Luận văn thạc sĩ Quản lý xây dựng: Ứng dụng nguyên tắc xây dựng tinh gọn nhằm giảm thiểu lãng phí trong quá trình xây dựng thông qua phần mềm ezstrobe mô phỏng quá trình thi công hoàn thiện

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

PHẠM VĂN TIẾN

ỨNG DỤNG NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG TINH GỌN NHẰM GIẢM THIỂU LÃNG PHÍ TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG THÔNG QUA PHẦN MỀM EZSTROBE MÔ

PHỎNG QUÁ TRÌNH THI CÔNG HOÀN THIỆN

Chuyên ngành: Quản Lý Xây Dựng Mã số: 8580302

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2023

Trang 2

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Phạm Vũ Hồng Sơn

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS Lương Đức Long

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Nguyễn Hoài Nghĩa

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 14 tháng 07 năm 2023

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 Chủ tịch hội đồng: TS Lê Hoài Long 2 Thư ký hội đồng: TS Huỳnh Nhật Minh

3 Uỷ viên phản biện 1: PGS.TS Lương Đức Long 4 Uỷ viên phản biện 2: TS Nguyễn Hoài Ngĩa 5 Uỷ viên: TS Đặng Thị Trang

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

KỸ THUẬT XÂY DỰNG

TS Lê Hoài Long PGS.TS Lê Anh Tuấn

Trang 3

Họ và tên học viên: PHẠM VĂN TIẾN Ngày sinh: 09/10/1994

Chuyên ngành: Quản lý xây dựng

MSHV: 2170308 Nơi sinh: Lâm Đồng Mã số: 8580302

II NHIỆM VỤ LUẬN VĂN

- Nghiên cứu tổng quan về tư duy tinh gọn, lãng phí, mô phỏng trong xây dựng - Phân tích, quan sát và thu thập dữ liệu thực tế công tác nghiên cứu

- Xây dựng mô hình mô phỏng quy trình hoàn thiện sàn trên công trường - Xây dựng mô hình tinh gọn và đánh giá kết quả cải thiện

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : Ngày 06 tháng 02 năm 2023 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : Ngày 11 tháng 06 năm 2023 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

a Cán Bộ Hướng Dẫn 1: TS Chu Việt Cường

TS Lê Hoài Long

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

PGS.TS Lê Anh Tuấn

Trang 4

HVTH: PHẠM VĂN TIẾN – MS: 2170308ii

LỜI CÁM ƠN

Đầu tiên, tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy hướng dẫn TS Chu Việt Cường và PGS.TS Phạm Vũ Hồng Sơn Nhờ sự hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm và động viên của các thầy đã giúp tôi hoàn thành luận văn này

Tôi cũng xin chân thành cám ơn quý Thầy, Cô trong Bộ môn Thi Công và Quản lý xây dựng, Khoa Xây dựng, Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh đã tận tâm nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trường

Tôi cũng xin cám ơn tất cả bạn bè, đồng nghiệp, các chuyên gia và đặc biệt các bạn cùng khóa 2021 đã luôn nhiệt tình chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức và giúp đỡ trong suốt quá trình thu thập dữ liệu cho luận văn

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân trong gia đình, những người đã luôn bên cạnh quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi về mọi mặt trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Xin chân thành cám ơn!

Tp HCM, ngày 11 tháng 06 năm 2023

Phạm Văn Tiến

Trang 5

HVTH: PHẠM VĂN TIẾN – MS: 2170308iii

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đề tài:

ỨNG DỤNG NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG TINH GỌN NHẰM GIẢM THIỂU LÃNG PHÍ TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG THÔNG QUA PHẦN MỀM

EZSTROBE MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH THI CÔNG HOÀN THIỆN

Một thách thức quan trọng đối với ngành xây dựng là làm thế nào để nâng cao hiệu quả trong quá trình thi công thông qua việc giảm thiểu lãng phí trong quy trình Nhiều nhà nghiên cứu đã cố gắng giải quyết nó để nâng cao hiệu suất của ngành công nghiệp này bằng nhiều cách Theo đó, nghiên cứu này ứng dụng tư duy tinh gọn trong xây dựng kết hợp cùng phương pháp mô phỏng sự kiện rời rạc (DES) bởi phần mềm EZStrobe để mô phỏng quá trình thi công hoàn thiện sàn bằng đá marble ngoài thực tế, từ việc quan sát và thu thập dữ liệu của từng hoạt động trong quy trình thực tế ngoài công trường Thông qua việc xây dựng, chạy mô phỏng và kết quả từ mô phỏng thế giới thực sẽ biết được các nguồn gây ra lãng phí Từ đó áp dụng nguyên tắc xây dựng tinh gọn thông qua các phương pháp như sản xuất tức thời, giảm khối lượng lô sản xuất và ưu tiên nguồn lực, sử dụng nhóm thợ đa kỹ năng cho quy trình thi công ban đầu

Kết quả mô hình tinh gọn của nghiên cứu đã chỉ ra thời gian chu kỳ thi công giảm 13%, hiệu suất quy trình được nâng lên 141%, năng suất bình quân tăng 268%, chi phí nhân công giảm 96% Kết quả của nguyên cứu này góp phần vào nguồn tài liệu tham khảo cho các nhà quản lý và kỹ sư xây dựng để cải thiện năng suất của quy trình thi công xây dựng nói chung và thi công hoàn thiện nói riêng

Trang 6

SIMULATE THE FINISHING WORK

The construction industry's important challenge is how to increase the efficiency of construction work by reducing process waste Researchers have tried to resolve that to improve the construction industry’s performance in many ways Therefore, this research aims to apply the construction lean principle combine with discrete-event simulation (DES) by EZStrobe to simulate the marble floor process by observing and collecting the data for the activity of the process in reality on the site We know the waste resource by build, simulating, and a result of the reality model from that, applying three main lean principles through technique including “just in time”, “reduce the batch size and resources priorities” and “multi-skilled team” to the original construction process

The result of the lean model in this research has shown a 13% reduction in cycle time, 141% improvement in labor productivity, 268% enhancement in process efficiency, and 96% reduction in labor cost The result has become the reference document resource to improve the performance process for the manager and construction engineer not only for the finishing work but also for construction works

Trang 7

HVTH: PHẠM VĂN TIẾN – MS: 2170308v

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Ứng dụng nguyên tắc xây dựng tinh gọn nhằm giảm thiểu lãng phí trong quá trình xây dựng thông qua phần mềm Ezstrobe mô phỏng quá trình thi công hoàn thiện” là công trình nghiên cứu của

cá nhân tôi Nội dung nghiên cứu được thực hiện là hoàn toàn trung thực Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về nội dung luận văn này

Tp HCM, ngày 11 tháng 06 năm 2023

Phạm Văn Tiến

Học viên cao học khóa 2021 Chuyên ngành: Quản lý xây dựng Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM

Trang 8

1.5 Đóng góp của nghiên cứu 4

1.6 Cấu trúc luận văn 5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 6

2.1 Tóm Tắt Chương 6

2.2 Các định nghĩa, khái niệm liên quan đến vấn đề nghiên cứu 6

2.3 Khái niệm về mô phỏng sự kiện rời rạc và phần mềm EZStrobe 11

2.4 Lược khảo các nghiên cứu về mô phỏng trong xây dựng tinh gọn 18

2.5 Kết luận Chương 2 40

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41

3.1 Tóm tắt chương 41

Trang 9

HVTH: PHẠM VĂN TIẾN – MS: 2170308vii

3.2 Quy trình nghiên cứu 41

3.3 Phương pháp nghiên cứu 43

3.4 Công cụ nghiên cứu 50

3.5 Kết luận chương 3 50

CHƯƠNG 4: XÂY DƯNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG CÔNG TÁC HOÀN THIỆN SÀN 51

4.1 Tóm tắt chương 4 51

4.2 Tổng quan về dự án nghiên cứu 51

4.3 Công tác hoàn thiện sàn 54

Trang 10

HVTH: PHẠM VĂN TIẾN – MS: 2170308viii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các thành phần cơ bản của Eztrobe 23

Bảng 2.2 Bảng tóm tắt các phương pháp xây dựng tinh gọn 27

Bảng 2.3 Bảng tóm tắt áp dụng xây dựng tinh gọn trong các dự án xây

Bảng 2.4 Bảng tóm tắt các nghiên cứu áp dụng xây dựng tinh gọn và

mô phỏng sự kiện rời rạc trong xây dựng 37 Bảng 2.5 Bảng tóm tắt các nghiên cứu áp dụng phần mềm EZStrobe

