Nghiên cứu ứng dụng công nghệ 4d CAD trong lập và mô phỏng tiến độ thi công xây dựng

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DƯƠNG TẤN DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4D CAD TRONG LẬP VÀ MÔ PHỎNG TIẾN ĐỘ THI CÔNG XÂY DỰNG Chuyên Ngành : CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG Mã Số Ngành : 60.58.90 LUẬN VĂN THẠC SĨ Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 09 năm 2009 Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DƯƠNG TẤN DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4D CAD TRONG LẬP VÀ MÔ PHỎNG TIẾN ĐỘ THI CÔNG XÂY DỰNG Chuyên Ngành : CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG Mã Số Ngành : 60.58.90 LUẬN VĂN THẠC SĨ Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 09 năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: ……………………………………………………………………………………… ………………… Cán chấm nhận xét 1: ….………………………………………………………………………………… ………………… Cán chấm nhận xét 2: ……………………………………………………………………………………… ………………… Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày………….tháng………….năm 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng……… năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên Năm sinh Chuyên ngành : DƯƠNG TẤN DŨNG : 24-03-1983 : Công nghệ Quản lý Xây dựng Phái : Nam Nơi sinh : Quảng Ngãi MSHV : 00807567 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4D CAD TRONG LẬP VÀ MÔ PHỎNG TIẾN ĐỘ THI CÔNG XÂY DỰNG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu ứng dụng tự động hóa tính tốn khối lượng cấu kiện từ mơ hình 3D nhằm phục vụ cơng tác tính tốn lập tiến độ dự án - Phát triển công cụ ứng dụng nhằm phụ vụ cho công tác lập tiến độ dự án, tối ưu hóa tài nguyên tiến độ dự án - Xây dựng mơ hình mơ 4D CAD qua đưa lợi ích cơng nghệ 4D CAD lựa chọn phương án thi công, đồng thời phát mặt hạn chế thơng qua nghiên cứu cụ thể - Nghiên cứu sử dụng công cụ phần mềm hỗ trợ nhằm áp dụng thành công công nghệ 4D CAD III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 30-01-2009 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02-07-2009 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến sĩ LƯƠNG ĐỨC LONG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS LƯƠNG ĐỨC LONG TS NGÔ QUANG TƯỜNG TS NGÔ QUANG TƯỜNG Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày tháng năm 2009 TRƯỞNG PHÒNG ĐT-SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến TS Lương Đức Long quan tâm, tận tình giúp đỡ hướng dẫn tơi suốt q trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô, đặc biệt thầy cô giảng dạy thuộc chuyên ngành Công nghệ Quản lý Xây dựng, trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh Tất kiến thức, kinh nghiệm mà thầy cô truyền đạt lại cho tơi suốt q trình học góp ý q báu thầy luận văn hành trang quý giá cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu công tác sau Xin cám ơn người đồng nghiệp tôi, hỗ trợ cho nhiều suốt q trình học tập kinh nghiệm thực tế q trình cơng tác họ đóng góp nhiều ý kiến cho tơi hồn thành luận văn Cuối cùng, xin cám ơn người thân gia đình tơi, người bạn thân bên cạnh tôi, quan tâm, động viên giúp đỡ tơi vượt qua khó khăn, trở ngại để hoàn thành luận văn Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 07 năm 2009 TĨM TẮT Cơng nghệ 4D CAD hình thành từ năm thập niên 80 tiếp nhận, ứng dụng phát triển nhanh chóng, rộng rãi tồn giới Công nghệ 4D CAD tập trung vào mô nhằm lựa cho phương án thi công xây dựng tối ưu Sử dụng công nghệ 4D CAD lập mô tiến độ thi công giúp phát sai sót, hạn chế tiến độ dự án lập, đồng thời cung cấp nhìn trực quan trạng thái cơng