Tài liệu Hoạch định tiến độ dự báo

Chương I Trang 1 CHƢƠNG I MỞ ĐẦU Chương I Trang 2 CHƢƠNG I MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu: Việc hoạch định tiến độ dự án xây dựng là một trong những bước cơ bản của việc quản lý dự án. Có thể nói rằng tất cả dự án xây dựng đều đòi hỏi phải có hoạch định. Hoạch định là một trong những chức năng chính của quản lý, nghĩa là nhà quản lý dự án phải lập kế hoạch dự báo và có kế hoạch tác động đến những sự kiện trong tương lai. Nếu nhà quản lý dự án không thực hiện công việc này ngay từ lúc đầu, khi ấy nhà quản lý dự án không thể kiểm soát được dự án. Hơn nữa, việc hoạch định tiến độ là cách thức để xác định thời gian hoàn thành dự án một cách chính xác, kiểm tra tiến độ thực hiện dự án sau này cũng như việc sử dụng nguồn lực một cách hiệu quả nhất trong việc quản lý các dự án xây dựng. Trong hầu hết các dự án xây dựng, việc đạt được mục tiêu đề ra ban đầu bao giờ cũng là mong muốn cuối cùng của tất cả nhà quản lý. Việc quản lý dự án thực sự là một nghệ thuật cũng như khoa học đối nhà quản lý. Một dự án được xem là thành công khi đạt được các yếu tố chủ yếu sau:  Hoàn thành trong thời hạn qui định.  Hoàn thành trong chi phí cho phép.  Đạt được thành quả mong muốn.  Sử dụng nguồn lực có sẵn hay được giao một cách hiệu quả, hữu hiệu và đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Thaønh quaû Yeâu caàu thaønh quaû Muïc tieâu Chi phí Thôøi haïn quy ñònh Thôøi gian Ngaân saùch cho pheùp Hình 1.1 Các mục tiêu chính của dự án Chương I Trang 3 Hoạch định là công việc ban đầu và có ý nghĩa quan trọng cho sự thành công của dự án. Trong bất cứ dự án xây dựng nào cũng bao gồm các công tác hoạch định chính như sau: 3 COÂ NG TAÙ C HOAÏCH ÑÒNH CHÍNH Chi phí Tieá n ñoä Nguoà n löïc Hình 1.2 Ba công tác hoạch định chính của dự án Như vậy, cùng với hoạch định chi phí và hoạch định nguồn lực, việc hoạch định thời gian dự án là công việc khó khăn và cần làm trước tiên cho bất cứ nhà quản lý nào. Đặc biệt đối với những dự án có các công tác lặp lại (sẽ được định nghĩa trong phần sau), việc hoạch định chúng sẽ khó khăn hơn do đặc thù của những dự án loại này khi có nhiều ràng buộc được xem xét cùng lúc. Hơn nữa, việc hoạch định thường liên quan đến nhiều yếu tố rủi ro, không chắc chắn (một bản chất cố hữu của bất cứ dự án xây dựng nào) đòi hỏi nhà quản lý phải có một kiến thức sâu rộng, am tường về phạm vi công việc, mức độ phức tạp của dự án… và một ít kinh nghiệm trong vấn đề này. Trong điều kiện ngày nay, nếu những yếu tố mức độ cạnh tranh và độ phức tạp của các khu vực được xem xét kết hợp với tính độc đáo của những dự án xây dựng, việc lên kế hoạch và hoạch định trở thành một thủ tục quan trọng và cần thiết cho sự thành công của dự án khi mà mục tiêu của dự án và ngân sách cho phép là mối quan tâm hàng đầu. 1.2 Lý do hình thành đề tài: Việc hoạch định tiến độ dự án là một trong những bước cơ bản của việc quản lý dự án. Nó là cách thức để xác định thời gian hoàn thành dự án một cách chính xác, kiểm tra tiến độ thực hiện dự án sau này cũng như việc sử dụng nguồn lực một cách hiệu quả nhất trong việc quản lý các dự án xây dựng. Trong tình hình phát triển Chương I Trang 4 mạnh mẽ của ngành xây dựng ở nước ta, những công trình có quy mô càng lớn cả về khối lượng công việc cũng như mức độ phức tạp của dự án ngày càng nhiều. Mỗi dự án đều có những đặc điểm riêng biệt không dự án nào giống dự án nào tuy nhiên một số dự án có đặc thù riêng với các công tác được lặp lại trong những khu vực khác nhau (thường được gọi là các đơn vị - units). Do đặc thù này, cần có một công cụ hay biện pháp xem xét đến đặc điểm lặp lại để có thể hoạch định tiến độ tốt hơn với những dự án loại này. Ngoài ra một đặc điểm nổi bật khác là những dự án này thường kéo dài hơn một năm thậm chí hai hay ba năm. Do phải thực hiện trong một khoảng thời gian dài như thế và chịu sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố rủi ro, không chắc chắn (những thuộc tính cố hữu của các dự án xây dựng) có thể xảy ra bất cứ thời gian nào trong toàn bộ quá trình của dự án, việc lên kế hoạch ngay từ giai đoạn ban đầu là một trong những bước cơ bản đầu tiên của việc quản lý