Xây dựng mô hình ước tính tổng giờ công thiết kế chi tiết phần xây dựng các công trình onshore tại tổng công ty tư vấn thiết kế dầu khí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------

NGUYỄN HỮU NHÃ

XÂY DỰNG MƠ HÌNH ƯỚC TÍNH TỔNG GIỜ CƠNG
THIẾT KẾ CHI TIẾT PHẦN XÂY DỰNG CÁC CƠNG
TRÌNH ONSHORE TẠI TỔNG CƠNG TY TƯ VẤN THIẾT
KẾ DẦU KHÍ

Chun ngành
Mã số

: CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG
: 60.58.90

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2015


Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM
Cán bộ Hướng dẫn khoa học:

TS. LÊ HOÀI LONG

Cán bộ chấm nhận xét 1:

TS. LƯƠNG ĐỨC LONG

Cán bộ chấm nhận xét 2:

TS. ĐINH CÔNG TỊNH

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
Ngày 25 Tháng 07 Năm 2015
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1.

PGS.TS PHẠM HỒNG LUÂN

- Chủ tịch hội đồng

2.

TS. LƯƠNG ĐỨC LONG

- Ủy viên phản biện

3.

TS. ĐINH CÔNG TỊNH

- Ủy viên phản biện

4.

PGS.TS LƯU TRƯỜNG VĂN

- Ủy viên hội đồng

5.

TS. NGUYỄN ANH THƯ

- Thư ký hội đồng

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS PHẠM HỒNG LUÂN

TRƯỞNG KHOA


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

----------------

----------------

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên:

NGUYỄN HỮU NHÃ

MSHV : 12080303

Ngày, tháng, năm sinh:

10 - 09 - 1986

Nơi sinh : B. Thuận

Chuyên ngành:

Công nghệ & Quản lý xây dựng

Mã số

: 60.58.90

I- TÊN ĐỀ TÀI:
XÂY DỰNG MƠ HÌNH ƯỚC TÍNH TỔNG GIỜ CƠNG THIẾT KẾ CHI
TIẾT PHẦN XÂY DỰNG CÁC CƠNG TRÌNH ONSHORE TẠI TỔNG
CƠNG TY TƯ VẤN THIẾT KẾ DẦU KHÍ
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Xác định sự cần thiết tiến hành nghiên cứu
2. Xây dựng mơ hình hồi quy
3. Xây dựng mơ hình ANN
4. Đánh giá và thử nghiệm mơ hình.
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
18/08/2014

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

08/05/2015

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. LÊ HOÀI LONG

TP. HCM, ngày … tháng … năm 2015
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM
BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TS. LÊ HOÀI LONG

TS. LƯƠNG ĐỨC LONG

TRƯỞNG KHOA


LỜI CÁM ƠN
Để hồn thành luận văn này, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả
các thầy cô đã trực tiếp hướng dẫn, giảng dạy và truyền đạt những kiến thức
quý báo trong suốt thời gian tôi học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học
Bách Khoa TPHCM. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy TS.
Lê Hoài Long, người đã tận tình hướng dẫn, định hướng và giúp đỡ tơi trong
suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin cảm ơn các đồng nghiệp và lãnh đạo Tổng công ty tư vấn thiết kế dầu
khí đã hỗ trợ và cung cấp những số liệu quý báo để luận văn được hoàn thành
đúng thời hạn. Cảm ơn TS. Nguyễn Thành Sơn, ThS. Nguyễn Công Chí
trưởng và phó phịng thiết kế xây dựng đã hỗ trợ và cho tôi những lời khuyên

chân thành, những nhận định và đánh giá sâu sắc để luận văn được hồn thiện
tốt hơn.
Cảm ơn gia đình, bạn bè đã ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học
tập và nghiên cứu tại trường.
Cảm ơn các bạn lớp Công nghệ và quản lý xây dựng khóa 2012 đã cùng tơi
học tập và hồn tất khóa học. Chúng ta đã có những thời gian bên nhau thật
quý báo. Các bạn đã cho tơi thấy được sức mạnh của sự đồn kết khi chúng ta
cùng làm việc nhóm.
Mặc dù đã có những cố gắng để luận văn được hoàn thiện một cách tốt
nhất. Song do bước đầu mới làm quen với cơng tác nghiên cứu, kiến thức và
kinh nghiệm cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định
mà bản thân không thể thấy được. Tôi rất mong nhận được sự góp ý từ các
thầy cơ, bạn bè và các đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện tốt hơn
Xin chân thành cảm ơn!

Nguyễn Hữu Nhã


TĨM TẮT
Ước tính tổng giờ cơng thiết kế chi tiết cho các cơng trình cơng nghiệp là
nhiệm vụ hàng đầu của các cơng ty tư vấn thiết kế. Nó góp phần tăng năng lực
cạnh tranh, hỗ trợ trong việc quản lý và điều phối công việc tại các công ty. Từ
20 dự án được thực hiện tại Tổng công ty tư vấn thiết kế dầu khí, các mơ hình
hồi quy và ANN đã được xây dựng. Qua công tác đánh giá và thử nghiệm mơ
hình, mơ hình hồi quy và ANN 5 biến đầu vào cho kết quả ước tính với sai số
tốt nhất. Kết quả này cho thấy phương pháp tính tốn mềm đã khắc phục được
những hạn chế của phương pháp truyền thống. Do đó, nó có thể được sử dụng
để hỗ trợ và thay thế phương pháp truyền thống.
Từ khóa: Mạng neuron nhân tạo, hồi quy, ước tính, tổng giờ cơng

