MÔ HÌNH MÔ PH NG NG D NG TRONG QU N LÝ D ÁN XÂY
D NG
PGS. Lê Ki u
Ch nhi m B môn Công ngh &T chc xây d ng, Tr ng Đ i ườ h c Ki n trúc Hà N i ế
Th.S Nguy n Duy Long
Nghiên c u sinh Tr ng Đ i h c Thành ph H ng C ng, H ng Kông ườ ươ
Th.S L u Tr ng Vănư ườ
Gi ng viên Khoa K Thu t Xây D ng, Tr ng Đ i H c Bách Khoa TP.HCM ườ
1. KHÁI NI M
Vi c s d ng mô hình mô ph ng đ n m b t các đ ng thái trong quá trình th c hi n d án là ý
t ng c a nh ng ng i nghiên c u v t ch c s n xu t xây d ng. hình toán h c d iưở ườ ướ
d ng các đ gi i g i tích ( stock) dòng ( flow ) s xâm nh p nh th nào vào qu n d ư ế
án? th xây d ng đ c nh ng hình ph ng đ m ra ph ng th c h u hi u cho ư ươ
qu n d án không? D i đây, các tác gi trình bày nh ng ý t ng c a mình, mong đ c ướ ưở ượ
tham kh o r ng rãi s tham góp c a đ c gi .
Các d án xây d ng (DAXD) th ng r t ph c t p nhi u r i ro. M t DAXD m t h ườ
th ng đ ng [1] : (i) r t ph c t p, nhi u y u t ph thu c l n nhau, (ii) không ng ng bi n đ i, ế ế
(iii) nhi u quá trình ph n h i, (iv) nhi u quan h phi tuy n, (v) g m nhi u d li u “c ng” ế
“m m” [15]. th , vi c qu n d án (QLDA) xây d ng ch a đ ng nhi u th thách. ế
Thêm vào đó, các công c QLDA truy n th ng nhi u thi u sót, nh t trong môi tr ng ra ế ườ
quy t đ nh mang tính chi n l c. ế ế ượ
M c đích chính c a bài báo này trình bày m t hình ph ng đ ng đóng vai trò nh ư
m t công c đ y h a h n cho các nhà th u “thí nghi mnh ng tác đ ng “tiên li u” nh ng
k t qu c a các chi n l c và chính sách c a h tr c khi các chính sách này có hi u l c.ế ế ư ướ
hình này đ c đem ng d ng vào m t d án c th đang thi công đ n m b t nh ng đ ng tháiượ
c a nó.
2. NH NG NG D NG C A “Đ NG THÁI H TH NG” TRONG QLDA
“Đ ng thái h th ng” (ĐTHT - System Dynamics) đã đ c Jay Forester phát minh vào cu i ượ
th p k 50 c a th k XX. Sterman (1992) [15] đã kh ng đ nh r ng ĐTHT đã ch ng t là công ế
c phân tích hi u qu trong vô vàn tình hu ng c trong h c thu t ng d ng và ngày nay
đ c s d ng b i nhi u công ty bao g m c các công ty trong “Top 500” c a t p chíượ
Fortune. Trong QLDA nói chung, s h n ch c a các công c qu n truy n th ng đã khuy n ế ế
khích nhi u h c gi chuyên gia tìm ki m nh ng công c b sung. T đó, ĐTHT đ c xem ế ượ
là m t ph ng án đ y h a h n. ĐTHT là m t “quan đi m” m t t p h p các công c th ươ
giúp chúng ta hi u nh ng c u trúc đ ng thái c a các h th ng ph c t p [16]. hình
ĐTHT có th k t h p các y u t khác nhau t k thu t, t ch c đ n con ng i và môi tr ng. ế ế ế ườ ườ
Rodrigues Bowers (1996) [14] đ a ra các nhân t nh m khuy n khích nh ng ng d ng c aư ế
ĐTHT vào QLDA là: (i) quan tâm đ n t ng th DA h n t p h p các y u t riêng bi t, (ii)ế ơ ế
nhu c u xem xét nh ng khía c nh phi tuy n tiêu bi u các vòng (loop) ph n h i “cân ế
b ng” (balancing) và “c ng c ” (reinforcing), (iii) nhu c u có m t mô hình d án linh ho t nh ư
m t “phòng thí nghi m” cho các l a ch n/quy t đ nh qu n lý,(iv) th t b i c a các công c ế
