Nghiên cứu giải pháp tối ưu hoá sơ đồ mạng trong quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình - Nguyễn Thị Thúy Hiên

Nguyễn Thị Thúy Hiên Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 99(11): 109 - 113 109 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TỐI ƯU HOÁ SƠ ĐỒ MẠNG TRONG QUẢN LÝ DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH Nguyễn Thị Thúy Hiên* Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp - ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Quản lý dự án đầu tư xây dựng bằng sơ đồ mạng là một trong những giải pháp tương đối hữu hiệu nhằm rút ngắn thời gian thực hiện từng danh mục công việc hay toàn bộ dự án tương ứng với tổng chi phí thấp nhất. Xuất phát từ vấn đề hạn chế về nguồn vốn đầu tư trong xây dựng, giá thành và hiệu quả của việc rút ngắn thời gian thực hiện dự án, nên việc nghiên cứu giải pháp tối ưu hoá sơ đồ mạng là hết sức cần thiết nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao trong việc quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình. Bài toán tối ưu hóa sơ đồ mạng đã giải quyết được vấn đề cần phải rút ngắn thời gian thực hiện những công việc nào để dự án đạt được mục đích với chi phí nhỏ nhất. Từ khóa: quản lý dự án, dự án đầu tư xây dựng công trình, sơ đồ mạng, thời gian, chi phí, hiệu quả kinh tế. TỔNG QUAN* Sơ đồ mạng thể hiện kế hoạch tiến độ, mô tả dưới dạng sơ đồ mối quan hệ liên tục giữa các công việc đã được xác định cả về thời gian và thứ tự trước sau. Sơ đồ mạng là sự kết nối các công việc và các sự kiện. Sơ đồ mạng có các vai trò: phản ánh mối quan hệ tương tác giữa các nhiệm vụ, các công việc của dự án; xác định ngày bắt đầu, ngày kết thúc, thời gian hoàn thành, trên cơ sở đó xác định các công việc găng và đường găng của dự án; là cơ sở để tính toán thời gian dự trữ của các công việc, các sự kiện; cho phép xác định những công việc nào cần phải được thực hiện kết hợp nhằm tiết kiệm thời gian và nguồn lực, các công việc nào có thể thực hiện đồng thời nhằm đạt được mục tiêu về ngày hoàn thành dự án; là cơ sở để lập kế hoạch, kiểm soát, theo dõi kế hoạch tiến độ và điều hành dự án.[1] Sau khi lập được tiến độ bằng sơ đồ mạng phù hợp với các nội dung công việc của dự án người ta có thể tính toán các chỉ tiêu của sơ đồ mạng (SĐM) và so sánh các chỉ tiêu đó với các chỉ tiêu đã đặt ra. Trong trường hợp cần thiết tác giả có thể điều chỉnh hoặc/và làm cho tiến độ đạt được những chỉ số tốt hơn nữa. Quá trình làm cho tiến độ đã lập đạt được các chỉ tiêu tốt hơn, mang lại hiệu quả cao hơn cho các nhà quản lý được gọi là tối ưu hoá sơ đồ mạng. Như vậy, tối ưu hoá sơ đồ mạng liên quan đến hai vấn đề là thời gian và nguồn lực. Nếu hiểu * Tel: 0934 186182, Email: nthien.tnut@gmail.com theo nghĩa rộng thì thời gian cũng là một dạng nguồn lực (vô hình) và, do đó, tất cả các dạng bài toán tối ưu hoá sơ đồ mạng đều quy tụ về vấn đề sử dụng hiệu quả các nguồn lực. Nói chung, để rút ngắn thời gian thực hiện dự án thì thông thường là kéo theo vấn đề tăng chi phí. Về mặt kinh tế thì rút ngắn thời gian thực hiện dự án sẽ không còn ý nghĩa nếu chi phí cho việc rút ngắn thời gian vượt quá lợi ích kinh tế do nó đem lại, trừ trường hợp việc rút