Sơ đồ 3.1. Phân vùng quản lý dự án theo chức năng và thẩm quyền
Đồ thị 3.1. Mô tả tiến độ kế hoạch và tiến độ dự báo cho áp dụng thứ

102
94

nhất
Đồ thị 3.1.1. Mô tả sự biến thiên của phân phối xác suất trước và xác

95

suất sau
Đồ thị 3.1.2. Mô tả sự biến thiên phân phối xác suất thời điểm hoàn

95

thành
Đồ thị 3.2. Mô tả tiến độ kế hoạch và tiến độ dự báo cả 3 dự án trên

108

cùng một đồ thị
Đồ thị 3.2.1(a) Mô tả sự biến thiên của phân phối xác suất trước và

109

xác suất sau, áp dụng 2, dự án 2
Đồ thị 3.2.1(b) Mô tả sự biến thiên của phân phối xác suất trước và

109

xác suất sau, áp dụng 2, dự án 3
Đồ thị 3.2.2(a) Mô tả sự biến thiên của phân phối xác suất thời điểm

110

hoàn thành ρ(T), áp dụng 2, dự án 2
Đồ thị 3.2.2(b) Mô tả sự biến thiên của phân phối xác suất thời điểm

110

hoàn thành ρ(T), áp dụng 2, dự án 3
Đồ thị 3.3. Mô tả tiến độ kế hoạch và tiến độ dự báo, áp dụng thứ ba

16

121


PHẦN MỞ ĐẦU

1. Sự cần thiết của đề tài
Tiến độ thực hiện các dự án đầu tư xây dựng ảnh hưởng trực tiếp đến
hiệu quả đầu tư và sự phát triển kinh tế - xã hội của quốc gia, khu vực. Tuy
nhiên, tình trạng chậm tiến độ diễn ra phổ biến hầu hết tại các công trình khắp
cả nước. Theo báo cáo ngày 12/12/2011 của Tổng hội Xây dựng Việt Nam

(VFCEA) đã tổng kết: hầu hết các dự án đầu tư xây dựng tại Việt Nam đều
chậm tiến độ chiếm tỷ lệ 99%, tỷ lệ về đích đúng hạn chưa tới 1%.
Chậm tiến độ xảy ra hầu hết ở các giai đoạn: chuẩn bị đầu tư, thực hiện
đầu tư và giai đoạn khai thác. Trong đó, giai đoạn thực hiện đầu tư bị chậm
trễ nhất do các nguyên nhân chủ yếu: đền bù giải phóng mặt bằng, khảo sát –
thiết kế, đấu thầu, năng lực chủ đầu tư và nhà thầu, công tác giải ngân, quá
trình nghiệm thu, thanh quyết toán công trình chưa kịp thời, đúng hạn.
Việc chậm tiến độ làm tăng thêm chi phí đầu tư do kéo dài thời gian
thực hiện, chất lượng công trình giảm sút, đồng thời làm xáo trộn kế hoạch
nhân lực, vật lực của toàn xã hội, ảnh hưởng trực tiếp đến chiến lược và kế
hoạch cân đối vốn phát triển kinh tế - xã hội của đất nước.
Trước tình hình đó, các nhà khoa học, nhà quản lý và các đơn vị tư vấn
ở trong và ngoài nước rất quan tâm nghiên cứu xác định tiến độ thi công công
trình. Mặc dù, đã có nhiều phương pháp khác nhau trong việc xác định tiến độ
thi công, tuy nhiên, các nghiên cứu xác định tiến độ thi công có tính đến yếu
tố bất định còn khá hạn chế.
Nhằm từng bước góp phần hạn chế việc chậm trễ tiến độ trong đầu tư
xây dựng, tác giả đề xuất nghiên cứu đề tài cho luận án tiến sỹ của mình:
“Nghiên cứu xác định tiến độ thi công công trình có tính đến yếu tố bất

17


định. Áp dụng đối với một số công trình ở Việt Nam”, với mục đích đóng
góp về mặt lý luận cũng như ứng dụng vào thực tiễn đối với các dự án đầu tư
xây dựng ở Việt Nam. Đồng thời, góp phần dự báo kịp thời tiến độ thi công
công trình trong từng thời điểm thi công, giúp các chủ thể quản lý ở tầm vĩ
mô, các chủ đầu tư, ban quản lý dự án có thêm công cụ trợ giúp quản lý, giám
sát, kiểm tra việc thực hiện tiến độ thi công công trình.
2. Mục 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.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
(1) Các dự án đầu tư độc lập và nhóm các dự án thuộc lĩnh vực đầu tư
xây dựng công trình.
(2) Tiến độ thi công công trình và các phương pháp xác định tiến độ thi
công công trình trong điều kiện xác định và bất định.
(3) Các cấp quản lý, các chủ thể điều hành công trình và các đối tượng
khác có liên quan đến việc thực hiện tiến độ thi công công trình.

18


3.2. Phạm vi nghiên cứu
(1) Nghiên cứu của đề tài này không giới hạn về loại hình dự án theo lĩnh
vực và vị trí địa lý, có nghĩa là tất cả các loại dự án không kể quy mô, đặc tính
và nơi thực hiện đều có thể áp dụng nghiên cứu này để dự báo tiến độ.
(2) Tiến độ thi công ở đây chỉ xét kể từ ngày quyết định khởi công công
trình đến ngày ký biên bản nghiệm thu bàn giao, đưa công trình vào sử dụng.
4. 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.
5. Những kết quả đạt được, ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn,
điểm mới của luận án.
5.1. 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.

19


- 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.
5.2. 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.
5.3. Ý nghĩa thực tiễn:

20


- 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.
7. Bố cục luận án
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

22


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
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

23

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.
24

- 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:

25