Bảng 4.1 Các hoạt động thi công trong quy trình 62

Bảng 4.2 Tổng hợp phân phối xác suất thời gian thi công các hoạt

Bảng 4.3 Bảng thông tin các hoạt động trong quy trình công tác lát đá

Bảng 4.4 Thông tin các hàng đợi trong quy trình công tác lát đá sàn 75

Bảng 4.5 So sánh kết quả mô phỏng mô hình thế giới thực và thời gian

Bảng 4.6 Thông số đầu vào của mô hình mô phỏng 80

Bảng 4.7 Công thức tính toán trong mô hình mô phỏng 81

Bảng 4.8 Thông số đầu vào của mô hình cải tiến theo phương pháp sử

Bảng 4.9 So sánh kết quả giữa mô hình thế thực và mô hình tinh gọn 100

Trang 11

Hình 4.2 Phối cảnh hoàn thiện khu tiếp tân bên trong khu nhà

trưng bày bán hàng và căn hộ mẫu 60 Hình 4.3 Phối cảnh hoàn thiện khu sảnh chính bên trong khu nhà

trưng bày bán hàng và căn hộ mẫu 61 Hình 4.4 Phối cảnh hoàn thiện khu phòng họp bên trong khu nhà

trưng bày bán hàng và căn hộ mẫu 61 Hình 4.5 Phối cảnh hoàn thiện khu tiếp khách bên trong khu nhà

trưng bày bán hàng và căn hộ mẫu 62 Hình 4.6 Tổng mặt bằng công trình 62

Hình 4.7 Sơ đồ quy trình thi công thực tế công tác lát đá marble 63

Hình 4.8 Mô hình mô phỏng công tác thi công sàn đá marble 72

Hình 4.9 Kết quả mô phỏng mô hình thế giới thực của quy trình

Hình 4.10 Chuỗi sản xuất của quy trình thi công hoàn thiện sàn đá 87

Hình 4.11 Mô hình cải tiến theo nguyên tắc sản xuất tức thời (JIT –

Hình 4.12 Kết quả mô phỏng mô hình cải tiến theo phương pháp sản

Trang 12

HVTH: PHẠM VĂN TIẾN – MS: 2170308x

Hình 4.13 Mô hình cải tiến theo nguyên tắc hệ thống dòng kéo (Pull

Hình 4.14 Kết quả mô phỏng mô hình cải tiến theo phương pháp hệ

thống dòng kéo (pull flow system) 94 Hình 4.15 Mô hình cải tiến theo nguyên tắc sử dụng nhóm thợ đa kỹ

Hình 4.16 Kết quả mô phỏng mô hình cải tiến theo nguyên tắc sử

dụng nhóm thợ đa kỹ năng (multi-skilled team) 97 Hình 4.17 Mô hình tinh gọn bởi tổng hợp các nguyên tắc xây dựng

Hình 4.18 Kết quả mô phỏng mô hình tinh gọn 102

Trang 13

12 NCTkeo Nhân công trộn keo

13 NCKeo Nhân công keo

14 NCHTSan Nhân công hoàn thiện sàn

15 SanHT Sàn hoàn thiện

Trang 14

HVTH: PHẠM VĂN TIẾN – MS: 21703081

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu chung

Trong hai thập kỷ qua, nền công nghiệp đã cải thiện đáng kể khi áp dụng nhiều phương pháp trong việc vận hành cũng như quản lý và đưa đến nhiều kết quả tích cực trong sản xuất như năng suất, hiệu suất, Ngành xây dựng lại đang thể hiện khác biệt khi các phương pháp vận hành và quản lý được cải thiện chậm trong thời kỳ bùng nổ thông tin hiện nay Các dự án với quy mô lớn, phức tạp và yêu cầu cao xuất hiện ngày càng nhiều, bên cạnh đó thời gian thực hiện dự án ngắn nhằm nhanh chóng đưa sản phẩm vào sử dụng Dẫn đến có rất nhiều vấn đề xảy ra như năng suất kém, vượt tiến độ, không đảm bảo chất lượng, yếu tố an toàn lao động thì nghèo nàn… dẫn đến giá trị giao cho khách hàng bị sụt giảm nghiêm trọng (Mao và Zhang, 2008) Một trong những thách thức phổ biến nhất, chưa được giải quyết và khó khăn liên quan đến ngành xây dựng là tỷ lệ phát lãng phí cao Nhiều nỗ lực nghiên cứu (Koskela, 1992; Mao và Zhang, 2008; Mohamed Saad và Anas Chafi, 2021) trong ngành xây dựng trong vài năm qua đã tập trung vào phát sinh lãng phí trong quá trình vòng đời của công trình xây dựng Về vấn đề này, một trong những khái niệm quan trọng được đưa ra vào những năm 1990 là ‘xây dựng tinh gọn’, đề cập đến việc áp dụng lý thuyết sản xuất thành công, sản xuất tinh gọn trong xây dựng Mục tiêu của lý thuyết mới được giới thiệu là việc áp dụng các nguyên tắc sản xuất tinh gọn trong ngành xây dựng Sản xuất tinh gọn được bắt nguồn từ Hệ thống sản xuất Toyota (TPS) nhằm đáp ứng nhu cầu của khách hàng theo cách hiệu quả nhất trong đó giảm thiểu lãng phí (Mao và Zhang, 2008) Các tính năng cơ bản của tinh gọn bao gồm một bộ mục tiêu cụ thể, nhằm giảm thiểu lãng phí và tạo ra giá trị tối đa cho khách hàng Bajjou và cộng sự (2017) chỉ ra rằng sản xuất tinh gọn đã thành công trong việc giảm lãng phí trong ngành sản xuất xuống 12%, trong khi ngành xây dựng có tỷ lệ lãng phí cao hơn với 57% Theo một số nghiên cứu, ngành xây dựng đang tồn tại một loạt các vấn đề lặp đi lặp lại như chi phí và thời gian vượt quá, năng suất thấp, an toàn và chất lượng kém và tỷ lệ phát sinh chất thải cao làm giảm giá trị cung cấp cho khách hàng (Bajjou và cộng sự, 2019) Các đặc điểm xây dựng (chẳng hạn như sản xuất tại chỗ,

Trang 15

độ phức tạp và tính độc đáo) cũng làm tăng tính không chắc chắn và hay thay đổi, làm trầm trọng thêm các vấn đề nêu trên (Bajjou và cộng sự, 2017) Sản xuất tinh gọn được thiết kế để đảm bảo rằng sản phẩm phù hợp được sản xuất với chất lượng và số lượng phù hợp bằng cách cung cấp nguyên vật liệu ngay khi cần thiết đồng thời giảm thiểu lãng phí và đủ linh hoạt để thích ứng với những hạn chế sản xuất đang thay đổi (Bajjou và Chafi, 2020) Các phương pháp sản xuất tinh gọn nhằm mục đích tối ưu hóa hiệu suất dự án thông qua giảm lãng phí và nâng cao giá trị cho người tiêu dùng (Bajjou và Chafi, 2018) Sự thành công của các khái niệm tinh gọn đã làm cho triết lý sản xuất này trở thành một cơ hội rất hứa hẹn cho các chuyên gia và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực xây dựng, khi các công ty tìm cách tồn tại và duy trì lợi nhuận dưới áp lực cạnh tranh toàn cầu

Mục đích của nghiên cứu này là cải thiện quy trình xây dựng theo các nguyên tắc tinh gọn nhằm giảm thiểu lãng phí Dựa trên nghiên cứu của mình để đánh giá lượng lãng phí trong quá trình xây dựng theo cách tiếp cận tư duy tinh gọn Do đó, sau khi mô tả các loại lãng phí trong quá trình xây dựng, các nguyên tắc xây dựng tinh gọn liên quan đến giảm thiểu lãng phí sẽ được đề xuất ứng dụng Để kiểm tra và xem xét các nguyên tắc tinh gọn (nhằm giảm thiểu lãng phí) trong các quy trình xây dựng, cần có một nghiên cứu điển hình với một thí nghiệm trên máy tính Mô hình hóa và mô phỏng trên máy tính được thực hiện trước khi thực hiện thực tế để giảm rủi ro, thời gian và chi phí liên quan Mô hình hóa là một công cụ mạnh mẽ giúp chúng ta theo hai cách quan trọng Cái đầu tiên cho thấy những thiếu sót liên quan đến việc thiết kế hệ thống và cái còn lại là làm nổi bật các cơ hội để cải thiện hiệu suất của hệ thống và một số nhà nghiên cứu coi mô hình mô phỏng là một cách tiếp cận mạnh mẽ mang lại nhiều lợi ích so với mô hình toán học và thử nghiệm do chi phí cận biên, tính linh hoạt, độ chính xác và tính hiện thực của nó (Nikakhtar và cộng sự, 2015) Sau khi mô phỏng một quy trình thi công đã chọn dựa trên một cách thức chính xác, các khái niệm tư duy tinh gọn được áp dụng cho mô hình Điều này sẽ dẫn chúng ta đến việc xây dựng mô hình tinh gọn Cuối cùng, các yêu tố định lượng của từng loại lãng phí