ngắn thời gian thực hiện dự án mang ý nghĩa chính trị - xã hội quan trọng nào đó. BÀI TOÁN TỐI ƯU HOÁ SƠ ĐỒ MẠNG TRONG CÔNG TÁC QUẢN LÝ DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH Bài toán được đặt ra như sau: Thời gian thực hiện các công việc của dự án như bình thường theo các phương án ban đầu được coi là thời gian tối ưu, tương ứng với chi phí thực hiện dự án. Nếu cần rút ngắn thời gian thực hiện dự án thì vì mỗi công việc của dự án có tầm quan trọng khác nhau, chi phí cho chúng cũng khác nhau, vậy ta cần phải rút ngắn thời gian thực hiện những công việc nào để làm sao cho đạt được mục đích với chi phí nhỏ nhất.[3] Khi rút ngắn thời gian thực hiện công việc thì thông thường chi phí khả biến sẽ tăng lên (do phải sử dụng công nghệ, thiết bị, nguyên vật liệu hoặc tăng ca) và chi phí bất biến (nhà xưởng, thiết bị, tiền thuê đất trong quá trình sử dụng) sẽ giảm đi như thể hiện trên biểu đồ hình 1. Nguyễn Thị Thúy Hiên Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 99(11): 109 - 113 110 Điểm ứng với giá trị nhỏ nhất của đường tổng chi phí trên hình 1 sẽ là thời gian tối ưu thực hiện công việc. [1] Hình 1: Mối quan hệ giữa chi phí và thời gian thực hiện công việc Trình tự giải bài toán như sau: - Lập sơ đồ mạng với thời gian thực hiện bình thường với chi phí được coi là tối thiểu. - Rút ngắn dần thời gian thực hiện với điều kiện chi phí tăng lên là ít nhất. Muốn cho chi phí tăng lên ít nhất thì cần rút ngắn thời gian thực hiện trước hết ở công việc có mức tăng chi phí thấp nhất cho một đơn vị thời gian bị rút ngắn. Gọi mức tăng chi phí cho một đơn vị thời gian rút ngắn của công việc i-j là eij ta có công thức: min minmax ij op ij ijij ij tt CC e − = max ijC - chi phí ứng với thời gian thực hiện tối thiểu minijt max ijC - chi phí tối thiểu tương ứng với thời gian thực hiện bình thường ( gọi là tối ưu) opijt . - Tiếp tục rút ngắn thời gian thực hiện các công việc nằm trên đường găng đến khi còn có thể hoặc không thể rút ngắn hơn được nữa, nghĩa là tij = tijmin. Trong quá trình rút ngắn thời gian thực hiện các công việc nằm trên đường găng cần liên tục tính toán lại sơ đồ mạng xem có xuất hiện đường găng mới không. Nếu có nhiều đường găng thì để rút ngắn thời gian thực hiện dự án phải rút ngắn thời gian của tất cả các đường găng. Cho một dự án với sơ đồ mạng như hình 2 và bảng 1. Hình 2: Sơ đồ mạng làm việc bình thường. Chi phí là 2.040 triệu đồng Với tiến độ này tổng chi phí tăng lên là 2.697 – 2.040 = 657 triệu đồng. Phương án rút ngắn như hình 1.2 về mặt thời gian là ngắn nhất, nhưng chi phí có thể chưa phải là thấp nhất. Bước 1. Trong các công việc nằm trên đường găng thì công việc 6-7 là có mức tăng chi phí đơn vị e là nhỏ nhất. Công việc này nếu thực hiện theo chế độ khẩn trương thì có thể rút ngắn từ 24 ngày xuống 15 ngày. Hình 3: Sơ đồ mạng khi rút ngắn 6-7 Bảng 1: Số liệu về chi phí thực hiện các công việc TT Công việc ij Chế độ bình thường Chế độ khẩn trương e (tr.đ/ngày) top (ngày) Cmin (tr.đ) tmin (ngày) Cmax (tr.