Nghiên cứu định lượng rủi ro tiến độ xây dựng bằng mô hình bayesian belief networks

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA o0o - NGUYỄN VĂN TUẤN NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯNG RỦI RO TIẾN ĐỘ XÂY DỰNG BẰNG MÔ HÌNH BAYESIAN BELIEF NETWORKS CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG MÃ SỐ NGÀNH : 60.58.90 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2006 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN TUẤN NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯNG RỦI RO TIẾN ĐỘ XÂY DỰNG BẰNG MÔ HÌNH BAYESIAN BELIEF NETWORKS CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ XÂY DỰNG MÃ SỐ NGÀNH : 60.58.90 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 7, NĂM 2006 i CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA T.P HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS ĐINH CÔNG TỊNH Cán chấm phản biện 1: TS …………………………………………………… Cán chấm phản biện 2: TS …………………………………………………… Luận văn Thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA T.P HỒ CHÍ MINH, ngày ………tháng…… năm 2006 ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC T.P Hồ Chí Minh, ngày……… tháng…… năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN VĂN TUẤN Phái: Nam Ngày tháng năm sinh: 20/04/1977 Nơi sinh: Tỉnh Quảng Ngãi Chuyên ngành: Công Nghệ & QLXD – Khóa 15 Mã số HV: 00804229 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯNG RỦI RO TIẾN ĐỘ XÂY DỰNG BẰNG MÔ HÌNH BAYESIAN BELIEF NETWORKS II NHIỆM VỤ & NỘI DUNG: Gồm chương sau: Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan Chương 3: Cơ sở lý thuyết sơ đồ nghiên cứu Chương 4: Thiết lập mô hình định lượng rủi ro tiến độ xây dựng Chương 5: Kiểm chứng mô hình Chương 6: Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06/02/2006 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06/07/2006 Cán hướng dẫn Chủ nhiệm ngành Bộ môn quản lý chuyên ngành TS ĐINH CÔNG TỊNH TS NGÔ QUANG TƯỜNG TS NGÔ QUANG TƯỜNG Nội dung đề tài luận văn Thạc só hội đồng Chuyên ngành thông qua TP HCM, ngày ……… tháng ……… năm 2006 PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH iii LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, cố gắng nổ lực thân, tác giả nhận nhiều ý kiến đóng góp q báu chân thành từ bạn bè, đồng nghiệp người khác liên quan Tác giả xin thành thật cám ơn đến tất người quan tâm, động viên, giúp đỡ chia sẻ với tác giả suốt trình nghiên cứu Tác giả xin chân thành cám ơn đến quý Thầy Cô trường đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, khoa Kỹ Thuật Xây Dựng nói chung, ngành Công Nghệ Quản Lý Xây Dựng nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm q báu suốt quãng thời gian tác giả theo học trường Đó tảng, sở để tác giả thực luận văn hành trang sống Tác giả xin chân thành cám ơn TS Đinh Công Tịnh, ThS Lưu Trường Văn tận tình hướng dẫn, đóng góp ý kiến q giá khuyến khích, động viên tác giả hoàn thành luận văn Qua đây, tác giả xin thành thật cám ơn đến ThS Nguyễn Duy Long cung cấp kiến thức bổ ích, sẵn sàng chia sẻ khó khăn gặp phải trình nghiên cứu Và cuối cùng, tác giả xin chân thành cám ơn đến gia đình hết lòng giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất, động viên, khuyến khích tác giả suốt trình học tập thực luận văn