trình thời điểm dự án Tuy nhiên, hầu hết công ty xây dựng Việt Nam không áp dụng công nghệ vào lĩnh lập tiến độ dự án thi công xây dựng Từ thực tế trên, nghiên cứu tiến hành xây dựng mô hình mơ 4D CAD cho dự án cụ thể Qua đó, nghiên cứu đưa ưu điểm, lợi ích khó khăn, hạn chế cơng nghệ 4D CAD lập mô tiến độ thi công xây dựng nhằm lựa chọn phương án thi công tối ưu Bên cạnh đó, nghiên cứu trọng vào việc phát triển công cụ ứng dụng tối ưu hóa tài nguyên, tiến độ dự án nhằm góp phần đem lại hiệu cho dự án với tiến độ lập Từ kết nghiên cứu thu thông qua dự án xây dựng cụ thể Luận văn đưa lợi ích mà cơng nghệ 4D CAD mang lại, khó khăn xây dựng mơ hình mơ 4D CAD Bên cạnh đó, nghiên cứu cịn đưa ứng dụng tự động hóa tính tốn khối lượng cấu kiện, tối ưu hóa tài nguyên, tiến độ dự án Với kết thu được, tác giả hi vọng cung cấp nhìn tổng quan lợi ích 4D CAD lập mô tiến độ thi công xây dựng, từ giúp cơng ty xây dựng cân nhắc áp dụng thành công công nghệ vào lĩnh vực lĩnh vực quản lý dự án thi công xây dựng Luận văn Thạc sỹ GVHD: TS Lương Đức Long MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan nội dung nghiên cứu sở hình thành đề tài 1.1.1 Tình hình ngành xây dựng Việt Nam 1.1.2 Tình hình sử dụng công nghệ 4D CAD nước giới 11 1.1.3 Cơ sở hình thành đề tài 11 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 11 1.3 Lợi ích mong muốn đề tài 12 CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 13 2.1 Sự cần thiết việc áp dụng công nghệ 4D CAD 13 2.2 Lợi ích cơng nghệ 4D CAD lập tiến độ thi công xây dựng 14 2.3 Các khó khăn, giới hạn áp dụng công nghệ 4D CAD 16 2.4 Các công cụ phần mềm hỗ trợ áp dụng công nghệ 4D CAD 17 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 19 3.1 Công nghệ 4D CAD 19 3.1.1 Mơ hình 3D CAD 19 3.1.2 Mô hình 4D CAD 20 3.2 Tiến độ thi công xây dựng 21 3.2.1 Tiến độ thi công 21 3.2.2 Điều hòa nguồn lực 24 3.3 Kết hợp 4D CAD CPM hoạch định quản lý dự án xây dựng 26 CHƯƠNG 4: PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 4.1 Phạm vi nghiên cứu ứng dụng 29 4.2 Phương pháp nghiên cứu 29 4.2.1 Xây dựng mơ hình 3D CAD Revit Struture 30 4.2.2 Xuất số liệu qua Microsoft Excel gán tài nguyên, tiến độ 32 4.2.3 Lập tiến độ tối ưu hóa tài nguyên Microsoft Project 35 4.2.4 Liên kết mơ hình 3D Revit tiến độ CPM 39 4.2.5 Xây dựng mơ hình mơ 4D 40 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM 42 5.1 Tổng quan công trình nghiên cứu 42 5.2 Kết nghiên cứu dự án Hyatt – Block C 43 5.2.1 Mơ hình 3D CAD Revit Structure 43 5.2.2 Thơng số cấu kiện từ mơ hình 3D xuất qua Excel 44 5.2.3 Kết từ đọc Excel qua Microsoft Project 50 5.2.4 Tối ưu hóa tài nguyên Microsof Project 52 5.3 Mô 4D Revit Structure 54 5.3.1 Liên kết tiến độ CPM từ Microsoft Project mơ hình 3D Revit 55 5.3.2 Mơ hình mơ 4D 57 5.4 Lựa chọn phương án thi công 62 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 6.1 Kết luận 68 6.2 Kiến nghị 71 PHỤ LỤC A: THÔNG SỐ PHẦN TỬ REVIT 73 Dương Tấn Dũng – MSHV: 00807567 Trang Luận văn Thạc sỹ GVHD: TS Lương Đức Long PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ TÍNH TỐN KHỐI LƯỢNG TỪNG CẤU KIỆN 100 PHỤ LỤC C: TIẾN ĐỘ THI CÔNG DỰ ÁN 126 PHỤ LỤC D: CÔNG CỤ HỖ TRỢ TRONG MS PROJECT 130 PHỤ LỤC E: ỨNG DỤNG TÍCH HỢP TRONG REVIT 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 137 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 139 Dương Tấn Dũng – MSHV: 00807567 Trang Luận văn Thạc sỹ GVHD: TS Lương Đức Long CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan nội dung nghiên cứu sở hình thành đề tài 1.1.1 Tình hình ngành xây dựng Việt Nam Sau mười năm