Trang 16

được so sánh giữa mô hình thực tế và mô hình tinh gọn, và tiềm năng của các nguyên tắc tinh gọn để giảm lãng phí trong quá trình được thảo luận

1.2 Xác định vấn đề nghiên cứu 1.2.1 Lý do dẫn đến nghiên cứu

Sản xuất tinh gọn là cách tiếp cận để sản xuất đúng sản phẩm với số lượng chính xác thông qua việc cung cấp nguyên liệu tức thì đồng thời giảm thiểu lãng phí và duy trì tính linh hoạt để thích ứng với các yêu cầu sản xuất khác nhau Tinh thần tinh gọn đã được chứng minh sự hữu ích để cải thiện quy trình sản xuất và chất lượng sản phẩm trong vài thập kỷ gần đây, và đã được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất Do sự thành công của các nguyên tắc tinh gọn trong ngành sản xuất và tiềm năng của các dự án xây dựng để tối ưu hóa, việc áp dụng các nguyên tắc sản xuất tinh gọn trong các quy trình xây dựng dường như có hiệu quả Trên thực tế, xây dựng tinh gọn cố gắng vượt ra khỏi quan điểm truyền thống về dự án là sự chuyển đổi, mà bao gồm dòng chảy và tạo ra giá trị

Đối với ngành xây dựng, thực tế dễ dàng nhận thấy rằng việc thử nghiệm một phương pháp mới là rất tốn kém, mất nhiều thời gian và dễ dành vấp phải sự phản đối khi phải tiếp cận cái mới Do đó, mô phỏng trên máy tính đã được sử dụng để hỗ trợ một cách hữu hiệu trong việc nghiên cứu và áp dụng tinh thần tinh gọn trong việc xây dựng các quy trình Các quy trình có thể được mô hình hóa và phân tích hiệu quả từ góc độ thực tế bằng cách sử dụng mô phỏng trước khi triển khai thực tế tại hiện trường

1.2.2 Các câu hỏi nghiên cứu - Xây dựng tinh gọn là gì?

- Ứng dụng Eztrobe trong mô phỏng như thế nào? - Mối liên hệ giữa xây dựng tinh gọn và mô phỏng?

- Làm sao để mô hình hóa quy trình xây dựng truyền thống có thể phản ảnh được gần với thực tế?

- Làm thế nào để có thể ứng dụng tinh gọn trong việc xây dựng quy trình để giảm thiểu lãng phí?

Trang 17

- Làm sao để đánh giá sự hiệu quả của quy trình xây dựng tinh gọn so với quy trình thực tế ở hiện tại?

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào các mục tiêu sau: - Thu thập và xử lý dữ liệu đầu vào

- Xây dựng mô hình mô phỏng cho quy trình thi công ngoài thực tế - Kiểm chứng mô hình so với thực tế

- Xây dựng mô hình mô phỏng cho quy trình xây dựng tinh gọn

- Đánh giá sự hiệu quả của quy trình xây dựng tinh gọn với quy trình truyền thống 1.4 Phạm vi nghiên cứu

- Thời gian thực hiện: từ tháng 08/2022 đến tháng 05/2023

- Đối tượng nghiên cứu: Tổ hợp phòng trưng bày bán hàng, căn hộ và khu nhà mẫu thuộc dự án khu đô thị Sài Gòn Bình An

- Quan điểm phân tích: Nhà thầu thi công

1.5 Đóng góp của nghiên cứu 1.5.1 Đóng góp về mặt học thuật

- Nghiên cứu cung cấp hệ thống khái niệm về xây dựng tinh gọn - Nghiên cứu cung cấp khái niệm về lãng phí trong xây dựng

- Nghiên cứu cung cấp hệ thống khái niệm về mô phỏng sự kiện rời rạc và phần mềm EZStrobe

- Nghiên cứu cung cấp mô hình mô phỏng thi công cho công tác hoàn thiện sàn theo quy trình truyền thống và quy trình xây dựng tinh gọn

- Nghiên cứu hướng dẫn và sử dụng phần mềm Eztrobe cho mô phỏng trong lĩnh vực xây dựng

Trang 18

1.6 Cấu trúc luận văn

Nội dung của đề tài được chia thành 3 chương và được trình bày ở bảng 1.1:

Bảng 1.1 Tóm tắt nội dung luận văn

CHƯƠNG 1: MỞ

ĐẦU

- Xác định vấn đề nghiên cứu - Mục tiêu nghiên cứu

- Phạm vi và đóng góp của nghiên cứu

- Quy trình nghiên cứu

- Phương pháp xây dựng mô hình

- Phương pháp tiến hành mô phỏng sự kiện rời rạc - Công cụ nghiên cứu

CHƯƠNG 4: XÂY

DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG CÔNG TÁC HOÀN THIỆN SÀN

Trình bày các kết quả cụ thể nghiên cứu, bao gồm: - Ví dụ minh hoạ và thu thập dữ liệu

- Các phương án cho từng mô hình để xác định mức độ hiệu quả

CHƯƠNG 5: KẾT

LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận về các kết quả đạt được, những lưu ý khi áp dụng kết quả, đồng thời nêu lên hạn chế của nghiên cứu và khuyến nghị những hướng nghiên cứu tiếp theo

Trang 19

Nguồn gốc của thuật ngữ tinh gọn (Lean) xuất hiện lần đầu trong cuốn Cỗ máy

làm thay đổi Thế giới (The Machine that Changed the World) của Womack xuất bản năm 1990 Tuy nhiên, tư duy tinh gọn (Lean thinking) đã khởi thủy từ Hệ thống sản xuất Toyota (TPS) từ những năm 1950, nó được triển khai xuyên suốt các hoạt động của Toyota và được rất nhiều công ty, tập đoàn và tổ chức học hỏi và ứng dụng Về cơ bản, tinh gọn có nghĩa là tạo ra đúng sản phẩm đúng lúc, đúng khối lượng, đúng nơi và đồng thời giảm thiểu lãng phí, trở nên linh hoạt và cởi mở với các thay đổi Hay đơn giản là tập trung vào sản xuất dựa trên nhu cầu của khách hàng (Dorval và Jobin, 2019; Bajjou và Chafi, 2018)

Mục tiêu của sản xuất tinh gọn nói chung gồm: giảm phế phẩm và sự lãng phí; giảm chu kỳ sản xuất; giảm mức tồn kho; tăng năng suất lao động; tận dụng thiết bị

Các định nghĩa, khái niệm liên quan đến vấn đề nghiên cứu

Lược khảo các nghiên cứu về vấn đề nghiên cứu trước đây

Xây dựng tinh gọnLãng phí

Mối quan hệ giữa xây dựng tinh gọn và lãng phí

Mô phỏng sự kiện rời rạcEZStrobe

Xây dựng tinh gọnMô phỏng trong xây dựng tinh gọn

Trang 20

và mặt bằng; tăng tính linh hoạt; và tăng sản lượng Từ sản xuất tinh gọn, tư duy tinh gọn cùng các nguyên lý, công cụ, phương pháp đi kèm như 5S, thẻ báo (Kanban), ngăn chặn lỗi (poka-yoke), chuỗi một sản phẩm (one-piece flow), sơ đồ dòng chảy giá trị (value stream mapping) v.v… đã được áp dụng trong rất nhiều lĩnh vực, trong đó có xây dựng

Xây dựng tinh gọn là một cách tiếp cận hướng tới việc thiết kế các hệ thống sản xuất để tối thiểu hóa việc lãng phí vật liệu, thời gian và nỗ lực trong xây dựng, nhằm tối đa hóa lợi ích cho khách hàng Xây dựng tinh gọn được thực hiện thông qua việc áp dụng các nguyên tắc xây dựng tinh gọn (lean construction principles) và sử dụng các phương pháp tinh gọn (lean tools)

