Ứng dụng mô hình AHP (analytic hierarchy process) để lựa chọn thiết bị thi công nhà cao tầng

Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN HỒNG QUAN

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH AHP (ANALYTIC
HIERARCHY PROCESS) ĐỂ LỰA CHỌN
THIẾT BỊ THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG

CHUYÊN NGHÀNH : CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG
MÃ SỐ NGÀNH : 60. 58. 90

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 06 NĂM 2008


Trang 1

Chương I : MỞ ĐẦU
I.1 Giới thiệu.
Sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế nói chung và của nghành cơng nghiệp xây
dựng nói riêng đã thực sự tạo nên một cuộc cạnh tranh gay gắt giữa các công ty xây dựng
trong cả nước. Hơn nữa, việc Việt Nam gia nhập vào AFTA và WTO đã thực sự là một
động lực to lớn cho sự phấn đấu của các tập đồn, cơng ty xây dựng trong cả nước khơng
chỉ sẵn sàng cho cuộc cạnh tranh trong nước mà cả trong môi trường xây dựng khu vực
và thế giới.
Với tiềm lực mạnh mẽ về tài chính, hàng loạt tập đồn, cơng ty xây dựng lớn của
nước ngồi trong thời gian qua đã đầu tư những thiết bị thi công hiện đại khi tham gia
vào môi trường xây dựng ở nước ta như là một ưu thế cạnh tranh hàng đầu của họ. Hơn
nữa, trong thời gian gần đây sự phát triển mạnh mẽ của các chung cư, cao ốc văn phòng

cao tầng thực sự là một cơ hội cũng như là thách thức lớn cho các doanh nghiệp xây dựng
về cơng nghệ, biện pháp thi cơng và máy móc để phục vụ q trình thi cơng của mình.
Hơn nữa trong thời gian vừa qua các nghiên cứu về việc chậm trể tiến độ và vượt
chi phí của các dự án xây dựng trên địa bàn TP.Hồ Chí Minh cho thấy một trong những
nguyên gây ra các vần đề trên là do nhà thầu thiếu thiết bị máy móc phục vụ thi cơng hay
máy móc bị hỏng trong q trình thi cơng làm trì trệ cơng việc.
Như vậy, rõ ràng là thiết bị thi cơng xây dựng đóng một vai trị cực kỳ quan trọng
trong sự thành công và tạo nên ưu thế cạnh tranh cho các công ty xây dựng. Nếu khơng
có sự trợ giúp của thiết bị thi cơng thì khơng thể tăng tỉ trọng cơ giới hố ở trong xây
dựng, không cải thiện được năng suất lao động, khơng đẩy nhanh được tiến độ thi cơng
thậm chí là ảnh hưởng lớn đến chất lượng của cơng trình và trong nhiều trường hợp
không thể thực hiện được.
I.2 Cơ sở hình thành đề tài.
Sự phức tạp của các dự án xây dựng ngày nay gây ra nhiều khó khăn cho cho việc
đánh giá các phương án lựa chọn thiết bị thi cơng và lựa chọn được phương án chính xác
từ nhiều phương án ban đầu (Peurifoy, 2006). Với sự tăng mạnh vai trị của q trình tự
động hóa và cơng nghiệp hóa trong các dự án xây dựng, việc giảm nguồn nhân lực có kỹ
năng có sẵn các mục tiêu chặt chẽ và các ràng buộc về tiến độ trong môi trường cạnh
tranh của nghành xây dựng, các công ty, các nhóm quản lý dự án thường thiếu một cơng


Trang 2

cụ tốt nhất cho việc lựa chọn sự kết hợp giữa các cần trục, máy bơm bê tông, hệ thống
cốp pha và các thiết bị thi cơng khác có thể bắt gặp trong quá trình thực hiện dự án.
Để liên kết các vấn đề trên, chúng ta phải nhớ rằng, công cụ để lựa chọn thiết bị
thi công cho các dự án xây dựng, một mặt phải liên quan đến việc lựa chọn vị trí cho các
thiết bị đó trong mặt bằng thi cơng tại cơng trình củng như tận dụng tối đa khả năng của
chúng trong suốt quá trình thực hiện dự án. Mặt khác, lựa chọn thiết bị thi công không
thể xem là một vấn đề độc lập mà phải liên hệ mật thiết với phương pháp thi cơng đưa ra

trong q trình thi cơng.
Lựa chọn đúng thiết bị thi công luôn là nhân tố quan trọng cho sự thành công của
bất kỳ dự án xây dựng nào, điều này thậm chí là một vấn đề phức tạp ngày nay, trong
những dự án mang tính cơng nghiệp hố cao. Do đó khơng có bất kỳ sự ngạc nhiên nào
khi mà có một sự quan tâm lớn về những nghiên cứu để cố gắng cải thiện cả quá trình lựa
chọn thiết bị thi cơng và kết quả cuối cùng của nó. Các mơ hình lựa chọn thiết bị hiện tại
chỉ ra rằng mặc dù chúng giới thiệu những khái niệm mới và những công cụ cải tiến,
nhưng những đặc điểm chính của các mơ hình nghiên cứu này vẫn còn những hạn chế
như sau :
- (1) giới hạn nghiên cứu chỉ một phần của vấn đề mà không xem xét một cách
có hệ thống tồn bộ cơng trường như một thể thống nhất;
- (2) chỉ xem xét chủ yếu các nhân tố “cứng” như là chi phí và các ràng buộc kỹ
thuật của công trường và dự án mà không xem xét các nhân tố “mềm” như là ảnh hưỡng
đến chất lượng, sự tác dụng cộng hưởng của nhiều yếu tố, …;
- (3) hướng đến cách giải quyết vấn đề một cách chung chung, một giải pháp
không rõ ràng và cụ thể mà u cầu của mơ hình là để đơn giản hố vấn đề và do đó làm
mất khả năng phản ánh đúng đắn và đầy đủ mức độ phức tạp của dự án trong sự thống
nhất với điều kiện thực tế;
- (4) thất bại trong việc đưa ra sự thống nhất về mặt chủ quan và phán đoán trực
giác của người ra quyết định.
Những kết luận này càng đụơc khẳng định hơn khi mà trong thời gian gần đây
người ta tìm thấy một lĩnh vực nghiên cứu bắt đầu bởi những nhà quản lý dự án có nhiều
kinh nghiệm đã thành cơng với những dự án lớn và phức tạp, dựa vào kinh nghiệm lâu
năm và kỹ năng chun mơn của mình, những người tham gia cố gắng để đưa ra một mô


Trang 3

hình đúng trong việc lựa chọn thiết bị thi cơng cho dự án của họ và trong q trình đó hai
trở ngại chính được chỉ ra là :

