Tải bản đầy đủ

Tự động hóa tiến độ trong giai đoạn hoàn thiện của dự án xây dựng dân dụng theo phương pháp kế hoạch nhìn trước (LAS)

Tự động hóa tiến độ trong giai đoạn hoàn thiện của dự
án xây dựng dân dụng theo phương pháp kế hoạch
nhìn trước (las)
A Method to Automate Look-ahead Schedule (las) for Finishing Phase of Civil
Contruction Project
Ngày nhận bài: 02/10/2014
Ngày sửa bài: 5/12/2014
Ngày chấp nhận đăng: 12/02/2015
Tóm tắt:
Tiến độ theo phương pháp kế hoạch nhìn trước (LAS) trong giai đoạn hoàn thiện của
dự án xây dựng cung cấp đầy đủ các thông tin giúp ngăn cản sự xung đột, đảm bảo cho
dự án đúng tiến độ và đúng chi phí. Tuy nhiên việc xây dựng tiến độ theo phương pháp
kế hoạch nhìn trước tốn nhiều thời gian và dễ có các sai xót, và khi có sự thay đổi về
nhân lực việc làm lại tiến độ có nhiều khó khăn. Một phần mềm ứng dụng được xây
dựng dựa trên mô hình LAS sẽ giải quyết được các vấn đề trên, ứng dụng được kiểm
nghiệm qua một dự án cụ thể để đánh giá khả năng ứng dụng và thực tế,đồng thời ứng
dụng cũng đóng góp thêm vào lĩnh vực tự động hóa tiến độ trong xây dựng, đặc biệt là
tiến độ theo kế hoạch nhìn trước, giúp người kỹ sữ lên tiến độ dễ dàng nhanh chống
và chính xác.
Từ khóa: Tiến độ nhìn trước,Tự động hóa, giai đoạn hoàn thiện, Tiến độ với dự án hạn
chế tài nguyên (RCPSP)

ABSTRACT
Look-ahead schedules (LAS) in the finishing phase of construction projects produced
with sufficient detail canhelp prevent conflict, ensure correct work sequence, time and
cost. Unfortunately, such LASs are rarely used in these projects because of the timeconsuming schedulegeneration process, the high probability of introducing errors into
the LASs . This paper proposes an automated LAS generation method addressing these
challenges. A software prototype developed based on the LAS method quickly in terms
of construction duration for a case study. The proposed method contributesto the field
of automated project scheduling, particularly automated look-ahead scheduling.
Keywords: Look-ahead schedules, Automation, Finishing phase, Resource-constrained
project scheduling
problem (RCPSP)
Phạm Hồng Luân
Bộ môn Thi công và Quản lý Xây dựng - Khoa Kỹ thuật Xây dựng - Trường đại học
Bách Khoa- Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí Minh
Email: phluan@yahoo.com, Tel: 0903 931 823
Huỳnh Thanh Trung
Học viên cao học ngành Quản lý Xây dựng - Khoa Kỹ thuật Xây dựng - Trường đại
học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh
Email: htt2848@gmail.com, Tel: 0973 000 176