- Giảm thời gian của chu kỳ

- Tối thiểu hóa số lượng các bước, các bộ phận và các liên kết - Tăng độ linh hoạt của kết quả đầu ra

- Tăng độ minh bạch của quá trình

- Kiểm soát tập trung vào các quá trình hoàn thành - Thực hiện cải tiến liên tục cho các quá trình

- Cân bằng việc cải tiến chuỗi với cải tiến chuyển đổi - So sánh chuẩn mực

Chú trọng hơn đến mối quan hệ giữa xây dựng tinh gọn và giá trị dự án, một số tổ chức và chuyên gia khác chỉ ra 5 nguyên tắc của xây dựng tinh gọn, bao gồm: - Nhận dạng giá trị: Hiểu rõ các yêu cầu của khách hàng và đảm bảo rằng các tiêu

chí kỹ thuật được thể hiện rõ ràng điều này làm cho khách hàng dễ dàng hiểu cái

họ cần, khi nhu cầu được đáp ứng thì giá trị sẽ được cung cấp

Trang 21

- Sơ đồ dòng chảy giá trị: các công việc, vật liệu được chia nhỏ tới mức thấp nhất Chi tiết kết quả quá trình được nhìn thấy và do đó giá trị từ mỗi chi tiết nhỏ đều được xác định Các công việc không có giá trị sẽ bị xoá bỏ do không có đóng góp

vào dòng chảy giá trị

- Thiết lập dòng chảy: điều này đòi hỏi sự luân chuyển tài nguyên bao gồm của nguyên liệu và nhân lực Các tài nguyên này được sắp xếp sao cho sẽ có sẵn ở nơi cần sử dụng Đây là sự sẵn có của các tổ đội khác nhau và sự thể hiện của việc

hậu cần tốt

- Thiết lập hệ thống “kéo”: không cần phải có hàng tồn kho Các tài nguyên chỉ có mặt sẵn sàng ở thời điểm cần thiết với chất lượng được đáp ứng Khi cần một nguồn lực cụ thể trong hệ thống, một tín hiệu được gửi đến nhà cung cấp để vận

chuyển đến nơi cần tài nguyên

- Theo đuổi sự hoàn hảo: việc cải tiến liên tục để giữ cho hệ thống trở nên tốt hơn Hướng tới sự hoàn hảo dẫn đến hệ thống sản xuất kéo dài và đạt được kết quả mà

thậm chí là không thể trước đây

Sự cần thiết có các công cụ/phương pháp nhằm đảm bảo các nguyên tắc tinh gọn được áp dụng một cách phù hợp vào các hoạt động xây dựng trong quá trình thực hiện dự án Có nhiều công cụ/phương pháp được phát triển, nhưng phổ biến nhất là

các công cụ: sản xuất tức thời, hệ thống kế hoạch từng bước, ngăn chặn lỗi sai và 5S 2.2.2 Lãng phí trong ngành xây dựng

Lãng phí trong ngành xây dựng được phân loại theo các thuộc tính khác nhau như chủng loại, số lượng, Mặc dù có các cách phân loại khác nhau nhưng phần lớn chúng đều theo một khái niệm cơ bản giống nhau Điểm chung giữa các cách phân loại này là hao hụt vật liệu, sản phẩm hư hỏng và lỗi thiết kế Ví dụ, Shingo (1984) chia lãng phí trong xây dựng thành bảy loại theo nguyên nhân của nó Những nguyên nhân này là do bản thân hệ thống, kho, vận hành, vận chuyển, thời gian chờ, sản xuất thừa và lỗi Trong một nghiên cứu khác, Koskela (1992) đã liệt kê các khuyết tật, việc làm lại, lỗi thiết kế, thiếu sót, thay đổi thứ tự, chi phí an toàn và tiêu thụ quá mức vật

Trang 22

liệu là các nhóm chất thải xảy ra trong quá trình xây dựng Tổng quan về phân loại lãng phí từ tổng quan tài liệu có thể được nhìn thấy trong Hình 2.2

Hình 2.2 Tổng quan về phân loại lãng phí

2.2.3 Mối quan hệ giữa xây dựng tinh gọn và lãng phí trong quy trình thi công

Đối với tư duy xây dựng tinh gọn khuyến nghị một định nghĩa rộng hơn về lãng phí để bao gồm không chỉ lãng phí vật chất mà còn cả lãng phí liên quan đến bất kỳ sự kém hiệu quả nào của thiết bị hoặc hiệu suất của công nhân tạo ra trong quá trình xây dựng (chẳng hạn như thời gian chờ đợi và thời gian vận chuyển) (Farrar và cộng sự, 2004) Trong nghiên cứu này, những loại lãng phí này được gọi là lãng phí quá trình xây dựng được thể hiện ở Hình 2.3 Trên thực tế, "lãng phí trong quy trình xây dựng" là một vấn đề quan trọng được xem xét nghiêm túc trong xây dựng tinh gọn Loại lãng phí này có thể được chia thành hai loại chính: lãng phí phát sinh do bản

Sản xuất dư thừa

Chi phí cho công tác an toàn

Hao mòn trang thiết bị

Thời gian nghỉ

Hoạt động sáng tạo

Làm rõ nhu cầu

Trang 23

Ngoài việc xem xét các lãng phí thông thường đã biết, tư duy xây dựng tinh gọn tập trung vào các hoạt động xây dựng tiêu tốn thời gian của công nhân và các nguồn lực khác, nhưng không tạo ra giá trị cho sản phẩm cuối cùng Những loại hoạt động này được gọi là hoạt động không gia tăng giá trị hay hoạt động phi giá trị theo lý thuyết tư duy tinh gọn Làm lại, vận chuyển, hàng tồn kho không cần thiết và quá nhiều cũng như thời gian chờ đợi của công nhân là những công việc chính không mang lại giá trị gia tăng trong quy trình Nghiên cứu cho thấy rằng lãng phí do “công việc không gia tăng giá trị” chiếm một phần đáng kể trong hầu hết các quá trình xây dựng (ví dụ, xem Farrar và cộng sự, 2004; Dunlop và Smith, 2004; Al-Sudairi, 2007; Agbulos và AbouRizk, 2003; Narayanamurthy và cộng sự, 2017; Bajjou và cộng sự, 2017; Antony và cộng sự, 2012; Wang và cộng sự, 2009) Nó thậm chí còn vượt quá 50% tổng số công việc trong một số trường hợp (Al-Sudairi, 2007) Mặc dù một số

Yếu tố bên ngoài

Dư thừa vật tư Làm rõ nhu cầu Lỗi thiết kế

Quy trình xây dựng

Bản chất quá trình thi công xây dựng (sản xuất dư thừa, chi phí an toàn, phế liệu)

Các công việc không tạo ra giá trị (thời gian vận chuyển, di dời vật tư thiết bị; thời gian chờ đợi, thời gian tồn kho, thời gian nhàn rỗi, lưu kho không cần thiết

Trang 24

nhà nghiên cứu tin rằng các hoạt động không gia tăng giá trị là bắt buộc và đôi khi cần thiết khi thực hiện một hoạt động (Mao và Zhang, 2008; Al-Sudairi, 2007), từ quan điểm xây dựng tinh gọn, các hoạt động phi giá trị chiếm tỷ lệ cao trong quá trình thi công mang lại tiềm năng cải thiện cao Trong nghiên cứu này, lượng công việc làm lại, chờ đợi, vận chuyển và hàng tồn kho không cần thiết trong quá trình xây dựng được đo lường và giảm thiểu thông qua việc áp dụng các nguyên tắc xây dựng tinh gọn

2.3 Khái niệm về mô phỏng sự kiện rời rạc và phần mềm EZStrobe 2.3.1 Mô phỏng sự kiện rời rạc (Martinez, 1996)

Mô phỏng sự kiện rời rạc là quá trình tạo mô hình mà ở đó mô hình thực hiện một hệ thống thực tế hay tưởng tượng Mô phỏng liên quan đến việc thiết kế một mô hình hệ thống và các kịch bản được đưa ra trên mô hình đó Các tính chất của hệ thống thật hay của hệ thống ảo có thể được dự đoán bằng cách quan sát các kết quả của các kịch bản trong mô hình Có hai phương pháp mô hình chính: mô hình liên tục và mô hình sự kiện rời rạc

Trong mô hình liên tục, các bước thời gian là cố định ngay từ đầu của mô phỏng Thời gian thay đổi những khoảnh bằng nhau và những giá trị thay đổi khi thời gian thay đổi Giá trị phản ánh tình trạng của hệ thống tại bất kỳ thời điểm cụ thể nào, thời gian mô phỏng đều nhau từ lần thứ nhất đến lần cuối cùng Ví dụ của mô phỏng liên tục như một dòng chất lỏng đi qua đường ống, khối lượng của dòng chất lỏng có thể tăng hoặc giảm ở mỗi bước thời gian, nhưng dòng chảy của chất lỏng là liên tục

Mô hình sự kiện rời rạc, hệ thống thay đổi trạng thái khi và chỉ khi sự kiện thay đổi, không giống như mô hình liên tục, thời gian mô phỏng của các sự kiện đầu tiên cũng như các sự kiện kế tiếp là không bằng nhau Ví dụ: các công tác xây tô tường gạch là tập hợp của các công tác riêng lẻ như vận chuyển vật tư, trộn vữa, xây, tô và có thời gian thực hiện khác nhau, quá trình xây tô tường gạch thay đổi khi và chỉ khi các công tác con thay đổi

Các đặc trưng của mô phỏng:

Trang 25

- Chiến lược mô phỏng là các khung khái niệm mô hình và hướng phát triển xác định cách tạo mô hình Hai chiến lược mô phỏng chính là “Quá trình tương tác” (Process interaction (PI)) và “Hoạt động quét” (Activity scanning (AS)), “Lịch trình sự kiện” (Event Scheduling (ES)) là một chiến lược mô phỏng thứ ba được kết hợp giữa PI và AS

- Tính linh hoạt phản ánh khả năng của công cụ để mô hình các tình huống phức tạp và để thích ứng với một loạt các yêu cầu ứng dụng thực tế Hệ thống mô phỏng tiên tiến thường liên quan đến lập trình máy tính và đủ linh hoạt để mô hình hoạt động rất phức tạp một cách chi tiết Các công cụ không lập trình đơn giản thường dễ dàng hơn để tìm hiểu và có thể được sử dụng để mô hình hoá nhiều hoạt động đơn giản hiệu quả Tuy nhiên, chúng thường yêu cầu các giả định ngăn chặn sự phân tích hiệu quả của nhiều hoạt động phức tạp hoặc chi tiết

Mô phỏng được mô tả là "cách thức tạo ra một phiên bản của một chiếc máy thực tế và thực hiện các thí nghiệm với nó vì động cơ chuyên môn của hoạt động của máy hoặc so sánh các chiến lược khác nhau (trong giới hạn được áp dụng thông qua một tiêu chí hoặc bộ tiêu chí) cho sự vận hành của hệ thống” (Shanon, 1975) Mô phỏng được sử dụng để giả định rằng kỹ thuật phát triển sẽ thực hiện như thế nào về quy trình và phân bổ nguồn lực một cách hữu ích (Oloufa, 1993) Bởi vì các dự án xây dựng thường bao gồm nhiều quy trình và nguồn lực Tất cả các hoạt động và nguồn lực này đều được kết nối với nhau, và sự kém hiệu quả của bất kỳ hoạt động nào trong số chúng sẽ có tác động đến hiệu quả hoạt động của toàn bộ hoạt động xây dựng Trong trường hợp đó, mô phỏng có thể là một công cụ có giá trị để sử dụng trong việc lập kế hoạch dự án Mặc dù mô phỏng không tự cung cấp các giải pháp tối ưu cho một hệ thống cụ thể, nó có thể hữu ích cho việc đánh giá và so sánh hiệu suất của

Trang 26

một số kỹ thuật xây dựng để lựa chọn kỹ thuật tốt nhất Ngoài ra, mô phỏng mất nhiều thời gian để phát triển mô hình nhưng một khi mô hình được phát triển có thể cung cấp câu trả lời cho rất nhiều câu hỏi liên quan đến việc xây dựng nhiều cấu trúc Các kỹ thuật toán học phải được sử dụng để có được các giải pháp tối ưu (Oloufa, 1993) Các nhà lập kế hoạch dự án xây dựng có thể sử dụng mô phỏng để dự báo hiệu suất của các hoạt động xây dựng Mô phỏng có thể được sử dụng để kiểm tra việc phân bổ tài nguyên, thiết kế mặt bằng công trường và năng suất (Halpin và Martinez, 1999) Tuy nhiên, Vẫn tồn tại một số mô phỏng quá trình xây dựng vẫn chưa được sử dụng rộng rãi trong xây dựng Vì nhiều lý do, lĩnh vực xây dựng đang do dự khi sử dụng công nghệ này Thông thường, các nhà thầu xây dựng hoạt động theo bản năng dựa trên kinh nghiệm trước đây với các dự án và hoàn cảnh tương đương, và họ từ chối sử dụng phần mềm mô phỏng vì nó hạn chế khả năng xử lý các vấn đề bằng chuyên môn và kinh nghiệm của họ (Halpin và Martinez, 1999) Mặc dù có nhiều lợi ích, mô phỏng trong lĩnh vực xây dựng vẫn chưa phổ biến McCahill và Bernold (1993) cho rằng các nhà quản lý xây dựng có thể sử dụng mô phỏng tại hiện trường nếu một số yêu cầu được đáp ứng Để bắt đầu, hệ thống mô phỏng phải đủ thích ứng để phản ánh hoàn cảnh địa điểm và nguồn tài nguyên sẵn có càng gần càng tốt Thứ hai, hệ thống mô phỏng phải có khả năng đáp ứng nhanh chóng nhưng sẵn sàng đối với những thay đổi về hoàn cảnh địa điểm và khả năng cung cấp tài nguyên có kinh nghiệm trên địa điểm làm việc Điều quan trọng là hệ thống mô phỏng phải đơn giản để nhân viên không chuyên về kỹ thuật sử dụng và cung cấp dữ liệu mà họ có thể hiểu được

Bằng việc kết hợp với xây dựng tinh gọn, mô phỏng sự kiện rời rạc ngày càng được sử dụng như một phương pháp chính việc giải quyết các vấn đề như giới hạn của chế độ xem tĩnh cung cấp bởi sơ đồ dòng giá trị (VSM) (McDonald và cộng sự, 2002), cung cấp các khái niệm tinh gọn (Robinson và cộng sự, 2012) và lập kế hoạch sản xuất và kiểm soát (Bokhorst & Slomp, 2010) trong nghiên cứu tinh gọn Hơn nữa, mô phỏng sự kiện rời rạc đã dần được áp dụng như các công cụ chức năng để hỗ trợ nghiên cứu xây dựng tinh gọn trong lĩnh vực cụ thể, chẳng hạn như quản lý môi trường (Golzarpoor và cộng sự, 2017), quản lý năng lực (Miclo và cộng sự, 2018) và

Trang 27

quản lý chuỗi cung ứng (Zuting và cộng sự, 2014) Mostafa và cộng sự (2016) đã tiến hành đánh giá tích hợp tinh gọn và linh hoạt trong xây dựng bên ngoài bằng mô phỏng sự kiện rời rạc Poshdar và cộng sự (2016) đã đề xuất một mô hình khái niệm như một giải pháp hiệu quả để nâng cao sự thành công của một nghiên cứu mô phỏng xây dựng tinh gọn Tuy nhiên, những nghiên cứu này tập trung vào lĩnh vực cụ thể và do đó thiếu các cuộc thảo luận chi tiết về sự phát triển của ứng dụng mô phỏng sự kiện rời rạc trong nghiên cứu xây dựng tinh gọn