dự án. Nó là cách thức để xác định thời gian hoàn thành dự án một cách chính xác, kiểm tra tiến độ thực hiện dự án sau này cũng như việc sử dụng nguồn lực một cách hiệu quả nhất trong việc quản lý các dự án xây dựng. Nếu thực hiện tốt việc hoạch định tiến độ ngay từ giai đoạn ban đầu sẽ giúp người quản lý chủ động hơn trong việc dự báo những khả năng có thể xảy ra trong tương lai và có chiến lược phù hợp để đáp ứng nó. Với những phương pháp tất định và các phương pháp xác suất phổ biến khác đã biết như phương pháp đường găng (CPM), phương pháp sơ đồ thanh ngang (Bar Chart), phương pháp đường cân bằng (Line of Balance - LOB), phương phương hoạch định tuyến tính (RSM) hoặc phương pháp PERT thì không đủ khả năng để đánh giá việc hoạch định dự án xây dựng dưới sự ảnh hưởng sâu rộng bởi rủi ro, mức độ không chắc chắn, những tình huống không mong đợi, sự sai lệch và những nhân tố ngẫu nhiên khác. Về mặt này, với mong muốn đưa ra một công cụ hay một phương pháp giúp nhà quản lý có thể hoạch định tốt, luận văn này giới thiệu một mô hình đề xuất (MHĐX) mới dựa trên nền tảng mô phỏng – mô hình phân tích rủi ro việc hoạch định tương quan – để đánh giá việc hoạch định tiến độ dự án xây dựng cho những dự án có công tác lặp lại (nghiên cứu này chỉ tập trung nghiên cứu vào các dự án xây dựng tuyến đường, nhà cao tầng) để đánh giá công việc xây dựng dưới sự xem xét yếu tố không chắc chắn khi thời gian công việc và nhân tố rủi ro là Chương I Trang 5 tương quan với nhau. Trong đó mô hình mới dựa trên nền tảng mô phỏng - mô hình phân tích rủi ro việc hoạch định tương quan – để đánh giá sơ đồ hoạch định tuyến tính công việc xây dựng dưới sự xem xét yếu tố không chắc chắn khi thời gian công việc và nhân tố rủi ro là tương quan với nhau. 1.3 Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu chính của luận văn này nghiên cứu này là tập trung vào 2 vấn đề sau: 1.3.1 Nghiên cứu hoạch định tiến độ dự án xây dựng có công tác lặp lại dưới sự ràng buộc của nguồn lực trên cơ sở xem xét ràng buộc về mặt kỹ thuật (tính logic), tính liên tục của tổ đội và tính có sẵn của tổ đội trên công trường. Không như những phương pháp hoạch định truyền thống (CPM, PERT) chỉ quan tâm đến thời gian hoàn thành dự án mà không quan tâm hay ít quan tâm đến vấn đề nhân lực. Phương pháp đề xuất này tập trung vào vấn đề nguồn lực. Nói cách khác, nguồn lực sẽ đóng vai trò quan trọng nhất trong việc hoạch định cho các dự án loại này. Bên cạnh đó, một khái niệm mới cũng được nêu ra và được áp dụng vào thuật toán đó là hoạch định dƣới sự ràng buộc của nguồn lực – phƣơng pháp hệ thống kéo sẽ được trình bày chi tiết trong phần sau. 1.3.2 Nghiên cứu hoạch định tiến độ dự án xây dựng có xem xét đến yếu tố rủi ro. Rủi ro đã từ lâu được nhận diện luôn luôn xuất hiện trong các dự án xây dựng (rủi ro cũng được hiểu là thuộc về bản chất cố hữu của dự án xây dựng). Đây là một phương pháp mới kết hợp được yếu tố rủi ro và mối tương quan của những nhân tố rủi ro vào việc hoạch định dự án dạng lặp lại. Trên cơ sở những vấn đề đã được giới thiệu ở trên, các yếu tố chính sau đây sẽ lần lượt được xem xét:  Nghiên cứu sơ đồ mạng dự án xây dựng và sơ đồ hoạch định tuyến tính dưới sự tác động của các yếu tố rủi ro (bên cạnh các yếu tố khác như tính liên tục của tổ đội, tính có sẵn của tổ đội và các yếu tố về kỹ thuật).  Mối tương quan của các công tác với cùng một yếu tố rủi ro cũng như tìm hiểu sự tác động tương quan của các yếu tố rủi ro đến thời gian hoàn thành của dự án. Chương I Trang 6  Phân tích độ nhạy rủi ro đối với từng công tác và thời gian dự án.  So sánh kết quả của MHĐX với hoạch định tất định.  