- (1) thiếu một phương pháp đánh giá một cách có hệ thống các nhân tố “mềm”.
- (2) thiếu một quá trình xây dựng cho sự thống nhất hợp lý trong ước tính chi
phí và xem xét các nhân tố “mềm”.
Do đó, việc đưa ra một mơ hình lựa chọn thiết bị mới giải quyết được được những
hạn chế của các mô hình hiện tại và tìm ra phương pháp để giải quyết hai trở ngại nêu
trên thực sự là một vấn đề cấp thiết.
I.3 Mục tiêu nghiên cứu.
- Xây dựng một mơ hình lựa chọn thiết bị khắc phục những hạn chế của các mơ
hình đang tồn tại (đặc biệt chú ý đến các yếu tố mềm) và đưa ra giải pháp cho những vấn
đề mang tính chất phổ biến trong thực tế là lựa chọn thiết bị thi công nhà cao tầng một
cách hiệu quả nhất.
- Xác định mơ hình lựa chọn thiết bị phù hợp cho các công ty xây dựng Việt
Nam.
I.4 Giới hạn nghiên cứu.
- Dữ liệu nghiên cứu cho việc xây dựng mơ hình lựa chọn thiết bị thi công đụơc
thu thập từ các dự án chung cư cao tầng đã và đang thi công tại khu vực TP.HCM, thông
qua việc phỏng vấn các thành viên đã tham gia dự án cũng như qua các nguồn thông tin
khác như sách báo, tạp chí, internet, …
- Việc thu thập thơng tin chính của dự án được thực hiện thơng qua phỏng vấn
các thành viên có tham gia thực hiện dự án, vì thế số liệu thu được sẽ có một khoảng tin
cậy nhất định, nhưng nhìn chung đây là một điều phù hợp với nghiên cứu do tính phụ
thuôc vào đánh giá chủ quan của người sử dụng trong mơ hình nghiên cứu.
I.5 Đóng góp kỳ vọng của luận văn.
Kết quả thu được từ mơ hình sẽ giải quyết được những vấn đề sau :
- Cho người sử dụng nhìn nhận một cách đúng đắn về sự tham gia của các yếu tố
mềm và ảnh hưởng của chúng trong q trình lựa chọn thiết bị thi cơng.
- Giúp cho các nhà thầu xây dựng lựa chọn thiết bị thi cơng phù hợp cho các dự
án mình thi cơng với hiệu quả kinh tế cao nhất.

Trang 4

- Giúp cho nhà thầu xây dựng quyết định sử dụng thiết bị thi cơng có sẵn hay đi
th thiết bị thi công từ một đơn vị khác.


Trang 5

Chương II : TỔNG QUAN
II.1. Khái quát chung về thiết bị thi cơng và q trình lựa chọn thiết bị thi công.
PGS Lê Kiều đã từng nhấn mạnh trong giáo trình thi cơng nhà cao tầng bê tơng cốt
thép rằng : “Khi thiết kế biện pháp thi công nhà cao tầng xây chen trong thành phố cần
quan tâm đặc biệt đến các yếu tố sau đây: vận chuyển vật liệu, trang thiết bị và người
theo phương thẳng đứng, phương ngang, đảm bảo kích thước hình học, giàn giáo và an
toàn trên cao chống rơi, thiết bị nâng cất phải ổn định kể cả gió bão trong q trình thi
cơng, giông và sét, tiếng ồn và ánh sáng, sự lan toả khí độc hại, sự giao hội với các cơng
trình kỹ thuật hiện có, sự ảnh hưởng mọi mặt đến cơng trình hiện hữu lân cận”.
Như vậy rõ ràng thiết bị thi cơng đóng một vai trị cực kỳ quan trọng trong q trình
thi cơng nhà cao tầng, chính thiết bị thi công như một nhân tố quyết định đến tiến độ và
chất lượng thi cơng của các cơng trình xây dựng nói chung và của nhà cao tầng nói riêng.
Chính vì vậy việc chọn thiết bị thi cơng phù hợp đáp ứng được các yêu cầu về tiến độ,
chất lượng, an tồn, quản lý, vận hành, … đóng một vai trị hết sức quan trọng trong sự
thành cơng của dự án.
Đối với công tác vận chuyển lên cao PGS Lê Kiều ghi chú một số vấn đề trong quá
trình lựa chọn và sử dụng như sau :
Thường dùng cần trục tháp hoặc cần trục leo để vận chuyển cao. Ngồi ra, bám vào
mặt ngồi cơng trình, có thể bố trí thăng tải để giải quyết việc di chuyển của người hoặc
chuyển những mẻ vật liệu dưới 100 kG.
Cần trục tháp phải cân nhắc xem có cần di chuyển hay không để chôn chân tháp
hoặc cho di chuyển trên ray. Cần hết sức lưu ý đến sự ổn định của cần trục khi xử lý

móng hoặc chân tỳ cho cần trục tháp. Còn cần chú ý đến dây cáp, dây cẩu về an toàn điện
với đường dây dẫn điện lộ thiên trên cột điện dưới thấp, trong phạm vi hoạt động của cần
trục tháp. Phải có rào hoặc dây báo tín hiệu nguy hiểm trong phạm vi hoạt động của cần
trục tháp ở mặt bằng thi công, nhằm cảnh giới cho người trên mặt bằng thi công thấy
được khu vực nguy hiểm khi cần cẩu tháp cẩu hàng.
Cần trục leo thường dựa vào lồng thang máy. Cần có thiết kế leo qua các bước và
mặt tựa của cần cẩu. Hệ thống neo, giằng cần đảm bảo cho cần trục an toàn , ổn định khi
vận hành.


Trang 6

Cần thiết kế thùng chứa chuyển bê tông (benne) khi sử dụng cần trục tháp để
chuyển bê tông. Thể tích chuyển hữu ích phù hợp với tính năng cần trục tháp (Q) nhưng
bảo đảm vận hành miệng tháo bê tơng vận hành thuận lợi khi đóng mở thùng benne. Khi
dùng thùng benne hết sức lưu tâm đến sự tạo ra lực tập trung quá lớn khi mở miệng tháo
bê tông. Cần huấn luyện để công nhân vận hành sao cho rải bê tông lan toả, không tạo
nên xung lực lớn cũng như lực tập trung lớn.
Thăng tải bám mặt ngồi cơng trình phải được thiết kế và lắp đặt thật an tồn.
Thăng tải cần liên kết với cơng trình đảm bảo độ ổn định khi di chuyển. Thăng tải chở
người lên xuống phải có lồng sắt với lưới đủ bảo đảm độ che phủ khi sàn thang di
chuyển. Cần thường xuyên kiểm tra hệ dẫn động của thang, bảo đảm không gây sự cố khi
sử dụng.
Để chuyển bê tông lên cao nên sử dụng bơm bê tông. Máy bơm bê tơng có thể
chuyển cao theo tính năng của máy. Khi vượt quá độ cao bơm, có thể tạo thêm tầng trung
chuyển để nối tiếp chuyển cao. Cần lưu ý độ sụt bê tơng và đường kính cốt liệu ,đảm bảo
cho bơm thơng mà chất lượng bê tơng khơng vì thế mà thay đổi.
Khi chuyển rác xây dựng từ các tầng cao xuống thấp, phải có biện pháp chống bụi
và sự rơi tự do gây nguy hiểm cho người bên dưới và ô nhiễm môi trường. Phải dồn rác
trong bao tải kín hoặc chuyển rác trong ống kín xuống tận mặt đất.

Về công tác thi công lõi cứng nhà cao tầng PGS Lê Kiều nhấn mạnh:
Nhà có số tầng từ 9 đến 20 tầng nên sử dụng giải pháp kết cấu là khung bê tông cốt
thép tựa vào lõi cứng và vách cứng. Lõi cứng là lồng cầu thang máy được thiết kế có mặt
cắt ngang là hình chữ nhật, chiều dày đủ lớn (150 ~ 200mm), phẩm cấp bê tông từ C25
trở lên. Vách cứng là những tường bê tơng cốt thép có chiều dày trên 200 mm, chạy suốt
từ móng trở lên hết chiều cao, sử dụng làm vách chịu lực ngang cho cơng trình.
Lõi cứng và vách cứng nên được thi công trước các bộ phận khác của phần thân
nhà. Nếu sử dụng cần trục leo thì sau khi thi công xong lõi cứng, dùng lõi cứng để làm
điểm tựa cho cần trục leo. Lõi cứng và vách cứng nên thi công theo kiểu cốp pha trượt.
Thi công cốp pha trượt là biện pháp sử dụng các kích chun dùng đẩy cốp pha bao
tồn chu vi kết cấu lên dần theo độ cao đổ bê tông cùng đồng thời với việc lắp đặt cốt
thép để hình thành kết cấu.