ABSTRACT
Estimating detailed engineering design man-hours for industrial
construction projects is an important task of consulting firms, as it helps in
increasing competitiveness, and improves management activities. Based on
data sets of 20 projects (discarded outliers) of PV Engineering firm, many
linear regression and ANN model is developed for estimates. After make an
evaluation and test, a linear regression and an ANN model with 5 input
variable gives adequate results with acceptable error margin. This results
showed that soft computing methol have corrected the shortcomings of
popular estimating method, thus it can be used to support, or as a replacement
for traditional method.
Keywords: Artificial neural network, linear regression, estimation, total
man-hour


LỜI CAM ĐOAN
Tôi, Nguyễn Hữu Nhã, xin cam đoan rằng trong q trình thực hiện luận
văn “XÂY DỰNG MƠ HÌNH ƯỚC TÍNH TỔNG GIỜ CƠNG THIẾT KẾ
CHI TIẾT PHẦN XÂY DỰNG CÁC CƠNG TRÌNH ONSHORE TẠI TỔNG
CƠNG TY TƯ VẤN THIẾT KẾ DẦU KHÍ”, các dữ liệu thu thập và kết quả
nghiên cứu được thể hiện hoàn toàn trung thực và chưa được công bố ở bất kỳ
nghiên cứu nào khác (ngoại trừ bài báo của chính tác giả). Tơi xin chịu trách
nhiệm hồn tồn về nghiên cứu của mình.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm ….

Nguyễn Hữu Nhã


Luận văn thạc sĩ

1
MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU............................................................................................ 7 
1.  Giới thiệu chung............................................................................................... 7 
2.  Mục tiêu nghiên cứu. ....................................................................................... 9 
3.  Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................10 
4.  Hạn chế và Ý nghĩa thực tiễn của đề tài. .......................................................10 
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.................................................................................. 12 
1.  Tổng quan về các lý thuyết và khái niệm. .....................................................12 
1.1 

Cơng trình Onshore. ...................................................................................12 

1.2 

Tổng giờ cơng thiết kế chi tiết phần xây dựng. ..........................................12 

1.3 

Chuyên gia ..................................................................................................12 

1.4 

Dự án ..........................................................................................................13 

1.5 

Các bước tham gia dự thầu thiết kế theo hình thức CTR. ..........................13 

1.6 

Hạn chế của phương pháp xác định tổng giờ công hiện tại. ......................14 

2.  Tổng quan về những nghiên cứu trước. .........................................................15 
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................. 22 
1.  Quy trình nghiên cứu. ....................................................................................22 
2.  Thu thập dữ liệu .............................................................................................24 
2.1 

Xác định các nhân tố ảnh hưởng. ...............................................................24 

2.2 

Thu thập tổng giờ công từ những dự án trước. ...........................................25 

3.  Phương pháp hồi quy. ....................................................................................28 
3.1 

Các bước tiến hành phân tích hồi quy ........................................................29 

3.2 

Phương trình hồi quy tuyến tính đa biến. ...................................................29 

3.3 

Các giả định phân tích hồi quy tuyến tính. .................................................30 

3.4 

Kiểm định các giả thuyết. ...........................................................................30 

3.4.1 

Kiểm định giả thuyết về độ phù hợp của mơ hình. .................................30 

3.4.2 

Kiểm định giả thuyết về ý nghĩa của hệ số hồi quy. ...............................30 

3.4.3 

Kiểm định sự vi phạm các giả định cần thiết trong hồi quy tuyến tính ..31 

3.5 

Các thủ thuật chọn biến. .............................................................................33 

3.6 

Đa cộng tuyến. ............................................................................................34 


Luận văn thạc sĩ

2

4.  Phương pháp ANN.........................................................................................36 

4.1 

Neuron sinh học ..........................................................................................38 

4.2 

Neuron nhân tạo.........................................................................................39 

4.3 

Xây dựng mơ hình mạng neuron nhân tạo .................................................44 

5.  Đánh giá mơ hình ...........................................................................................47 
CHƯƠNG 4: : XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỒI QUY TUYẾN TÍNH ................ 49 
1.  Xử lý dữ liệu đưa vào mơ hình ......................................................................49 
2.  Phân tích tương quan và hồi quy ...................................................................49 
2.1.  Phân tích tương quan ..................................................................................49 
2.2.  Phân tích hồi quy ........................................................................................52 
CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG MƠ HÌNH ANN ....................................................... 62 
1.  Đề xuất cấu hình mạng ANN. ........................................................................62 
2.  Đánh giá và lựa chọn mơ hình. ......................................................................63 
3.  Xây dựng và đánh giá mơ hình ......................................................................63 
CHƯƠNG 6: THỬ NGHIỆM MƠ HÌNH ........................................................... 77 
1.  Mơ hình ước tính............................................................................................77 
2.  Dự án thử nghiệm. .........................................................................................77 
3.  Kết quả thử nghiệm. .......................................................................................78 
4.  Nhận xét của các chuyên gia. .........................................................................80 
CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................ 83 
1.  Kết luận. .........................................................................................................83 
2.  Kiến nghị và phát triển đề tài. ........................................................................85 

2.1 

Kiến nghị ....................................................................................................85 

2.2 

Phát triển đề tài. ..........................................................................................85 

DANH MỤC CƠNG TRÌNH CÔNG BỐ ............................................................ 87 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 88 
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 92 
Phụ lục 1. Phương pháp backward với biến đầu ra là Lead. ................................92 
Phụ lục 2. Phương pháp forward với biến đầu ra là Senior. .................................97 
Phụ lục 3. Phương pháp backward với biến đầu ra là Senior. ............................101 


Luận văn thạc sĩ

3

Phụ lục 4. Phương pháp stepwise với biến đầu ra là Senior. ..............................106 
Phụ lục 5. Phương pháp Backward với biến đầu ra là Eng. ...............................111 
Phụ lục 6. Phương pháp forward, stepwise với biến đầu ra là Eng. ...................115 
Phụ lục 7. Tổng hơp kết quả mơ hình ANN 8 biến đầu vào 9 đến 17 neuron lớp
ẩn 1 và 2 ..............................................................................................................120 
Phụ lục 8. Tổng hơp kết quả mô hình ANN 5 biến đầu vào 7 đến 12 neuron lớp
ẩn 1 và 2 ..............................................................................................................129 