Nghiên cứu ứng dụng vào trong thực tế đối với một ví dụ áp dụng tiêu biểu để chứng minh tính khả thi của phương pháp đề xuất và nhằm giúp những người quan tâm có thể ứng dụng tốt hơn. 1.4 Tầm quan trọng của nghiên cứu: Trãi qua nhiều thập niên, việc hoạch định tiến độ thường được dựa vào các phương pháp như CPM, PERT hay sơ đồ thanh ngang. Các phương pháp này có nhiều ưu điểm tuy nhiên các phương pháp này không thích hợp cho việc ứng dụng trong các dự án có công tác lặp lại. Vì chúng là những phương pháp hoạch định ràng buộc bởi thời gian và ít hoặc không quan tâm đến vấn đề nguồn lực do đó kết quả hoạch định không có nhiều ý nghĩa thực tiễn. Với phương pháp đề xuất này, mong muốn sẽ có thêm một công cụ lựa chọn cho các nhà quản lý dự án trong việc hoạch định thời gian cho các dự án loại này. Bên cạnh đó, nếu việc hoạch định tiến độ chỉ đơn giản xem xét những yếu tố như giới hạn thời gian dự án, tính liên tục tổ đội, tính có sẵn của tổ đội hay những ràng buộc về mặt kỹ thuật thì chưa đủ để phản ánh đúng tình trạng dự án trong tương lai. Bởi vì, trong bất cứ dự án xây dựng nào yếu tố rủi ro bao giờ cũng đóng một phần quan trọng tác động ảnh hưởng đến thời gian hoàn thành dự án. Do đó, xem xét kết hợp rủi ro vào việc hoạch định tiến độ là công việc cần làm đối với bất cứ nhà quản lý dự án nào. Mặc dù vậy, việc kết hợp rủi ro vào việc hoạch định tiến độ là công việc khó khăn và phức tạp đòi hỏi một công cụ hay biện pháp thích hợp để có thể mô phỏng những rủi ro đó, xử lý các dữ liệu đầu vào và có khả năng diễn dịch kết quả đầu ra. Đặc biệt, mô hình đề xuất phải dễ sử dụng và thân thiện. Với MHĐX, người quản lý dự án sẽ có một phương pháp mới trong việc kết hợp yếu tố rủi ro vào trong việc hoạch định dự án, nó giúp cho người quản lý có thể hoạch định tốt hơn, lường trước những tình huống rủi ro có thể xảy ra trong tương lai tránh hay hạn chế nguy cơ kéo dài thời gian hoàn thành dự án cũng như có kế hoạch đáp ứng những rủi ro đó. Chương I Trang 7 1.5 Phạm vi nghiên cứu: Như đã trình bày luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu hoạch định cho các dự án xây dựng có công tác lặp lại. Một phương pháp mới sẽ được đề xuất trong việc hoạch định các dự án loại này. Nghiên cứu tập trung xem xét vấn đề nguồn lực tác động như thế nào đến kết quả hoạch định nhằm làm cho kết quả hoạch định sau cùng phản ánh đúng hơn so với thực tế. Bên cạnh sẽ được tiến hành nghiên cứu rủi ro trong các dự án có tính chất lặp lại dạng tuyến tính (trường hợp nghiên cứu đề xuất cho các công trình xây dựng tuyến đường cao tốc) trên cơ sở mô hình hoá những tác động của các yếu tô rủi ro kết hợp với sự hỗ trở của bảng tính Excel, phần mềm Crystal ball và thuật toán hay mô hình hoạch định đã đề xuất. Sau đó, đề tài sẽ giới thiệu một ví dụ áp dụng tiêu biểu và cách áp dụng MHĐX trong dự án cụ thể nhằm giúp cho những người quan tâm có thể dễ dàng áp dụng cho các dự án tương tự. Tóm lại, các giai đoạn chính trong quá trình nghiên cứu rủi ro được thể hiện theo sơ đồ sau: Xác định các nhân tố rủi ro có thể tác động đến công tác hoạch định tiến độ Phân loại rủi ro, đánh giá từng loại công tác dưới sự ảnh hưởng của rủi ro Nghiên cứu đề xuất công thức tính toán thời gian của các công tác khi kể đến nhân tố rủi ro Phân tích độ nhạy của các nhân tố rủi ro Phân tích so sánh với các phương pháp truyền thống Ứng dụng MHĐX vào trong dự án cụ thể Hình 1.3 Các bước nghiên cứu rủi ro Chương I Trang 8 1.6 Tóm tắt chƣơng 1: Như vậy, qua sơ lược chương 1 đã trình bày lý do hình thành đề tài này cũng như phạm vi nghiên cứu chính của luận văn. Mục đích của luận văn tập trung phát triển mô hình hay thuật toán giúp cho việc hoạch định các dự án có công tác lặp lại được thuận lợi và mang tính thực tiễn hơn. Bên cạnh đó với sự phát triển của ngành xây dựng, những dự án có quy mô lớn và tính phức tạp ngày càng nhiều đi cùng với nó là rủi ro cho việc hoàn thành dự án đúng như hoạch định ban đầu đề ra là công việc khó khăn cho bất cứ nhà quản lý dự án nào. Tuy nhiên, việc áp dụng rủi ro vào trong quá trình hoạch định là công việc không hề đơn giản, đã có nhiều nghiên cứu khác nhau nhằm kết hợp rủi ro vào trong quá trình hoạch định nhưng các nghiên cứu trước đây thường gây khó khăn trong quá trình thu thập dữ liệu đầu vào, thiếu dữ liệu trong quá khứ, việc xử lý dữ liệu và nhất là ứng dụng mô hình hay thuật toán đó vào thực tế là công việc vô cùng khó khăn. Nghiên cứu này nhằm đưa ra một mô hình đơn giản hơn nhằm giúp những nhà quản lý có thể ứng dụng kết hợp rủi ro vào trong quá trình hoạch định tiến độ. Chương II Trang 9 CHƢƠNG II TỔNG QUAN Chương II Trang 10 CHƢƠNG II TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu: Trong lĩnh vực xây dựng, những dự án