Tự động hóa tiến độ giai đoạn hồn thiện 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) giai đoạn hồn thiện dự án xây dựng cung cấp đầy đủ thông tin giúp ngăn cản xung đột, đảm bảo cho dự án tiến độ chi phí Tuy nhiên việc xây dựng tiến độ theo phương pháp kế hoạch nhìn trước tốn nhiều thời gian dễ có sai xót, có thay đổi nhân lực việc làm lại tiến độ có nhiều khó khăn Một phần mềm ứng dụng xây dựng dựa mơ hình LAS giải vấn đề trên, ứng dụng kiểm nghiệm qua dự án cụ thể để đánh giá khả ứng dụng thực tế,đồng thời ứng dụng đóng góp thêm vào lĩnh vực tự động hóa tiến độ xây dựng, đặc biệt tiến độ theo kế hoạch nhìn trước, giúp người kỹ sữ lên tiến độ dễ dàng nhanh chống xác Từ khóa: Tiến độ nhìn trước,Tự động hóa, giai đoạn hồn 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 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 TỔNG QUAN : Kế hoạch nhìn trước (Look- aheadscheduling) môt công cụ Xây dựng tinh gọn (Lean Construction), kết hợp nghiên cứu phát triển thiết kế thi công xây dựng theo nguyên lý thực tiễn sản xuất tinh gọn vào trình thiết kế tiệm cận với thi công xây dựng (rút ngắn trình từ thiết thi cơng) Khơng giống sản xuất cơng nghiệp, xây dựng q trình sản xuất dựa dự án Xây dựng tinh gọn có liên quan với việc theo đuổi toàn diện cải tiến đồng thời liên tục tất chiều môi trường xây dựng môi trường tự nhiên: thiết kế, xây dựng, bàn giao đưa cơng trình vào sử dụng, bảo hành bảo trì, cải tạo sửa chữa, xây dựng lại Cách tiếp cận cố gắng để quản lý cải thiện quy trình xây dựng với chi phí tối thiểu giá trị tối đa cách xem xét nhu cầu khách hàng Tiến độ theo phương pháp kế hoạch nhìn trước tiến độ dùng hướng dẫn kỹ sư thực công việc hàng ngày nơi công trường Lên tiến độ xây dựng trường hợp gắn liền với phương pháp xây dựng giới hạn tài nguyên ( Ballard,2000) (H1) Một LAS tốt ngăn tránh xung đột đảm bảo trình tự cơng việc, ngăn cản khả làm lại công việc ( Ning Dong, 2012) (H2) Khi lên tiến độ theo kế hoạch nhìn trước giai đoạn hoàn thiện, người kỹ sư xác định tùy theo cụ thể tính hình thực tế cơng trường để chọn ngày bắt đầu thi cơng D, xác định loại phòng tiến hành thi cơng, xem xét phòng cơng tác có sẵn sàng , với cơng tác sẵn sàng có đủ nhân lực chưa Dựa khối lượng công việc tiến hành xác định thi cơng thi cơng cơng tác đó, cơng việc lập lại với loại phòng Các cơng việc lập lại với ngày D+1 Q trình hồn tất tát cơng tác phòng hồn 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 mơ hình thơng tin LAS Ḍ lȉ u ê˿ u vào Danh sách zone 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 t̡ ng zone 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 cơng S̔ lˍ ̝ ng nhân cơng có s̆ n Các công tác thu̘ c blocking constraints Các phòng thu̘ c blocking zone Các cơng tác thu̘ c zone constraints Các phòng thu̘ c zone zone thành Để thực trình trên, người kỹ sư cần phải tốn nhiều thời gian dễ sai xót Giả sử mặt có khoảng 20 phòng 10 đội thi cơng khác với phòng có cơng tác q trình lập lập lại khoảng 1600 lần thực hiện, lần thực với khối lượng công việc vật tư thiết bị liên quan, Kết sai xót có nhiều xung đột tiến độ theo kế hoạch nhìn trước Trong giai đoạn hoàn thiện, tùy thuộc vào mặt có nhiều loại phòng khác ( phòng kỹ thuật, phòng ngủ, ), với cơng tác, nhân lực thi cơng phòng khác giống Tuy nhiên mặt phòng có quan hệ với Như tiến hành công tác lắp đặt kiểm tra hệ phòng phòng cháy chữa cháy, cơng tác phải thực lúc phòng gần kề thực công tác công tác phải dừng lại Và quan hệ khác thi công tô trát, sơn trâng hành lang, công tác yêu cầu phải lắp đặt giàn giáo làm cản trở giao thơng 80 5.2015 phòng nên phòng liên quan dừng thi công