Phạm Hồng Luân,
Huỳnh Thanh Trung
1. TỔNG QUAN :
Kế hoạch nhìn trước (Look- aheadscheduling) là môt công cụ trong Xây dựng
tinh gọn (Lean Construction), là một sự kết
hợp của nghiên cứu và phát triển cơ bản trong
thiết kế và thi công xây dựng phỏng theo các
nguyên lý và thực tiễn của sản xuất tinh gọn
vào quá trình thiết kế tiệm cận với thi công xây
dựng (rút ngắn quá trình từ thiết kế đến thi
công). Không giống như sản xuất công nghiệp,
xây dựng là quá trình sản xuất dựa trên dự án.
Xây dựng tinh gọn có liên quan với việc theo
đuổi toàn diện cải tiến đồng thời và liên tục
trong tất cả các chiều của môi trường xây dựng
và môi trường tự nhiên: thiết kế, xây dựng, bàn
giao đưa công trình vào sử dụng, bảo hành bảo
trì, cải tạo sửa chữa, và xây dựng lại. Cách tiếp
cận này sẽ cố gắng để quản lý và cải thiện quy
trình xây dựng với chi phí tối thiểu và giá trị tối
đa bằng cách xem xét nhu cầu của khách hàng.
Tiến độ theo phương pháp kế hoạch nhìn
trước là tiến độ dùng hướng dẫn kỹ sư thực
hiện công việc hàng ngày nơi công trường. Lên
tiến độ xây dựng trong trường hợp gắn liền với
phương pháp xây dựng và giới hạn tài nguyên
( Ballard,2000). (H1)
Một LAS tốt sẽ ngăn tránh xung đột đảm
bảo đúng trình tự công việc, ngăn cản khả
năng làm lại các công việc ( Ning Dong, 2012).
(H2)
Khi lên tiến độ theo kế hoạch nhìn trước
trong giai đoạn hoàn thiện, người kỹ sư xác
định tùy theo cụ thể tính hình thực tế ở công
trường để chọn ngày bắt đầu thi công D, xác
định loại phòng có thể tiến hành thi công,
xem xét ở các phòng đó các công tác nào có
đã sẵn sàng , với các công tác sẵn sàng đã có
đủ nhân lực chưa. Dựa và khối lượng công việc
tiến hành xác định thi công có thể thi công
công tác đó, công việc được lập lại với các loại
phòng tiếp theo. Các công việc trên được lập
lại với ngày D+1. Quá trình được hoàn tất khi
tát cả các công tác ở các phòng đã được hoàn

5.2015

79


Hình 2: Tiến độ theo phương pháp LAS (nguồn Ning Dong
2012).

Hình 1: Tiến độ theo phương pháp LAS (nguồn Nguyen Duy Long 2010).
Bảng 1: Dữ liệu đầu vào cho mô hình thông tin LAS

Ḍ lȉ u ê˿ u vào
Danh sách các zone trong d̤ án

Danh sách nhân công yêu c˿ u
cho d̤ án
Blocking constraints
Zone constraints

Chi ti̋ t
Các công tác c˿ n th̤ c hȉ n trong t̡ ng zone và các ràng
bu̘ c ķ thû t.
Nhân công yêu c˿ u cho t̡ ng công tác
Th̚ i gian th̤ c hȉ n t̡ ng công tác
S̔ phòng c̟ a t̡ ng zone
Phân lo˼ i nhân công
S̔ lˍ ̝ ng nhân công có s̆ n
Các công tác thu̘ c blocking constraints.
Các phòng thu̘ c blocking zone
Các công tác thu̘ c zone constraints.
Các phòng thu̘ c zone zone

thành. Để thực hiện quá trình trên, người kỹ sư
cần phải tốn rất nhiều thời gian và dễ sai xót.
Giả sử một mặt bằng có khoảng 20 phòng và
10 đội thi công khác nhau với mỗi phòng có
8 công tác thì quá trình trên sẽ được lập đi lập
lại khoảng 1600 lần thực hiện, mỗi lần thực
hiện với khối lượng công việc vật tư thiết bị liên
quan, Kết quả có thể sai xót và có nhiều xung
đột trong tiến độ theo kế hoạch nhìn trước.
Trong giai đoạn hoàn thiện, tùy thuộc vào
mặt bằng có thể có nhiều loại phòng khác
nhau ( phòng kỹ thuật, phòng ngủ,..), với các
công tác, nhân lực thi công ở các phòng có thể
khác nhau và giống nhau. Tuy nhiên trên một
mặt bằng thì các phòng vẫn có mỗi quan hệ
với nhau. Như khi tiến hành công tác lắp đặt
và kiểm tra hệ phòng phòng cháy chữa cháy,
công tác này phải được thực hiện cùng lúc ở các
phòng gần kề nhau và khi thực hiện công tác
này các công tác phải dừng lại. Và 1 mỗi quan
hệ khác nữa như khi thi công tô trát, sơn trâng
hành lang, công tác này yêu cầu phải lắp đặt
giàn giáo và nó làm cản trở giao thông giữa các