2.3.2 EZStrobe

Một trong những công cụ mô phỏng sự kiện rời rạc là EZStrobe được phát triển bởi Martinez (1998), dễ dàng tương thích với các thiết bị và phần mềm này miễn phí cho việc sử dụng đối với mục đích nghiên cứu và có thể tải xuống từ trang web

theo mô thức mô phỏng quét hoạt động ba pha Một mô hình mô phỏng EZStrobe được thể hiện hoàn toàn bằng một mạng đồ họa, có các nút và liên kết được xây dựng bằng đồ họa kéo và thả từ khuôn mẫu EZStrobe Mô hình EZStrobe mô tả các hoạt động và tài nguyên khác nhau diễn ra trong suốt một dự án xây dựng Các hoạt động, các điều kiện mà các hoạt động có thể xảy ra và kết quả của các hoạt động sau khi chúng hoàn thành là ba yếu tố chính mà mô hình tập trung vào Sơ đồ các chu kỳ hoạt động được sử dụng để minh họa các mô hình (Activity Cycle Diagrams (ACD)) ACD là mạng lưới các hình tròn và hình vuông biểu thị các tài nguyên, hoạt động nhàn rỗi và thứ tự diễn ra của chúng Hình chữ nhật, hình tròn và đường thẳng có thể được nhìn thấy trong các mô hình; hình chữ nhật biểu thị hoạt động, hình tròn biểu thị tài nguyên nhàn rỗi và đường biểu thị chuyển động của tài nguyên Tất cả các yêu cầu bắt đầu hoạt động và kết quả trong mô hình EZStrobe được thể hiện dưới dạng số lượng tài nguyên (Martinez, 2001)

Hơn nữa, tất cả các liên kết được chú thích để hiển thị các điều kiện khởi động cho các hoạt động và định tuyến tài nguyên Dung lượng ban đầu của các hàng đợi được hiển thị trên mạng Không có các câu lệnh logic ẩn EZStrobe được phát triển và chạy trong Microsoft Visio Với một mạng đồ họa ban đầu, EZStrobe tạo ra mô

Trang 28

hình tương đương bằng cách sử dụng các câu lệnh Stroboscope và gửi nó đến Stroboscope để thực hiện mô phỏng Quá trình đó là tự động hóa và hoàn toàn ẩn đối với người dùng Do đó, học và sử dụng EZStrobe không yêu cầu kiến thức về Stroboscope cũng như không sử dụng Stroboscope trực tiếp Kết quả một mô phỏng EZStrobe được hiển thị trong cửa sổ đầu ra của Stroboscope và trong Visio bằng cách nhấp chuột phải vào từng nút EZStrobe bao gồm các yếu tố mô hình cơ bản (Martinez, 2001) được thể hiện ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Các thành phần cơ bản của Eztrobe

Hàng đợi (Queue) Có thể đi sau các nút khác (trừ hàng đợi

- Tên hàng đợi - Số lượng của

nguồn lực

Hoạt động có điều kiện (Conditional Actvity (Combi))

Chỉ đi sau hàng đợi, nhưng có thể đi trước các nút khác

- Thứ tự ưu tiên của các hoạt động

- Tên của hoạt động

- Phân phối xác suất

Hoạt động thường (Bound Activity (Normal))

Có thể đi sau các nút khác trừ hàng đợi, và có thể đi trước các nút khác

- Tên của hoạt động

- Phân phôi xác suất của hoạt động

Trang 29

trừ các hoạt động kết hợp

Nĩa (Fork) Nĩa là một yếu tố định tuyến xác suất Nó thường theo sau một hoạt động nhưng cũng có thể theo sau một nĩa khác và đi trước đường dẫn nhánh

NA

Liên kết kéo (Draw Link)

Liên kết hàng đợi đến hoạt động kết hợp

Điều kiện đi qua liên kết kéo

Liên kết thoát (Release Link)

Liên kết mọi hoạt động đến các nút khác trừ hoạt động kết hợp

Tỉ số xác suất

Đường dẫn nhánh (Branch Link)

Liên kết nĩa đến các nút khác trừ hoạt động kết hợp

Tỉ lệ xác suất

Trang 30

Hàng đợi hợp nhất (Fusion Queue)

Chia một mô hình phức tạp thành nhiều trang, được giả định là giống các hàng đợi

Tên hàng đợi hợp nhất

Đường dẫn (Link)

Liên kết các hoạt động, các hàng đợi khác nhau

- Điều kiện cần thiết cho hoạt động kế tiếp thực hiện - Số lượng tài

nguyên được tiêu thụ

2.3.3 Lợi ích của EZStrobe trong mô phỏng sự kiện rời rạc

Mô hình hóa các quy trình xây dựng lớn có thể cực kỳ hữu ích bằng cách sử dụng các khả năng của EZStrobe Nó có thể tạo mô hình nhiều trang, tham số hóa đầu vào, định cấu hình đầu ra và thực thi các hoạt ảnh mô hình để xác minh mô hình (Martinez, 2001) Mô hình hóa nhiều trang rất hữu ích cho việc mô phỏng các quy trình lớn Chức năng này cho phép bạn chia mô hình mô phỏng thành nhiều phần khác nhau và kiểm tra từng phần riêng lẻ Việc chia mô hình mô phỏng thành các phần riêng biệt giúp giảm độ phức tạp của mô hình bằng cách làm cho nó có thứ tự hơn và do đó dễ hiểu hơn Các hoạt động và vật liệu khác nhau tạo nên mô hình mô phỏng Giá trị của các biến chính có tác động đến hiệu suất của hệ thống Các thông số của mô hình có thể được tìm thấy và điều chỉnh tại một vị trí duy nhất trong EZStrobe để đơn giản hóa việc kiểm tra và giảm lỗi do những thay đổi không nhất quán Điều quan trọng là phải kiểm tra kỹ xem mô hình mô phỏng có đại diện chính

Trang 31

xác cho hệ thống sau khi nó được tạo ra hay không Một số sai lầm có thể được phát hiện khi chạy mô hình, trong khi những sai lầm khác có thể không được chú ý Mô hình có thể được gỡ lỗi bằng cách sử dụng EZStrobe bằng cách sử dụng hoạt ảnh mô hình Trình tạo hoạt họa mô tả trạng thái động của mô phỏng cũng như các sự kiện xảy ra trong suốt quá trình mô phỏng Công cụ này cho phép người dùng hiểu cách mô hình hóa EZStrobe hoạt động bằng cách thực hiện các bài kiểm tra và xem cách hệ thống phản hồi

2.4 Lược khảo các nghiên cứu về mô phỏng trong xây dựng tinh gọn 2.4.1 Xây dựng tinh gọn

Ban đầu, triết lý xây dựng tinh gọn bắt nguồn từ khái niệm sản xuất tinh gọn, và đặc biệt là từ Hệ thống sản xuất Toyota (Bajjou và cộng sự, 2017) Việc thực hiện thành công các nguyên tắc tinh gọn trong sản xuất và những lợi ích thu được từ việc áp dụng nó là một trong những lý do chính để áp dụng tư duy tinh gọn trong xây dựng Một số tác giả đã cố gắng giới thiệu tư duy tinh gọn cho ngành xây dựng Chúng bao gồm các cuộc thảo luận ban đầu của Koskela (1992) về khả năng áp dụng cái mà ông gọi là “triết lý sản xuất mới” trong ngành xây dựng trong báo cáo Stanford của mình Thuật ngữ “xây dựng tinh gọn” được giới thiệu bởi Nhóm Quốc tế về Xây dựng Tinh gọn trong hội nghị đầu tiên về xây dựng tinh gọn, được tổ chức tại Phần Lan vào năm 1993 Koskela và cộng sự (2002) đã định nghĩa xây dựng tinh gọn là “một cách để thiết kế các hệ thống sản xuất nhằm giảm thiểu lãng phí nguyên vật liệu, thời gian và công sức để tạo ra giá trị tối đa có thể” Định nghĩa được đưa ra bởi Koskelavà cộng sự (2002) về xây dựng tinh gọn phản ánh rằng triết lý này có cùng mục tiêu như sản xuất tinh gọn, nhằm loại bỏ lãng phí và tối đa hóa giá trị Trong nền kinh tế toàn cầu mới, không còn nghi ngờ gì nữa, sản xuất tinh gọn đã trở thành một vấn đề trung tâm giải quyết vấn đề giảm thiểu lãng phí và tối đa hóa giá trị, và nó lan dần vào tất cả các giai đoạn của quy trình xây dựng, như (Emmitt, 2007) đã nêu: Thuật ngữ xây dựng tinh gọn có xu hướng được giải thích khá rộng rãi, từ thuật ngữ bao gồm các hoạt động thiết kế và xây dựng đến những cách hiểu rất hẹp liên quan đến chức năng sản xuất cụ thể và ứng dụng công cụ và thiết bị của nhà thầu Ngoài

Trang 32

ra, khái niệm xây dựng tinh gọn đã bao trùm rất nhiều loại dự án, chẳng hạn như đường cao tốc (Tezel và cộng sự, 2018), nhà cao tầng (Khanh và Kim, 2014), nhà ở công nghiệp (Yu và cộng sự, 2009), các dự án tiền chế (Jaillon và cộng sự, 2009)