thăng trầm, từ năm 1996 đến nay, ngành xây dựng tạo lực để bước vào thời cơng nghiệp hóa, đại hóa Lực lượng sản xuất xếp lại Các tổng công ty, công ty mạnh thành lập củng cố, tiếp tục đầu tư chiều sâu để đổi công nghệ, tăng lực sản xuất, khả cạnh tranh sản phẩm thuộc ngành Số lượng công ty xây dựng nước tham gia vào thị trường xây dựng Việt Nam tăng cách đáng kể theo năm: Năm Số DN 2001 3999 2002 5693 2003 7845 2004 9717 2005 12315 20000 15252 16000 14000 12315 12000 9717 10000 7845 8000 4000 2007 17783 17783 18000 6000 2006 15252 5693 3999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Hình 1: Số Doanh nghiệp hoạt động lĩnh vực xây dựng theo năm Nguồn: Tổng cục Thống Kê Cùng với việc phát triển bùng nổ doanh nghiệp Xây dựng nước, lực lượng lao động lĩnh vực tăng theo cách đáng kể Nếu năm 2001 ta có 529351 lao động lĩnh vực Xây dựng để năm 2007 số 996720 (tăng gần 200%) Vốn sản xuất kinh doanh hàng năm doanh nghiệp ngành Xây dựng vào năm 2007 tăng 449.58% so với năm 2001, tốc độ tăng trưởng đáng kể Năm Số lao động Vốn (tỷ đồng) 2001 529351 55222 2002 627591 70325 2003 799001 97027 2004 861791 117915 2005 2006 2007 939186 1005981 996720 157791 204178 248268 Nguồn: Tổng cục Thống Kê Dương Tấn Dũng – MSHV: 00807567 Trang Luận văn Thạc sỹ GVHD: TS Lương Đức Long Đánh giá tiềm thị trường xây dựng Việt Nam, công ty, nhà đầu tư nước trọng đầu tư vào lĩnh vực làm cho thị phần công ty xây dựng Việt Nam ngày phong phú đa đạng Số lượng công ty xây dựng nước đầu tư vào Việt Nam tăng ngày nhanh năm gần Tính đến năm 2007, tổng số dự án xây dựng có vốn đầu tư trực tiếp từ nước cấp giấy phép 254 với tổng số vốn đầu tư 6808.0 triệu USD Năm Vốn (tỷ đồng) 2000 147941 2001 162313 2002 170579 2003 210483 2004 237363 2005 269676 2006 337292 400000 337292 350000 300000 269676 237363 250000 210483 200000 150000 147941 162313 170579 2001 2002 100000 50000 2000 2003 2004 2005 2006 Hình : Giá trị tài sản cố định doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngồi Nguồn: Tổng cục Thống Kê Bên cạnh thành công phát triển thời gian qua, ngành xây dựng Việt Nam vấn đề tồn Thực tế số liệu thống kê cho thấy yếu tính chuyên nghiệp khía cạnh khác xây dựng trình độ thiết kế, khả hoạch định quản lý dự án, kỹ thuật tổ chức thi công Đặc biệt, cố cơng trình gần cầu vượt Văn Thánh, cao ốc Pacific, cầu Cần Thơ, cho thấy chất lượng xây dựng, vấn đề đáng lo ngại, cần quan tâm tổ chức quản lý thực Công tác hoạch định quản lý tiến độ thi cơng Xây dựng cơng trính dân dụng cơng nghiệp, đặc biệt cơng trình nhà cao tầng nhiều vấn đề bất cập làm cho tiến độ cơng trình khơng đảm bảo xuất chi phí phát sinh ngồi ý muốn mà nhà thầu khơng thể kiểm sốt Vì vậy, ngành xây dựng cần tiếp tục đổi từ tư đến hành động công tác quản lý nhà nước, bao gồm xây dựng chiến lược, kế hoạch phát triển, sách, xây dựng tiêu chuẩn, định mức, tra, kiểm tra, đặc Dương Tấn Dũng – MSHV: 00807567 Trang 10 ... HỌC BÁCH KHOA DƯƠNG TẤN DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4D CAD TRONG LẬP VÀ MÔ PHỎNG TIẾN ĐỘ THI CÔNG XÂY DỰNG Chuyên Ngành : CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG Mã Số Ngành : 60.58.90 LUẬN... tồn giới Cơng nghệ 4D CAD tập trung vào mô nhằm lựa cho phương án thi công xây dựng tối ưu Sử dụng công nghệ 4D CAD lập mô tiến độ thi công giúp phát sai sót, hạn chế tiến độ dự án lập, đồng thời... Công nghệ Quản lý Xây dựng Phái : Nam Nơi sinh : Quảng Ngãi MSHV : 00807567 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 4D CAD TRONG LẬP VÀ MÔ PHỎNG TIẾN ĐỘ THI CÔNG XÂY DỰNG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI