[BÁO KHOA HOC] DÒNG SẢN XUẤT TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG

9 52 0
[BÁO KHOA HOC] DÒNG SẢN XUẤT TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

Thời gian yêu cầu cho xây dựng nhà cao tầng, dù là được đo bằng đơn vị sàn hay bằng đơn vị diện tích xây dựng, đang gia tăng liên tục xuyên suốt phần lớn thế kỷ XX bất chấp sự giới thiệu các công nghệ xây dựng được cải tiến giúp gia tăng năng suất. Để giải thích cho điều này, dường như có sự mâu thuẫn trong cách thức sử dụng nguồn tài nguyên. Bởi vì các tòa nhà đang ngày một trở nên phức tạp hơn về mặt kỹ thuật, kéo theo mạng lưới các nhà thầu phụ với chuỗi cung ứng đặc trưng của mình cũng trở nên nhiều hơn. Vì thế, các nhà quản lý xây dựng ngày một quan tâm hơn trong khâu quản lý hợp đồng và phân bổ rủi ro, đồng nghĩa với việc họ ít quan tâm hơn đối với việc quản lý hệ thống sản xuất. Do vậy, những người tham gia vào dự án, dù vô tình hay cố ý, đã góp phần làm tăng sự tích lũy thời gian dự trữ, lượng công việc đang trong tiến trình và cả vật tư. Một mô hình mô phỏng sự kiện rời rạc được thiết lập cho phép thử nghiệm các khía cạnh đa dạng trong quá trình xây dựng các cao ốc văn phòng, cao ốc thương mại. Trong đó tập trung tìm hiểu sự tác động của chiến lược sản xuất làm gia tăng khối lượng công việc trong tiến trình (WIP). Kết quả mô phỏng giải thích việc gia tăng khối lượng công việc trong tiến trình đã góp phần kéo dài thời gian xây dựng các tòa cao ốc như thế nào. Chính việc thấu hiểu sẽ đưa đến việc đề xuất thay đổi cách thức tổ chức trong xây dựng nhà cao tầng để đạt được thời gian ngắn hơn và chi phí thấp hơn cho dự án

DÒNG SẢN XUẤT TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG Mở đầu: Thời gian yêu cầu cho xây dựng nhà cao tầng, dù đo đơn vị sàn hay đơn vị diện tích xây dựng, gia tăng liên tục xuyên suốt phần lớn kỷ XX bất chấp giới thiệu công nghệ xây dựng cải tiến giúp gia tăng suất Để giải thích cho điều này, dường có mâu thuẫn cách thức sử dụng nguồn tài nguyên Bởi tòa nhà ngày trở nên phức tạp mặt kỹ thuật, kéo theo mạng lưới nhà thầu phụ với chuỗi cung ứng đặc trưng trở nên nhiều Vì thế, nhà quản lý xây dựng ngày quan tâm khâu quản lý hợp đồng phân bổ rủi ro, đồng nghĩa với việc họ quan tâm việc quản lý hệ thống sản xuất Do vậy, người tham gia vào dự án, dù vơ tình hay cố ý, góp phần làm tăng tích lũy thời gian dự trữ, lượng công việc tiến trình vật tư Một mơ hình mơ kiện rời rạc thiết lập cho phép thử nghiệm khía cạnh đa dạng q trình xây dựng cao ốc văn phòng, cao ốc thương mại Trong tập trung tìm hiểu tác động chiến lược sản xuất làm gia tăng khối lượng công việc tiến trình (WIP) Kết mơ giải thích việc gia tăng khối lượng cơng việc tiến trình góp phần kéo dài thời gian xây dựng tòa cao ốc Chính việc thấu hiểu đưa đến việc đề xuất thay đổi cách thức tổ chức xây dựng nhà cao tầng để đạt thời gian ngắn chi phí thấp cho dự án Từ khóa: “mass construction”, “lean construction”, “production flow”, “production system design”, “tall building” Giới thiệu: Hình Tốc độ xây dựng (tính theo số sàn diện tích xây được/năm) 100 tòa nhà cao giới giai đoạn 1929-2008 Hình thể tỉ lệ xây dựng bình qn, xét khía cạnh số sàn số mét vuông xây dựng năm, 100 tòa nhà cao giới xây dựng từ năm 1929 đến năm 2008 (số liệu: CTBUH 2008; Skyscraper 2008) Trong số tòa nhà này, tòa Empire State giữ kỷ lục giới tốc độ xây dựng Trong biểu đồ hình khơng kể đến nhân tố độ an toàn, chất lượng độ phức tạp thiết kế, thời gian yêu cầu cho xây dựng tòa cao ốc, dù đo theo đơn vị số sàn hay theo diện tích xây gia tăng liên tục xuyên suốt phần lớn kỉ XX Bất chấp việc tiến kỹ thuật xây dựng trình làng làm gia tăng suất Một số lý đưa nhằm giải thích cho mâu thuẫn Trong đó, rõ ràng gia tăng số lượng mức độ phức tạp hệ thống tòa nhà Trong tòa “Empire State” có hệ thống thang máy, hệ thống điện, hệ thống bơm, hệ thống sưởi hệ thống thơng gió (số liệu theo Willis Friedman 1998), tất tòa nhà đại ngày trang bị thêm hệ thống vòi phun nước, hệ thống điều khiển khí hậu, báo cháy, AC, máy phát điện dự phòng, tường bao ngồi, mạng lưới máy tính, điện thoại, cáp truyền hình, hệ thống an ninh nhiều hệ thống khác Các hệ thống không nhiều mặt số lượng, hệ thống lại bao gồm nhiều thành phần đòi hỏi phải cung ứng nhiều nhà cung cấp Tuy nhiên, tổng thời gian tác vụ đơn liên tục yêu cầu cho hệ thống phụ trợ kèm theo đường chuẩn khơng thể giải thích cho khác mặt thời gian dự án Lý thứ hai xem xét bối cảnh kinh tế Kỉ lục mà tòa Empire State đạt thời kỳ “Đại khủng hoảng”, nguồn lao động trang thiết bị trở nên thừa thải lúc Có lúc vào cao điểm, có đến 3500 cơng nhân làm việc công trường Tuy nhiên, lịch sử ghi nhận tổng thầu giống hồn thành tòa nhà tương tự với tốc độ tương đương trước “Đại khủng hoảng” Vào năm 1928, kỉ lục tốc độ xây dựng đạt 6.5 tuần cho kết cấu 27 tầng Cũng năm này, toàn nhà 35 tầng khánh thành vòng tháng Năm 1929, ngân hàng Mahattan, cơng trình 77 tầng hồn tất vòng chưa tới năm kể từ lúc khởi cơng phần móng (theo Tauranac 1995) Ngun nhân thứ đề cập thay đổi độ tin cậy thơng tin thiết kế Trong đó, hệ thống tòa nhà phức tạp có thay đổi loại sàn sàn, nhiệm vụ tích hợp thiết kế kết hợp hệ thống vơ khó khăn Khi việc thay đổi thiết kế xảy liên tục suốt giai đoạn xây dựng, độ tin cậy thông tin bị giảm sút sau Sự giảm sút quy mô dịch vụ thiết kế, song song với giảm chi phí, góp phần làm giảm chất lượng thiết kế kết xuất lỗi, công việc cần làm lại, gián đoạn dòng sản xuất Ngồi ra, giả thiết thêm nguyên nhân đáng kế khác hệ thống sản xuất, đặc biệt cách sử dụng phân bổ nguồn lao động Bởi tòa nhà tự thân chúng ngày trở nên phức tạp mặt công nghệ, kéo theo mạng lưới thầu phụ làm nhiệm vụ chun mơn hóa chuỗi cung ứng gia tăng thêm, chí thầu phụ thường phân thêm nhiều lớp Nhà quản lý xây dựng trọng vào khâu quản lý hợp đồng rủi ro mà lơ khâu quản lý sản xuất (theo Koskela Howell 2002) Với yếu thiết kế quản lý hệ thống sản xuất, bên tham gia, vơ tình hay cố ý, góp phần tích lũy thêm thời gian đệm, việc tiến trình vật tư Điều coi chiến lược quản lý sản xuất mang tên “laissez-faire”, đội cơng tác xác định chiến lược mức vi mơ Phương pháp mặc định cho tổ đội công tác thực cơng tác thầu phụ giá đơn vị tích lũy đệm công việc để đảm bảo hiệu suất cục cao, cách mở rộng sớm không gian làm việc sẵn có (Sacks and Harel 2006) Chiến lược tích lũy WIP chống lại dòng sản xuất (Hopp and Spearman 1996) Mục tiêu nghiên cứu nhằm tìm tác động độ tin cậy thông tin chiến lược quản lý sản xuất đến kết xây dựng cao ốc văn phòng/ thương mại Thước đo cho so sánh chu kỳ sản xuất, hiệu suất chung tổ đội thời gian