phân tích truy n th ng trong vi c gi i quy t các v n đ qu n mong mu n th nghi m ế
nh ng đi u m i m h n. ơ
1
K t khi đ c phát minh, ĐTHT đã đang ng d ng trong vi c qu n các d án ượ
ph c t p. H u h t nh ng ng d ng này b gi i h n trong các DA nghiên c u phát tri n (R&D) ế
[13]và phát tri n ph n m m[2], Cooper (1980) đã xây d ng ng d ng m t hình
ph ng đ gi i quy t tranh ch p gi a nhà th u ch đ u t (H i Quân Hoa Kỳ) tr giá 500 ế ư
tri u USD. Trong qu n xây d ng, hình hóa ĐTHT c a các d án đã đ c nghiên c u ượ
đáng k . Chang (1990) [3] đã phát tri n m t hình DAXD d a trên hình d án R&D c a
Richardson Pugh (1981) [12]. hình ĐTHT cũng đ c áp d ng trong qu n thi t kượ ế ế
[11], s c n tr làm ch m tr công trình [8], d án BOT [4] qu n d phòng [7].
ch ng m c nào đó, nh ng nghiên c u này đã gi i quy t nhi u đ ng thái c a các d án ph c ế
t p. Tuy nhiên, nh ng đ c tính đ ng khác c a d án c n đ c nghiên c u đ y đ h n. ượ ơ
3. PH NG PHÁP LU NƯƠ
Ph ng pháp lu n ĐTHT đ c áp d ng trong nghiên c u này. hình hóa ĐTHT m tươ ượ
b ph n c a quá trình nh n th c m t ti n trình liên t c trong vi c hình thành gi thi t, ế ế
ki m tra, và hi u ch nh c hình “nh n th c” (mental model) và mô hình toán [16]. Quá trình
hình hóa th ng năm b c. Nghiên c u này ch n quá trình hình hóa đ c đ nghườ ướ ượ
b i Sterman (2000) [16] g m nh ng công tác sau: (i) xác đ nh v n đ c n gi i quy t, (ii) hình ế
thành gi thi t đ ng hay thuy t v nguyên nhân c a v n đ , (iii) xây d ng hình ế ế
ph ng đ ki m tra gi thi t, (iv) th nghi m hình cho đ n khi mô hình phù h p v i m c ế ế
đích đ t ra, (v) thi t k th m đ nh các chính sách đ c i ti n kh năng th c hi n. Ph n ế ế ế
m m Vensim PLE đ c ch n cho các công tác ph ng nh xây d ng các bi u đ ph nượ ư
h i, đ gi i “tích” “dòng”, mô hình chi ti t, th nghi m mô hình, quá trình ph ng, ế
phân tích chính sách. Chi ti t c a ph ng pháp lu n ĐTHT th tham kh o nhi u côngế ươ
trình khác [ 12] [16]. Bài báo này ch trình bày v n t t vi c xây d ng hình (model
formulation), th nghi m hi u ch nh (validation) và ng d ng mô hình (calibration).
4. CÁC C C U PH N H I CHÍNH (KEY FEEDBACK STRUCTURES)Ơ
M t vài nghiên c u tr c đây đã k t h p nh ng y u t đ ng vào trong các hình cho ướ ế ế
t ng d án c th . d , Richardson and Pugh (1981) [12] cho d án R&D, Cooper Mullen
(1993) [5] cho d án phát tri n ph n m m, Ford (1995) [6] cho d án phát tri n s n ph m. T
nh ng công trình nghiên c u s n có, Ford (1995) [6] đã k t h p thành sáu c c u ph n h i ế ơ
chính. Nh ng c c u này không ph n ánh đ y đ nh ng đ c tính đ ng c a DAXD nh ng ơ
tài nguyên khác ngoài nhân l c, an toàn lao đ ng,… ch a đ c xem xét. D a trên nh ng ư ượ
hình s n th c ti n c a ngành y d ng, tám c u trúc ph n h i c a DAXD trong giai
đo n thi công đ c hình thành t nghiên c u này. Đó nh ng khung “khái ni m cho vi c ượ
nh n th c cách ng x (behavior) c a d án n n t ng cho vi c xây d ng hình.