TP Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng năm 2006 Người thực Nguyễn Văn Tuấn iv TÓM TẮT Mục đích nghiên cứu thiết lập mô hình định lượng mức độ rủi ro tiến độ dự án xây dựng TP Hồ Chí Minh, từ suy rộng nước Rủi ro mang lại kết thuận lợi bất lợi Đề tài tập trung vào nghiên cứu phần bất lợi, cụ thể nghiên cứu định lượng mức độ chậm trễ tiến độ công trình Bayesian Belief Networks (BBNs) mô hình dùng cho mục đích với hỗ trợ tính toán phần mềm MSBNX (của hãng Microsoft) Ngoài ra, phần mềm SPSS dùng để xác định biến đầu vào mô hình Các bước thực mô hình trình bày ngắn gọn sau: (1) Nhận dạng yếu tố ảnh hưởng đến chậm trễ tiến độ thông qua nghiên cứu có sẵn, ý kiến chuyên gia, kỹ sư xây dựng có nhiều kinh nghiệm; (2) Xác định mối quan hệ nhân yếu tố đó; (3) Thiết lập mô hình BBNs để định lượng mức độ chậm trễ tiến độ công trình dựa vào liệu trên; (4) Ước lượng xác suất cho mối quan hệ Dữ liệu đưa vào phần mềm MSBNX để tính toán kết Phân tích độ nhạy để xác định yếu tố gây nhạy cảm Mô hình áp dụng vào hai công trình xây dựng TP Hồ Chí Minh để kiểm chứng tính hợp lý, độ tin cậy minh họa cho việc ứng dụng mô hình BBNs vào quản lý dự án xây dựng Kết đánh giá mức độ chậm tiến độ hai công trình từ mô hình so với thực tế chấp nhận Phân tích độ nhạy xác định chậm trễ tiến độ hai công trình nhạy cảm với yếu tố “cung ứng vật tư chậm, không kịp thời” v ABSTRACT The aim of this study is to establish the model that determine the levels of schedule rirk of the construction projects in Ho Chi Minh City, and then generalization in the whole country Risk maybe has a favourable or unfavourable outcome This subject is only in the unfavourableness, specific objective is to quantify the levels of the projects schedule delay A Bayesian Belief Network (BBN) is the modeling environment for this purpose with assisting the MSBNX software (Microsoft) In addition, SPSS used to determine the input variables for the model The brief steps in the developing are introduced: First, identify the factors that affect to schedule delay through previous research, expert opinion, experienced construction engineers; Second, determine the cause effect relationships among these factors; Third, establish the BBNs-model for quantifying the levels of the projects schedule delay based on above data; Fourth, estimate the conditional probability of the relationships Then, data tables were entered the MSBNX software and calculating the result Sensitive analyse determined the factor causing the most sensitive for schedule delay The model was then applied under two construction projects in Ho Chi Minh City that verify validity, confidence and illustration for the application of BBNs-model into the construction project management The assessment result of the levels of the projects schedule delay under two projects that were compared to the fact result acceptable Sensitive analyse determined schedule delay very sensitive to the “delayed material procurement, not on time” factor vi MỤC LỤC Lời cám ơn Trang iv Tóm tắt luận văn (TiếngViệt) Trang v Tóm tắt luận văn (Tiếng Anh) Trang vi Mục lục Trang vii Danh sách bảng biểu Trang xi Danh sách sơ đồ Trang xiii Danh sách hình ảnh Trang xv Danh sách công thức Trang xv Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1- Giới