xây dựng Phương pháp nghiên cứu sử dụng so sánh chiến lược khác mơ hình mơ kiện rời rạc Đây công cụ phổ biến nghiên cứu xây dựng (Martinez and Ioannou 1999; Sacks et al 2007; Tommelein 1998) Trong trường hợp này, mô cho phép so sánh rõ ràng thay đổi đặc biệt chiến lược mức độ tin cậy thông tin thiết kế tách rời khỏi yếu tố môi trường kinh tế nhân tố độ phức tạp cơng trình đề cập Hệ thống xây dựng tòa nhà Empire State: Nghiên cứu chi tiết vào hệ thống sản xuất tòa nhà Empire State đưa tác giả đến khía cạnh gọi “mass construction – xây dựng khối lượng lớn” để mô tả hệ thống sản xuất thực Chúng ta định nghĩa xây dựng khối lượng lớn hệ thống sản xuất tòa nhà đặc trưng yếu tố sau: Đa đồng không gian mô đun lặp lại Dòng cơng việc lên kế hoạch cách sử dụng “TAKT time” Quản lý chuỗi cung ứng quy mô công nghiệp Theo dõi điều khiển tỉ lệ sản xuất Thiết kế cẩn thận hệ thống logistic để cung cấp vật tư Cơng việc chuẩn hóa Tối thiểu đa dạng phần Kiểm soát cẩn thận sai số cho phép phần Tất đặc trưng đưa vào hệ thống sản xuất tòa Empire State Thêm vào đó, trường hợp tòa Empire State, việc thiết kế tiến hành cách đồng với vị trí kỹ sư giai đoạn thiết kế ngắn tập trung Mặc dù tòa nhà cao tầng đại ngày có nhiều khơng gian lặp lại, tính đồng khơng thể đảm bảo xun suốt tầng chuẩn hóa cơng việc tối thiểu thay đổi phần khơng yếu tố cần thiết Sự đa dạng phức tạp sản xuất lý đưa đến phát triển công nghệ “xây dựng tinh gọn” nhằm mục đích cung cấp giá trị mà khách hang định trước đảm bảo lợi nhuận dòng sản xuất Xây dựng tinh gọn xem tiến trình khơng đơn từ thủ công lên công nghiệp hóa mà xây dựng khối lượng lớn Hình 2.2 thể xây dựng tinh gọn từ nguồn gốc (thủ cơng, cơng nghiệp hóa, xây dựng khối lượng lớn) Nó kế thừa ý tưởng từ 3, kế thừa từ sản xuất tinh gọn Mô tích lũy WIP giảm thiểu WIP: Bắt nguồn từ ý tưởng sản xuất tinh gọn, xây dựng tinh gọn đề xuất tối thiểu WIP cải thiện chất lượng thông tin thiết kế nhằm cải tiến dòng sản xuất Trong hệ thống tòa nhà phức tạp, điều thể tòa nhà cao tầng đại, kết hợp hệ thống khó khăn lẽ thiết kế chúng chi tiết sản phẩm thực nhiều người khác Việc đồng vị trí người triển khai chi tiết cách sử dụng mơ hình thơng tin xây dựng chun sâu cơng cụ tích hợp cho thấy mức độ hiệu cao việc giảm thiểu sai sót thiết kế cộng tác Trong báo này, tác giả tập trung nghiên cứu ảnh hưởng chiến lược giảm thiểu WIP Một mơ hình mơ chi tiết q trình xây dựng cho tòa cao ốc văn phòng/ thương mại điển hình tổng hợp đưa vào phần mềm mô kiện rời rạc Promodel 2007 Mơ hình cho phép hiệu chỉnh thơng số nhằm mơ cho tòa nhà với số lượng sàn, kích thước sàn liên hợp sàn khác Promodel 2007 cung cấp tất tám loại khơng gian mà tòa nhà có bao gồm: kiểu khơng gian theo phương ngang (tầng hầm/ bãi đỗ xem, tầng vào, tầng văn phòng điển hình, khu vực hành lang tầng không gian mái kỹ thuật) kiểu không gian theo phương dọc (thang máy hệ thống ống kỹ thuật lõi mặt dựng) Mỗi không gian này, xem “thực thể sản xuất” luân chuyển xuyên suốt mô hoạt động Số lượng kiểu khơng gian thiết đặt để mơ cho tòa nhà khác Các công tác xây dựng mô bao gồm: công tác đào hệ chằng chống (hệ shoring), cơng tác móng, cơng tác bê tơng cốt thép loạt công tác đa dạng phần hệ thống cơng tác hồn thiện Có thảy 116 loại công tác khác mô Thời gian cho công tác ngẫu nhiên, thay