Với số lượng công tác thực giai đoạn hồn thiện lớn nguồn nhân lực đa dạng theo, đội thi cơng làm cơng tác khác phòng khác với công tác khác Vậy để có tiến độ LAS phù hợp với số lượng nguồn nhân lực nhà thầu Để thực vấn đề này, người kỹ sư phải thực liện lập lập lại nhiều lần lựa chọn phòng cơng tác tiến hành song song khác Quá trình tốn thời gian kèm theo sai xót xung đột công tác đọi thi công Phương pháp LAS trình bày giúp cho nhà thầu tiến hành nhanh chống xác tiến độ theo LAS giải ba vấn đề nêu với sai xót thấp khơng có xung đột CÁC KHÁI NIỆM : - Look- ahead- scheduling: Tiến độ dùng hướng dẫn kỹ sư thực công việc hàng ngày nơi công trường Lên tiến độ xây dựng trường hợp gắn liền với phương pháp xây dựng giới hạn tài nguyên ( Ballard,2000) Một LAS tốt giúp kỹ sư thu nhận phản hồi công việc vào cuối ngày làm việc để có điều chỉnh cập nhật thông tin - Zone-constraints: Một loại ràng buộc kỹ thuật với yêu cầu loại công việc thực đồng thời khu vực (được thực thời điểm nhiều nhiều phòng khác nhau) Ví dụ cơng tác lắp đặt HVAC, để thực công tác đội thi công cần tiến hành kiểm tra hệ thống HVAC lúc nhiều nhiều liên tiếp nằm khu vực lắp đặt( NingDong, 2012) - Blocking- constraints: Một dạng ràng buộc kỹ thuật mà với ràng buộc u cầu thực cơng tác đó, khu vực khác liên quan thực cơng việc bình thường khác Ví dụ cơng tác tơ trát trần hành lang hành lang yêu cầu có lắp đặt giàn dáo sàn, việc cản trở cơng tác khác tiến hành -OSS constraints: Tập hợp Zoneconstraints Blocking- constraints mặt thi công - Generic operation: cơng tác có chứa liệu loại nhân công thực vật lư liên quan - Instances operation: cơng tác có thuộc tí Generic operation chứa thêm liệu số lượng nhân công, khối lượng loại vật tư liên quan với thời gian vị trí thực MƠ HÌNH KẾ HOẠCH NHÌN TRƯỚC (LAS) CHO GIAI ĐOẠN HỒN THIỆN CỦA DỰ ÁN XÂY DỰNG DÂN DỤNG : Với phức tạp giai đoạn hồn thiện cơng trình, nhà thầu có nguồn liệu đầu vào lớn Vậy thơng tin cần thiết, quan trọng cần sử dụng dự án, cần phải đưa mơ hình thơng tin rõ ràng, chi tiết, tương quan thông tin vô quan trọng Khi có mơ hình thơng tin việc sử dụng mơ hình q trình lập tiến độ để đảm bảo ràng buộc kỹ thuật giới hạn tài nguyên điều cần đến quy trình lập tiến độ đảm bảo cơng việc xác khơng bị xung đột lẫn Việc xử lý thông tin tiến hành lập tiến độ Hình 3: Mối quan hệ tương quan giá trị đầu vào mơ hình thơng tin Trình tự lạp tiến độ cho cơng tác zone-constraints Trình tự lạp tiến độ cho cơng tác blocing constraints Trình tự lạp tiến độ cho cơng tác operation instances Tăng thời gian Hình 4: Trình tự thực tự động hóa tiến độ theo LAS Hình 5: Trình tự thực tiến độ cho cơng tác zone-constraints Hình 6: Trình tự thực tiến độ cho công tác bocking-constraints LAS cho giai đoạn hồn thiện cơng việc tốn nhiều thời gian khả sai xót lớn cần có công cụ hỗ trợ tự động tiến hành lập tiến độ LAS giai đoạn hoàn thiện dự án 3.1 Mơ hình thơng tin giai đoạn hồn thiện đự án xây dựng dân dụng theo LAS: Mục đích mơ hình thơng tin tạo nguồn liệu ban đầu ( input) thiết lập công tác với cấu trúc Instances operation liên kết cơng tác với ràng buộc liên quan Chức LAS cơng việc tiến hành mà khơng có xung đột nào, theo cơng tác Instances operation với ràng buộc trung tâm mơ hình thơng tin Trong giai đoạn hoàn thiện dự án xây dựng LAS thể loại công nhân làm việc với loại vật tư vị trí nào, đầu vào cho mơ hình thơng tin hình sau: (H3) 3.2 Mơ hình tiến độ giai đoạn hồn thiện đự án xây dựng dân dụng theo LAS: Trước thi cơng, thơng qua mơ hình thơng tin LAS, xác định đầu vào cần thiết cho việc thực tiến độ dự án thỏa mãn yêu cầu ràng buộc kỹ thuật cà giới hạn tài nguyên