Trong tài liệu về triển khai xây dựng tinh gọn, sự phù hợp của thực hành xây dựng tinh gọn đối với ngành xây dựng đã là chủ đề được thảo luận đáng kể (Shang và Sui Pheng, 2014a; Salem và cộng sự, 2006; Dupin, 2014) Phần lớn các khảo sát và nghiên cứu thực nghiệm cho đến nay đã báo cáo rằng các phương pháp phù hợp nhất được thực hiện trong ngành xây dựng là: sản xuất tức thời (just-in-time (JIT)), hệ thống thẻ báo (kanban), quy trình 5S, tăng cường trực quan hóa, tiêu chuẩn hóa, chế tạo sẵn, LPS, lập sơ đồ dòng giá trị (VSM), loại bỏ lãng phí, cải tiến liên tục, nghiên cứu bước đầu (lập kế hoạch, thực hiện, kiểm tra, hành động), quản lý chất lượng toàn diện (TQM), ngăn chặn lỗi ( Poka -Yoke), biểu đồ Ishikawa, phân tích bên FMECA ( các chế độ thất bại, tác động và phân tích mức độ nghiêm trọng) và năm lý do tại sao ( Salem và cộng sự, 2006; Albliwi và cộng sự, 2017) Bảng 2.2 tóm tắt phương pháp xây dựng tinh gọn và các nghiên cứu liên quan thúc đẩy việc thực hiện nó trong quá trình xây dựng

Bảng 2.2 Bảng tóm tắt các phương pháp xây dựng tinh gọn

Kỹ thuật/ công cụ xây dựng

tinh gọn

Sản xuất tức thời (Just-in-time)

Phương pháp đúng lúc, hay JAT, là một phương pháp quản lý cung ứng được thúc đẩy bởi nhu cầu của khách hàng Nó nhằm mục đích duy trì dòng vật liệu xây dựng phù hợp với yêu cầu của khách hàng bên trong/bên ngoài để tối ưu hóa hàng tồn kho và sản phẩm dở dang

Bajjou và cộng sự (2017a), Tezel và cộng sự

(2018)

Hệ thống thẻ báo (Kanban

system)

Thuật ngữ “Kanban”, một từ tiếng Nhật, có nghĩa là các dấu hiệu hoặc thẻ được sử dụng để kiểm soát lượng vật liệu/ cấu kiện trong

Ciarnienė và Vienažindienė

(2015),

Trang 33

tinh gọn

kho chứa Kỹ thuật này được áp dụng trong ngành xây dựng như một cơ chế để kéo vật liệu và cấu kiện trong toàn bộ chuỗi giá trị theo cách tiếp cận JIT

Ullah và cộng sự (2017)

Quy trình 5S (the 5S process)

Một quy trình vệ sinh có hệ thống được thực hiện theo năm bước đặc biệt: Seiri “Sắp xếp”, Seiton “Sắp xếp theo thứ tự hoặc Thẳng thắn”, Seiso “Sáng bóng”, Seiketsu “Chuẩn hóa” và Shitsuke “Duy trì”

Ansah và Sorooshian

(2017), Caldera và cộng

sự (2018)

Tăng khả năng trực quan (Increased visualisations)

Còn được gọi là "Quản lý trực quan"; nó giúp làm cho quá trình xây dựng trở nên đơn giản, minh bạch, đơn giản và an toàn cho tất cả các bên liên quan tại chỗ Để tăng cường trực quan hóa, thúc đẩy giao tiếp giữa các điều phối viên của dự án xây dựng và tạo điều kiện thuận lợi cho luồng thông tin thông qua bảng quảng cáo kỹ thuật số, biển báo an toàn và bảng điều khiển hiệu suất trực quan

Bajjou và cộng sự (2017b), Tezel và Aziz

Fitchett và Hartmann (2017), Tezel et al (2018) Bajjou và cộng sự (2017)

Chế tạo sẵn (Prefabication)

Kỹ thuật này cho phép xây dựng trong thời gian ngắn nhất có thể và tốn ít công sức nhất Nó bao gồm việc sử dụng các bộ phận xây dựng được mô-đun hóa và đúc sẵn nhằm mục đích khắc phục các vấn đề sản xuất phổ biến gặp phải trong quá trình xây

Bajjou và cộng sự (2017)

Trang 34

tinh gọn

dựng tại chỗ (tức là chất lượng đầu ra thấp, năng suất thấp, độ biến thiên cao, và kém an toàn)

LPS (Last Planner System)

LPS là một kỹ thuật lập kế hoạch hợp tác cho phép lập kế hoạch chung bằng cách tăng độ tin cậy của cam kết giao dịch công trình xây dựng Trong xây dựng, LPS được coi là một công cụ hiệu quả để kiểm soát quy trình làm việc và giảm thiểu sự thay đổi của dự án

Habchi và cộng sự (2016), Al Sehaimi và

cộng sự (2014)

VSM (Value Stream Mapping)

Một công cụ lập sơ đồ luồng thông tin và vật liệu, được sử dụng để trực quan hóa bằng đồ họa luồng giá trị hiện tại và thiết kế trạng thái tương lai của quy trình xây dựng đồng thời giảm tất cả các nguồn lãng phí (sản xuất thừa, chờ đợi, hàng tồn kho, chuyển chỗ )

Yu và cộng sự (2009), Bajjou và cộng

sự (2017c)

Loại bỏ lãng phí (Waste elimination)

Kỹ thuật này là cốt lõi của khái niệm Xây dựng Tinh gọn Nó nhằm mục đích truyền bá văn hóa giữa các nhân viên để loại bỏ các nguồn lãng phí khác nhau (sản xuất thừa, lỗi chất lượng, vận chuyển không cần thiết, sản xuất quá mức, chờ đợi, hàng tồn kho, thay thế và sự sáng tạo của nhân viên không được sử dụng)

Khanh và Kim (2015), Zhang và

cộng sự (2017)

Cải tiến liên tục (Continuous improvement)

Kỹ thuật này ủng hộ ý tưởng rằng mọi quy trình có thể và nên được đo lường, phân tích và cải tiến liên tục về nguồn lực được sử dụng, thời gian cần thiết, chất lượng mà khách hàng yêu cầu và các tiêu chí hiệu suất khác liên quan đến quy trình xây dựng

Sarhan và cộng sự (2017), Caldera và cộng

sự (2018)

Trang 35

tinh gọn

Nghiên cứu bước đầu (First-run study

(plan, do, check, act))

Một cách tiếp cận có hệ thống được thực hiện qua bốn bước: Lập kế hoạch: xác định và định vị các lỗi quy trình; làm: phát triển và thực hiện các giải pháp tiềm năng; đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất; và hành động: tiêu chuẩn hóa và duy trì giải pháp tốt nhất

Bajjou và cộng sự (2017a), Tezel và cộng sự

(2018)

Quản lý chất lượng toàn diện

(TQM - Total Quality Management)

TQM là một phương pháp quản lý tìm cách tích hợp tất cả các chức năng của tổ chức (dịch vụ khách hàng, xây dựng, kỹ thuật và thiết kế) để đáp ứng các mục tiêu hoạt động và yêu cầu của khách hàng

Ciarnienė và Vienažindienė (2015), Ullah và

cộng sự (2017)

Ngăn chặn lỗi (PokaYo-ke) (Error proofing)

Poka-yoke, một từ tiếng Nhật, là một cơ điện tử thiết bị hoạt động như một công cụ chống lỗi để tránh các sai sót và khiếm khuyết trong quy trình Nó cho phép nâng cao chất lượng của quá trình xây dựng và cải thiện điều kiện an toàn cho công nhân

(2017), Bajjou và cộng sự

(2017c)

Biểu đồ Ishikawa (Ishikawa

diagram)

Biểu đồ Ishikawa, đây là một công cụ chất lượng hiệu quả được sử dụng để xác định nguyên nhân của một vấn đề cố hữu Biểu đồ Ishikawa được coi là một công cụ mạnh mẽ cho phương pháp phân tích nguyên nhân gốc rễ (RCA)

Dakhli và cộng sự (2016), Bajjou và cộng

sự (2017a)

Phân tích pareto (Pareto analysis)

Biểu đồ Pareto là một biểu đồ nêu bật những nguyên nhân quan trọng nhất có ảnh hưởng đến hệ thống được phân tích và do đó cho phép phát triển các hành động cải tiến để cải thiện tình hình hiện tại