thiệu Trang 1.2- Cơ sở hình thành đề tài Trang 1.3- Mục tiêu nghiên cứu Trang 1.4- Tầm quan trọng nghiên cứu Trang 1.5- Đối tượng tham gia nghiên cứu Trang 1.6- Phạm vi nghiên cứu Trang 1.7- Nguồn liệu Trang 1.8- Phương pháp nghiên cứu Trang Chương 2: TỔNG QUAN 2.1- Sơ lược nghiên cứu tương tự Trang 2.2- Khái niệm, định nghóa, giả thiết nghiên cứu Trang 12 2.2.1- Khái niệm dự án xây dựng Trang 12 2.2.2- Định nghóa rủi ro, tính bất định, xác suất khách quan, xác suất chủ quan Trang 13 2.2.3- Các giả thiết trình nghiên cứu Trang 16 vii 2.3- Phân tích nguyên nhân số dự án bị chậm trễ tiến độ Trang 16 Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU 3.1- Cơ sở lý thuyết Trang 19 3.1.1- Sơ lược lý thuyết phân tích rủi ro tiến độ Trang 19 3.1.2- Mạng Baysian Belief Networks (BBNs) Trang 21 3.1.2.1- Giới thiệu BBNs Trang 21 3.1.2.2- Công thức Bayes Trang 22 3.1.2.3- Cấu trúc mạng BBN Trang 23 3.1.2.4- Bảng xác suất có điều kiện Trang 25 3.1.2.5- Phần mềm MSBNX Trang 26 3.1.2.6- Các bước xây dựng mô hình BBN Trang 30 3.1.3- Dữ liệu đưa vào phần mềm 3.2- Sơ đồ nghiên cứu Trang 30 Trang 30 3.2.1- Sơ đồ nghiên cứu định tính Trang 30 3.2.2- Sơ đồ nghiên cứu định lượng Trang 31 3.2.2.1- Xác định mối quan hệ nhân Trang 31 3.2.2.2- Thiết lập mô hình định lượng rủi ro tiến độ Trang 32 3.2.2.3- Ước lượng xác suất cho mối quan hệ Trang 32 Chương 4: THIẾT LẬP MÔ HÌNH ĐỊNH LƯNG RỦI RO TIẾN ĐỘ XÂY DỰNG 4.1- Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến chậm trễ tiến độ Trang 35 4.1.1- Thiết kế bảng câu hỏi Trang 35 4.1.2- Nội dung bảng câu hỏi Trang 35 4.1.3- Kích thước mẫu Trang 36 4.1.4- Thu thập số liệu Trang 37 4.1.5- Phân tích số liệu thu thập Trang 38 4.1.5.1- Kiểm định thang đo viii Trang 38 4.1.5.2- Xếp hạng yếu tố ảnh hưởng Trang 40 4.1.5.3- Phân tích đối tượng tham gia khảo sát Trang 45 4.1.5.4- Kiểm định Chi - Square Trang 51 4.2- Khảo sát mối quan hệ nhân yếu tố Trang 53 4.2.1- Thiết kế bảng câu hỏi Trang 53 4.2.2- Nội dung bảng câu hỏi Trang 54 4.2.3- Kích thước mẫu Trang 54 4.2.4- Thu thập số liệu Trang 56 4.2.5- Phân tích số liệu thu thập Trang 56 4.2.5.1- Mã hóa liệu Trang 56 4.2.5.2- Xếp hạng mối quan hệ nhân Trang 58 4.2.5.3- Phân tích đối tượng tham gia khảo sát Trang 60 4.3- Thiết lập mô hình định lượng rủi ro tiến độ xây dựng Trang 62 4.3.1- Các yếu tố rủi ro trạng thái chúng Trang 62 4.3.2- Mối quan hệ yếu tố rủi ro Trang 62 4.3.3- Mô hình tổng quát Trang 64 4.3.4- Nguyên tắc tính toán mô hình Trang 64 Chương 5: KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH 5.1- Giới thiệu vài nét công trình áp dụng Trang 69 5.1.1- Công trình thứ 1: Công trình A Trang 69 Địa điểm: Quận Tân Bình- TP.HCM 5.1.2- Công trình thứ 2: Công trình B Trang 69 Địa điểm: Quận 1- TP.HCM 5.2- Kiểm chứng tính hợp lý, độ tin cậy mô hình 5.2.1- p dụng mô hình BBNs vào công trình 5.2.1.1- Công trình A Trang 70 Trang 70 Trang 71 ix CHÚ THÍCH Giả sử, anh/chị nhận thấy công trình này: “Khả mà thời tiết bất lợi ảnh hưởng đến chậm trễ tiến độ 15%”, anh/chị vui lòng điền vào ô trạng thái “có” 15, ô trạng thái “không” 85 Biến (yếu tố) nguyên nhân (chỉ xét Trạng thái mô hình nghiên cứu mà thôi) có không Khó khăn tài chủ đầu tư 15 85 Giả sử, anh/chị nhận thấy công trình này: “Nếu TÀI CHÍNH CỦA NHÀ THẦU có khó khăn ảnh hưởng đến khả THIẾU MÁY MÓC THIẾT BỊ THI CÔNG 60%”, anh/chị vui lòng điền vào ô trạng thái “có” 60, ô trạng thái “không” 40 “Nếu TÀI CHÍNH CỦA NHÀ THẦU không khó khăn ảnh hưởng đến khả THIẾU MÁY MÓC THIẾT BỊ THI CÔNG 15%”, anh/chị vui lòng điền vào ô trạng thái “có” 15, ô trạng thái “không” 85 Biến nguyên nhân Khó khăn tài Biến kết (dành cho biến kết có biến nguyên nhân gây ra) Thiếu máy móc, thiết bị thi công nhà thầu có 60 40 không 15 85 Với ví dụ trên, mong anh/chị vui lòng dành chút thời gian q báu để điền vào bảng sau ứng với công trình khảo sát Xin chân thành cám ơn anh/chị nhiều! 17 A BẢNG XÁC SUẤT CỦA CÁC BIẾN KHÔNG CÓ NGUYÊN NHÂN Biến nguyên nhân Trạng thái (chỉ xét mô hình nghiên cứu này) có không Khó khăn tài chủ đầu tư Chủ đầu tư, Ban QLDA thiếu lực, kinh nghiệm quản lý chi phí, khối lượng Nhà thầu thiếu lực, kinh nghiệm TVGS thiếu lực, trách nhiệm Thiết kế thiếu lực, kinh nghiệm Thời tiết bất lợi Giá trúng thầu thấp Giá thị trường nhiều biến động Chủ đầu tư bàn giao mặt thi công chậm B BẢNG XÁC SUẤT CỦA CÁC BIẾN CÓ MỘT NGUYÊN NHÂN “Thiếu máy móc thiết bị thi công”: Biến nguyên nhân Biến kết (dành cho biến kết có biến nguyên nhân gây ra) Khó khăn tài Thiếu máy móc thiết bị thi công nhà thầu có có không 18 không C BẢNG XÁC SUẤT CỦA CÁC BIẾN CÓ HAI NGUYÊN NHÂN “Chi trả tạm ứng toán chậm”: Biến nguyên nhân Khó khăn tài chủ đầu tư có không CĐT, Ban QLDA thiếu lực, kinh nghiệm quản lý chi phí, khối lượng có không Biến kết (dành cho biến kết có hai nguyên nhân gây ra) Chi trả tạm ứng toán chậm có không “Khó khăn tài nhà thầu”: Biến nguyên nhân Giá trúng thầu thấp có không Chi trả tạm ứng toán chậm có không Biến kết (dành cho biến kết có hai nguyên nhân gây ra) Khó khăn tài nhà thầu có không “Cung ứng vật tư chậm”: Biến nguyên nhân Giá thị trường nhiều biến động có không Biến kết (dành cho biến kết có hai nguyên nhân gây ra) Khó khăn tài nhà thầu có không 19 Cung ứng vật tư chậm có không “Sai sót thi công, làm lại”: Biến nguyên nhân Biến kết (dành cho biến kết có hai nguyên nhân gây ra) Biện pháp thi công Thiết kế thiếu không hợp lý lực, kinh nghiệm Sai sót thi công, làm lại có có không không D BẢNG XÁC SUẤT CỦA CÁC BIẾN CÓ BA NGUYÊN NHÂN “Biện pháp thi công không hợp lý”: Biến kết (dành cho Biến nguyên nhân biến kết có ba nguyên nhân gây ra) Thiếu máy Nhà thầu thiếu TVGS thiếu Biện pháp thi công móc, thiết bị lực, lực, không hợp lý thi công kinh nghiệm trách nhiệm có có có không có không không không 20 có không E BẢNG XÁC SUẤT CỦA CÁC BIẾN CÓ BỐN NGUYÊN NHÂN Biến nguyên nhân Thời tiết bất lợi Sai sót thi công, làm lại có Bàn giao mặt thi công chậm có không có có không không không Cung ứng vật tư chậm Biến kết (dành cho biến kết có bốn nguyên nhân gây ra) Mức độ chậm trễ tiến độ 20% có không có không có không có không F THÔNG TIN VỀ CÔNG TRÌNH Các anh/chị vui lòng trả lời thêm thông tin sau công trình: Công trình khởi công vào tháng…………năm 200…… Thời gian thi công theo hợp đồng thức công trình ……………tháng Theo anh/chị, công trình dự kiến hoàn thành vào tháng……….năm 200…… Một lần nữa, xin thành thật cám ơn giúp đỡ nhiệt tình anh/chị! Trân trọng kính chào! 21 PHỤ LỤC 3.2: BẢNG DỮ LIỆU CỦA CÁC BIẾN THUỘC CÔNG TRÌNH A Bảng 3.2.1: Bảng liệu biến “Khó khăn tài chủ đầu