được chia ra thành những đơn vị tuần tự liên quan đến những công tác lặp lại như nhau thường yêu cầu một nguồn lực lớn được sử dụng theo cách thức tuần tự và do đó việc quản lý nguồn lực hiệu quả rất quan trọng trong việc cực tiểu hóa tổng chi phí thực hiện dự án và về sau nó ảnh hưởng trực tiếp chi phí dự án và cũng như gián tiếp bởi việc đáp ứng chi phí tài chính yêu cầu và những ngày đáp ứng trung gian. Những dự án loại này thường được xem xét rủi ro cao, bởi vì những nguyên do thuộc về bản chất tự nhiên không nhận biết trước được, sự dính líu tiềm tàng liên quan đến những tranh cãi về luật, điều kiện thời tiết không dự báo được. Những nhân tố này có thể gây ra trì hoãn tổng thể thời gian hoàn thành dự án và vượt chi phí, do đó quản lý nguồn lực và các mốc thời gian đáp ứng từng phần trở thành vấn đề thật sự quan trọng. Đã từ lâu CPM được sử dụng phổ biến nhất cho việc lên kế hoạch hoạch định và kiểm tra những dự án như vậy. Từ khi được phát triển bởi Dupont, Inc., trong những năm 50 của thế kỷ 20, CPM là công cụ quản lý hoạch định tiêu chuẩn và phổ biến trong những dự án xây dựng. Những giới thiệu rõ ràng và đầy đủ về CPM có thể được tìm thấy trong nhiều nguồn khác nhau (Meredith và Mantel 1995 [1]; Oberlender 2000 [2]). Trong một CPM điển hình, tổng thời gian của một dự án đang tiếp diễn được xác định dựa vào giả thuyết những công tác tương lai sẽ tiến triển như hoạch định bất kể kết quả hoàn thành trong quá khứ. Ví dụ tại thời điểm dự đoán, ngày hoàn thành thật sự của công tác đã kết thúc và phần trăm hoàn thành của công tác đang tiếp diễn được cập nhật vào trong sơ đồ mạng cập nhật. Sau đó, ngày bắt đầu và kết thúc của những công tác còn lại được tính toán một cách xác định tương ứng với mối quan hệ phụ thuộc và thời gian ước đoán nguyên gốc của từng công tác. Những thiếu sót này đã được phê phán từ những năm 60 (Cottrell 1999 [3]; Lu và AbouRizk 2000 [4]). Chương II Trang 11 Những dự án nhiều đơn vị có thể được hoạch định sử dụng kỹ thuật CPM đã được chấp thuận phổ biến nhưng việc sử dụng liên tục nguồn lực xuyên qua những đơn vị (units) lặp lại không thể được đảm bảo khi sơ đồ mạng CPM này được sử dụng. Những thiếu sót này được minh họa bằng một ví dụ sau đây. Hình 2.1 là một sơ đồ mạng CPM được chuẩn bị cho một dự án bao gồm 3 đơn vị lặp lại. Đường liền nét liên kết những công tác trong mỗi đơn vị và liên kết những công tác tương tự nhau từ đơn vị này đến đơn vị kia thể hiện ràng buộc mối quan hệ kỹ thuật trong sơ đồ mạng. Ví dụ, công tác B1, C1 và A2 không thể bắt đầu cho đến khi công tác A1 kết thúc. Đường đứt nét liên kết công tác tương tự nhau từ đơn vị này đến đơn vị kia thể hiện ràng buộc tính có sẵn của nguồn lực. Ví dụ, công tác A2 không thế bắt đầu cho đến khi tổ đội mộc từ công tác A1 đã sẵn sàng. Chú ý rằng đơn vị 1 và 3 có 5 công tác (A, B, C, D và E) nhưng đơn vị 2 không có công tác B. Đơn vị 2 cũng khác biệt đó là thời gian của từng công tác riêng biệt không giống như trong đơn vị 1 và 3. Những khác biệt này phản ánh những khối lượng công việc khác nhau cần thiết để hoàn thành những công tác này trong các đơn vị. Những khối lượng khác biệt này có thể do tính chủ quan người quản lý dự án chia ra các đơn vị hay do đặc thù của tính kỹ thuật (Ví dụ: các đơn vị của các nhà cao tầng thường được chia mỗi đơn vị là một tầng nhà). Giải pháp trong hình 2.1 dẫn đến kết quả thời gian dự án là 18 ngày và đường găng bao gồm công tác A1, C1, C2, D3 và E3. Một cách điển hình, mỗi đơn vị trong một sơ đồ mạng lặp lại chứa những công tác có thời gian như nhau và đường găng trãi qua suốt sơ đồ mạng công tác trong đơn vị đầu tiên cho đến khi một công tác với thời gian dài nhất được tìm thấy. Kế đến, đường này trãi qua những công tác tương tự nhau trong đơn vị kế tiếp cho đến khi đơn vị sau cùng trong trình tự được đến và tiếp tục xuyên qua sơ đồ mạng đơn vị sau cùng cho đến khi công tác sau cùng kết thúc. Nếu ba đơn vị trong hình 2.1 giống nhau, đường công tác bao gồm công tác A1, C1, C2, C3, D3 và E3. Sự thay đổi trong đường này bao gồm công tác D2 và không có C3 như mong muốn bị gây ra bởi vì sự khác biệt những công tác trong đơn vị 2. Những mối liên kết trong sơ đồ mạng CPM đảm bảo cả hai ràng buộc mối quan hệ phụ thuộc kỹ thuật và yêu cầu có sẵn của nguồn lực được đáp ứng. Tuy Chương II Trang 12 nhiên, ràng buộc liên tục của nguồn lực không thể tượng trưng trực tiếp trong sơ đồ mạng CPM vì thế việc sử dụng không bị gián đoạn của nguồn lực từ đơn vị này đến đơn vị kia không thể được đảm bảo. Điều này cũng dễ hiểu bởi vì bản thân phương pháp CPM hoạch định được ràng buộc bởi thời gian và ít hoặc không quan tâm đến nguồn lực. Hoạch định thể hiện trong hình 2.1 cung cấp việc sử dụng liên tục của nguồn lực cho công tác C. Công tác C1 bắt đầu vào ngày thứ 3 và kết thúc vào ngày thứ 7, công tác C2 bắt đầu vào ngày thứ 7 và kết thúc vào ngày thứ 10, công tác C3 bắt đầu ngày 10 và kết thúc vào ngày 14 vì vậy việc sử dụng nguồn lực không bị gián đoạn từ ngày 3 đến ngày 14. (chú ý rằng việc sử dụng nguồn lực liên tục hoặc là không được yêu cầu hoặc không thể ước đoán). Đối với công tác D, thời gian hoạch định không cung cấp việc sử dụng nguồn lực liên tục. Công tác D1 được hoạch định kết thúc vào ngày thứ 9 nhưng bắt đầu công tác D2 không được hoạch định để bắt đầu cho đến khi một ngày trễ hơn (vào ngày 10). Do đó, có khoảng trống 1 ngày trong việc sử dụng nguồn lực cần thiết cho công tác D. Tương tự, tính liên tục của nguồn lực được cung cấp bởi hoạch định của công tác A, nhưng không đạt được cho công tác B và E. Khi việc sử dụng không liên tục của nguồn lực cần thiết, những công tác có gián đoạn trong tính liên tục của nguồn lực có thể được hoạch định lại bằng cách sử dụng thời gian dự trữ của chúng. Ví dụ, thời gian dự trữ tổng cộng một ngày của công tác D1 được sử dụng và D1 có thể hoạch định lại để bắt đầu vào ngày thứ 8 và kết thúc vào ngày thứ 10. Trong những dự án lớn với những công tác lặp lại, việc phân tích từng công tác đã hoàn thành và sửa chữa hay hiệu chỉnh sơ đồ mạng CPM được yêu cầu để đảm bảo tính liên tục của nguồn lực, một quá trình như thế là cồng kềnh và đầy khả năng lỗi có thể xảy ra. Có thể kết luận từ hình 2.1 rằng sơ đồ mạng CPM cho những dự án với những đơn vị lặp lại có dáng vẻ bậc thang với mỗi bậc là một sơ đồ mạng phụ bao gồm những công tác và mối quan hệ phụ thuộc cho một đơn vị. Bởi vì đồ thị CPM thể hiện tất cả những mối liên kết giữa những công tác tương tự nhau trong những đơn vị liên tiếp và số lượng của liên kết, như thế số nút sẽ lớn và sơ đồ mạng sẽ xuất hiện nhiều phức tạp không cần thiết. Chương II Trang 13 8 B3 1 TF=6 UNIT 3 5 0 8 A3 3 TF=3 9 6 15 2 10 17 D3 2 TF=0 1 14 17 18 E3 1 TF=0 0 1 0 0 4 0 C3 4 TF=1 UNIT 2 5 3 5 10 A2 2 15 15 D2 5 2 TF=2 7 E2 1 0 TF=0 0 10 16 TF=1 C2 3 5 1 0 TF=0 3 4 B1 1 UNIT 1 0 3 ESD EFD 7 A1 3 TF=0 ACT Dur 3 TF=4 0 9 D1 2 0 3 7 0 TF=1 9 0 10 E1 1 Total Float LEGEND TF=6 C1 4 TF=0 Hình 2.1 Sơ đồ mạng CPM có 3 công tác lặp lại Như đã nói ở trên, kỹ thuật phân tích sơ đồ mạng (CPM, PERT) định hướng thời gian không đủ khả năng chú tâm vào những vấn đề quản lý nguồn lực. Những kỹ thuật khác tập trung vào việc sử dụng nguồn lực như RSM đã được đề nghị như là một phương pháp thích hợp hơn cho việc hoạch định và kiểm soát những dự án lặp lại. Tuy nhiên, quyết định hoạch định cho những dự án lặp lại là phức tạp hơn vì Chương II Trang 14 một vài yếu tố chi phí liên quan đến những khía cạnh khác nhau của dự án (nghĩa là tổng thời gian dự án, sự lãng phí nguồn lực, phân phối mang tính thời gian của những đơn vị dự án, chi phí tài chính) phải được xem xét và cân bằng bởi nhà quản lý dự án để đạt được hoạch định hiệu quả chi phí. Do đó, những quyết định không đơn giản chỉ dựa vào việc tối ưu hóa tiêu chuẩn đơn lẻ như thời gian hay sử dụng nguồn lực nhưng phải yêu cầu một phương pháp đa mục tiêu. Để chú tâm vào những yếu tố này, những phương pháp mới và cách tiếp cận có thể được áp dụng thông qua việc sử dụng những hệ thống hỗ trợ ra quyết định nên được phát triển. Trong luận văn này, chúng tôi khám phá bản chất đa mục tiêu của quyết định được thực hiện trong những dự án xây dựng được lặp lại và bên cạnh đó đề nghị một mô hình hoạch định xem xét kết hợp cùng lúc nhiều yếu tố giúp cho việc hỗ trợ tiến trình đa mục tiêu của những quyết định hoạch định. 2.2 Bản chất phức tạp của những dự án lặp