Nh ng c c u ph n h i này th tham kh o chi ti t trong Long (2003) [9] Long ơ ế
Ogunlana (2003) [10].
5. D ÁN NGHIÊN C U
M c th suy r ng cho t t c các DAXD ph c t p nh ng mô hình đ c áp d ng cho ư ượ
m t d án c th đ d dàng xây d ng gi i h n nh, gi thi t,c đ nh thông s , th ế
nghi m hi u ch nh. D án đ c dùng đ nghiên c uhìnhD Án Đ ng H m H i Vân. ượ ườ
Gói th u 1A tr giá x p x 43 tri u USD th c hi n 3.857m phía B c đ ng h m đ c kh o sát ườ ượ
trong nghiên c u này. Vào th i đi m kh o sát (cu i năm 2002), d án đã đ c xây d ng 28 ượ
tháng trong ti n đ k ho ch 48 tháng.ế ế
Công tác thu th p d li u bao g m: tham kh o các tài li u v d án, quan sát hi n tr ng ườ
ph ng v n giám đ c d án. D li u thu th p (i) thông tin v d án, (ii) các v n đ n y
2
sinh (tình hình ngân sách ti n đ , công vi c c n th c hi n l i…), (iii) vi c thi công th c tế ế
(công vi c hoàn thành, ti n đ th c hi n, v t t , th i gian làm vi c…), (iv) nh ng chính ế ư
sách qu n lý ph bi n th c thi trong d án. Phó giám đ c d án đ c m i tham gia ph ng v n ế ượ
đ xác đ nh h n nh ng v n đ nhà th u th c s g p ph i đ n m b t các d li u ơ
khác (cách ng x c a công nhân, tác đ ng c a m t m i vào năng su t lao đ ng,...),không
th thu th p t các t li u có s n. ư
6. GI I H N C A MÔ HÌNH (MODEL BOUNDARY)
Mô hình đ c gi i h n trong giai đo n xây d ng và dùng cho nhà th u (B ng 1). Trong khiượ
nhi u giai đo n khác nhau nhi u t ng tác gi a các giai đo n, hình hóa giai đo n ươ
thi công c n thi t nhi u tài nguyên công s c đ c s d ng giai đo n này. Nh ng ế ượ
ti n đ đ xây d ng hình th xem chi ti t Long (2003) [9] Long Ogunlana ế
(2003) [10].
B ng 1. B ng gi i h n mô hình
Y u t “n i sinh”ế Y u t “ngo i sinh”ế Y u t không xét đ n ế ế
Qui mô d ánThay đ i qui mô công trìnhTh u ph
ng vi c ph i làm l i Th i gian hoàn thànhGiai đo n tr c và sau thi công ướ
Ch t l ng công vi c ượ Các ràng bu c v tài nguyên Thay đ i công ngh
Nhân l c Phân b tài nguyênS ph i h p gi a các bên
Máy móc thi t bế V t t d tr ư Nh ng đi u ki n ngoài d đoán
V t t ư S h u máy móc thi t b ế
Phân ph i tài nguyên
Kh năng th c hi n
Các m c tiêu c a d án
7. C U TRÚC MÔ HÌNH (MODEL STRUCTURE)
Hình 1. Các h th ng con và thành t c a mô hình
3
Hình Mô Ph ng
Đ ng
(DSM)
Qui mô
Thay đổi qui mô
Qui
Nhân lc
Thiết b chính
Thiết b h tr
Vt tư
Tay ngh công
nhân
Tài Nguyên
N ng suă t lao
động
N ng suă t thiết
b
Kinh nghim
An toàn lao động
Cht lượng
c/vic
Kh năng Th c Hi n
Tiến độ t/hin
C/vic làm li
Ti n Đ và C/vi c Làm L iế
Chi phí vt
tư
Chi phí nhân
công
Phân Chia Chi P
Kim soát tiến
độ
Kim soát chi
phí
Ki m Soát M c Tiêu