Luận văn thạc sĩ

4

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Quy trình ước tính Cost, Time, Resources ...............................................14
Hình 3.1. Quy trình nghiên cứu ...............................................................................22
Hình 3.2. Quy trình thu thập tổng giờ cơng từ phần mềm .......................................26
Hình 3.3. Cấu trúc của một neuron sinh học điển hình ...........................................38
Hình 3.4. Mạng neuron sinh học..............................................................................39
Hình 3.5. Cấu trúc của một neuron nhân tạo điển hình ..........................................40
Hình 3.6. Mạng tự kết hợp .......................................................................................41
Hình 3.7. Mạng truyền thẳng ...................................................................................42
Hình 3.8. Mạng phản hồi .........................................................................................42
Hình 3.9. Mạng MLP tổng qt ...............................................................................43
Hình 3.10. Quy trình phát triển mơ hình neuron .....................................................44
Hình 4.1. Đồ thị phân tán giữa giá trị dự đốn chuẩn hóa và phần dư chuẩn hóa 54
Hình 4.2. Biểu đồ tần số của phần dư chuẩn hóa ....................................................55
Hình 5.1. Đồ thị tổng hợp hệ số xác định (R2) trung bình nhóm mơ hình ANN 8
biến đầu vào .............................................................................................................64
Hình 5.2. Đồ thị tổng hợp hệ số xác định (R2) trung bình nhóm mơ hình ANN 5
biến đầu vào .............................................................................................................65
Hình 5.3. Đồ thị tổng hợp hệ số xác định (R2) của bộ test nhóm mơ hình 8 biến đầu
vào ............................................................................................................................67
Hình 5.4. Đồ thị tổng hợp sai số phần trăm tuyệt đối trung bình của bộ test nhóm
mơ hình 8 biến đầu vào ............................................................................................68
Hình 5.5. Đồ thị tổng hợp hệ số xác định (R2) của bộ test nhóm mơ hình 5 biến đầu
vào ............................................................................................................................69
Hình 5.6. Đồ thị tổng hợp sai số phần trăm tuyệt đối trung bình của bộ test nhóm
mơ hình 5 biến đầu vào ............................................................................................69
Hình 5.7. Đồ thị tổng hợp sai số phần trăm tuyệt đối trung bình (MAPE) nhóm mơ

hình 8 biến đầu vào ..................................................................................................72


Luận văn thạc sĩ

5

Hình 5.8. Đồ thị tổng hợp sai số phần trăm tuyệt đối trung bình (MAPE) nhóm mơ
hình 5 biến đầu vào ..................................................................................................73
Hình 6.1. Đường quan hệ giữa giờ cơng thiết kế và diện tích hạng mục được thiết
kế .............................................................................................................................. 79


Luận văn thạc sĩ

6

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1. Bảng tổng hợp những số liệu cần thiết để xây dựng mô hình .................27 
Bảng 4.1. Ma trận tương quan giữa các biến. .........................................................50 
Bảng 4.2. Phân tích ANOVA ....................................................................................52 
Bảng 4.3. Coefficients ..............................................................................................53 
Bảng 4.4. Correlations .............................................................................................55 
Bảng 4.5. Model Summary .......................................................................................56 
Bảng 4.6. Excluded Variables ..................................................................................57 
Bảng 4.7. Bảng tổng hợp phân tích hồi quy.............................................................58 
Bảng 5.1. Tổng hợp hệ số xác định (R2) ..................................................................66 
Bảng 5.2. Kết quả đánh giá hai mơ hình ANN tốt nhất và kém nhất trong nhóm 8
biến đầu vào. ............................................................................................................70 
Bảng 5.3. Kết quả đánh giá hai mơ hình ANN tốt nhất và kém nhất trong nhóm 5

biến đầu vào. ............................................................................................................71 
Bảng 5.4. Tổng hợp sai số phần trăm tuyệt đối trung bình (MAPE) .......................71 
Bảng 6.2. Dữ liệu của hai dự án được thử nghiệm ..................................................77 
Bảng 6.3. Tổng hợp kết quả thử nghiệm mơ hình ....................................................78 


Luận văn thạc sĩ

7

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.

Giới thiệu chung.
Tập đoàn dầu khí Việt Nam là một trong mười doanh nghiệp hàng đầu của

Việt Nam, được biết nhiều trong khu vực và trên thế giới. Với hơn 30 đơn vị thành
viên ln khơng ngừng đổi mới và phát triển góp phần quan trọng vào việc ổn định
kinh tế vĩ mô, an sinh xã hội, giữ vững an ninh quốc phòng và bảo vệ chủ quyền
quốc gia. Tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm của tập đồn đạt gần 20%/năm,
chiếm bình qn 18%-20% GDP cả nước, đóng góp trung bình 28%-30% tổng thu
ngân sách (Le, 2014). Năm 2014 tổng doanh thu tồn Tập đồn đạt 745.5 nghìn tỷ
đồng, bằng 111,8% kế hoạch năm; nộp ngân sách nhà nước đạt 178.1 nghìn tỷ
đồng, vượt 37.6 nghìn tỷ đồng so với kế hoạch (Bao, 2014). Đây là chỉ tiêu hết sức
có ý nghĩa trong bối cảnh đất nước gặp nhiều khó khăn về thu ngân sách.
Định hướng của Tập đoàn là tập trung các đơn vị cung cấp dịch vụ tư vấn
thiết kế về một đầu mối là Tổng công ty tư vấn thiết kế dầu khí. Vì vậy, Tổng cơng
ty đã ra đời với 29% vốn điều lệ từ Tập đoàn với hơn 700 nhân viên (The, 2013),
hoạt động chính trong các lĩnh vực: Tư vấn đầu tư, tư vấn thiết kế, tư vấn quản lý
dự án, khảo sát… Mục tiêu của Tổng công ty là phấn đấu trở thành nhà thầu tư vấn