Trang 7

Hệ thống cốp pha trượt gồm các thiết bị đồng bộ cung cấp mọi bộ phận cần thiết để
thực hiện dây chuyền công nghệ thi công kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối mà cốp pha
được nâng dần theo chiều cao đổ bê tông. Hệ cốp pha được tựa trên giá nâng. Giá nâng là
hệ thống chịu lực chính của cốp pha trượt, dùng để cố định kích, vành gơng, đỡ sàn cơng
tác và duy trì kích thước hình học của cốp pha. Cốp pha được tạo từ nhiều tấm bằng thép
ghép lại với nhau tạo hình kết cấu cơng trình trong q trình thi cơng nâng dần chiều cao
theo tốc độ đổ bê tông. Cốp pha cố định vào vành gông và chuyển dịch cùng vành gông.
Vành gông là hệ thống kết cấu thanh được thiết kế giữ ổn định cho cốp pha và liên kết
với giá nâng để cùng giá nâng kéo cốp pha lên cao dần.
Vành gơng tựa vào hệ ty kích. Ty kích là những thanh thép tròn được đặt trong
thành kết cấu là chỗ tựa và đường dẫn cho kích bám và leo dần theo chiều cao trong q
trình thi cơng trượt. Có loại ty kích rút khỏi kết cấu sau khi thi cơng xong. Có loại ty kích
để lại trong kết cấu coi như gia cường cốt thép cho kết cấu.
Cơng trình thi công lõi và vách cứng sử dụng cốp pha trượt phải tuân theo tiêu

chuẩn xây dựng : TCXD 254 : 2001 Cơng trình bê tơng cốt thép tồn khối xây dựng
bằng cốp pha trượt - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu.
Về kỹ thuật thi công cốp pha trượt sẽ được nghiên cứu kỹ trong các phần sau của
chương này.
II.2. Nguyên tắc lựa chọn các loại thiết bị thi cơng.
Để thực hiện q trình lựa chọn các loại thiết bị thi cơng chúng ta thường đi theo
các quy trình sau :
-

Lựa chọn thiết bị thi công dựa trên các yêu cầu về kỹ thuật và yêu cầu cụ thể

của cơng trình (Hình thành các phưong án lựa chọn khác nhau).
-

Tính tốn chi phí của các phương án lựa chọn thiết bị đã được đưa ra để đánh

giá. Nếu chi phí của các phương án khác nhau nhiều thi ta lựa chọn phương án có chi phí
thấp nhất. Nếu chi phí các phương án khác nhau khơng lớn ta tiếp tục đánh giá về lợi
nhuận (tỷ số lợi ích/chi phí), đồng thời song song với quá trình này củng tiến hành đánh
giá các nhân tố “mềm” tác động lên quá trình lựa chọn thiết bị thi cơng.
-

Đánh giá tổng hợp cho các phương án lựa chọn khác nhau và đưa ra phương án

lựa chọn cuối cùng.
II.3. Phân loại các giai đoạn thi công và các loại máy thi công đi kèm.


Trang 8

II.3.1 Phần ngầm, móng, hầm : máy đào đất các loại, máy san đất, máy ủi đất, máy
đầm đất, máy thi công cọc khoan nhồi, tường barret, máy ép cọc, ép cừ, máy
cắt uốn cốt thép, máy bơm bê tông, các loại cần trục (cần trục di động, cần
trục tháp, …), …
II.3.2 Phần khung : các loại cần trục (cần trục di động, cần trục tháp, cần trục
leo,…), máy bơm bê tông, máy thi công cốp pha lõi vách cứng, máy cắt uốn
thép, xe vận chuyển bê tông, máy bơm bê tông, máy trộn bê tông, trạm trộn bê
tông, máy đầm bê tông các loại, vận thăng tải, vận thăng lồng, pa lăng, tời
điện các loại,…
II.3.3 Phần hoàn thiện và mái : các loại cần trục (cần trục di động, cần trục tháp, cần
trục leo,…), máy sàng vật liệu, máy trộn vữa, xe nâng hàng, xe vận chuyển vật
tư (xe nâng, xe rùa, …), vận thăng tải, vận thăng lồng, pa lăng, tời điện các
loại,…
II.4. Giới thiệu các loại thiết bị thi công phần khung phổ biến.
(Phần này xem chi tiết trong phần phụ lục : “Giới thiệu các loại thiết bị thi công
phần khung phổ biến và các cơng thức tính tốn các u cầu để lựa chọn các loại
thiết bị thi công”).
II.4.1 Cần trục, thăng tải, vận thăng lồng.
II.4.2 Máy bơm bê tông.
II.4.3 Các loại cốp pha.
II.5. Các cơng thức tính tốn các u cầu để lựa chọn các loại thiết bị thi công.
(Phần này xem chi tiết trong phần phụ lục : “Giới thiệu các loại thiết bị thi công
phần khung phổ biến và các công thức tính tốn các u cầu để lựa chọn các loại
thiết bị thi công”).
II.5.1 Cần trục tháp.
1. Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn cần trục :
Có bị nhiều nhân tố ảnh hưởng đến quá trình lựa chọn cần trục. Chúng ta gọi chúng
là nhân tố tĩnh nếu chúng các ràng buộc và không phụ thuộc vào các dự án cụ thể, ví dụ
như năng suất và vấn đề an tồn trong q trình sử dụng cần trục. Tuy nhiên, nếu nhân tố
đó phụ thuộc vào các dự án cụ thể, ví dụ khoảng trống hoạt động và chiều cao cơng trình,

thì chúng ta gọi là các nhân tố động.


Trang 9

Hanna (1992) cung cấp một bảng danh sách các yếu tố quyết định đến việc lựa chọn
cần trục. Danh sách này chỉ ra các đặc điểm định tính và định lượng của cần trục được
đánh giá trong 5 nhân tố cụ thể như sau :
1. 1. Điều kiện công trường : nhân tố định tính này là nhân tố quan trọng nhất
ảnh hưởng đến việc lựa chọn cần trục.
a. Sự ổn định của đất và điều kiện trên mặt đất.
b. Yêu cầu về đường vào và khả năng tiếp cận cơng trường.
c. Khoảng trống trong q trình vận hành.
1. 2. Thiết kế cơng trình : đặc điểm và kích thước của mỗi dự án thường quyết
định loại cần trục sẽ sử dụng. Ví dụ, khi sử dụng cần trục tháp, chúng thường được neo
vào tòa nhà mỗi 2 hoặc 3 tầng 1 lần, điều này có nghĩa là kết cấu cơng trình u cầu phải
sửa đổi có tính tốn đến các hệ giằng của cẩu tháp bên ngồi cơng trình. Các nhân tố
chính chủ yếu là :
a. Chiều cao cơng trình.
b. Thời gian thực hiện dự án.
1. 3. Hiệu quả kinh tế : Sự lựa chọn cần trục cần phải xem xét rằng chúng được
sử dụng trên công trường một cách kinh tế nhất. Chi phí cần trục bao gồm chi phí ban
đầu, chi phí vận hành, chi phí vận chuyển, và chi phí lắp dựng, tháo dỡ. Ba nhân tố chính
đóng góp vào chi phí của cần trục bao gồm :
a. Chi phí hoạt động, chi phí điều chỉnh, và chi phí tháo dỡ.
b. Chi phí thuê hoặc cho thuê cần trục.
c. Năng suất hoạt động.
Ví dụ cần trục tháp thì có năng suất cao nhất bởi diện tích bao phủ rộng lớn của
chúng. Cần trục di động thì năng suất thấp hơn và cần trục cổng thì năng suất kém nhất.
1. 4. Tính năng của thiết bị (cần trục) : đặc điểm định tính này chủ yếu phản ảnh

khả năng của cần trục. Những đặc điểm này có thể bao gồm :
a. Nguồn năng lượng cung cấp.
b. Tần suất nâng tải trọng.
c. Tầm nhìn của người vận hành.
1. 5. An toàn : Vấn đề an toàn trong quá trình sử dụng cần trục là một vấn đề đặc
biệt quan trọng trong xây dựng. Tai nạn do ngã cần trục sẽ dẫn đến kết quả xấu cho cần


Trang 10

trục và các thiết bị khác và thậm chí là tính mạng con người. Thuộc tính định tính này
nhấn mạnh chủ yếu các vấn đề sau :
a. Kế hoạch ban đầu và sự điều chỉnh máy móc trong quá trình hoạt động : phải
vượt qua tất cả các cơng việc này (kiểm tra an toàn, kiểm định cần trục trước khi đưa vào
sử dụng) trước khi thực hiện dự án.
b. An tồn trong q trình sử dụng.
Trong các nhân tố đã phân tích ở trên các nhân tố : Sự ổn định của đất và điều kiện
trên mặt đất; yêu cầu về đường vào và khả năng tiếp cận cơng trường; khoảng trống trong
q trình vận hành; chiều cao cơng trình. thời gian thực hiện dự án; chi phí thuê hoặc cho
thuê cần trục; tần suất nâng tải trọng; kế hoạch ban đầu và sự điều chỉnh máy móc là
những nhân tố động, trong khi các nhân tố còn lại là nhân tố tĩnh.
LỰA CHỌN CẦN TRỤC

Điều kiện
công
trường

Hiệu quả
kinh tế

Thiết kế
cơng trình

Sự ổn định của
đất nền và điều
kiện mặt đất

Yêu cầu về làm
đường vào và
khả năng tiếp
cận công trường.

Chiều cao ,
kích thước
của cơng
trình.

Thời gian
thực hiện
dự án.

Khoảng trống
trong q trình
vận hành.

Cần trục tháp

Cần trục di
động

Tính năng
của thiết
bị

Chi phí hoạt
động, chi phí
điều chỉnh, và
chi phí tháo dỡ.

Nguồn năng
lượng cung cấp.

Chi phí mua
hoặc thuê cần
trục.

Tần suất nâng tải
trọng.

Năng suất hoạt
động.

Tầm nhìn của
người vận hành.

Cần trục leo

An tồn

Kế hoạch

ban đầu và
sự điều
chỉnh máy
móc trong
q trình sử
dụng
An tồn
trong q
trình sử
dụng.

Cần trục khác
…….

Hình 2.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn cẩu tháp
2. Các nhân tố chi phí ảnh hưởng đến chi phí của các loại thiết bị thi công.
2.1. Cần trục tháp.


Trang 11

Chi phí bỏ vốn mua hoặc thuê.
Chi phí bảo trì.
Chi phí bảo hiểm, thuế, giấy phép (đăng ký).
Chi phí vận chuyển, lắp ráp, tháo dỡ (bao gồm cả đào đất và làm móng cẩu).
Chi phí thiết bị giằng, và thiết bị nâng cẩu.
Chi phí tiền lương vận hành.
Năng lượng (nhiên liệu, điện) hoạt động.
Chi phí nâng cẩu (bao gồm cả chi phí lấp lỗ sàn (nếu có)).
2.2. Máy bơm bê tơng.

Chi phí bỏ vốn mua hoặc th.
Chi phí bảo trì.
Chi phí bảo hiểm, thuế, giấy phép (đăng ký).
Chi phí vận chuyển, lắp ráp, tháo dỡ (bao gồm cả đào đất và làm móng cho máy
bơm).
Chi phí tiền lương vận hành.
Năng lượng (nhiên liệu, điện) hoạt động.
Chi phí nâng chiều cao (nối ống) máy bơm.
Chi phí cho người điều khiển hệ thống máy bơm (phối hợp các bơm).
2.3. Hệ thống cốp pha.
Chi phí bỏ vốn mua hoặc thuê.
Chi phí bảo trì.
Chi phí bảo hiểm, thuế, giấy phép (đăng ký).
Chi phí vận chuyển, lắp ráp, tháo dỡ.
Năng lượng (nhiên liệu, điện) hoạt động.
Tăng cường lõi bê tông (do tường ứng suất trước bên ngồi)
Tiền lương nhân cơng thi cơng phần tử theo phương đứng.
II.5.2 Bơm bê tông.
II.5.3 Hệ thống cốp pha thi công.
II.6. Các nghiên cứu trước đây về lựa chọn thiết bị thi công.
Các nghiên cứu trước đây về quá trình lựa chọn thiết bị thi cơng đã sử dụng rất
nhiều phương pháp tối ưu toán học phổ biến nhất hiện nay được áp dụng trong lĩnh vực


Trang 12

xây dựng như : Mơ hình tối ưu hố – Optimization Models ; Các mơ hình mơ phỏng –
Graphics Models; Các mơ hình dựa trên các cơ sở dữ liệu – Database-based models; Các
hệ chuyên gia – Expert systems; Mơ hình động – Dynamic programming; Mơ hình ra
quyết định đa thuộc tính – Multiatribute-decision-making-based models; Các kỹ thuật của

trí tuệ nhân tạo – Artificial intelligence techniques.
Sau đây sẽ giới thiệu một số phương pháp được áp dụng trong thời gian gần đây
và đưa vào ứng dụng có hiệu quả :
Mơ hình động – Dynamic programming :
Nghiên cứu của Furusaka và Gray (2001) : Lựa chọn cần trục cho các cơng
trình xây dựng sử dụng các kỹ thuật tốn học.
Phương pháp : Liên kết các loại cần trục về mô hình lựa chọn, số lượng và vị trí
lắp đặt cho mỗi cơng trình (dữ lệu gốc có 11 cần trục di động và 9 cần trục tháp). Sau đó
hình thành các phương án lựa chọn cần trục khả thi cho mỗi cơng trình bằng mơ hình
động (dựa trên khả năng nâng tải, tần suất làm việc, chiều dài cần trục, bề rộng của cơng
trình và chiều cao nâng tải) và phương án lựa chọn cuối cùng là phương án có chi phí
thấp nhất.
Hạn chế : Q trình lựa chọn khơng xem xét đến các nhân tố mềm; các giải pháp
đưa ra chỉ phù hợp với các thiết bị đi thuê chứ khơng có khả năng đánh giá các thiết bị
đang sớ hữu (các thông số tác giả cung cấp chỉ dùng được cho các thiết bị đi thuê); giả
định rằng tổng thời gian vận chuyển không phụ thuôc vào loại cần trục nào; khơng xem
xét tổng thể tồn bộ cơng trường (ví dụ các thiết bị phù hợp với cần trục hay sử dụng kết
hợp tối ưu với cần trục, …).
Các kỹ thuật của trí tuệ nhân tạo – Artificial intelligence techniques :
Nghiên cứu của Tam và các đồng nghiệp (2001) : Lựa chọn cần trục tháp và
tối ưu vị trí lắp đặt dựa vào giải thuật di truyền (GAs).
Phương pháp : Hình thành các phương án lựa chọn khả thi ban đầu, sau đó thực
hiện q trình cải thiện lặp đi lặp lại thông qua giải thuật di truyền cho đến khi đạt được
phương án tối ưu.
Hạn chế : Khơng xem xét đến các nhân tố mềm (định tính); chỉ tính tốn cho duy
nhất một loại cần trục (cần trục tháp), không xem xét được các cần trục khác như cần trục


Trang 13

tháp trên ray, cần trục leo, cần trục di động; không xem xét đánh giá sự khác nhau về chi
phí khi đặt cần trục ở các vị trí khác nhau.
Nghiên cứu của Sawhney và Mund (2001-2002) : “Cần trục thơng minh” –
Các loại cần trục và mơ hình lựa chọn cần trục dựa trên mạng nơ ron (ANNs).
Phương pháp : Tám loại cần trục khác nhau được đưa ra ở giai đoạn 1 để lựa chọn
sau đó mơ hình đánh giá và lựa chọn cần trục sẽ được thực hiện ở giai đoạn 2. Lựa chọn
loại cần trục dựa trên các quá trình so sánh và các tiêu chuẩn đưa ra (khoảng khơng ở tại
cơng trình, điều kiện địa chất, các q trình xắp sếp lại tại cơng trình, khả năng tiếp cận
hay đường vào cơng trình) thơng qua sử dụng mạng nơron.
Hạn chế : Lựa chọn cần trục (ở giai đoạn 1) khơng quan tâm đến vị trí lắp dựng;
chỉ xem xét được một vài nhân tố định tính; q trình phân tích “nhị ngun – binary” sẽ
gặp nhiều vấn đề khó khăn và đặc biệt là khơng phù hợp khi xem xét các nhân tố định
tính; khơng có thêm các chức năng “option” khi đánh giá nhiều hơn 1 loại cần trục;
khơng xem xét tổng thể tồn bộ cơng trường (ví dụ các thiết bị phù hợp với cần trục hay
sử dụng kết hợp tối ưu với cần trục, …).
Mơ hình ra quyết định đa thuộc tính – Multiatribute-decision-making-based
models :
Nghiên cứu của Harris và McCaffer (2001) : Hệ thống lựa chọn thiết bị thi
công.
Phương pháp : Người sử dụng hình thành các phương án khả thi về lựa chọn thiết
bị thi công khác nhau về chủng loại, mơ hình, số lượng.
Xác định các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình lụa chọn cần trục và xếp hạng (từ 010) các tiêu chuẩn chọn lựa.
Tính tốn tổng điểm cho mỗi phương án để so sánh và đưa ra chọn lựa cuối cùng
Hạn chế : Xem xét nhân tố chi phí một cách riêng biệt như là một nhân tố định
tính; xếp hạng một lúc tất cả các nhân tố có thể gây ra vấn đề khơng nhất qn trong đánh
giá; kết quả cuối cùng bị ảnh hưởng bởi cơng thức tính tốn các nhân tố lựa chọn gây ra
sự khó khăn cho người sử dụng; khơng có khả năng kết hợp các yếu tố về mặt kinh tế, lợi
nhuận với các yêu cầu kỹ thuật khác trong khi đánh giá.
Nghiên cứu của Hanna and Lotfallah (1999) : Ứng dụng logic mờ để lựa chọn
cần trục.

Trang 14

Phương pháp : Nghiên cứu về q trình tính toán và lựa chọn loại cần trục tốt nhất
cho các dự án cụ thể, bằng cách phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình lựa chọn
cần trục (bao gốm các nhân tố động và nhân tố tỉnh) và sử dụng logic mờ để phân tích kết
quả và lựa chọn loại cần trục tốt nhất.
Hạn chế : Nghiên cứu này chỉ tập trung phân tích chỉ một số nhân tố mềm, chưa
thấy được mối tương quan giữa các nhân tố này và tác động của các nhân tố này lên kết
quả chọn lựa cuối cùng, củng như kỹ thuật logic mờ thì khó hình dung và sử dụng cho
những người tham gia thực hiện nghiên cứu này. Mặt khác, nghiên cứu này chỉ tập trung
vào một thiết bị chính là cần trục nên không xem xét được mối tương quan của thiết bị
này với các thiết bị khác củng như ảnh hưởng bởi phương pháp thi công ở công trường.
Do đó, việc tìm kiếm một giải pháp lựa chọn thiết bị thi cơng (ngồi cần trục) mới hiệu
quả hơn, dể sử dụng hơn, có kết quả chính xác cao là một đòi hỏi cấp thiết.
Về khả năng ứng dụng của phương pháp AHP sẽ được phân tích kỹ trong các phần
sau của chương này, ở đây chỉ phân tích sâu về 3 phương pháp đánh giá về lợi ích và chi
phí của các phương án khác nhau trong các nghiên cứu về lựa chọn thiết bị thi công trước
đây khi sử dụng phương pháp này.
Nghiên cứu của Fong và Choi (2000).
Phương pháp AHP đầu tiên, theo phương pháp này thì cấu trúc thứ bậc được lập
bao gồm cả các yếu tố định tính và chi phí. Trong phương pháp này chi phí là một nhân
tố quan trọng, sự trộn lẫn nhiều nhân tố gây ra sự khó hiểu và gây ra những khó khăn
trong q trình so sánh cặp giữa các nhân tố chi phí và nhân tố khơng phải chi phí, từ đó
chi phí được gán một trọng số quá mức.
Nghiên cứu của Hastak và Halpin (2000).
Ước tính chi phí và đánh giá lợi nhuận thì đụơc thực hiện một cách riêng biệt và tỉ
số giữa lợi nhuận và chi phí thì được tính cho mỗi phương án, phương án có tỉ số cao hơn
sẽ được chọn. hạn chế của phương pháp này là khơng có khả năng phân biệt giữa các

phương án có cùng tỉ số lợi nhuận và chi phí nhưng có sự khác nhau giữa lợi nhuận và
chi phí.
Nghiên cứu của Skibniewski và Chao.
Phương pháp này tương tự phương pháp đầu tiên nhưng ở mức 2 trong cấu trúc
thứ bậc chỉ chứa 2 nhóm tiêu chuẩn là : lợi ích và chi phí. Hạn chế chủ yếu của phương


Trang 15

pháp này là trọng số của chi phí và lợi nhuận không được xác nhận lại (kiểm tra lại) bằng
cách so sánh thêm với các thuộc tính khác ở trong tập hợp.
II.7. Giới thiệu về AHP (Analytic Hierarchy Process) – Q trình phân tích thứ bậc.
Sơ lược về AHP:
Đặc điểm của q trình lựa chọn thiết bị thi cơng là vấn đề đa phương diện liên
quan đến sự xem xét nhiều mặt, đa dạng, thường là sự thống nhất phức tạp giữa chúng,
điều này có nghĩa là một giải pháp phù hợp phải được tìm thấy trong phương pháp phân
tích quyết định đa thuộc tính (MADA). Phân tích sâu hơn và mô tả sơ lược vân đề lựa
chọn thiết bị thi cơng, và xem xét q trình phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process
– AHP) như là nền tảng cơ bản cho quá trình lựa chọn thiết bị thi công.
Saaty (1980) giới thiệu AHP - một phương pháp mới liên quan đến những vấn đề
phức tạp về kinh tế, kỹ thuật và chính sách xã hội, thường liên quan đến một vấn đề
không chắc chắn. Một phương pháp phân tích phân tích quyết định đa thuộc tính tiêu
biểu, AHP được phát triển để giúp quá trình ra quyết định những nhân tố khơng chắc
chắn và có tương tác lẫn nhau. Để ra quyết định tầm quan trọng tương đối giữa các nhân
tố liên quan phải được đánh giá một cách đúng đắn ở trong sự thống nhất giữa chúng.
Đặc điểm chính của AHP là khả năng vốn có của nó liên quan đến những thuộc
tính khơng rõ ràng và không định lượng, cũng như những nhân tố rõ ràng và khách quan.
AHP cho phép sự thống nhất trong quá trình ra quyết định giữa phán đốn chủ quan và
trực giác của người dùng đưa ra một quy trình chung làm nền tảng cơ sở cho quá trình
lựa chọn.

Ưu điểm của phương pháp AHP :
- Tính đồng nhất :Phương pháp AHP cung cấp một mơ hình ra quyết định duy
nhất, dễ hiểu và rất uyển chuyển cho một khoảng rộng các vấn đề chưa định hình
- Tính đa dạng : Phương pháp AHP tổng hợp những diển dịch và cách thức tiếp
cận hệ thống trong việc giải quyết vấn đề.
- Tính độc lập : Phương pháp AHP có thể liên quan tới tính độc lập của các yếu
tố trong một hệ thống và không dựa trên những suy nghĩ thuần tuý
- Cấu trúc thứ bậc : Phương pháp AHP phản ánh khuynh hướng tự nhiên của con
người trong việc lựa chọn những yếu tố của hệ thống thành những mức độ khác nhau và
các nhóm tương đồng.


