Nghiên cứu mô phỏng sự kiện rời rạc trong thi công xây dựng và công nghiệp để cải tiến hiệu quả xây dựng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM  TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA           LÊ PHONG VƯƠNG BẢO   NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG SỰ KIỆN RỜI RẠC TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG VÀ CÔNG NGHIỆP ĐỂ CẢI TIẾN HIỆU QUẢ XÂY DỰNG Chuyên ngành: Quản Lý Xây Dựng  Mã số ngành: 60.58.03.02  LUẬN VĂN THẠC SĨ           TP.HỒ CHÍ MINH THÁNG 08 NĂM 2016  CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI  TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP. HCM     Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Lương Đức Long      Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Chu Việt Cường       Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Lê Hoài Long         Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG  TP. HCM, ngày 08  tháng  08 năm 2016.       Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:   1. PGS. TS. Phạm Hồng Luân   2. TS. Lê Hoài Long   3. TS. Chu Việt Cường   4. TS. Phạm Vũ Hồng Sơn   5. TS. Đặng Thị Trang      CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG PGS TS PHẠM HỒNG LUÂN PGS TS NGUYỄN MINH TÂM Trang i       ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM      CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc         NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên  :    Lê Phong Vương Bảo  Ngày tháng năm sinh  :    20/12/1988  Mã số học viên  : 13080008  Nơi sinh  Chuyên ngành  :    Quản Lý Xây Dựng Mã số ngành  :    60.58.03.02  : Bình Định  I TÊN ĐỀ TÀI:   NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG SỰ KIỆN RỜI RẠC TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG VÀ CÔNG NGHIỆP ĐỂ CẢI TIẾN HIỆU QUẢ XÂY DỰNG II NHIỆM VỤ LUẬN VĂN  - Nghiên cứu tổng quan về các mơ hình mơ phỏng của các nghiên cứu trước.  - Xây dựng mơ hình mơ phỏng cho cơng tác đào đất.  - Xây dựng mơ hình mơ phỏng cho cơng tác thi cơng sàn.  - Thu thập dữ diệu, quy trình hoạt động của các cơng tác.  - Áp dụng mơ hình vào ví dụ minh họa để phân tích và đánh giá.    III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : Ngày 17 tháng 08 năm 2015  IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : Ngày 27 tháng 06 năm 2016  V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS Lương Đức Long  TP HCM, ngày 27 tháng 06 năm 2016  CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN       TS LƯƠNG ĐỨC LONG TS LƯƠNG ĐỨC LONG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG         PGS TS NGUYỄN MINH TÂM HVTH : LÊ PHONG VƯƠNG BẢO                                              MSHV: 13080008        Trang ii    LỜI CẢM ƠN Trước hết, tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc nhất của mình đến cán bộ  hướng dẫn: TS. Lương Đức Long, Chủ nhiệm bộ mơn Thi Cơng và Quản Lý Xây  Dựng, khoa Kỹ thuật Xây dựng, trường Đại học Bách Khoa TP. HCM. Nhờ những  hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm và động viên của thầy trong suốt q  trình nghiên cứu đã giúp tác giả có thể hồn thành luận văn này.  Xin cảm ơn các thầy cơ ở trường Đại học Bách Khoa TP. HCM đã tận tình  giảng dạy truyền đạt kiến thức q báu trong suốt q trình học tập tại trường.   Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều thuận lợi, giúp đỡ tơi trong  suốt q trình học tập nghiên cứu.  Cuối cùng, xin dành tặng luận văn này đến gia đình thân u của tơi.               HVTH : LÊ PHONG VƯƠNG BẢO                                              MSHV: 13080008        Trang iii    TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG SỰ KIỆN RỜI RẠC TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG VÀ CÔNG NGHIỆP ĐỂ CẢI TIẾN HIỆU QUẢ XÂY DỰNG Mơ hình mơ phỏng sự kiện rời rạc đã được áp dụng rộng rãi trong hoạt động  nghiên cứu và quản lý xây dựng. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hệ thống khác  nhau  đã  được  thiết  kế  cho  việc  lập  mơ  hình.  