đ) 1 1-2 6 80 4 100 10 2 1-3 30 400 20 520 12 3 2-3 18 180 12 234 9 4 2-5 24 360 18 450 15 5 3-4 24 360 18 420 10 6 4-5 0 0 0 0 0 7 4-6 18 270 12 318 8 8 5-7 36 240 24 360 10 9 6-7 24 150 15 195 5 Nguyễn Thị Thúy Hiên Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 99(11): 109 - 113 111 Bước 2. Để rút ngắn thời gian thực hiện dự án thì cần rút ngắn thời gian thực hiện cả hai đường găng. TT Công việc có thể rút ngắn Khả năng rút ngắn tối đa Mức tăng chi phí đơn vị (tr.đ/ngày) 1 1-3 10 12 2 3-4 6 10 3 4-6 và 5-7 6 8 + 10 = 18 4 6-7 và 5-7 9 5 + 10 = 15 Công việc 4-6 có thể rút ngắn tối đa 6 ngày, công việc 5-7 có thể rút ngắn tối đa 12 ngày. Hình 4: Sơ đồ mạng rút ngắn từ 24 ngày xuống còn 18 ngày Khi rút ngắn đồng thời 2 công việc này thì khả năng rút ngắn tối đa là 16 ngày Bước 3. Theo sơ đồ mạng hình 4 vẫn có hai đường găng. Muốn rút ngắn sơ đồ mạng này có các phương án theo bảng sau: TT Công việc rút ngắn Khả năng rút ngắn tối đa Mức tăng chi phí đơn vị (tr.đ) 1 1-3 10 12 2 4-6 &5-7 6 8 + 10 = 18 3 6-7 &5-7 3 5 + 10 = 15 Như vậy rút ngắn công việc 1-3 là tiết kiệm nhất. Công việc này có thể rút ngắn tối đa là 10 ngày, từ 30 ngày xuống còn 20 ngày. Bước 4. Theo sơ đồ mạng trên công việc 3-4 đã được thực hiện theo chế độ khẩn trương nhất, nên có các phương án rút ngắn như sau: TT Công việc rút ngắn Khả năng rút ngắn tối đa (ngày) Mức tăng chi phí ( tr.đ) 1 1-3&1-2 2 22 2 1-3&2-3 4 21 3 5-7&4-6 6 18 4 5-7&6-7 3 15 Vậy ta rút ngắn đồng thời các công việc 5-7 và 6-7 với thời gian rút ngắn tối đa đi 3 ngày. Ta có sơ đồ mạng mới hình 5. Hình 5: Sơ đồ mạng khi rút ngắn 5-7 và 6-7 Bước 5: Theo sơ đồ mạng hình 5 vẫn chỉ có 4 đường găng như cũ, nhưng lúc này đã có thêm công việc 6-7 được thực hiện theo chế độ khẩn trương nhất. Ta có các phương án rút ngắn như bảng sau: TT Công việc rút ngắn Khả năng rút ngắn tối đa (ngày) Mức tăng chi phí ( tr.đ) 1 1-3 &1-2 2 22 2 1-3 &2-3 4 21 3 5-7 &4-6 6 18 Ta rút ngắn đồng thời các công việc 5-7 và 4- 6 với thời gian rút ngắn tối đa là 6 ngày (do công việc 4-6 có thời gian thực hiện khẩn trương nhất là 12 ngày). Ta có sơ đồ mạng mới hình 6. Hình 6: Sơ đồ mạng rút ngắn còn 27 ngày và 12 ngày Bước 6. Theo sơ đồ mạng hình 6 với bốn đường găng cũ nhưng lúc này có thêm công việc 4-6 được thực hiện theo chế độ khẩn trương nhất. Bây giờ chỉ còn có thể rút ngắn chiều dài đường găng bằng các rút ngắn như bảng sau: TT Công việc rút ngắn Khả năng rút ngắn tối đa ( ngày) Mức tăng chi phí đơn vị (tr.đ) 1 1-3 và 1-2 2 22 2 1-3 và 2-3 4 21 Nguyễn Thị Thúy Hiên Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 99(11): 109 - 113 112 Bảng 2: Số liệu về chi phí thực hiện các công việc TT Công việc i-j Chế độ bình thường Chế độ khẩn trương e Thời gian thực hiện Chi phí thực hiện top Cmin tmin Cmax 1 1-2 6 80 4 100 10 6 80 2 1-3 30 400 20 520 12 20 520 3 2-3 18 180 12 234 9 14 216 4 2-5 24 360 18 450 15 24 360 5 3-4 24 360 18 420 10 18 420 6 4-5 0 0 0 0 0 0 0 7 4-6 18 270 12 318 8 12 318 8 5-7 36 240 24 360 10 27 330 9 6-7 24 150 15 195 5 15 195 Tổng cộng 65 2.439 Ta chọn phương án rút ngắn cặp công việc 1- 3 và 2-3 với thời gian rút ngắn nhiều nhất 4 ngày do công việc 1-3 có thời gian thực hiện khẩn trương nhất là 20 ngày. Ta có sơ đồ mạng mới hình 7. Hình 7: Sơ đồ mạng rút ngắn từ 24 ngày còn 20 ngày và từ 18 ngày còn 14 ngày Sơ đồ mạng hình 7 không thể rút ngắn hơn được nữa vì các công việc 1-3, 3-4; 4-6 và 6-7 đều đã thực hiện với chế độ khẩn trương nhất. Tổng chi phí thực hiện dự án theo sơ đồ mạng hình 1.7 là 1.439 triệu đồng được tính theo bảng 2. Rõ ràng chi phí thực hiện dự án thấp hơn so với phương án thực hiện theo chế độ các công việc đều thực hiện khẩn trương nhất như sơ đồ mạng hình 7 có tổng chi phí là 2.697 triệu đồng. Tóm lại, sơ đồ mạng ban đầu đã được rút ngắn tối đa với mức tăng chi phí tối thiểu. Với một dự án có nhiều công việc cần thực hiện, đề tài sử dụng Microsoft Access kết hợp với chương trình WinQSB để tách lọc các thông tin đồng thời kết xuất ra các thông số tính toán của sơ đồ mạng. Bài toán tiếp theo, đề tài triển khai xây dựng chương trình tối ưu hóa sơ đồ mạng trong việc quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình. KẾT LUẬN Như vậy với các thông số đầu vào của một dự án là như nhau, qua quá trình phân tích và xử lý số liệu tính toán, việc tối ưu hoá sơ đồ mạng theo chỉ tiêu thời gian - chi phí đã cho ra kết quả tính toán về thời gian rút ngắn tối đa và tối thiểu là như nhau. Tuy nhiên chi phí gia tăng cho việc rút ngắn là khác nhau và có sự chênh lệch nhau về mặt giá trị, sở dĩ có như vậy là do quá trình tối ưu hoá được thực hiện theo hai hướng khác nhau và chương trình tối ưu hoá theo chỉ tiêu thời gian - chi phí mang tính thực tế hơn. Do vậy việc tối ưu hoá sơ đồ mạng theo chỉ tiêu thời gian - chi phí đã góp phần quan trọng vào công tác lập kế hoạch, thực hiện và kiểm soát dự án xây dựng, giải quyết tốt bài toán tối ưu về thời gian và chi phí, tạo lập uy tín cho các các chủ đầu tư. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Lê Văn Kiểm, Ngô Quang Tường, Quản lý dự án bằng sơ đồ mạng, Nxb Xây dựng 2008. [2]. Barry Benator and Albert Thumann (2003), Project Management and Leadership Skills for Engineering and Construction Projects, The Fairmont Press, the United States of America. [3]. Keith Potts (2008), Construction Cost Management: Learning from case studies, by Taylor & Francis Group, in the USA and Canada. Nguyễn Thị Thúy Hiên Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 99(11): 109 - 113 113 SUMMARY STUDYING SOLUTION OF OPTIMIZATION IN CONSTRUCTION INVESTMENT PROJECTS MANAGEMENT FOR NETWORK DIAGRAMS Nguyen Thi Thuy Hien* College of Technology – TNU Construction project management for network diagram is a relatively effective solution to shorten the execution time of each job category or the entire project corresponding to the lowest total cost. Stem from problems limited investment in capital construction, cost and the effect of shortening the time of the project, should the study of solutions to optimize the network diagram is essential in order to bring high economic efficiency in the management of construction investment projects. The studies of network optimization scheme has solved the problem need to shorten the implementation time of the project work to achieve this goal with minimal cost. Keywords: Project Management, Investment Project on Construction, Network diagrams, time, cost, economic efficiency. Ngày nhận bài:14/11/2012, ngày phản biện:29/11/2012, ngày duyệt đăng:10/12/2012 * Tel: 0934 186182, Email: nthien.tnut@gmail.com