Trang 16

- Đo lường : Phương pháp AHP cung cấp một thước đo vơ hình và một phương
pháp thiết lập những thứ tự ưu tiên.
- Tính nhất quán : Phương pháp AHP tuân theo những sự ổn định hợp lý của
những sự đánh giá được dùng trong quyết định ưu tiên.
- Tổng hợp: Phương pháp AHP đưa đến một ước lượng tổng quát của từng mục
đích thay thế.
- Sự thoả hiệp: Phương pháp AHP cân nhắc đến sự tương quan thứ tự ưu tiên
của các yếu tố trong hệ thống và cho phép mọi người lựa chọn thay thế tốt nhất trên mục
tiêu của họ
- Sự đánh giá và nhất trí : Phương pháp AHP khơng phụ thuộc vào sự nhất trí
nhưng lại tạo nên một giải pháp chung từ những đánh giá trái ngược
- Quá trình lặp lại : Phương pháp AHP cho phép mọi người tái thiết những khái
niệm của mình về một vấn đề và nâng cao nhận thức cũng như khả năng đánh giá thông
qua việc lặp lại.
Tính đồng nhất
Q trình lặp lại

Tính đa dạng

Sự đánh giá

Tính độc lập

AHP
Sự thoả mãn

Cấu trúc thứ bậc

Tổng hợp

Đo lường
Tính nhất quán

Hình 2.2 Ưu điểm của phương pháp AHP
Trong nhiều năm, AHP đã được thực hiện thành công trong nhiều lĩnh vực. Một
vài ứng dụng được tìm thấy là : đánh giá về kỹ thuật của các phương án khác nhau; các
quá trình phân loại và lựa chọn nhà thầu; đánh giá và lựa chọn các giá trị đạt được của dự
án xây dựng; quản lý dự án xây dựng; …
II.8. Nền tảng, các tiên đề và hạn chế của AHP.
1. Nền tảng của AHP


Trang 17

Theo Saaty (1980), AHP dựa trên quá trình phân tích hai giai đoạn :
- Phân tích độ phức tạp bằng cách xác định các vấn đề “nhỏ” tạo nên vấn đề

“lớn”, và chỉ ra mối tương quan lẫn nhau giữa các nhân tố đó.
- Tổng hợp các mối quan hệ bằng cách xác định các trọng số quan hệ giữa các
nhân tố đó và tính tốn tác dụng cộng dồn của các tiêu chuẩn riêng lẽ lên vấn đề chính.
Một mơ hình AHP tiêu biểu như sau :
Mục tiêu

Các tiêu chuẩn

Các phương án

Hình 2.3 Mơ hình AHP 3 mức (Analytic Hierarchy Process).
Năm nhân tố nền tảng của AHP như sau :
a. Cấu trúc thứ bậc.
Để phân tích độ phức tạp của vấn đề, các nhân tố quyết định được tổ chức thành
loại cấu trúc thứ bậc. Mục tiêu đầu tiên của vấn đề nằm ở mức cao nhất của cấu trúc, tiếp
đó là “tập hợp các thuộc tính” được tổ chức thành nhiều mức thứ bậc khác nhau. Một tập
hợp thuộc tính ở mức 2 bao gồm tất cả các mục tiêu thứ 2 cùng nhau đóng góp thực hiện
mục tiêu đầu tiên. Những mục tiêu thứ hai này chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi các thuộc
tính nằm ở một mức thấp hơn, … mà nó chịu ảnh hưởng bởi bản chất vấn đề. Theo cách
đó một tập hợp được định vị hoặc ở dưới một thuộc tính khác mà thuộc tính đó ở mức
cao hơn hoặc ở dưới mục tiêu đầu tiên của vấn đề.
Những thuộc tính mà khơng có thuộc tính nào khác nằm bên dưới nó ở trong cấu
trúc thứ bậc là “thuộc tính lá”. Nhìn chung cấu trúc thứ bậc diễn tã mối tương quan giữa
các nhân tố quyết định khác nhau. Tại mức thấp nhất của cấu trúc thứ bậc là một tập hợp
các phương án khả thi sẽ được đánh giá. Các phương án phải phải liên hệ một cách tiềm
ẩn với các thuộc tính lá thơng qua sự đánh giá của chúng.
b. So sánh cặp.


Trang 18

Mỗi một mối tương quan giữa các thuộc tính thì được phác thảo trong cấu trúc thứ
bậc, trọng số quan hệ của các thuộc tính được xác định bằng cách so sánh từng cặp, tiến
hành một cách riêng biệt cho mỗi tập hợp trong cấu trúc thứ bậc. Kết quả cho mỗi tập
hợp được ghi lại trong những “ma trận quyết định” riêng biệt. Khi so sánh hai thuộc tính
những điều sau đây cần phải xác định:
- (1) thuộc tính nào thì quan trọng hơn hoặc có ảnh hưởng lớn hơn đến thuộc
tính ở một mức cao hơn trong cấu trúc thứ bậc.
- (2) Xác định mức độ quan trọng (yếu, mạnh, rất mạnh), mức độ diển tã bằng
lời phải được chuyển thành số liệu (chuyển từ đánh giá định tính thành định lượng) dựa
theo thang tỉ lệ cho sẵn (Saaty 1980). Phải chú ý rằng phương pháp so sánh cặp có lẽ là
điểm chủ yếu của tồn bộ triết lý AHP, nó cho phép người sử dụng đánh giá một cách có
hệ thống mức độ tương quan giữa các nhân tố quyết định.
Các bước sau đây thể hiện quá trình so sánh từng cặp:
- Để được ma trận chuẩn hóa (normalized matrix): Việc tổng hợp ma trận so
sánh cặp được thực hiện bằng cách chia mỗi phần tử trong từng cột của ma trận với giá trị
tổng tương ứng. Điều này sẽ cung cấp sự so sánh có ý nghĩa giữa các yếu tố trong sơ đồ
thứ bậc.
- Để tính được vector độ ưu tiên (priority vector) : ta lấy trung bình theo dịng,
tức là giá trị của mỗi hàng trong ma trận chuẩn hóa mới được tính ở bước trên sẽ được
lấy tổng và chia cho số cột (số hàng) thể hiện các yếu tố so sánh.
- Để tính được vector tổng hợp trọng số (composited sum vector) : Ta tính tồn
bộ trọng số của các cấp khác nhau có liên quan của sơ đồ thứ bậc để phục vụ cho xếp
hạng các phương án ra quyết định nhằm đạt được mục tiêu của bài toán. Quá trình lặp lại
thủ tục tính tốn này sẽ đưa ra trọng số của các yếu tố có liên quan tại cấp thấp nhất của
sơ đồ thứ bậc đến cấp cao nhất là cấp mục tiêu.
c. Tính tốn trọng số quan hệ (RW).
Một điểm trọng tâm của lý thuyết Saaty là vectơ riêng của ma trận quyết định hình
thành trong giai đoạn trước (kết quả của quá trình so sánh cặp) là vectơ ưu tiên của các
thuộc tính so sánh mà đại diện là trọng số quan hệ có quan tâm đến các thuộc tính nằm ở

mức cao hơn trong cấu trúc thứ bậc.