Mô hình bao g m r t nhi u bi n và ph ng trình và đ c chia làm sáu h th ng con (HTC ế ươ ượ
–subsystems) (Hình 1). Sáu HTC là qui mô (scope), ti n đ th c hi n và công vi c ph i làm l iế
(progress and rework), tài nguyên (resources), kh năng th c hi n (performance), chi phí (cost
breakdown) ki m soát m c tiêu (objectives control). Cũng v y, m i HTC th đ c phân ượ
thành các thành t (sectors). Nh ng HTC và thành t này đ c liên h v i nhau b ng các thông ượ
s chung (shared parameters). Ti n đ th c hi n công vi c ph i làm l i th nhóm thành ế
m t HTC chúng m t m i liên h đ c bi t. Khi ti n hành các công vi c c a d án, công ế
vi c c n ph i làm l i (rework) nguy c xu t hi n. Tài nguyên bao g m nhân l c, máy móc ơ
thi t b , và v t t . HTC tài nguyên th hi n s phân ph i kh i l ng c a chúng theo th i gian.ế ư ư
Năng su t lao đ ng, năng su t thi t b , kinh nghi m thi công, an toàn lao đ ng, ch t l ng ế ượ
công vi c, th i gian làm vi c, giám sát công tr ng đ c x p vào m t HTC g i “kh ườ ượ ế
năng th c hi n”. Chi phí cho d án th phân ra thành chi phí v t t , nhân công máy móc ư
thi t b . M t DA ràng nhi u m c tiêu. Tuy nhiên, các nhà th u các bên trong DAế
th ng chú ý đ n th i gian, ch t l ng và chi phí. th , hình đã xem xét nh ng m c tiêuườ ế ượ ế
này và k t h p thành h th ng con đ c đ t tên là ki m soát m c tiêu.ế ượ
t chi ti t v c s đ hình thành c u trúc hình, các quan h , thông s , bi n các ế ơ ế
HTC c a hình này th tham kh o trong Long (2003) [9] Long Ogunlana (2003)
[10]. D i đây là hình minh h a m t vài HTC và thành t đ c trích ra t mô hình này.ướ ượ
Coâng vieäc
coøn laïi
Coâng vieäc
ñaõ hoaøn thaønh
Caùc coâng vieäc laøm
Tyû leä thöïc hieän
Coâng vieäc
laøm laïi ñaõ bieát
Tyû leä tìm ra caùc coâng vieäc
laøm laïi
Thôøi gian ñeå tìm ra caùc sai soùt, khieám khuyeát
<
Tyû leä thöïc hieän cuûa lao ñoäng
>
<
Tyû leä thöïc hieän cuûa caùc thieát bò chính>
Xaùc suaát cuûa caùc coâng vieäc laøm laïi ñaõ khaùm phaù
<
Phaàn hoaøn thaønh nhaän
bieát ñöôïc
>
<Chaát ôïng thöïc teá>
<
Tyû leä thay ñoåi cuûa quy moâ
>
<
Quy moâ ban ñaàu cuûa döï aùn
>
H×nh 2 : H thng con tin ® thc hi nƯ Ư
4
Aûnh höôûng ñeán thaùng coâng vieäc
Aûnh höôûng ñeán coâng vieäc laøm laïi
THÔØI HAÏN
CHOÙT CA
DÖÏ N
Thay ñoåi thôøi haïn choùt
Chuyeån giao aûnh höôûng ñeán tieán ñoä
Haïn choùt ban ñaàu
<
Phaàn thay ñoåi trung bình
>
Aùp ïc cuûa tieán ñoä
Aûnh höôûng ñeán söï laõng phí
Thôøi gian yeâu caàu phuï thuoäc vaøo
<
Coâng vieäc coøn laïi
>
<
Tyû leä tieán trình
kyø voïng
>
Ngaøy hoaøn thaønh ñaõ döï kieán
<
Thôøi gian
>
Aûnh höôûng ñeán tai naïn