lại: Trong thực tế, những dự án xây dựng bao gồm một bộ những công trình mà được lặp lại tuần tự tại nhiều vị trí khác nhau hoặc những đơn vị (công trường xây dựng). Sau khi một công tác hoàn tất tại một vị trí, nó được lặp lại trong khu vực tiếp theo (Mattila và Abraham 1998) [5]. Những công tác này theo một trình tự logic và kỹ thuật được ràng buộc trình tự và chịu một vài ràng buộc thời gian và khoảng cách ấn định bởi những lý do bên trong (như kỹ thuật và quản lý) hoặc bên ngoài mà vẫn duy trì trong suốt toàn bộ đời sống dự án. Trong suốt những thập niên vừa qua nhiều thuật ngữ khác nhau đã được sử dụng để miêu tả những dự án như thế. Phổ biến nhất giữa những thuật ngữ đó là Linear Repetitive Programming (LRP) với thuật ngữ tuyến tính ban đầu ám chỉ chủ yếu những dự án có công tác lặp lại liên tục theo phương ngang như dự án đường cao tốc, cầu, hầm tunnel, đường xe lửa, hệ thống đường ống, cống… trong khi thuật ngữ lặp lại miêu tả những dự án xây dựng có công tác được lặp lại trong những đơn vị lặp lại riêng biệt theo phương đứng như trong trường hợp nhà cao tầng. Những phương pháp khác nhau đã được đề nghị cho việc lên kế hoạch, hoạch định và kiểm tra tiến trình dự án xây dựng của những dự án loại này. Sự phát triển của Repetitive Scheduling method (RSM) bởi Harris và Ioannou (1998) [6] và Yang (2002a) [7] có Chương II Trang 15 thể được áp dụng cho cả 2 loại dự án này, là mốc lịch sử cho việc phân loại dự án thành những mục đặc trưng như LRPs. Mặc dù cơ cấu phân chia công việc của LRP có thể mở rộng ra hàng trăm công tác. Điều này được nhóm lại trong một vài nhóm công tác được lặp lại trong một vài đơn vị. El-Rayes và Moselhi (1998) [8] kiểm tra một trường hợp thực tế của việc thi công đường bao gồm 5 nhóm công tác lặp lại trong 15 đơn vị và El-Rayes et al (2002) [9] cũng dùng một dự án xây dựng nhà liên quan 13 nhóm công tác được lặp lại trong 10 đơn vị. Phương pháp được sử dụng thường xuyên nhất cho việc thiết kế lên kế hoạch, hoạch định và kiểm soát cho những dự án xây dựng là sơ đồ mạng dựa vào PERT/CPM (Mattila và Abraham 1998) [5]. Tuy nhiên, từ 1970 nhiều nhà nghiên cứu khác nhau đã thách thức khả năng của nó trong việc chứng tỏ khả năng không phù hợp của phương pháp này, cùng lúc đó những nghiên cứu của họ đã dẫn đến sự phát triển của những phương pháp thay thế thích hợp hơn cho những tiến trình xây dựng (Peer 1974 [10]; Carr và Mayer 1974 [11]; Dressler 1974 [12]; O’Brien 1975 [13]; Ashley 1980 [14]; Selinger 1980 [15]; Birrell 1980 [16]; Johnston 1981[17]; Stradal và Cacha 1982 [18]; Russell và Caselton 1988 [19]; Reda 1990 [20]; Harmelink và Rowings 1998 [21]; Harris và Ioannou 1998 [6]). 2.3 Bản chất đa mục tiêu của quyết định hoạch định tiến độ trong những dự án lặp lại: Hoạch định tiến độ của dự án lặp lại tuyến tính trong thực tế phức tạp hơn và những quyết định hợp lý có thể liên quan nhiều biến kiểm soát hơn là chỉ cực tiểu thời gian xây dựng hoặc đạt được sự liên tục của nguồn lực như trong trường hợp CPM và RSM tương ứng. Một danh sách liệt kê (giúp những người có liên quan hiểu hơn) của những tính chất quan trọng đối với nhà quản lý dự án trong việc thực hiện quyết định của họ liên quan đến thực hiện toàn dự án có thể bao gồm những phần sau: 1/ Thời gian: thời gian dự án là biến then chốt trong bất cứ dự án nào. 2/ Thời gian nguồn lực lãng phí (nhàn rỗi): việc thực hiện mỗi công tác dự án đòi hỏi sử dụng một nguồn lực hay vài nguồn lực. Trong một dự án lặp lại, công tác giống nhau được lặp lại tuần tự trong những đơn vị dự án khác nhau. Việc vi phạm Chương II Trang 16 tính liên tục của cùng một công tác giữa hai đơn vị dự án kế tiếp nhau tạo ra khoảng trống công việc làm tăng chi phí dự án bởi vì nguồn lực bị lãng phí. 3/ Thời gian hoàn thành đơn vị: hoàn thành công việc trên một đơn vị dự án ảnh hưởng việc cung ứng dự án và nó có thể liên quan đến vấn đề tài chính đáng kể vì tiền nhận được từ dự án tùy thuộc vào những đáp ứng trung gian. Trong những trường hợp khác, những đơn vị được hoàn thành của dự án có thể đưa vào hoạt động trước khi hoàn thành toàn bộ dự án do đó dẫn đến kết quả là dòng tiền sớm. 4/ Thời gian dự trữ: giảm thời gian dự trữ công