Trang 19

Nền tảng của phương pháp AHP khá đơn giản, Saaty là người giới thiệu về các
phương pháp và kỹ thuật tính tốn của nó. Một vài phương pháp xấp xỉ để tính vectơ
riêng của ma trận quyết định trong đó phương pháp trung bình các cột chuẩn hố
(Analytic Normalized Column - ANC) được xem là phương pháp chính xác nhất.
d. Sự kết hợp của các trọng số quan hệ.
Mỗi trọng số quan hệ được tính cho mỗi tập hợp các thuộc tính tại mỗi mức nhất
định của cấu trúc thứ bậc, và vectơ ưu thế riêng tương ứng được tạo ra, điểm tổng thể cho
mỗi phương án biểu thị sự ưu thê của phương án nay so với phương án khác.
Sự kết hợp đạt được bằng cách nhân vectơ ưu tiên của mỗi thuộc tính với trọng số
quan hệ tương ứng ở trên chúng, bắt đầu ở mức thấp nhất kết thúc ở mức cao nhất của
cấu trúc thứ bâc.Vectơ mới khơng cịn là cục bộ nữa mà bao hàm toàn bộ cấu trúc thứ
bậc.Tổng điểm cho các thuộc tính lá trong cấu trúc thứ bậc là 1.00. Điểm tổng cộng cho
các phương án đạt được bằng cách nhân vectơ ưu tiên cục bộ của các phương án tương
ứng với thuộc tính lá với vectơ ưu tiên của thuộc tính là đó và tổng thành kết quả. Điểm
số này tạo điều kiện để thực hiện một phép so sánh giữa các phương án trên nền tảng
trọng số, đại diện cho toàn bộ các nhân tố quyết định trong cấu trúc thứ bậc.
e. Tỷ số nhất quán (Consistency Ratio - CR).
Yếu tố thứ 5 của AHP là tính chỉ số nhất qn (CR), một cơng cụ để kiểm sốt
tính nhất quán trong so sánh cặp. Từ đó một trong những thuận lợi của AHP là khả năng
của nó cho phép những dự đốn chủ quan, và trực giác đóng một vai trò quan trọng trong
việc lựa chọn phương án tốt nhất, tính nhất qn tuyệt đối trong q trình so sánh cặp thì
khơng thể xảy ra. Tỉ số CR giới thiệu bởi Saaty và tình tốn sử dụng cơng thức do ơng
đưa ra, tạo điều kiện để kiểm sốt quy mô của mâu thuẩn tới mức mong muốn tối đa cho
mỗi ma trận quyết định và cho toàn bộ cấu trúc thứ bậc.
Saaty (1995) đã định nghĩa sự nhất quán như sau: “Những cường độ giữa những ý

tưởng hay đối tượng có liên quan nhau dựa trên một tiêu chuẩn cụ thể để hiệu chỉnh lẫn
nhau trong cùng một phương pháp so sánh hợp lý”.
Sự nhất quán có hai ý nghĩa:
- Các ý tưởng hay sự vật được gộp thành một nhóm theo sự đồng nhất và có liên
quan đến nhau. Ví dụ như trái nho và hịn bi có chung đặc điểm là hình trịn được xem là
tiêu chuẩn liên quan nhưng ta không thể so sánh chúng theo tiêu chuẩn mùi vị.


Trang 20

- Cường độ của sự liên quan của các ý tưởng hay sự vật theo một tiêu chuẩn nào
đó phải tuân theo một thứ tự logic. Ví dụ sự nhất quán tuyệt đối là nếu x quan trọng hơn
y bởi một nhân tố là 2, y quan trọng hơn z bởi một nhân tố là 3 thì x phải quan trọng hơn
z bởi nhân tố đó là 6.
Trong vấn đề RQĐ cần biết độ nhất quán của những nhận định đó ta ngần ngại
khơng muốn RQĐ với các nhận định ngẫu nhiên, ngược lại cũng rất khó để đạt sự nhất
quán tuyệt đối trong thực tế. Do bản chất nhận thức, khi có một kinh nghiệm mới thì các
chun gia người RQĐ luôn làm thay đổi trật tự trong sự ưa thích của mình. Do đó, một
khi các so sánh cặp vẫn còn sự gắn kết giữa thực tế và kinh nghiệm, khơng cần thiết phải
có sự nhất qn hoàn toàn.
Trong thực tế, người ra quyết định chỉ ước lượng duy nhất giá trị đúng của các
phần tử trong ma trận so sánh cặp bằng cách gán cho nó một giá trị từ thang đo 9 mức so
sánh (theo bảng bên dưới). Bởi vậy, xấp xỉ giá trị các phần tử của ma trận so sánh cặp, có
thể diễn tả theo mối quan hệ sau:
a ij =

wi
+ eij
wj

(2.1)

Trong đó: eij là sai số diễn tả tính khơng nhất qn khi ra quyết định so sánh nhân
tố i và j.
Theo Saaty (1994), điều này sẽ dẫn đến việc xác định một chỉ số nhất quán CI
được dùng để đánh giá chất lượng của ma trận so sánh cặp:
CI =

λ max − n
n −1

(2.2)

Trong đó λmax là giá trị đặc trưng cực đại (Eigen value max) và n là kích thước của
ma trận so sánh cặp.
Sự sai khác thể hiện qua hiệu (λmax - n) có thể được sử dụng để đo lường sự khơng
nhất qn. Sự nhất qn hồn tồn xảy ra khi λmax – n = 0, tuy nhiên trong nhiều trường
hợp λmax ≥ n. Giá trị CI càng gần 0 thì những ý kiến đánh giá của người ra quyết định
càng nhất quán. Để tính λmax, trước hết ta tính ma trận tổng có trọng số (Weighted Sum
Matrix) bằng cách nhân trọng số trong ma trận so sánh cặp với từng vector độ ưu tiên.
Giá trị λmax được tính tốn bằng cách chia tât cả các giá trị của các phần tử trong ma trận


Trang 21

tổng có trọng số cho từng phần tử tương ứng của vector độ ưu tiên và sau đó lấy trung
bình các giá trị.
Để làm rõ thêm sự đo lường tính khơng nhất qn này, chỉ số nhất qn CI vừa
tính ở bước trên có thể thay đổi bằng thuật ngữ tỷ số nhất quán CR (Consistency Ratio)
hay tỷ số không nhất quán IR (Inconsistency Ratio). Thông qua mô phỏng một số lượng

rất lớn sự so sánh cặp được phát ra một cách ngẫu nhiên cho các kích cỡ ma trận khác
nhau, Saaty đã đưa ra công thức sau: CR=

CI
RI

(2.3)

Trong đó: n là kích thước của ma trận và RI là chỉ số ngẫu nhiên (Random Index nhất quán trung bình) được xác định từ bảng cho sẵn sau:
Bảng 2.1 Chỉ số ngẫu nhiên RI
n

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

RI

0.0

0.0

0.58

0.90

1.12

1.24

1.32

1.41

1.45

1.49

1.51

1.54

13

14

15

1.56 1.57 1.58

Dyer (1990) đã nhận xét rằng theo phương pháp AHP, người RQĐ không nên
mong đợi một sự nhất quán hoàn hảo nhưng một số phần trăm nhỏ nào đó của tính khơng
nhất qn hay là sự diễn tả sự ưa thích cá nhân thì có thể chấp nhận được.
Như vậy, phương pháp AHP đo được sự nhất quán thông qua tỷ số nhất quán CR
(Consistency Ratio). Dựa trên những nghiên cứu kinh nghiệm, Saaty nhận định rằng giá
trị chấp nhận được của CR phải nhỏ hơn hoặc bằng 0.1; nếu điều kiện này không thoả
mãn thì chúng ta phải xem xét sửa đổi lại các so sánh cặp đó. Điều này phải được nhấn
mạnh tuy nhiên giá trị chấp nhận của CR không đảm bảo một kết lựa chọn tốt cuối cùng,
nhưng nó bảo đảm khơng có sự mâu thuẩn q mức trong các so sánh đã làm và quyết
định đưa ra là hợp lôgic chứ không phải là kết quả của sự ưu tiên ngẫu nhiên nào (Saaty
và Vargas, 2001).
2. Các tiên đề của phương pháp AHP.
Việc thiết kế mơ hình của phương pháp AHP phải đáp ứng được mục tiêu của việc
xây dựng mơ hình là cho phép các chun gia quản lý dự án cũng như doanh nghiệp xây
dựng lựa chọn được các loại thiết bị và phương án bố trí thiết bị có hiệu quả kinh tế và
các yêu cầu khác một cách tốt nhất trong số các loại thiết bị thi công và phương án thi
công được đưa ra thảo luận nghiên cứu. Các yếu tố của các vấn đề trong nền công nghiệp
xây dựng là vô số và mối liên hệ của chúng là vô cùng phức tạp. Theo Saaty(1980), trong