và cung cấp dịch vụ kỹ thuật cao chuyên ngành dầu khí và các ngành cơng nghiệp
khác đạt chất lượng cao, giá cả cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu trong và ngồi Tập
đồn, góp phần vào sự nghiệp cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.
Hiện nay, các hoạt động của ngành cơng nghiệp dầu khí trên bờ và ngoài
khơi Việt Nam đang là tâm điểm chú ý và thu hút nhiều doanh nghiệp trong và
ngoài nước tham gia, tạo tính cạnh tranh ngày càng khốc liệt. Thắng thầu các dự án
dầu khí trong nước là mục tiêu quan trọng nhất của Tổng công ty nhằm đảm bảo
nguồn thu nhập cho Tổng công ty, đảm bảo việc làm cho hơn 700 lao động, tăng
cường kinh nghiệm và năng lực của cán bộ trong ngành dầu khí, giữ nguồn tài
chính trong nước, tránh thất thốt ra nước ngồi, tạo ra những sản phẩm chất lượng


Luận văn thạc sĩ

8

tương xứng với tình hình thực tế tại Việt Nam tránh tình trạng lãng phí và kém chất
lượng trong thiết kế.
Các dự án dầu khí thường có cơng nghệ phức tạp, bao gồm nhiều cơng tác
khơng có trong Bộ Định mức xây dựng cơ bản. Do đó, hầu hết các dự án dầu khí và
các dự án có chủ đầu tư là người nước ngồi u cầu tham gia dự thầu thiết kế theo
hình thức CTR (cost, time, resources) (Tính tốn giá dự thầu theo tổng nguồn lực
hao phí). Do đó, để tăng khả năng cạnh tranh cần phải xác định chính xác nguồn
lực hao phí, đưa ra giá dự thầu nhanh chóng và hợp lý.
Nguồn lực hao phí trong cơng tác tư vấn thiết kế phần lớn là con người. Do
đó, xác định nguồn lực hao phí trong cơng tác thiết kế phần lớn là xác định tổng
giờ cơng (man-hour) hao phí cho cơng tác thiết kế. Trong các dự án onshore, tổng
giờ công của bộ phận xây dựng thường chiếm phần lớn. Vì vậy, việc xác định tổng
giờ công trong công tác thiết kế xây dựng là việc làm cần thiết nhằm góp phần xác
định nguồn lực hao phí trong q trình lập hồ sơ dự thầu và phân phối cơng việc

trong q trình thiết kế dự án.
Một vài năm gần đây, ngành xây dựng trong nước đang gặp nhiều khó khăn,
để tồn tại và phát triển trong giai đoạn này các công ty xây dựng ln tìm cách cắt
giảm chi phí và cân đối trong tổ chức sản xuất. Trong đó, bố trí tổ chức lại nguồn
lực là nhiệm vụ hàng đầu được các công ty tư vấn thiết kế đặc biệt quan tâm, vì tại
những cơng ty này phần lớn nguồn lực sử dụng chính là con người. Việc ước tính
tổng thời gian thực hiện dự án giúp các công ty xác định nhu cầu lao động cần thiết
để thực hiện công việc trong tương lai từ đó lên kế hoạch tổ chức lao động hợp lý.
Do lượng công việc thực hiện thường xuyên thay đổi trong khi số lượng lao động
tại công ty là cố định, để tránh lãng phí và thiếu hụt lao động tại từng thời điểm
nhất định các công ty thường áp dụng một số biện pháp như giao một phần việc
cho thầu phụ hoặc thuê lao động thời vụ. Tuy nhiên, các biện pháp này thường gây
nhiều khó khăn trong q trình kiểm sốt chất lượng và tiến độ thực hiện công việc.
Hiện nay, biện pháp cân đối mới thường được các công ty tư vấn thiết kế áp dụng
là liên kết để điều chuyển lao động qua lại giữa các công ty sao cho phù hợp với


Luận văn thạc sĩ

9

lượng công việc theo từng thời điểm. Để thực hiện tốt việc cân đối và điều chuyển
lao động trước hết cần ước tính tổng giờ cơng thực hiện cho từng dự án và lên kế
hoạch điều chuyển lao động hợp lý.
Tóm lại, việc xác định tổng giờ công trong công tác thiết kế xây dựng là một
việc làm cần thiết nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh, giảm chi phí sản xuất, nâng
cao năng suất lao động, giúp các công ty tư vấn thiết kế quản lý công việc theo
hướng chuyên nghiệp hơn, đem lại hiệu quả cao hơn.
2.

Mục tiêu nghiên cứu.
Trước tầm quan trọng của việc ước tính tổng giờ cơng thiết kế dự án, một số

công ty tư vấn thiết kế đã tiến hành các biện pháp ước tính như thống kê giờ cơng
trong q trình thực hiện cơng việc, chia nhỏ từng cơng việc thực hiện và ước tính
trên từng đầu mục cơng việc đó. Những biện pháp này mất nhiều thời gian và yêu
cầu những người thực hiện phải có kinh nghiệm chuyên sâu hiểu rõ cả về dự án sắp
được triển khai cũng như nguồn lực hiện có của cơng ty. Đề tài này mong muốn
xây dựng một mơ hình ước tính đơn giản hơn có thể dễ dàng thực hiện bởi những
người khơng am hiểu về dự án cũng như tình hình nhân lực của Tổng cơng ty. Mơ
hình ước tính tận dụng những dữ liệu đã thu thập trong quá khứ để cho ra kết quả
ước tính phù hợp.
Để xây dựng mơ hình ước tính tổng giờ cơng thiết kế chi tiết phần xây dựng
cho các cơng trình Onshore tại Tổng cơng ty tư vấn thiết kế dầu khí các nhiệm vụ
chính cần thực hiện như sau:
-

Xác định các nhân tố chính của các cơng trình Onshore ảnh hưởng đến
thời gian thiết kế chi tiết phần xây dựng

-

Tổng hợp các dữ liệu cần thiết từ các cơng trình Onshore tại Tổng cơng ty
để xây dựng mơ hình.