Aziz và Abdel Hakam (2016), Mandujano và

cộng sự (2016)

Trang 36

(2017), Ferng và Frice

(2005)

Năm lý do tại sao (Five

why’s)

Đó là một kỹ thuật giải quyết vấn đề được sử dụng để xác định nguyên nhân gốc rễ của một mục tiêu vấn đề Các câu hỏi thường dành riêng cho dự án và không giới hạn trong năm câu hỏi Năm câu hỏi Tại sao thường phụ thuộc vào từng dự án riêng biệt và không bị giới hạn trong năm câu hỏi

Bajjou và cộng sự (2017b), Sarhan (2017)

Việc chậm tiến độ và vượt chi phí của các dự án xây dựng được coi là một vấn đề cố hữu trong lĩnh vực xây dựng và kỹ thuật Ngoài ra, ngành xây dựng còn có đặc điểm là chất lượng thấp, kém an toàn và tác động tiêu cực đến môi trường (Bajjou và cộng sự, 2017) Nhiều nghiên cứu ở nhiều quốc gia đã đưa ra được những lợi ích và cải tiến to lớn bằng cách áp dụng xây dựng tinh gọn trong các dự án xây dựng, như thể hiện trong Bảng 2.3 dưới đây

Bảng 2.3 Bảng tóm tắt áp dụng xây dựng tinh gọn trong các dự án xây dựng

S

TT Bài báo

Quốc gia

Loại

dự án Đóng góp Hạn chế

1

Salem, O., Solomon, J., Genaidy, A., &

Mỹ

Cơ sở hạ tầng

Nghiên cứu đã đánh giá việc triển khai sáu công cụ xây dựng tinh

Nghiên cứu được thực

hiện cho

Trang 37

S

TT Bài báo

Quốc gia

Loại

Minkarah, I (2006) Lean construction: From

theory to

implementation Jo

urnal of management in engineering, 22(4),

gọn (LPS, nghiên cứu chạy lần đầu, tăng cường trực quan hóa,

năm chữ S và không an toàn về chất lượng,

họp nhóm) trong một dự án nhà để xe trong thời gian sáu tháng, và lợi ích là hữu hình; dự án đã được hoàn thành trong tổng ngân sách, trước thời hạn ba tuần và có ít lỗi chất lượng

nhất

một loại hình dự án xây dựng ở

Mỹ nên có thể có giới hạn sự sự tổng quát và

về địa lý

2

Leonard, D (2006) Building quality at veridian

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chi phí đã được tiết kiệm 50% sau khi

thực hiện các hoạt động kaizen

hiện cho một loại hình dự án xây dựng ở

Mỹ nên có thể có giới hạn sự tổng

quát và về địa lý

3

Ikuma, L H., Nahmens, I., & James, J (2011) Use of safety and lean integrated kaizen to improve

performance in modular

homebuilding Jou

rnal of construction engineering and

Mỹ

Nhà công nghiệ

p

Nghiên cứu đã báo cáo rằng những người xây dựng nhà sử dụng các kỹ thuật xây dựng tinh

gọn có tỷ lệ tai nạn thấp hơn 58% so với những người không sử dụng các kỹ thuật tinh

gọn

Trang 38

S

TT Bài báo

Quốc gia

lean construction on sustainability of

modular

homebuilding Jou

rnal of architectural engineering, 18(2),

Mỹ

Nhà ở dạng

mô đun

Nghiên cứu đã kết luận rằng các khái niệm xây dựng tinh

gọn kết hợp với phương pháp phân tích an toàn dẫn đến vấn đề an toàn được cải thiện

(ví dụ: giảm nguy cơ vấp ngã do dây thừa và giảm mệt mỏi do ít phải đi bộ hơn) Nhằm

đóng góp vào việc nâng cao môi trường

làm việc

5

Arleroth, J., & Kristensson, H (2011) Waste in lean construction–A case study of a PEAB construction

site and the development of a lean construction

Thuỵ Điển

Công ty xây

dựng dân dụng

Nghiên cứu đã kết luận rằng việc tăng giá

trị gia tăng từ 40 lên 45% sẽ làm giảm 1,25% chi phí của dự

án

hiện cho một loại hình dự án xây dựng ở Thuỵ Điển

nên có thể có giới hạn sự tổng quát

và về địa lý

6

Carneiro, S B D M., Campos, I B., Lins, D M D O., & Barros Neto, J D P (2012) Lean

and green: a relationship matrix Annual Conference of the International

Brazil

Khu dân cư

và công trình công, thương mại

Nghiên cứu đã tìm ra 16 điểm giao nhau được tìm thấy cho sự

tương tác giữa các nguyên tắc xây dựng tinh gọn và công trình

xanh có thể được sử dụng một cách bổ sung để cải thiện hiệu

Brazil nên có thể có giới hạn sự

Trang 39

S

TT Bài báo

Quốc gia

7

Nahmens, I., & Ikuma, L H

(2009) An Empirical Examination of the

Relationship between Lean Construction and

Safety in the Industrialized

Housing

Industry Lean

construction journal.

Anh

Nhà ở dạng modul

e

Nghiên cứu đã đánh giá tác động của các kỹ thuật xây dựng tinh gọn đến tính bền vững

bằng cách áp dụng công cụ Kaizen vào dự

án xây dựng nhà kiểu module Nghiên cứu chỉ ra rằng xây dựng tinh gọn ảnh hưởng tích cực đến hoạt động

môi trường bằng cách giảm chất thải

hiện cho một loại hình dự án xây dựng ở Anh nên có thể có giới

hạn sự sự tổng quát và

về địa lý

8

Erol, H., Dikmen, I., & Birgonul, M

T (2017) Measuring the impact of lean construction practices on project

duration and variability: A simulation-based study on residential

buildings Journal

of Civil Engineering and Management, 23(2

), 241-251.

Thổ Nhĩ Kỳ

Khu dân cư

Thông qua mô phỏng Monte-carlo, nghiên

cứu đã so sánh các kịch bản tinh gọn và

không tinh gọn của một dự án xây dựng khu dân cư ở Thổ Nhĩ

Kỳ Kết quả của nghiên cứu này cho

thấy rằng tổng thời gian dự án đã giảm xuống còn 6,15-9,56%

sau khi kết hợp các nguyên tắc xây dựng

tinh gọn

hiện cho một loại hình dự án xây dựng ở Thổ Nhĩ kỳ nên có thể có giới hạn sự tổng quát

và về địa lý

9 Issa, U H (2013)

Implementation of

Ai cập

Dự án công

Nghiên cứ đã báo cáo rằng kỹ thuật LPS

Trang 40

S

TT Bài báo

Quốc gia

Loại

lean construction techniques for minimizing the

risks effect on project construction

time Alexandria

Engineering Journal, 52(4),

nghiệp

(Last Planner Method) đã giúp giảm 15,57% tổng thời gian của dự

án

hiện cho một loại hình dự án xây dựng ở Ai Cập nên có thể có giới hạn sự tổng quát và

Nigerian construction

industry In the

Proceedings of the 20th Annual Conference of the

International Group for Lean Construction, San

Diego, EE UU.

Nigeria

Căn hộ chung

cư

Nghiên cứu đã đánh giá hiệu quả của việc triển khai các kỹ thuật

xây dựng tinh gọn tại 50 căn hộ chung cư ở Nigeria Bằng cách áp dụng LPS, họ đã thành

công trong việc hoàn thành dự án trong 65-72 ngày, cho thấy kết

quả ấn tượng khi so sánh với phương pháp

truyền thống (không dưới 120 ngày)

hiện cho một loại hình dự án xây dựng ở Nigeria nên có thể có giới hạn sự tổng quát và

về địa lý

11

Abbasian-Hosseini, S A., Nikakhtar, A., & Ghoddousi,

P (2014) Verification of lean

construction benefits through

simulation modeling: A case

study of bricklaying

process KSCE

Journal of Civil

Iran

Toà nhà thương mại

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng xây dựng tinh gọn ảnh hưởng tích cực đến hiệu suất của

quy trình xây dựng Kết quả của nghiên cứu đã cho thấy thời

gian chu trình giảm 41%, cải thiện 43% năng suất lao động và

nâng cao 27 % hiệu quả quy trình

hiện cho một loại hình dự án,

một loại công tác xây

dựng ở Iran nên có thể có giới hạn sự tổng quát

và về địa lý