Trang 22

bất kỳ mơ hình nào xây dựng bởi mơ hình AHP, người xây dựng và sử dụng mơ hình cần
phải nhận dạng được mục tiêu nghiên cứu và các vấn đề đang phải đối mặt để đạt được
mục tiêu đó. Holden (1989) đã đề nghị bốn giả thiết sau, được phát biểu thành những tiên
đề (Axióm), giúp cho phương pháp AHP có giá trị trong việc thiết kế mơ hình ứng dụng.
- Tiên đề 1: Đối với 2 phương án i và j thuộc tập các phương án A cho trước,
người ra quyết định phải đưa ra giá trị một sự so sánh cặp, gọi là aij trong số các phương
án đối với một tiêu chuẩn c trong tập hợp các tiêu chuẩn dựa trên một thang đo tỉ lệ thuận
nghịch (recipprocal ratio scale); nghĩa là : aij =

1
, với mọi i, j thuộc tập A.
a ji

- Tiên đề 2: Khi so sánh bất kỳ 2 phương án i và j thuộc tập các phương án A
cho trước, người ra quyết định không bao giờ được đánh giá phương án này quan trọng
(hay kém quan trọng) vô hạn so với phương án kia đối với một tiêu chuẩn c, điều đó có
nghĩa là aij ≠ ∞, với mọi i, j thuộc tập A.
- Tiên đề 3: Vấn đề cần quyết định có thể phân tích thành một cấu trúc thứ bậc
(hierarchy).
- Tiên đề 4: Tất cả các phương án cho trước và các tiêu chuẩn có tác động ảnh
hưởng hay liên quan đến vấn đề cần ra quyết định đều phải được thể hiện trong sơ đồ thứ
bậc. Điều này có nghĩa là sự hiểu biết của nhóm người ra quyết định cần phải được thể
hiện một cách tiêu biểu (hay loại trừ bớt) các tiêu chuẩn hay các phương án trong sơ đồ
thứ bậc.
Những tiên đề này được sử dụng để mô tả những nguyên tắc căn bản nhất của
phương pháp định lượng AHP; đó là việc tính tốn và giải quyết vấn đề cần ra quyết định
thơng qua một cấu trúc thứ bậc (tiên đề 3 và 4) và việc suy luận ra ý kiến đánh giá theo
một hình thức so sánh từng cặp (tiên đề 1 và 2).

3. Hạn chế của AHP.
Sự giới thiệu về AHP và tăng những nghiên cứu sâu hơn về vấn đề này đã nãy
sinh ra một số chỉ trích. Những vấn đề chính là :
- (1) có khả năng xảy ra hiện tượng “đảo ngược xếp hạng” tức là phương án tốt
nhất sẽ không được chọn sau khi một phương án nào đó bị loại bỏ khỏi tập hợp các
phương án.


Trang 23

- (2) lợi dụng tính khơng nhất qn do hạn chế trong so sánh cặp của tỉ lệ 1-9 sự
tương xứng mơ hồ giữa phát ngôn và những tỉ lệ theo số học.
- (3) sự khác nhau trong sự diễn tả bằng lời từ người này sang người khác củng
như sự phụ thuộc vào loại nhân tố có liên quan trong quá trình so sánh.
Saaty (1980) đã phản ứng lại những chỉ trích bằng cánh chỉ ra rằng các nguyên tắc
của AHP và tỉ lệ đưa ra có nền tảng lý thuyết vững chắc và củng như đã chứng minh
trong thực tế. Saaty và Vargas (1991) đã chứng minh hiện tượng “đảo ngược xếp hạng”
là hồn tồn bình thường, còn trong một số trường hợp khác dùng cách đo tuyệt đối giữa
các phương án thay cho cách đo tương đối để tránh hiện tượng trên. Belton và Goodwin
(1996) đáp lại những chỉ trích bằng kết luận rằng nếu đảm bảo cho người sử dụng hiểu
một cách đầy đủ các câu hỏi trong quá trình so sánh cặp sẽ đảm bảo sử dụng thích hợp
AHP.
II.9. Trình tự thực hiện Phương pháp AHP.
Hình sau giới thiệu tóm tắt các bước tiến hành phương pháp AHP bao gồm các
bước sau :
1. Định nghĩa vấn đề và xác định lời giải yêu cầu của bài toán.
2. Tạo cấu trúc thứ bậc từ quan điểm quản lý chung, từ cấp cao nhất cho tới cấp
mà tại đó có thể can thiệp để giải quyết vấn đề.
3. Thiết lập ma trận so sánh cặp của các nhân tố quyết định. Một nữa của ma trận
so sánh là số nghịch đảo của nữa kia. Yếu tố bên tay trái sẽ được lấy làm chuẩn và so

sánh với các yếu tố ở hàng trên cùng của ma trận.
4. Thu thập ý kiến đánh giá để hoàn tất ma trận so sánh cặp ở bước 3.
5. Tính độ ưu tiên của từng yếu tố và thử tính nhất quán.
Thực hiện các bước 3, 4, 5 cho tất cả các cấp và các nhóm trong sơ đồ cấu trúc thứ
bậc ban đầu.
6. Tính tốn tổng hợp các trọng số của vectơ độ ưu tiên của các tiêu chuẩn, tính
tổng của tất cả các trọng số tương ứng với cấp thấp hơn và tiếp tục như vậy. Kết quả là
trọng số ưu tiên cho cấp thấp nhất của sơ đồ thứ bậc.
7. Tính độ nhất qn cho tồn bộ sơ đồ bằng cách nhân hệ số nhất quán cho mỗi
tiêu chuẩn tương ứng và cộng lại. Chia kết quả cho hệ số nhất quán tương ứng của ma


Trang 24

trận ngẫu nhiên có cùng kích thước. Tỷ số nhất quán phải nhơ hơn hoặc bằng 10% nếu
lơn hơn cần thực hiện lại các bước trên kể cả việc lập lại cấu trúc thứ bậc ban đầu.
Định nghĩa vấn đề và xác định lời
giải yêu cầu.
Tạo cấu trúc thứ bậc từ quan điểm
quản lý chung.
Thiết lập ma trận so sánh cặp của
các nhân tố quyết định.
Tính tốn độ ưu tiên của từng yếu
tố.
Kiểm tra tính nhất quán của từng
yếu tố.
Tổng hợp trọng số của vectơ ưu
tiên của các tiêu chuẩn.

Độ nhất quán cho

toàn bộ cấu trúc
thứ bậc CR

> 0.10

<= 0.10

Kết luận chọn phương án khả thi

Hình 2.4 Các bước thực hiện phương pháp AHP
II.10. Các yếu tố chính của q trình lựa chọn thiết bị thi cơng
Sau khi khảo sát và lập cấu trúc thứ bậc cho quá trình lựa chọn thiết bị thi cơng thì
các yếu tố chính cần xem xét trong quá trình nghiên cứu được thể hiện quan cấu trúc thứ
bậc của mơ hình lựa chọn như sau :