-

Xây dựng mơ hình hồi quy cho cơng tác ước tính

-

Xây dựng mơ hình ANN cho cơng tác ước tính


Luận văn thạc sĩ

3.

10

-

Đánh giá và lựa chọn mơ hình phù hợp.

-

Thử nghiệm mơ hình.

-

Nhận xét và kết luận

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Do thời gian thực hiện đề tài hạn chế cũng như để giảm bớt vấn đề nhiễu

trong dữ liệu đầu vào. Đề tài chỉ được thực hiện tại Tổng cơng ty tư vấn thiết kế
dầu khí. Dữ liệu được lấy từ kho dữ liệu gần 100 dự án đã được thực hiện bởi Tổng
công ty. Những dự án khơng thuộc nhóm Onshore, khơng thuộc giai đoạn thiết kế
chi tiết và những dự án nhỏ được loại bỏ. Số dự án còn lại là 22 dự án trong đó 20
dự án được lựa chọn để xây dựng mơ hình và 2 dự án phục vụ cho cơng tác thử

nghiệm mơ hình .
Hai chun gia thuộc phịng xây dựng Tổng công ty được mời để hỗ trợ
trong việc chuẩn hóa nguồn dữ liệu được trích xuất từ phần mềm và xác định các
nhân tố đầu vào để xây dựng mơ hình.
4.

Hạn chế và Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.
a Hạn chế của đề tài.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài còn hạn chế. Đề tài chỉ được thực hiện tại

Tổng công ty tư vấn thiết kế dầu khí và chỉ thực hiện cho cơng tác thiết kế chi tiết
phần xây dựng của các cơng trình Onshore nên tính phổ biến và tổng qt của mơ
hình chưa cao. Tuy nhiên, mơ hình vẫn có thể sử dụng được cho các công ty hoạt
động trong cùng lĩnh vực với hệ số chuyển đổi hợp lý.
Mặc dù khơng có ngun tắc chung cho việc lựa chọn kích thước mẫu
nhưng theo thực tế xây dựng mơ hình ước tính cho thấy kích thước mẫu càng lớn
thì độ chính xác càng cao. Đề tài xây dựng mơ hình từ 20 mẫu dự án được thực
hiện tại Tổng cơng ty là cịn hạn chế về kích thước mẫu. Tuy nhiên, với kết quả ước
tính nhận được từ mơ hình thì khả năng áp dụng cho thực tế là khá tốt so với
phương pháp truyền thống.


Luận văn thạc sĩ

11

b Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.
Sử dụng phương pháp tính tốn mềm trong ước tính tổng giờ công thiết kế
nhằm từng bước hỗ trợ và thay thế phương pháp truyền thống giúp cơng tác ước
tính được thực hiện nhanh chóng.

Phương pháp tính tốn mềm tận dụng bộ dữ liệu của các dự án đã được thực
hiện tại Tổng công ty nhằm hạn chế sự phụ thuộc vào kinh nghiệm và năng lực của
cán bộ ước tính giúp cơng tác ước tính được thực hiện dễ dàng và đơn giản.
Ước tính tổng giờ cơng trong cơng tác thiết kế phần xây dựng của dự án
nhằm góp phần hỗ trợ quá trình tham gia dự thầu của Tổng công ty. Tăng khả năng
cạnh tranh và tỷ lệ trúng thầu cho Tổng cơng ty.
Ước tính tổng giờ cơng trong cơng tác thiết kế cịn hỗ trợ cho việc phân bố
nguồn lao động, giúp Tổng công ty chủ động trong việc cân đối nguồn nhân lực
trong từng thời điểm cụ thể, giảm nguy cơ thiếu hụt và lãng phí nhân lực. Việc ước
tính cịn hỗ trợ cho cơng tác bố trí nhân lực trong q trình triển khai và thực hiện
thiết kế chi tiết của dự án.
Đề tài là cơ sở để xây dựng và phát triển một mô hình mới hồn thiện và phổ
biến hơn trong tương lai thay thế phương pháp truyền thống đòi hỏi nhiều kiến thức
và kinh nghiệm của người tham gia ước tính.


Luận văn thạc sĩ

12

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
1.

Tổng quan về các lý thuyết và khái niệm.

1.1

Cơng trình Onshore.
Cơng trình Onshore là những cơng trình được xây dựng “trên bờ” đóng vai

trị là hậu phương cung cấp các phụ kiện, thiết bị, kho bãi, phương tiện vận
chuyển…trong q trình thăm dị, khai thác và sử dụng dầu khí.
Những cơng trình Onshore thường được thiết kế bởi Tổng công ty tư vấn
thiết kế dầu khí bao gồm: Các nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học, các nhà máy
sản xuất thiết bị, phụ liệu cho ngành dầu khí, các trạm tiếp bờ (landfall station), các
trung tâm phân phối khí ( gas distribution center), các kho chứa nhiên liệu, các nhà
máy nhiệt điện, nhà máy lọc dầu,…
1.2

Tổng giờ công thiết kế chi tiết phần xây dựng.
Tổng giờ công thiết kế chi tiết phần xây dựng là tổng giờ công thực hiện

công tác thiết kế chi tiết phần xây dựng của một dự án Onshore từ khi bắt đầu thiết
kế dự án đến khi kết thúc thiết kế dự án bao gồm thời gian đi lại, hội họp… kể đến
các vấn đề phát sinh nhằm làm tăng thời gian thực hiện dự án. Tổng giờ công thiết
kế chi tiết phần xây dựng được chia thành tổng giờ công của các kỹ sư xây dựng,
kiến trúc sư, những người trực tiếp thực hiện công việc (Engineer) người kiểm tra
(senior) và người quản lý (leader).
1.3

Chuyên gia
Hai chuyên gia hỗ trợ trong việc chuẩn hóa dữ liệu và xác định các nhân tố

đầu vào cho mơ hình ước tính là những người đang làm việc tại Tổng cơng ty tư
vấn thiết kế dầu khí có kinh nghiệm thiết kế các cơng trình Onshore trên 10 năm và
đã từng tham gia ước tính giờ cơng thiết kế phần xây dựng cho ít nhất 10 dự án
Onshore tại Tổng cơng ty.


Luận văn thạc sĩ

1.4

13

Dự án
Là các dự án Onshore thiết kế mới, có thiết kế hàng rào, đường bãi và ít nhất

một hạng mục ngoài nhà bảo vệ như nhà bê tơng, nhà thép hoặc móng thiết bị.
1.5

Các bước tham gia dự thầu thiết kế theo hình thức CTR.
Những cơng trình có vốn đầu tư từ nước ngồi hoặc được xây dựng ngoài

phạm vi lãnh thổ Việt Nam thường yêu cầu các đơn vị tham gia dự thầu thiết kế
theo hình thức CTR (Cost, Time, Resources).
CTR là hình thức dự thầu yêu cầu đơn vị tham gia phải ước tính chi phí thực
hiện (cost), thời gian thực hiện (time), và nhân lực thực hiện (resources) làm cơ sở
chấm thầu. Để ước tính chi phí, thời gian và nhân lực thực hiện dự án cần ước tính
tổng giờ cơng thực hiện dự án.
Trình tự thực hiện cơng việc ước tính tổng giờ công theo phương pháp hiện
tại như sau:
-

Lập danh mục tài liệu (Engineering Master Document Register). Căn cứ theo
phạm vi cơng việc được đính kèm trong bộ hồ sơ mời thầu. Đơn vị tư vấn
thiết kế lập danh mục các tài liệu cần triển khai trong quá trình thiết kế dự án.

-

Ước tính giờ cơng thực hiện cho từng đầu mục tài liệu. Ước tính số giờ cơng

thực hiện (Man-hour) cho từng mục tài liệu ứng với từng vị trí (người thực
hiện, người kiểm tra và quản lý).

-

Tổng hợp số giờ cơng của từng bộ mơn. Để hồn thành dự án cần nhiều đơn
vị tham gia thực hiện như xây dựng, điện, cơng nghệ, cơ khí…Tổng hợp số
giờ cơng của từng bộ mơn ứng với từng vị trí nhân sự thực hiện.
Sau khi có được tổng giờ cơng thực hiện của từng bộ môn, tiến hành áp đơn

giá của tổng cơng ty cho từng vị trí nhân sự để đạt giá trị chi phí nhân sự trong q
trình thực hiện dự án. Kết hợp với một số chi phí khác như: th văn phịng, chi phí
khấu hao vật tư thiết bị, chi phí văn phịng phẩm, in ấn, đi lại…để đạt được tổng
chi phí triển khai dự án (giá dự thầu của tổng công ty).


Luận văn thạc sĩ

14

Lập ban dự án, liệt kê danh sách những người sẽ tham gia thực hiện dự án,
trình độ chun mơn, vị trí trong dự án.
Tính tốn và lập tiến độ thực hiện dự án từ tổng giờ công thực hiện và nhân
sự tham gia thực hiện dự án.
Phân chia dự án thành từng
phần công việc với các đầu
mục công việc cụ thể

Ước tính thời gian thực hiện
cho từng đầu mục công việc

Áp đơn giá ứng với từng
vị trí nhân sự

Tổng hợp tổng giờ công thực
hiện dự án cho từng vị trí
nhân sự

Chi phí thực hiện dự án
(Cost)

Lập tiến độ để xác định thời
gian thực hiện dự án
(Time)

Lập danh sách nhân sự thực
hiện dự án
(Resources)

Hình 2.1. Quy trình ước tính Cost, Time, Resources
1.6

Hạn chế của phương pháp xác định tổng giờ công hiện tại.
Danh mục tài liệu được lập trước khi thiết kế dự án. Danh mục tài liệu này

thường xuyên thay đổi trong quá trình thực hiện dự án. Do đó, việc ước tính dựa
theo danh mục tài liệu ban đầu sẽ khó chính xác.
Nhân sự tham gia lập danh mục tài liệu và ước tính tổng giờ công thực hiện
dự án phải là người nhiều kinh nghiệm đã từng tham gia những dự án tương tự,
hiểu rõ về dự án thực hiện để xây dựng một danh mục tài liệu cụ thể, chi tiết ít sai

sót đồng thời cịn hiểu rõ về tình hình nhân sự hiện tại và khả năng thực hiện công
việc của từng nhân sự trong dự án.


Luận văn thạc sĩ

15

Việc ước tính theo phương pháp hiện tại mất nhiều thời gian, nhân sự thực
hiện và không tận dụng được nguồn dữ liệu từ những cơng trình đã thiết kế trước
của Tổng công ty.
2.