Aûnh höôûng ñeán naêng suaát lao ñoäng
Aûnh höôûng ñeán naêng suaát thieát bò
H×nh 3 . Thµnh t kiĨm so¸t tin ®
Nhaân ïc ñaõ yeâu caàu
Nhaân ïc ñaõ chæ ra
Lao ñoäng
phoåthoâng
CNKT
d
Nhoùm QLDA
Thay ñoåi LÑPT
Söï thay ñoåi CNKT
Thay ñoåi trong quaûn lyù
Tyû leä thay ñoåi lao ñoäng LÑPT
Tyû leä thay ñoåi CNKT
Tyû leä thay ñoåi cuûa quaûn lyù
Tyû leä ñaøo taïo taïi coâng tröôøng
Tyû phaànLÑPT/CNKT
Tyû phaàn quaûn lyù thoâng thöôøng
Thôøi gian ñieàu chænh LÑPT
Thôøi gian hieäu chænh CNKT
Hieäu chænh cuûa quaûn lyù
Tyû phaàn thay ñoåi LÑPT bình thöôøng
Tyû phaàn thay ñoåi coâng nhaân kyõ thuaät (CNKT)
bình thöôøng
Thôøi gian hoïc
Tyû phaàn cuûa quaûn lyù
Nhaân ïc toái ña bôûi raøng buoäc khoâng gian
< Loå hoång chaát ôïng aûnh höôûng quaûn lyù>
Tyû phaàn LÑPT/CNKT bình
thöôøng
<Loå hoång chaát ôïng aûnh höôûng
ñeán LÑPT/CNKT
<Thöïc traïng ban ñaàu aûnh
höôûng ñeán lao ñoäng yeâu caàu
<nh höôûng söï
meät moûi ñeán thay
ñoåi coâng nhaân>
Tyû phaàn ñaøo taïo
Tyû phaàn thay ñoåi
quaûn lyù thoâng
thöôøng
Coâng nhaân ñaõ yeâu caàu
<Tyû phaàn cuûa quaûn lyù>
Lao ñoäng phoå thoâng (LÑPT) ban ñaàu
CNKT ban ñaàu
Quaûn lyù ban ñaàu
<”Tíchaûnh höôûng ñeán nguoàn nhaân ïc ñaõ yeâu caàu
<Nhaân ïc>
<Löïc ôïng lao ñoäng>
<NSLÑ kyø voïng>
<Quy moâ hieän taïi cuûa döï aùn>
<
Han choùt cuûa döï aùn>
Möùc nguoàn nhaân ïc
<Thôøi gian coøn laïi>
<Caùc coâng vieäc ñaõ hoaøn thaønh>
Hình 4. Thành t nhân l c thi công
M i quan h gi a các bi n tham s đ c th hi n d i d ng các ph ng trình toán theo ế ượ ướ ươ
ngôn ng c a ph n m m ph ng. d , m t s ph ng trình tiêu bi u c a HTC ti n đ ươ ế
th c hi n (Hình 2) đ c bi u di n trong môi tr ng Vensim ượ ườ PLE nh sau:ư
Work remaining = INTEG (-progress rate + rework discovery rate + scope change rate, initial project
scope)
Work accomplished = INTEG (progress rate - rework discovery rate, 0) (tasks)
Undiscovered rework = INTEG (progress rate*(1-quality of practice)-rework discovery rate, 0) (tasks)
Known rework = INTEG (rework discovery rate, 0) (tasks)
progress rate = MIN (labor progress rate, major equip progress rate) (tasks/month)
rework discovery rate = (Undiscovered rework/time to discover defects)*discovered rework probability
8. NG X C A MÔ HÌNH (MODEL BEHAVIOR)
M t đ c đi m quan tr ng c a ĐTHT là chú ý đ n ng x (behavior) c a các bi n theo ế ế
th i gian. S nh n th c tr c quan v nh ng tác đ ng c a k t c u mô hình lên các ng x đáng ế
chú ý h n nh ng giá tr chính xác c a thông s và k t qu mô ph ng [6]. Chu i các k t quơ ế ế
ph ng theo th i gian giúp hi u các ng x c a hình. S li u đ u vào đ c l y t gói ượ
5