nhân lực Phương pháp CPM phương pháp phổ biến sử dụng thỏa mãn yêu cầu ràng buộc kỹ thuật lại khoongt hảo mãn yêu cầu giới hạn nguồn lực.Phương pháp LOB phương pháp dựa việc giới hạn tài nguyên liên tiếp tổ đội công tác chưa thể ràng buộc OSS Constraints Để tiến hành lập tiến độ theo u cầu mơ hình LAS, NingDong (2012) đề xuất phương pháp dựa phương pháp ACP Waught (1990) Qui trình thực sau: (H4) Cụ thể thuật toán cho bước qui trình sau: (H5, 6, 7) 3.3 Tự động hóa tiến độ giai đoạn hồn thiện đự án xây dựng dân dụng theo LAS: Để thực tiến độ theo LAS, tác giã dùng phần mềm C# để viết ứng dụng theo mơ hình với mục đích giúp cho người dùng dể sử dụng xác nhanh chống Ứng dụng với modun sau: (H8) VÍ DỤ ÁP DỤNG TÍNH TỐN : Ta dùng ví dụ cơng trình cụ thể để áp dụng úng dụng LAS, số liệu đầu vào sau: (H9) Cơng trình có tầng điển hình với loại zone: phòng hộ ( zone I ), phòng kỹ thuật điện ( zone E ) phòng chứa máy móc nặng ( zone P ) máy phát điện,…và hành lang ( zone C ).Các zone khác có cơng tác riêng đặc trưng cho loại mục đích sử dụng Phòng zone P có thi cơng sàn nâng để chịu tải tác dụng máy móc trọng lượng lớn Phòng zone E có sơn chống thấm cách điện tồn tường vách ngăn Phòng zone C có thi cơng lát đá hoa cương vách thang máy ốp dá hoa cương Với công trình cơng tác zone constraints cơng tác HVAC, thực lắp đặt kiểm tra hệ thống đồng thời phòng zone thực cơng tác cơng tác phòng có liên quan dừng lại Cơng tác blocking constraints cơng tác lắp đặt trần 5.2015 81 Hình 9: Mặt kiến trúc cơng trình Hình 7: Trình tự thực tiến độ cho công tác operation instances Hình 8: Các modun LAS Hình 9: Khai báo đầu vào Zone Hình 11: Khai báo đầu vào Blocking constraint thạch cao công tác láng lát nền, thi công công tác hành lang (C) phòng liên quan tạm dừng thi cơng 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 zone, thời gian thực hiên công tác, nhân lực cho cơng tác trình trự cơng tác miêu tả hình bên dưới: (H9,10,11,12,13,14,15,16) Kết đầu chương trinh sau: (H17) Nhận xét : Ứng dụng cho tiến độ dự án với kết nhanh chóng xác theo LAS theo khía cạnh :trình tự cơng việc phòng, nhân lực cho phép nhà thầu, mối quan hệ phòng, zone Tiến độ theo Las bị ảnh hưởng lớn lực nhân công đội nhà thầu, lựa chọn Zone bắt đầu thi công mà chúng tổng thời gian thi công khác nhau, tồn thời điểm phòng khơng thực công tác tạo khoảng thời gian lãng phí lớn Để khắc phục điểm yếu trên, người dùng cần phải có kinh nghiệm thi cơng hồn thiện để phán đốn xắp sếp thi cơng zone, phòng để tối thiểu thời gian thi công KẾT LUẬN: Với phức tạp giai đoạn hoàn thiện, số lượng lớn cơng tác cần thực hiện, loại phòng khác nhau, số lượng đội thi công, yêu cầu thiết bị vật tư khu vực, phòng khác Việc áp dụng LAS giúp nhà thầu nhanh chống liên tiến độ thực hiện, dự trù vật tư cần thiết, đội thi công phù hợp để đảm bảo dự án tiến độ, chi phí Ngồi vào lực nhà thầu để tiến hành dự đoán tiến độ thi công hợp lý cho dự án cụ thể, giúp cản xung đột, hạn chế phát sinh 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 ... trình sau: (H5, 6, 7) 3.3 Tự động hóa tiến độ giai đoạn hoàn thiện đự án xây dựng dân dụng theo LAS: Để thực tiến độ theo LAS, tác giã dùng phần mềm C# để viết ứng dụng theo mơ hình với mục đích... sai xót lớn cần có cơng cụ hỗ trợ tự động tiến hành lập tiến độ LAS giai đoạn hồn thiện dự án 3.1 Mơ hình thơng tin giai đoạn hồn thiện đự án xây dựng dân dụng theo LAS: Mục đích mơ hình thơng... liên quan với thời gian vị trí thực MƠ HÌNH KẾ HOẠCH NHÌN TRƯỚC (LAS) CHO GIAI ĐOẠN HOÀN THIỆN CỦA DỰ ÁN XÂY DỰNG DÂN DỤNG : Với phức tạp giai đoạn hồn thiện cơng trình, nhà thầu có nguồn liệu đầu