Tổng quan về những nghiên cứu trước.
A method for estimating labour requirements and costs for international

construction projects at inception (D. Proverbs, Holt, & Olomolaiye, 1998) Nghiên
cứu trình bày phương pháp ước tính số man-hour trên mỗi m2 xây dựng các tòa nhà
tại ba nước Pháp, Đức và Anh. Việc ước tính này căn cứ trên một số thiết kế điển
hình do đó có thể áp dụng cho các tòa nhà khác cùng loại hoặc tương tự. Cơng cụ
sử dụng cho tính tốn chủ yếu là thống kê với các số liệu khảo sát từ 40 nhà thầu ở
Anh, 31 nhà thầu ở Đức và 75 nhà thầu ở Pháp. Tác giả chia các công tác xây dựng
1 tịa nhà thành 3 phần: cơng tác bê tông, công tác cốp pha, công tác cốt thép và
chia các bộ phận của 1 tòa nhà thành 3 phần: cột, dầm, sàn. Thu thập 9 giá trị ước
tính man-hour cho từng công tác ứng với từng bộ phận của tịa nhà từ các nhà thầu.
Tính trung bình cộng các giá trị ước tính để có được chỉ số chung. Từ giá trị manhours ước tính, tiến hành áp những mức lương tương ứng tại từng quốc gia để có
giá trị ước tính chi phí nhân cơng cho một cơng trình xây dựng tại một quốc gia bất
kỳ.
Stimating labor production rates for industrial construction activities
(AbouRizk, Knowles, & Hermann, 2001) Nghiên cứu trình bày phương pháp ước

tính chỉ số năng suất lao động dựa trên ứng dụng mạng ANN. Tổng hợp từ những
nghiên cứu trước, lập bảng câu hỏi, gọi điện thoại và phỏng vấn trực tiếp tác giả đã
xác định được 33 nhân tố ảnh hưởng đến chỉ số năng suất lao động. Dữ liệu từ 27
dự án được thu thập để tiến hành xây dựng mạng. Phương pháp 2 giai đoạn được
sử dụng nhằm nâng cao khả năng ước tính của mạng ANN so với phương pháp lan
truyền ngược thông thường. Phương pháp 2 giai đoạn được ứng dụng nhiều trong
trường hợp các dữ liệu khơng hài hịa. Áp dụng phương pháp lan truyền ngược để
xây dựng mô hình ước tính đối với những dữ liệu khơng hài hịa sẽ gặp nhiều khó
khăn và khó đạt được mục tiêu. Trong giai đoạn 1: Xây dựng mạng Kohonen


Luận văn thạc sĩ

16

Learning Vector Quantization (LVQ) nhằm xác định các dữ liệu là điển hình hay
khơng điển hình. Mạng LVQ được đề xuất đầu tiên bởi Kohoren (1995) bao gồm: 1
lớp ẩn là lớp Kohoren, mỗi neuron đều gắn kết một PE, mỗi PE ở lớp output liên
kết với một nhóm các PE ở lớp ẩn, mỗi PE ở lớp input liên kết với tất các các PE ở
lớp ẩn. Giai đoạn 2: Sử dụng mạng neuron nhiều lớp với thuật tốn lan truyền
ngược để xây dựng mơ hình ước tính chỉ số năng suất lao động với kết quả nhận
được từ một thang đo mờ (fuzzy scale). Phương pháp 2 giai đoạn cải tiến được kết
quả ước tính so với phương pháp hiện tại và phương pháp sử dụng mạng lan truyền
ngược 1 giai đoạn.
A neural network approach for early cost estimation of structural systems of
buildings (Günaydın & Doğan, 2004) Nghiên cứu ứng dụng mạng ANN ước tính
chi phí cho phần khung nhà ở giai đoạn đầu của dự án. Sau khi phân tích thực
nghiệm các dữ liệu có được từ 30 dự án. Tác giả đã chọn 8 nhân tố ảnh hưởng đến
chi phí cho phần khung nhà. 30 dữ liệu được chia làm 2 bộ. Bộ traning gồm 24 dữ
liệu, bộ test gồm 6 dữ liệu. Các mơ hình mạng ANN được xây dựng từ việc thay

đổi lần lượt các lớp ẩn, số lượng neuron trong lớp ẩn, hàm tác động. Một mơ hình
tối ưu được tác giả lựa chọn dựa trên hệ số MSE với những đặc điểm sau: Lớp đầu
vào 5 neuron, 1 lớp ẩn, 4 neuron trong lớp ẩn, hàm tác động Hyperbolic tangent,
thuật toán lan truyền ngược với 10000 lần huấn luyện. Với cách tiếp cận khác so
với nghiên cứu trước(chỉ ước tính chi phí cho phần khung nhà) mơ hình đã đạt
được độ chính xác cao. Giúp tối ưu hóa phần thiết kế kết cấu trước khi triển khi thi
công dự án.
Neural networks for estimating the productivity of concreting activities (A. S.
Ezeldin & Sharara, 2006) Ứng dụng mạng neuron nhân tạo xây dựng ba mơ hình
để ước tính năng suất trong công tác lắp dựng cốp pha, lắp đặt cốt thép và đổ bê
tông. Để thu thập số liệu tác giả xây dựng bản khảo sát dựa trên kiến thức có được
từ việc tham khảo những nghiên cứu trước và tổng hợp ý kiến của các chun gia
có ít nhất 15 năm kinh nghiệm trong công tác quản lý dự án. Để giảm độ nhiễm
trong dữ liệu thu thập được tác giả chỉ thu thập dữ liệu từ những dự án thỏa mãn 3