việc dẫn đến kết quả đạt được mức độ cao của tính liên tục công việc nhưng cùng lúc đó tạo ra rủi ro cao, liên quan thời gian hoàn thành của những đơn vị cũng như thời gian hoàn thành tổng dự án. 5/ Số lượng đơn vị dự án được chia ra: trong những dự án không bị gián đoạn như là đường cao tốc, việc phân chia dự án không phải luôn luôn là kết quả của sự ràng buộc điều kiện vật lý như là trong những dự án gián đoạn (nghĩa là những sàn trong nhà cao tầng). Trong một dự án đường cao tốc, một đơn vị dự án tượng trưng cho một đoạn của đường cao tốc có một chiều dài nào đó nhưng không phải tất cả mọi đơn vị phải có cùng một chiều dài. Một vài chi phí cố định của việc duy trì điều kiện công trường được kết hợp với mỗi đơn vị, một mặt có thể tăng chi phí dự án nhưng nó đáp ứng quản lý tốt hơn có thể cải thiện dòng tiền dự án. Hơn nữa, những quyết định hoạch định hiếm khi dựa vào một biến đơn. Hoạch định dự án thay thế, so sánh và đánh đổi chi phí là cần thiết để đạt được một hoạch định dự án chấp nhận và tối ưu. Về khía cạnh này, vấn đề hoạch định có thể được xem như một vấn đề đa mục tiêu mà có thể được tiếp cận hiệu quả bằng kỹ thuật chương trình tuyến tính. Sự thành thập chương trình tuyến tính sau cho việc hoạch định LRP được dựa vào một hàm mục tiêu thông số, theo những giá trị của thông số đó, có thể đạt tối ưu mục tiêu đơn (thời gian, thời gian hoàn thành đơn vị, gián đoạn công tác) hoặc tối ưu đa mục tiêu bằng cách kết hợp những tính chất khác nhau vào trong một tiêu chuẩn chi phí. Chương II Trang 17 2.4 Hoạch định tiến độ tất định: Biểu đồ thanh ngang (Bar chart), phương pháp đường cân bằng (LOB), phương pháp hoạch định tuyến tính (RSM) và phương pháp đường găng (CPM) đã trở thành một trong những phương pháp phổ biến nhất của việc hoạch định các dự án xây dựng. Mặc dù biểu đồ thanh ngang được sử dụng một cách rộng rãi cho việc truyền đạt thông tin liên lạc trên công trường ở cấp độ công nhân bởi vì tính đơn giản của nó (dễ hiểu và trực quan) và phương pháp LOB/RSM được sử dụng cho việc hoạch định những thành phần của dự án mang tính chất lặp lại, CPM được thừa nhận như là một công cụ thích hợp nhất cho việc hoạch định sơ đồ mạng của công việc. Điều này có được bởi vì khả năng thể hiện mối quan hệ thứ tự giữa những công việc, việc tìm hiểu những công tác trên đường găng cung cấp thời gian dự trữ cho các công việc và dẫn tới việc phân bổ sử dụng nguồn lực một cách hữu hiệu và chủ động nhất. Tuy nhiên, phân tích sơ đồ mạng cũng đã được mô tả bởi những sự phê phán của nó như không đủ khả năng để miêu tả bản chất lặp lại của những dự án tuyến tính. Trong đó, CPM xử lý việc thực hiện công tác dự án tuyến tính ngang qua những đơn vị dự án như là một bộ những công tác riêng rẽ được liên kết chỉ đơn giản qua những mối liên hệ thứ tự. Kích thước mạng CPM tương ứng của dự án tuyến tính nhanh chóng bị thất bại. Một mạng tượng trưng cho một dự án lặp lại bao gồm M công tác, P mối quan hệ thứ tự, nó được lặp lại trong N đơn vị khi ấy sẽ có (M.N) công tác và (P.N + M(N-1)) mối quan hệ thứ tự như được minh họa trong ví dụ trong phần sau (hình 2.1). Như thể hiện mạng gồm 6 công tác (A, B, C, D, E, F) M = 6 và cũng gồm 6 đơn vị lặp lại N = 6. Khi ấy mạng sẽ gồm 36 (6x6) công tác và 72 (7x6+6(6-1)) mối quan hệ phụ thuộc. Với một số lượng lớn các công tác và mối quan hệ phức tạp như thế, nhà quản lý gặp rất nhiều khó khăn trong việc hoạch định và quản lý hiệu quả dự án. Chương II Trang 18 B D A F ÑÔN VÒ 1 C E B D A F ÑÔN VÒ 2 C E B D A F ÑÔN VÒ 3 C E B D A F ÑÔN VÒ 4 C E B D A F ÑÔN VÒ 5 C E B D A F ÑÔN VÒ 6 C E Hình 2.2 Sơ đồ mạng có công tác lặp lại Mục tiêu của CPM là cực tiểu thời gian dự án thông qua việc xác định đường găng (Critical Path) và tối ưu hóa việc đánh đổi thời gian/chi phí của dự án bằng cách rút ngắn những công tác găng. Do đó, phương pháp CPM không thể đảm bảo tính liên tục của công việc cho những công tác lặp lại và đường găng của nó có thể còn bao gồm những phần của những công trình khác nhau, vì vậy việc kiểm soát dự án dựa vào đường găng là không khả thi đối với nhà quản lý, người mà quan tâm đến việc giám sát vị trí và năng suất lao động của mỗi tổ đội khi nó đang tiến