80

5.2015

phòng nên các phòng liên quan cũng dừng thi
công.
Với số lượng các công tác thực hiện trong
giai đoạn hoàn thiện lớn thì nguồn nhân lực
cũng đa dạng theo, 1 đội thi công có thể làm
các công tác khác nhau ở các phòng khác nhau
với công tác khác nhau. Vậy làm sao để có được
tiến độ LAS phù hợp nhất với số lượng nguồn
nhân lực của chính nhà thầu. Để thực hiện được
vấn đề này, người kỹ sư phải thực liện lập đi lập
lại rất nhiều lần lựa chọn các phòng các công
tác có thể tiến hành song song khác nhau. Quá
trình này rất tốn thời gian và kèm theo đó là
sai xót và xung đột giữa các công tác và đọi thi
công. Phương pháp LAS được trình bày dưới
đây giúp cho nhà thầu có thể tiến hành nhanh
chống và chính xác tiến độ theo LAS có thể giải
quyết được ba vấn đề nêu với sai xót thấp nhất
và không có sự xung đột nào.
2. CÁC KHÁI NIỆM :
- Look- ahead- scheduling: Tiến độ dùng
hướng dẫn kỹ sư thực hiện công việc hàng ngày
nơi công trường. Lên tiến độ xây dựng trong

trường hợp gắn liền với phương pháp xây dựng
và giới hạn tài nguyên ( Ballard,2000). Một LAS
tốt sẽ giúp kỹ sư thu nhận các phản hồi của
công việc vào cuối mỗi ngày làm việc để có các
điều chỉnh cập nhật các thông tin mới.
- Zone-constraints: Một loại ràng buộc kỹ
thuật với yêu cầu rằng cùng 1 loại công việc
được thực hiện đồng thời trên khu vực nào đó
(được thực hiện trên cùng một thời điểm tại
nhiều nhiều phòng khác nhau). Ví dụ như công
tác lắp đặt HVAC, để thực hiện công tác này đội
thi công cần tiến hành kiểm tra hệ thống HVAC
cùng 1 lúc tại nhiều nhiều liên tiếp nằm trong
khu vực được lắp đặt( NingDong, 2012).
- Blocking- constraints: Một dạng ràng buộc
kỹ thuật mà với ràng buộc này yêu cầu chỉ được
thực hiện công tác đó, những khu vực khác liên
quan không thể thực hiện các công việc bình
thường khác. Ví dụ như công tác tô trát trần
hành lang khi đó ở hành lang yêu cầu có lắp
đặt giàn dáo ở sàn, việc này cản trở các công tác
khác có thể tiến hành được.
-OSS constraints: Tập hợp các Zoneconstraints và Blocking- constraints trong cùng
1 mặt bằng thi công.
- Generic operation: là các công tác có chứa
dữ liệu về loại nhân công thực hiện và các vật
lư liên quan.
- Instances operation: công tác có thuộc tí
của Generic operation và còn chứa thêm các dữ
liệu về số lượng nhân công, khối lượng và loại
vật tư liên quan cùng với đó là thời gian và vị
trí thực hiện .
3. MÔ HÌNH KẾ HOẠCH NHÌN TRƯỚC (LAS)
CHO GIAI ĐOẠN HOÀN THIỆN CỦA DỰ ÁN XÂY
DỰNG DÂN DỤNG :
Với sự phức tạp của giai đoạn hoàn thiện
công trình, các nhà thầu có nguồn dữ liệu đầu
vào lớn. Vậy thông tin nào cần thiết, quan trọng
cần được sử dụng trong dự án, do đó cần phải
đưa ra một mô hình thông tin rõ ràng, chi tiết,
sự tương quan của các thông tin này là vô cùng
quan trọng. Khi đã có mô hình thông tin vậy
việc sử dụng mô hình này trong quá trình lập
tiến độ cũng như để đảm bảo các ràng buộc
kỹ thuật và sự giới hạn tài nguyên điều này cần
đến một quy trình lập tiến độ đảm bảo các công
việc chính xác và không bị xung đột lẫn nhau.
Việc xử lý thông tin và tiến hành lập tiến độ


Hình 3: Mối quan hệ tương quan giữa các giá trị đầu vào của mô hình thông tin này.

Trình tự lạp tiến độ cho các
công tác zone-constraints

Trình tự lạp tiến độ cho các
công tác blocing constraints

Trình tự lạp tiến độ cho các
công tác operation
instances

Tăng thời
gian

Hình 4: Trình tự thực hiện tự động hóa tiến độ theo LAS.