Trong  đó  Cyclone  (Halpin  &  Riggs  1992) và Stroboscope (Matinez 1996) là hai hệ thống được sử dụng phổ biến nhất.  Tuy nhiên, việc áp dụng mơ phỏng sự kiện rời rạc để thực hiện các cơng việc trong  các dự án xây dựng chưa được áp dụng ở Việt Nam. Mục đích nghiên cứu là thiết  lập mơ hình mơ phỏng sự kiện rời rạc để tăng tính hiệu quả trong q trình thi cơng.  Luận  văn  xây  dựng  mơ  hình  cho  công  tác  đào  đất  và  thi  công  sàn  tầng  hầm  cho  cơng trình The One.  Nghiên cứu tiến hành theo vịng lặp được thực hiện qua bốn bước sau. Thứ  nhất là quan sát cơng việc thực tế của các cơng tác ngồi cơng trường. Thứ hai là  thu thập và phân tích dữ liệu của các cơng tác đã được thu thập. Thứ ba là xây dựng  mơ hình mơ phỏng sự kiện rời rạc cho các cơng tác, cụ thể trong luận văn là cơng  tác đào đất và cơng tác thi cơng sàn tầng hầm. Cuối cùng là dựa vào mơ hình để đưa  ra những quyết định trong q trình thi cơng cơng tác đào đất và cơng tác thi cơng  sàn.  Kết quả cho thấy, mơ hình mơ phỏng sự kiện rời rạc rất hiệu quả trong việc  ra quyết định sử dụng nguồn nhân lực, giảm thiểu thời gian chờ đợi lãng phí. Từ đó  sẽ tăng hiệu quả kinh tế trong q trình thi cơng xây dựng.  HVTH : LÊ PHONG VƯƠNG BẢO                                              MSHV: 13080008        Trang iv    ABSTRACT Topic ANALYSIS DISCRETE EVENT SIMULATION IN CONSTRUCTION AND INDUSTRIAL TO IMPROVE EFFECTIVE CONSTRUCTION Discrete-event  simulation  model  has  been  widely  applied  in  research  and  construction  management.  Nowadays, there  are  many  different  systems  have  been  designed for the simulation model in the world. It can be said that Cyclone (Halpin  &  Riggs  1992)  and  Stroboscope  (Matinez  1996)  system  are  the  most  commonly  used  in  the  simulation  these  days.  However,  the  application  of  discrete-event  simulation to perform the work in the project has not been applied in Vietnam yet.  The purpose of this study is to improve the efficiency of the construction process.  This thesis models the excavation and construction of basement for The ONE.   The  study  was  conducted  based  on  the  four  following  steps.  First  is  the  observation  of  the  actual  work  in  the  construction  site.  Second  is  collecting  and  analyzing  data  collected  from  the  actual  operation.  Then  is  the  act  of  building  discrete-event simulation models from the actual work, especially in excavation and  basement  floor  execution.  Last  but  not  least  is  making  decisions  during  the  construction  work  of  excavation  and  basement  floor  execution  based  on  the  discrete-event simulation model.     The  results  have  shown  that  the  discrete  event  simulation  model  is  very  effective  in  making  decisions  for  managing  the  workforce  and  reducing  construction  watses,  which  leads  to  enhance  the  economical  efficiency  in  the  construction process.            HVTH : LÊ PHONG VƯƠNG BẢO                                              MSHV: 13080008        Trang v    LỜI CAM ĐOAN  Tơi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “NGHIÊN CỨU MƠ PHỎNG SỰ KIỆN  RỜI RẠC TRONG THI CƠNG XÂY DỰNG VÀ CƠNG NGHIỆP ĐỂ CẢI TIẾN  HIỆU  QUẢ  XÂY  DỰNG”  là  cơng  trình  nghiên  cứu  của  cá  nhân  tơi.  Nội  dung  nghiên cứu được thực hiện là hồn tồn trung thực.   Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm về nội dung của luận văn này.          TP. HCM, tháng 08 năm 2016          LÊ PHONG VƯƠNG BẢO   Học viên cao học khóa 2013      Chuyên ngành: Quản lý Xây Dựng      Trường Đại học Bách Khoa TP. HCM.  HVTH : LÊ PHONG VƯƠNG BẢO                                              MSHV: 13080008        Trang 1    MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN iii MỤC LỤC DANH MỤC PHỤ LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG   9 1.2. Xác định vấn đề nghiên cứu   9 1.2.1. Lý do dẫn đến nghiên cứu   9 1.2.2. Các câu hỏi nghiên cứu   10 1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU   10 1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU   10 1.5. ĐÓNG GÓP CỦA NGHIÊN CỨU  . 11 1.5.1. Về mặt học thuật   11 1.5.2. Về mặt thực tiễn   11 1.6. CẤU TRÚC LUẬN VĂN  . 12 CHƯƠNG TỔNG QUAN 13 2.1. TÓM TẮT CHƯƠNG   13 2.2.  CÁC  ĐỊNH  NGHĨA,  KHÁI  NIỆM  LIÊN  QUAN  ĐẾN  VẤN  ĐỀ  NGHIÊN  CỨU .   14 2.2.1. Mô phỏng sự kiện rời rạc (Martinez, 1996).  . 14 2.2.2. Stroboscope ( Martinez, 1996)   16 HVTH : LÊ PHONG VƯƠNG BẢO                                              MSHV: 13080008        Trang 2    2.2.3. EZstrobe ( Martinez, 2001)   21 2.3. LƯỢC KHẢO CÁC NGHIÊN CỨU VỀ MÔ PHỎNG   26 2.3.1. Sự cần thiết của việc mơ phỏng sự kiện rời rạc   26 2.3.2. Lợi ích của việc mơ phỏng trong thi cơng xây dựng   27 2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2  . 29 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 3.1. TÓM TẮT CHƯƠNG   30 3.2. QUI TRÌNH NGHIÊN CỨU   31 3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU   32 3.3.1. Định nghĩa về mơ hình  . 33 3.3.2. Thu thập và tổng hợp dữ liệu.   34 3.3.3. Phân tích và xử lý dữ liệu.   35 3.3.3.1. Kiểm tra tính đồng nhất của dữ liệu   35 3.3.3.2. Xác định dạng  phân phối của dữ liệu.   37 3.3.4. Kiểm tra dữ liệu đầu vào và đầu ra.   38 3.3.4.1. Kiểm tra dữ liệu đầu vào.   38 3.3.4.2. Kiểm tra dữ liệu đầu ra.   40 3.4. CÔNG CỤ NGHIÊN CỨU   41 3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3  . 41 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG CƠNG TÁC ĐÀO ĐẤT, CÔNG TÁC THI CÔNG SÀN 42 4.1. TÓM TẮT CHƯƠNG   42 4.2. TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU   43 4.3. CÔNG TÁC ĐÀO ĐẤT  . 44 HVTH : LÊ PHONG VƯƠNG BẢO                                              MSHV: 13080008        Trang 3    4.3.1. Mơ hình đào đất tầng hầm B1   44 4.3.1.1. Số liệu đầu vào của cơng trình   44 4.3.1.2. Xây dựng mơ hình và cơng thức tính tốn  45 4.3.1.3. Phân tích lựa chọn phụ thuộc vào thời gian để hồn thành dự án   53 4.3.2. Mơ hình đào đất tầng hầm B2   58 4.3.2.1. Số liệu đầu vào của cơng trình   58 4.3.2.2. Xây dựng mơ hình và cơng thức tính tốn  59 4.3.2.3. Phân tích lựa chọn phụ thuộc vào thời gian để hồn thành dự án   72 4.4. CƠNG TÁC THI CƠNG SÀN  . 78 4.4.1. Số liệu đầu vào cơng trình   78 4.4.1.1. Công tác cốp pha   78 4.4.1.2. Công tác cốt thép   79 4.4.1.3. Công tác bê tông   80 4.4.2. Xây dựng mơ hình và cơng thức tính tốn thi cơng sàn   81 4.4.3. Phân tích lựa chọn phụ thuộc vào thời gian để hồn thành dự án   113 4.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4   122 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 123 5.1. KẾT LUẬN   123 5.2. KIẾN NGHỊ  . 124 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO KHOA HỌC 125 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 126 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 154 HVTH : LÊ PHONG VƯƠNG BẢO                                              MSHV: 13080008        ... tài NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG SỰ KIỆN RỜI RẠC TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG VÀ CÔNG NGHIỆP ĐỂ CẢI TIẾN HIỆU QUẢ XÂY DỰNG Mơ hình mơ? ?phỏng? ?sự? ?kiện? ?rời? ?rạc? ?đã được áp dụng rộng rãi? ?trong? ?hoạt động  nghiên? ?cứu? ?và? ?quản lý? ?xây? ?dựng.  Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hệ thống khác ...   NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG SỰ KIỆN RỜI RẠC TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG VÀ CÔNG NGHIỆP ĐỂ CẢI TIẾN HIỆU QUẢ XÂY DỰNG II NHIỆM VỤ LUẬN VĂN  - Nghiên? ?cứu? ?tổng quan về các mơ hình mơ? ?phỏng? ?của các? ?nghiên? ?cứu? ?trước. ...  Tơi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “NGHIÊN CỨU MƠ PHỎNG SỰ KIỆN  RỜI RẠC? ?TRONG? ?THI? ?CƠNG XÂY DỰNG VÀ CƠNG NGHIỆP ĐỂ CẢI TIẾN  HIỆU  QUẢ  XÂY  DỰNG”  là  cơng  trình  nghiên? ? cứu? ? của  cá  nhân  tơi.  Nội  dung  nghiên? ?cứu? ?được thực hiện là hồn tồn trung thực.