đổi tùy theo phân phối tam giác xác định từ ba yếu tố: thời gian tối thiểu, thời gian tối đa thời gian phổ biến Sự thay đổi thời gian thể cho thay đổi gây độ thiếu tin cậy sai sót thơng tin thiết kế, thiếu tính sẵn có vật tư, thiết bị nhân tố khác chưa mô cách trực tiếp Hệ thống cân nhắc cách rõ ràng tính sẵn có nhân cơng trước bắt đầu công tác: công tác tiến hành có đủ tối thiểu số nhân công thiết đặt trước, thời gian cơng tác tính dựa số lượng công nhân thực tế gán Thời gian hiệu chỉnh nhằm xét đến đường cong học tập tổ nhóm tìm cách tốt để thực cho tầng, sử dụng công thức diễn giải sau: Mục đích ban đầu mơ hình cho phép thử nghiệm với chiến lược quản lý khác nhau, chẳng hạn chiến lược “tích lũy WIP” đề cập hay chiến lược “giảm thiểu WIP” xác định dưới, tác động thiết kế lỗi khác, ràng buộc tài nguyên Cả hai chiến lược so sánh với chiến lược quản lý mặc định áp đặt phần mềm mà với xu hướng phía tiến trình thực thể sớm đến vị trí Thứ tự ưu tiên khác gán lên cơng tác công tác cho trước để thực thi chiến lược sản suất khác (cơng tác có mức độ ưu tiên cao nhận công nhân trước cơng tác có mức độ ưu tiên thấp hơn) Sự cần thiết cho công tác làm lại mô sử dụng tỉ lệ xác xuất xảy lỗi, kèm với cơng tác làm lại có thời gian khác yêu cầu nguồn tài nguyên dựa mức độ nghiêm trọng lỗi, xác định phần trăm phù hợp cho loại công việc Nguồn cơng việc làm lại từ thiếu hụt thiết kế, lỗi trình thực cơng việc hai Một ví dụ cho phần mô thể bên dưới: Tất liệu cho mơ hình thu thập thơng qua chuỗi họp vòng tháng, tháng lần với kỹ sư cao cấp cơng trình lớn đặc biệt cơng trình loại hình cơng trình mơ Sự cộng tác bao gồm chuyến tham quan công trường dự án Thiết kế đặc trưng trình xây dựng sơ đồ cách chi tiết thời gian yêu cầu nguồn lực cho công tác thay đổi chúng ghi lại Kết mô Đối với giai đoạn nghiên cứu báo đây, chiến lược quản lý luân phiên thử nghiệm sử dụng mơ hình mơ phỏng: A) Tích lũy WIP: Chiến lược phổ biến đội công tác thầu phụ dự án ổn định Hiệu suất họ dòng tiền tối ưu cách chiếm dụng khơng gian họ trở nên sẵn sàng cho phép tích lũy WIP, nhằm đảm bảo chiếm đủ nguồn tài nguyên cho họ - tối ưu hóa cục Chiến lược gọi chiến lược đẩy, cơng tác khuyến khích bắt đầu thực đâu sớm B) Khơng có chiến lược rõ ràng: Trong trường hợp này, tổ công tác nên mở rộng không gian làm việc hay nên hồn tất cơng việc tiến trình C) Giảm thiểu WIP: Điều ngụ ý nhóm đặt quyền ưu tiên cao việc hồn tất công việc không gian bắt đầu bắt đầu làm việc không gian chờ sẵn Đây gọi chiến lược “kéo”, ngược với chiến lược “đẩy” làm tích lũy WIP Hình 4(a) tới 4(c) thể kết mô cho chiến lược từ mơ hình q trình xây dựng tòa nhà có tầng đỗ xe ngầm (mỗi tầng có diện tích 5000m2), hai tầng vào, 21 tầng văn phòng điển hình với hành lang lõi thang máy Mỗi tầng văn phòng có diện tích 1500m2 Sự khác biệt “tích lũy WIP” (chiến lược A) “giảm thiểu WIP” (chiến lược C) nhìn thấy cách rõ ràng hình liệu chu kỳ sản xuất yêu cầu cho cơng tác hồn thiện cho khu vực hành lang Các cơng việc hồn thiện cho tầng khác biệt thời gian Trong hình 4(a) yêu cầu trung bình 92 ngày, bó cụm lại hình 4(c), u cầu vòng 50 ngày Hình 4(b) thể mức độ trung bình hai chiến lược Có thể tranh cãi điều thể dự án nhà quản lý chống lại xu hướng nhà thầu phụ muốn mở rộng công việc nhiều có thể, khơng nhận thức