Luận văn thạc sĩ

17

đặc điểm sau: Thứ nhất, các dự án được xem xét phải bao gồm một số lượng đáng
kể công tác bê tông, thứ 2, các dự án có phương pháp thực hiện cơng tác bê tơng là
tương tự nhau và đã được thực hiện từ 1 đến 2 năm kể từ thời điểm khảo sát, thứ 3,
các yếu tố sử dụng cho công tác bê tông là những loại phổ biến trên thị trường,
cường độ bê tông < 40 MPa. Từ những đặc điểm trên tác giả chọn 6 dự án và thu
thập được 92 mẫu dữ liệu cho cơng tác nghiên cứu. 3 mơ hình ANN sẽ được xây
dựng để ước tính năng suất cho cơng tác lắp dựng ván khuôn, lắp đặt cốt thép, đổ
bê tơng. Để chọn ra mơ hình tối ưu nhất tác giả lần lượt xây dựng các mơ hình có
những đặc điểm sau: 2 lớp ẩn, số neuron trong lớp ẩn lần lượt thay đổi, hàm chuyển
được lựa chọn lần lượt từ các hàm có trong phần mềm, số lần huấn luyện mạng

được thay đổi từ 1000 đến 50000 lần. Sử dụng hệ số Mean Square Error (MSE) để
đánh giá và lựa chọn mơ hình. 3 mơ hình được lựa chọn có 2 lớp neuron ẩn, số
lượng neuron ẩn trong mỗi lớp lần lượt là 35, 15, 10 cho các mô hình tính tốn
năng suất trong cơng tác ván khn, cốt thép và bê tông, hàm chuyển là hyperbolic
tan. Tác giả sử dụng nhưng mơ hình đã được lựa chọn tiến hành ước tính năng suất
cho bộ test và đánh giá kết quả nhận được thông qua bảng tổng hợp.
Dự trù chi phí xây dựng cao ốc văn phịng bằng mơ hình hồi quy tuyến tính
và mạng neuron nhân tạo (N. H. Thuc & Long, 2010) Nghiên cứu sử dụng hai
phương pháp hồi quy và ANN để xây dựng mơ hình ước tính chi phí xây dựng cao
ốc văn phịng với 73 bộ dữ liệu. Từ 17 nhân tố ảnh hưởng đến chi phí xây dựng cao
ốc văn phịng được tổng hợp từ các nghiên cứu trước và bổ sung thêm. Tác giả lựa
chọn 14 nhân tố có mức ảnh hưởng lớn để tiến hành xây dựng mơ hình. 6 Mơ hình
hồi quy với 14 biến đầu vào được tác giả xây dựng lần lượt thay đổi các thủ thuật
chọn biến: Forward, backward, stepwise và thay đổi giá trị biến đầu ra là Y và
LnY. Tác giả nhận thấy có 5 biến xuất hiện trong từ 3 đến 5 phương trình hồi quy.
Điều này chứng tỏ các biến này có tác động mạnh đến chi phí xây dựng. Về
phương pháp ANN, tác giả xây dựng hai nhóm mơ hình. Nhóm mơ hình đầu tiên sử
dụng 14 biến ban đầu. Nhóm mơ hình thứ 2 sử dụng 5 biến có mức tác động mạnh
được phân tích từ phương pháp hồi quy. Toolbox của phần mềm SPSS được sử


Luận văn thạc sĩ

18

dụng để xây dựng mơ hình ANN. Tác giả lần lượt xây dựng các mơ hình với số
lượng lớp ẩn thay đổi từ 1 đến 2 lớp, số lượng neuron trong lớp ẩn thay đổi, hàm
tác động của lớp ẩn và lớp output thay đổi lần lượt: hyperbolic tangentand, sigmoid
cho lớp ẩn và hàm identity, hyperbolic tangent, sigmoid cho lớp output, giá trị biến
đầu ra là Y và LnY thay đổi. Sau khi đánh giá mơ hình, tác giả nhận thấy tất cả các

mơ hình biến đầu ra là LnY cho kết quả tốt hơn so với mơ hình biến đầu ra là Y.
Mơ hình với 14 biến đầu vào, biến đầu ra là LnY, 2 lớp ẩn với 11 neuron trong lớp
ẩn, hàm truyền trong lớp ẩn là hyperbolic tangentand và lớp output là hyperbolic
tangent cho kết quả tốt nhất trong các mơ hình ANN và hồi quy còn lại.
Development of construction labor productivity estimation model using
artificial neural network (Muqeem, Idrus, Khamidi, & Zakaria, 2011) Nghiên cứu
trình bày phương pháp ước tính năng suất lao động trong xây dựng dựa trên ứng
dụng mạng ANN. Từ những nghiên cứu trước tác giả nhận thấy việc ước tính năng
suất lao động thường căn cứ theo các dữ liệu ghi chép, ý kiến cá nhân và các hướng
dẫn ước tính. Vì vậy, nhiều nhân tố ảnh hưởng đến năng suất lao động từ công
trường thường không được xét đến. Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng 5 nhân
tố tại công trường tác động đến năng suất bao gồm: thời tiết, điều kiện thuận lợi
của thiết bị và vật liệu, vị trí của dự án, điều kiện của cơng trường và số lượng cơng
nhân để xây dựng mơ hình ước tính năng suất. Mơ hình được xây dựng từ 82 bộ dữ
liệu thu thập được từ các dự án khác nhau tại Malaysia. Cấu trúc mơ hình gồm 3
lớp neuron (1 lớp ẩn), 25 neuron trong lớp ẩn, thuật toán lan truyền ngược với giải
thuật gradient decent, hàm tác động là log-sigmod. Tác giả sử dụng giá trị Mean
Square Error (MSE) để đánh giá mơ hình. Đồng thời so sánh MSE với nghiên cứu
tương tự được thực hiện bởi Rifat(1996). Tác giả nhận thấy giá trị MSE từ mô hình
được xây dựng cho kết quả ước tính tốt hơn trước.
Estimating time performance for building construction projects in Vietnam
(L. Le-Hoai, Dai Lee, & Nguyen, 2013) Nghiên cứu sử dụng hai phương pháp hồi
quy và ANN để xây dựng mơ hình ước tính chỉ số thời gian thực hiện dự án với 70
bộ dữ liệu. Từ 21 nhân tố ảnh hưởng đến chỉ số thời gian thực hiện dự án (được lấy