Hình 5: Trình tự thực hiện tiến độ cho các công tác là zone-constraints.

Hình 6: Trình tự thực hiện tiến độ cho các công tác là bocking-constraints.
LAS cho giai đoạn hoàn thiện là công việc tốn
nhiều thời gian và khả năng sai xót lớn do đó
cần có 1 công cụ hỗ trợ tự động tiến hành lập
tiến độ LAS ở giai đoạn hoàn thiện của dự án.

3.1 Mô hình thông tin ở giai đoạn hoàn
thiện của đự án xây dựng dân dụng theo LAS:
Mục đích của mô hình thông tin này là tạo
nguồn dữ liệu ban đầu ( input) thiết lập ra các

công tác với cấu trúc như là Instances operation
và liên kết các công tác đó với các ràng buộc
liên quan. Chức năng chính của LAS là khi nào
và như thế nào công việc đó được tiến hành mà
không có bất kỳ xung đột nào, theo đó các công
tác Instances operation với các ràng buộc chính
là trung tâm của mô hình thông tin này.
Trong giai đoạn hoàn thiện của dự án xây
dựng LAS thể hiện loại công nhân nào sẽ làm
việc với loại vật tư gì ở vị trí nào, các đầu vào cho
mô hình thông tin như ở hình sau: (H3)
3.2 Mô hình tiến độ ở giai đoạn hoàn
thiện của đự án xây dựng dân dụng theo LAS:
Trước khi thi công, thông qua mô hình
thông tin LAS, đã xác định được các đầu vào cần
thiết cho việc thực hiện tiến độ dự án thỏa mãn
các yêu cầu ràng buộc kỹ thuật cà giới hạn tài
nguyên nhân lực.
Phương pháp CPM là phương pháp phổ
biến được sử dụng hiện nay nó thỏa mãn được
các yêu cầu về ràng buộc kỹ thuật nhưng lại
khoongt hảo mãn được các yêu cầu và giới hạn
nguồn lực.Phương pháp LOB là phương pháp
mới dựa trên việc giới hạn tài nguyên và sự liên
tiếp tổ đội công tác nhưng chưa thể hiện được
các ràng buộc OSS Constraints.
Để tiến hành lập tiến độ theo các yêu cầu
của mô hình LAS, NingDong (2012) đã đề xuất
phương pháp mới dựa trên phương pháp ACP
của Waught (1990). Qui trình được thực hiện
như sau: (H4)
Cụ thể thuật toán cho từng bước trong qui
trình trên như sau: (H5, 6, 7)
3.3 Tự động hóa tiến độ ở giai đoạn hoàn
thiện của đự án xây dựng dân dụng theo LAS:
Để thực hiện tiến độ theo LAS, tác giã dùng
phần mềm C# để viết một ứng dụng theo mô
hình trên với mục đích giúp cho người dùng dể
sử dụng chính xác và nhanh chống. Ứng dụng
với các modun như sau: (H8)
4. VÍ DỤ ÁP DỤNG TÍNH TOÁN :
Ta sẽ dùng một ví dụ công trình cụ thể để
áp dụng úng dụng LAS, số liệu đầu vào như sau:
(H9)
Công trình có tầng điển hình với 4 loại zone:
8 phòng căn hộ ( zone I ), 1 phòng kỹ thuật điện
( zone E ) và 1 phòng chứa các máy móc nặng
( zone P ) như máy phát điện,…và 1 hành lang
( zone C ).Các zone khác nhau đều có những
công tác riêng đặc trưng cho từng loại mục đích
sử dụng. Phòng zone P có thi công sàn nâng
để chịu tải tác dụng của các máy móc trọng
lượng lớn. Phòng zone E có sơn chống thấm
cách điện toàn bộ tường cũng như vách ngăn.
Phòng zone C có thi công lát đá hoa cương ở
vách thang máy và ốp dá hoa cương nền .Với
công trình này công tác zone constraints là
công tác HVAC, được thực hiện lắp đặt và kiểm
tra hệ thống đồng thời ở các phòng trên cùng
zone và khi thực hiện công tác này các công
tác ở phòng có liên quan được dừng lại. Công
tác blocking constraints là công tác lắp đặt trần

5.2015

81


Hình 9: Mặt bằng kiến trúc của công trình.

Hình 7: Trình tự thực hiện tiến độ cho các công tác operation instances.

Hình 8: Các modun của LAS .

Hình 9: Khai báo đầu vào Zone



Hình 11: Khai báo đầu vào Blocking constraint
thạch cao và công tác láng nền và lát nền, thi
công công tác này ở hành lang (C) thì các phòng
liên quan sẽ tạm dừng thi công ở các phòng có

82

5.2015

Hình 10: Khai báo đầu vào nhân lực.

Hình 12: Khai báo đầu vào Zone Constraint
liên qua. Cụ thể công tác ở các zone, thời gian
thực hiên công tác, nhân lực cho từng công tác
và trình trự các công tác được miêu tả như hình

bên dưới: (H9,10,11,12,13,14,15,16)
Kết quả đầu ra của chương trinh như sau:
(H17)
Nhận xét :
Ứng dụng đã cho tiến độ của dự án với kết
quả nhanh chóng và chính xác theo LAS theo
3 khía cạnh :trình tự công việc của các phòng,
nhân lực cho phép của nhà thầu, mối quan hệ
giữa các phòng, các zone. Tiến độ theo Las bị
ảnh hưởng lớn của năng lực nhân công đội nhà
thầu, sự lựa chọn Zone bắt đầu thi công mà
chúng tổng thời gian thi công khác nhau, và
tồn tại thời điểm ở phòng không thực hiện bất
cứ công tác nào tạo ra khoảng thời gian lãng
phí lớn. Để khắc phục các điểm yếu trên, người
dùng cần phải có kinh nghiệm trong thi công
hoàn thiện để có thể phán đoán được sự xắp
sếp thi công giữa các zone, các phòng để tối
thiểu thời gian thi công.
5. KẾT LUẬN:
Với sự phức tạp trong giai đoạn hoàn thiện,
số lượng lớn các công tác cần thực hiện, các loại
phòng khác nhau, số lượng các đội thi công, các
yêu cầu về thiết bị vật tư ở từng khu vực, từng
phòng khác nhau. Việc áp dụng LAS sẽ giúp nhà
thầu nhanh chống liên được tiến độ thực hiện,
dự trù vật tư cần thiết, các đội thi công phù hợp
để đảm bảo dự án đúng tiến độ, chi phí. Ngoài
ra căn cứ vào năng lực của các nhà thầu để tiến
hành dự đoán tiến độ thi công hợp lý cho từng
dự án cụ thể, giúp cản sự xung đột, hạn chế các
sự phát sinh trong thời gian thi công.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Earl J. Ritchie, Jr. , Look-ahead scheduling for electrical
contractors. Ph.D. Thesis Stanford University, California,2013.
[2] G. Ballard, Lookahead planning: the missing link in
production control, Proceed-ings of 5th Annual Conference of
the International Group for Lean Construction (IGLC-5), 1997,
pp. 13–25.
[3] L. Waugh, A Construction Planner. Ph.D. Thesis Stanford
University, California,1990.
[4] N. Dong, D. Ge, M. Fischer, Z. Haddad, A genetic
algorithm-based method for look-ahead scheduling in the
finishing phase of construction projects, Advanced Engineering
and Informatics 26 (4) (2012) 737–748.


Hình 13: Khai báo đầu vào Zone C



Hình 14: Khai báo đầu vào Zone E

Hình 15: Khai báo đầu vào Zone I



Hình 16: Khai báo đầu vào Zone P

Hình 17: Tiến độ theo LAS
[5] N. Dong, M. Fischer, Z. Haddad, A method to automate
look-ahead schedule (LAS) generation for the finishing phase
of construction projects, Automation in Construction 35 (2013)
157–173.
[6] Tarek Hegazy, Computer – Based Construction Project
Management. Prentice Hall, UK 2002.

[7] Victor Lim Aik Jin , Lean construction: knowledge and
barriers in implementing into malaysia construction industry .
Master Thesis of Universiti Teknologi Malaysia, Malaysia,2008.

5.2015

83



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×