triển Chương II Trang 19 theo toàn bộ chiều dài dự án. Ngoài ra, việc rút ngắn đường găng sẽ không thích hợp đối với dự án có công tác lặp lại vì nó có thể làm thay đổi năng suất lao động của một công tác trong một vài đơn vị tạo thêm những gián đoạn công việc. Việc sử dụng cân bằng nguồn lực đối với hoạch định CPM của dự án có công tác lặp lại vẫn không đảm bảo tính liên tục của công việc (Selinger 1980 [15]; Reda 1990 [20]; Russell và Wong 1993 [22]). Kỹ thuật này chỉ chủ yếu tiếp cận vấn đề này với cùng một nguồn lực được sử dụng cho nhiều công tác, thực hiện một giả thuyết ban đầu đó là tính có sẵn không giới hạn của nguồn lực trong việc phát triển hoạch định dự án và việc phân bố nguồn lực đòi hỏi phải xem xét lại việc hoạch định dự án để tuân thủ ràng buộc tính có sẵn của nguồn lực. Tuy nhiên, vấn đề chính của dự án có công tác lặp lại là không phải khả năng của nguồn lực mà được xác định riêng biệt với những công tác cụ thể nhưng với hoạch định của nó. Việc phát triển thuật toán di truyền hiệu quả hơn dựa vào kỹ thuật, cho phép chú tâm cùng lúc việc phân bổ nguồn lực và cân bằng trong dự án và hoạt động như một vấn đề đa mục tiêu (Chan et al 1996 [23]; Hegazy 1999 [24]) là những mục tiêu chính đối với hoạch định năng động và phân bổ nguồn lực đối với những công tác, sử dụng những kỹ thuật cải tiến, không chỉ cung cấp giải pháp đối với vấn đề liên tục của tổ đội trong dự án có các công tác lặp lại. Sau cùng, trong kỹ thuật hoạch định truyền thống như PERT/CPM hiệu quả học tập không tính đến khi thời gian ước đoán tạo ra cho những công tác riêng lẽ. Trong một nghiên cứu gần đây đối với phòng ban vận chuyển ở tiểu bang Michigan liên quan đến 20 dự án xây dựng đường lớn trong năm 1999-2001 chỉ ra rằng thời gian hoạch định của nhà thầu thường vượt quá ước đoán thời gian của các công tác (Mattila và Bowman 2004) [25]. Những phương pháp thay thế đã được đề nghị cho phương pháp hoạch định tuyến tính được bắt nguồn chính từ mô hình đồ thị trên trục X-Y, với một trục chỉ thời gian và trục kia chỉ tiến trình công việc. Những phương pháp này có thể được tổ chức theo Mattila và Abraham (1998) [5] thành 3 mục chính sau:  Dựa vào kỹ thuật đường cân bằng áp dụng chủ yếu cho những dự án riêng biệt. Chương II Trang 20  Dựa vào phương pháp hoạch định tuyến tính (LSM) thích hợp hơn cho những dự án liên tục.  Kết hợp những kỹ thuật trước đây với những kỹ thuật nghiên cứu hoạt động khác như là chương trình năng động, chương trình xác suất, chương trình tuyến tính, mô phỏng… Trong khi tất cả những kỹ thuật này vượt trội tính không thích hợp của PERT/CPM nhưng chúng thất bại trong việc đạt được sự chấp thuận rộng rãi và sử dụng thực tiễn. Lý do chính cho sự chấp thuận hạn chế của chúng là:  Chúng phức tạp hơn cái mà chúng nên có.  Không có một thuật toán (tiến trình) chấp thuận cho việc xác định đường găng của dự án để xác định thời gian hoàn thành (Harris và Ioannou 1998 [6]; Harmelink và Rowings 1998 [21]; Kallantzis và Lambropoulos 2003 [26]). Sự thiếu sót của thuật toán xác định đường găng có thể được quy kết cho sự thật là trong tất cả những phương pháp này sự giả định ngầm là mọi công tác phải được xem xét như găng để kiểm soát tốt hơn một dự án (Peer 1974) [10]. Tuy nhiên, những nổ lực đáng kể đã được thực hiện trong những năm gần đây hướng đến việc phát triển một thuật toán chấp nhận và chính xác để xác định đường găng trong LRPs (Harmelink và Rowings 1998 [21]; Harmelink 2001 [27]; Mattila và Park 2003 [28]; Kallantzis và Lambropoulos 2003 [26], 2004 [29]). Hoạch định cho dự án có công tác lặp lại (RSM) đã được giới thiệu bởi Harris và Ioannou (1998) [6] và đã được phát triển thêm trong những năm sau đó (Yang và Ioannou 2001 [30], 2004 [31]; Yang 2002a [7], 2002b [32]; Ioannou và Harris 2003 [33]; Ioannou và Yang 2003 [34], 2004 [35]). Nó cũng dựa vào việc mô tả đồ thị của dự án trên trục X-Y và mục tiêu của nó là kết hợp những phương pháp hiện tại vào một phương pháp thống nhất mà đảm bảo sử dụng nguồn lực liên tục. RSM có thể được sử dụng cho việc hoạch định cả hai loại dự án rời rạc và liên tục. Cho dự án rời rạc, những đơn vị lặp lại (tiến triển công việc) thường vẽ trên trục Y