tư” Bảng 3.2.2: Bảng liệu biến “CĐT, ban QLDA thiếu lực, kinh nghiệm” Bảng 3.2.3: Bảng liệu biến “TVGS thiếu lực, trách nhiệm” Bảng 3.2.4: Bảng liệu biến “Thiết kế thiếu lực, kinh nghiệm” Bảng 3.2.5: Bảng liệu biến “Thời tiết bấi lợi” 22 Bảng 3.2.6: Bảng liệu biến “Nhà thầu thiếu lực, kinh nghiệm” Bảng 3.2.7: Bảng liệu biến “Giá trúng thầu thấp” Bảng 3.2.8: Bảng liệu biến “Giá thị trường nhiều biến động” Bảng 3.2.9: Bảng liệu biến “Chủ đầu tư bàn giao mặt thi công chậm” Bảng 3.2.10: Bảng liệu biến “Thiếu máy móc, thiết bị thi công” 23 Bảng 3.2.11: Bảng liệu biến “Chi trả tạm ứng, toán chậm” Bảng 3.2.12: Bảng liệu biến “Khó khăn tài nhà thầu” Bảng 3.2.13: Bảng liệu biến “Sai sót thi công, làm lại” Bảng 3.2.14: Bảng liệu biến “Cung ứng vật tư chậm, không kịp thời” 24 Bảng 3.2.15: Bảng liệu biến “Biện pháp thi công không hợp lý” Bảng 3.2.16: Bảng liệu biến “Chậm trễ tiến độ” 25 PHỤ LỤC 3.3: BẢNG DỮ LIỆU CỦA CÁC BIẾN THUỘC CÔNG TRÌNH B Bảng 3.3.1: Bảng liệu biến “Khó khăn tài chủ đầu tư” Bảng 3.3.2: Bảng liệu biến “TVGS thiếu lực, trách nhiệm” Bảng 3.3.3: Bảng liệu biến “Thiết kế thiếu lực, kinh nghiệm” Bảng 3.3.4: Bảng liệu biến “Thời tiết bất lợi” Bảng 3.3.5: Bảng liệu biến “Nhà thầu thiếu lực, kinh nghiệm” 26 Bảng 3.3.6: Bảng liệu biến “Giá trúng thầu thấp” Bảng 3.3.7: Bảng liệu biến “Giá thị trường nhiều biến động” Bảng 3.3.8: Bảng liệu biến “Chi trả tạm ứng, toán chậm” Bảng 3.3.9: Bảng liệu biến “Thiếu máy móc, thiết bị thi công” Bảng 3.3.10: Bảng liệu biến “Khó khăn tài nhà thầu” 27 Bảng 3.3.11: Bảng liệu biến “Sai sót thi công, làm lại” Bảng 3.3.12: Bảng liệu biến “Cung ứng vật tư chậm” Bảng 3.3.13: Bảng liệu biến “Biện pháp thi công không hợp lý” Bảng 3.3.14: Bảng liệu biến “Chậm trễ tiến độ” 28 PHỤ LỤC 3.4: BẢNG KẾT QUẢ ĐỊNH LƯNG RỦI RO TIẾN ĐỘ CÔNG TRÌNH A 29 PHỤ LỤC 3.5: BẢNG KẾT QUẢ ĐỊNH LƯNG RỦI RO TIẾN ĐỘ CÔNG TRÌNH B 30 TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên học viên: NGUYỄN VĂN TUẤN Phái: Nam Ngày tháng năm sinh: 20/04/1977 Nơi sinh: Quảng Ngãi MSHV: 00804229 Chuyên ngành: Công Nghệ Quản Lý Xây Dựng Địa liên lạc: 39/5 Nguyễn Cửu Đàm, phường 14, quận Tân Bình, TP.HCM Điện thoại liên lạc: (08)8.105.673 – (08)8.366.408 – 0903.636.195 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1994 – 1999: Sinh viên khoa Kỹ thuậtXây dựng- ngành Xây dựng Dân dụng Công nghiệp- trường đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh 2004 – 2006: Học viên ngành Công Nghệ Quản Lý Xây Dựng- Khóa 15 QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC 1999 – 2001: Công tác công ty xây dựng XUÂN BÍCH 2002 – nay: Công tác công ty Tư Vấn Kiến Trúc Xây Dựng MINH THÀNH Ngoài ra, số công ty khác 31 ... hình BBN định lượng rủi ro tiến độ xây dựng Sơ đồ 4.11: Mô hình định lượng rủi ro tiến độ sau mã hóa biến Sơ đồ 4.14: Trình tự tính toán xác suất cho mô hình Sơ đồ 5.1: Mô hình BBN đánh giá rủi. .. BBN đánh giá rủi ro tiến độ xây dựng công trình A Sơ đồ 5.2: Mô hình BBN đánh giá rủi ro tiến độ xây dựng công trình B Sơ đồ 5.3: Kết đánh giá rủi ro tiến độ công trình A mô hình BBN Sơ đồ 5.4:... sư xây dựng có nhiều kinh nghiệm; • Xác định mối quan hệ nhân biến rủi ro; • Thiết lập mô hình định lượng rủi ro tiến độ xây dựng (biến kết quả) cách áp dụng Bayesian Belief Networks • Ước lượng