được, khơng thể đạt sách giảm thiểu WIP đầy đủ WIP cho trường hợp đánh giá cách đếm số tầng cơng việc bắt đầu chưa hồn tất dọc đường thẳng đứng, đại diện cho điểm đặt biệt mặt thời gian Theo dự đoán luật Little, WIP cao chu kỳ sản xuất dài thấp chu kỳ sản xuất ngắn Cũng lưu ý thứ tự công việc luôn tiến trình dự đốn trước theo hướng từ tầng lên đến tầng thường thể biểu đồ Gantt Thay vào đó, dòng cơng việc bị ảnh hưởng thay đổi mặt thời gian thiết kế lỗi thi cơng, thay đổi thiết kế, thơng tin dòng vật tư Khi công việc không gian chưa đủ sẵn sàng để thi công thời điểm mong muốn điều kiện chưa đáp ứng, theo đuổi đâu (điều khả thi kỹ thuật quản lý sản xuất, chẳng hạn “Hoạch định cuối cùng”, sử dụng để khắc phụ thiếu sót khâu dự đốn trình tự cơng việc chuỗi cung ứng phản ứng cách linh hoạt để chuẩn bị cho cơng việc ngồi thứ tự) Kết luận: Tốc độ chậm chạp xây dựng cao ốc văn phòng, thương mại ngày đổ lỗi cho gia tăng mức độ phức tạp thiết kế hệ thống Số lượng thầu phụ, nhà cung ứng dự án, chiều sâu tổ chức lớp thầu phụ gia tăng Tuy nhiên, tất yếu, nhà quản lý xây dựng xuất để đảm bảo cho việc thiết kế mịn màng vận hành hệ thống sản xuất dự án cơng trường thay tổ nhóm tự tối ưu cơng việc họ Các tổ công tác tự tối ưu công việc họ không đem lại tối ưu chung cho dự án Sự khác biệt đáng kể kết dự án rút từ việc tích lũy WIP giảm thiểu WIP nhấn mạnh tầm quan trọng việc hiểu biết sâu sắc hành vi hệ thống sản xuất dự án loại hình Có vẻ việc xây dựng cải tiến nhà quản lý có kinh nghiệm tốt phần “vật lý” hệ thống sản xuất xây dựng Trong cơng trình có tính đồng cao, chẳng hạn tòa Empire State, xây dựng khối lượng lớn, với tiến trình tổ nhóm tiên lượng trước từ tầng sang tầng sử dụng tỷ lệ sản xuất gần đồng thiết đặt thời gian dự phòng cẩn thận hoạt động trơn tru Nhưng công trình phức tạp thay đổi thiết kế tỉ lệ sản xuất bị loại bỏ, chẳng hạn trường hợp công trình xây dựng đại, kế hoạch dự án tiên lượng thứ tự tiến trình tổ nhóm từ khơng gian sang khơng gian khác dẫn đến chu kỳ sản xuất dài kéo dài thời gian dự án Điều trầm trọng tổ nhóm thầu phụ tự ý cho phép xác định tiến trình riêng thơng qua việc xây dựng tích lũy dự phòng WIP Cơng việc báo cáo phần nghiên cứu tiếp tục, tìm hiểu thêm khía canhj khác hệ thống quản lý xây dựng cho cao ốc văn phòng, thương mại Nghiên mối quan hệ mức độ thay đổi tỉ lệ lỗi, kích thước tổ cơng tác thời gian dự án mối quan tâm đặc biệt Bởi điều cung cấp thước đo trực tiếp giá trị đầu tư việc áp dụng chiến lược tối thiểu hóa WIP thiết kế sử dụng BIM, chiến lược khác Mục tiêu cuối nhằm đưa đề xuất cho nhà quản lý xây dựng nhà cao tầng ... tưởng sản xuất tinh gọn, xây dựng tinh gọn đề xuất tối thiểu WIP cải thiện chất lượng thơng tin thiết kế nhằm cải tiến dòng sản xuất Trong hệ thống tòa nhà phức tạp, điều thể tòa nhà cao tầng. .. thống sản xuất dự án loại hình Có vẻ việc xây dựng cải tiến nhà quản lý có kinh nghiệm tốt phần “vật lý” hệ thống sản xuất xây dựng Trong công trình có tính đồng cao, chẳng hạn tòa Empire State, xây. .. thể tỉ lệ xây dựng bình quân, xét khía cạnh số sàn số mét vng xây dựng năm, 100 tòa nhà cao giới xây dựng từ năm 1929 đến năm 2008 (số liệu: CTBUH 2008; Skyscraper 2008) Trong số tòa nhà này,

Ngày đăng: 28/03/2020, 08:10

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan