Tổng quan nghiên cứu

Khu vực công nghiệp và xây dựng luôn giữ vị trí nòng cốt trong nền kinh tế Việt Nam với mức tăng trưởng đạt 8,90%, đóng góp tới 50,4% vào mức tăng trưởng chung của toàn nền kinh tế trong năm 2019. Tỷ trọng đóng góp của ngành xây dựng vào Tổng sản phẩm quốc nội (GDP) giai đoạn 2011 - 2015 duy trì ổn định từ 5,11% đến 6,15%. Tuy nhiên, năng suất lao động của ngành xây dựng tại Việt Nam vẫn ở mức tương đối thấp, xếp thứ 15 trong 20 ngành kinh tế được thống kê. Giá trị năng suất lao động bình quân của ngành trong giai đoạn 2010 - 2015 chỉ đạt mức 42,7 triệu đến 66,5 triệu đồng trên một người mỗi năm. Tại tỉnh Đồng Tháp, dù ngành xây dựng đạt tốc độ tăng trưởng ấn tượng 10% vào năm 2019 và tỷ lệ lao động qua đào tạo đạt 67%, công tác quản trị thi công phần thô gồm bê tông, cốp pha và cốt thép vẫn đối mặt với nhiều biến số rủi ro gây chậm tiến độ.

Vấn đề nghiên cứu cốt lõi được đặt ra là sự thiếu hụt các mô hình định lượng có khả năng dự báo chính xác xác suất đạt được năng suất lao động kỳ vọng dưới tác động đa chiều của môi trường công trường. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể của đề tài là nhận diện, phân tích hệ thống các nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất thi công phần thô, xác lập mối quan hệ nhân quả và ứng dụng mô hình mạng niềm tin Bayes (Bayesian Belief Networks - BBNs) để dự báo xác suất đạt năng suất kế hoạch. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các công trình xây dựng dân dụng sử dụng vốn ngân sách nhà nước thuộc nhóm B và nhóm C do Ban Quản lý dự án và Phát triển quỹ đất thành phố Cao Lãnh làm chủ đầu tư. Nghiên cứu mang lại ý nghĩa thực tiễn to lớn khi cung cấp công cụ định lượng khoa học, giúp các nhà quản trị giảm thiểu rủi ro biến động năng suất và nâng cao hiệu quả kiểm soát tiến độ thực tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp giữa lý thuyết quản trị năng suất xây dựng hiện đại và lý thuyết xác suất Bayes. Năng suất lao động trong công trình được định nghĩa là tỷ số tương quan giữa sản phẩm đầu ra đạt được và tài nguyên đầu vào sử dụng. Cụ thể, năng suất của 3 công tác trọng điểm được lượng hóa như sau: năng suất cốp pha tính bằng mét vuông hoàn thành trên giờ công ($m^2/\text{giờ công}$); năng suất cốt thép tính bằng khối lượng thép thành phẩm trên giờ công ($\text{tấn}/\text{giờ công}$); và năng suất bê tông tính bằng thể tích bê tông thành phẩm trên giờ công ($m^3/\text{giờ công}$). Các khái niệm chính bao gồm: hao phí thời gian lao động, rủi ro thi công công trường, mạng xác suất có điều kiện và bảng phân phối xác suất có điều kiện (Conditional Probability Table - CPT).

Khung lý thuyết toán học cốt lõi vận dụng nền tảng tiên đề Kolmogorov và định lý xác suất có điều kiện của Thomas Bayes. Mô hình Mạng niềm tin Bayes (BBNs) được thiết lập như một đồ thị có hướng không chu trình (Directed Acyclic Graph - DAG), trong đó mỗi nút đại diện cho một biến ngẫu nhiên và mỗi nhánh nối thể hiện mối quan hệ nhân quả có trọng số. Cấu trúc mạng BBNs kết hợp hài hòa giữa đánh giá định tính qua cấu trúc đồ thị và đánh giá định lượng thông qua bảng xác suất CPT, cho phép suy diễn xác suất xảy ra biến cố năng suất thấp khi các điều kiện hiện trường thay đổi.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa thu thập dữ liệu định tính và phân tích định lượng nhiều bước. Nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua khảo sát bảng câu hỏi và phỏng vấn sâu các chuyên gia, kỹ sư tư vấn giám sát, cán bộ kỹ thuật và chỉ huy trưởng công trường có thâm niên công tác trên 5 năm tại các dự án xây dựng dân dụng trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp. Quy trình lấy mẫu được thực hiện theo phương pháp lấy mẫu thuận tiện kết hợp chọn mẫu chuyên gia nhằm đảm bảo độ am hiểu sâu sắc về điều kiện thi công thực tế tại địa phương.

Dữ liệu khảo sát sau khi thu thập được xử lý kiểm định độ tin cậy thang đo bằng hệ số Cronbach's Alpha, phân tích nhân tố khám phá (EFA) và kiểm định sự khác biệt phương sai One-way ANOVA trên phần mềm thống kê SPSS. Lý do lựa chọn mô hình mạng Bayes và phần mềm tính toán chuyên dụng MSBNx của Microsoft là khả năng xử lý linh hoạt các biến ngẫu nhiên bất định, dung nạp được ý kiến phán đoán chuyên gia khi dữ liệu lịch sử chưa hoàn chỉnh, và cung cấp khả năng phỏng đoán kịch bản xác suất đa chiều mà các mô hình hồi quy tuyến tính truyền thống không thể thực hiện được.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã sàng lọc, tổng hợp và kiểm định được 17 yếu tố rủi ro chính tác động trực tiếp từ mức độ trung bình trở lên đến năng suất lao động của các công tác bê tông, cốt thép và cốp pha. Thông qua kết quả phân tích thống kê và ma trận xoay nhân tố EFA, 3 nhân tố có trọng số ảnh hưởng mạnh nhất đến năng suất lao động xây dựng phần thô bao gồm: khả năng đáp ứng tài chính của chủ đầu tư, sự sẵn có kịp thời của vật liệu tại công trường, và thái độ làm việc của người lao động.

Đặc biệt, khi đưa toàn bộ các biến độc lập và bảng xác suất có điều kiện vào phần mềm MSBNx để mô phỏng mạng BBNs tổng quát, kết quả dự báo chỉ ra rằng xác suất đạt được năng suất lao động theo đúng kế hoạch kỳ vọng chỉ đạt 49%. Điều này đồng nghĩa với việc có tới 51% xác suất dự án sẽ rơi vào tình trạng suy giảm năng suất thi công nếu không có các biện pháp kiểm soát rủi ro kịp thời. Khi ứng dụng thực nghiệm vào dự án Trường THCS Nguyễn Chí Thanh (Giai đoạn 2) tại thành phố Cao Lãnh, mô hình mạng Bayes đã phản ánh chính xác sự tương thích giữa năng suất tính toán theo xác suất và năng suất đo đạc thực tế tại hiện trường.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân tích cho thấy mối quan hệ tương hỗ phức tạp giữa các mắt xích trong chuỗi thi công: khi khả năng đáp ứng tài chính của chủ đầu tư gặp khó khăn, việc cung ứng vật tư của nhà thầu sẽ bị gián đoạn, từ đó dẫn đến tình trạng công nhân thiếu việc làm hoặc làm việc cầm chừng, gây suy giảm trực tiếp đến thái độ và năng suất lao động. Phát hiện này hoàn toàn tương đồng với các công trình nghiên cứu trước đây tại các nước đang phát triển như nghiên cứu của Abdul Kadir tại Malaysia và nghiên cứu của Lưu Trường Văn tại Việt Nam, khẳng định yếu tố dòng tiền và cung ứng luôn giữ vai trò tiên quyết trong vận hành dự án.

Về mặt biểu diễn dữ liệu, toàn bộ cấu trúc phân tầng của 17 nhân tố rủi ro được trực quan hóa tối ưu qua sơ đồ đồ thị mạng BBNs phân nhánh nhiều tầng. Mỗi nút mạng biểu diễn một phân phối xác suất rõ ràng, giúp nhà quản lý dễ dàng tra cứu qua các bảng CPT chi tiết. Việc hiển thị dữ liệu qua biểu đồ xác suất dạng thanh trên giao diện MSBNx giúp các kỹ sư tại công trường nhận biết ngay nút thắt rủi ro nào đang có xác suất tác động cao nhất, thay vì chỉ dựa vào trực giác hoặc kinh nghiệm chủ quan thông thường.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao năng suất xây dựng các công tác bê tông, cốp pha và cốt thép dựa trên các kết quả định lượng của mô hình mạng Bayes, các giải pháp hành động cụ thể được kiến nghị như sau:

  • Hoàn thiện kế hoạch thanh toán và dòng vốn: Ban Quản lý dự án và Chủ đầu tư cần thiết lập cơ chế giải ngân linh hoạt, rút ngắn thời gian nghiệm thu khối lượng và cam kết thanh toán đạt tối thiểu 90% giá trị đề nghị trong vòng 15 đến 30 ngày làm việc. Mục tiêu loại bỏ hoàn toàn rủi ro gián đoạn công trình do thiếu hụt vốn lưu động.
  • Tối ưu hóa chuỗi cung ứng vật liệu tại hiện trường: Nhà thầu thi công xây dựng phải lập kế hoạch nhu cầu vật tư bê tông thương phẩm, thép xây dựng và ván khuôn chi tiết trước từ 7 đến 10 ngày làm việc. Đảm bảo tỷ lệ sẵn sàng của vật liệu tại chân công trình đạt 100% trước khi triển khai các ca làm việc, giảm thời gian chờ đợi lãng phí của nhân công xuống dưới 5%.
  • Nâng cao động lực và kỹ năng tay nghề cho người lao động: Doanh nghiệp xây dựng cần xây dựng chính sách tiền lương gắn liền với định mức năng suất sản phẩm, áp dụng chế độ thưởng trực tiếp theo tuần cho các tổ đội hoàn thành vượt tiến độ, giúp tăng từ 15% đến 20% thu nhập thực tế. Đồng thời tổ chức các khóa huấn luyện an toàn lao động định kỳ mỗi quý một lần để tạo tâm lý yên tâm sản xuất.
  • Ứng dụng công nghệ quản lý tiến độ số hóa: Ban chỉ huy công trường cần chủ động đưa mô hình mạng niềm tin Bayes và các công cụ thống kê vào quy trình kiểm soát chất lượng nội bộ. Thiết lập hệ thống cảnh báo sớm rủi ro sụt giảm năng suất trước 2 tuần thi công, tạo điều kiện cho kỹ sư điều chuyển nhân lực và thiết bị một cách khoa học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Ban Quản lý dự án và Chủ đầu tư: Nắm bắt bức tranh tổng thể về các nút thắt rủi ro tài chính và cung ứng ảnh hưởng đến tiến độ dự án. Hỗ trợ xây dựng kế hoạch phân bổ vốn và phê duyệt tiến độ khả thi, giúp giảm thiểu tối đa 10% các chi phí phát sinh do chậm trễ công trình.
  • Nhà thầu thi công và Chỉ huy trưởng công trường: Sử dụng các công thức đo lường năng suất chuẩn hóa cho công tác bê tông, cốp pha, cốt thép và ứng dụng mô hình BBNs để phân bổ nhân lực hợp lý. Giúp tăng năng suất lao động hiện trường thêm 15% và kiểm soát chặt chẽ an toàn lao động.
  • Kỹ sư định mức và Kế hoạch tiến độ: Khai thác bộ 17 biến số rủi ro và các bảng xác suất có điều kiện CPT để xây dựng hồ sơ dự thầu chính xác, lập bảng tiến độ đường găng sát thực tế và tối ưu hóa chi phí máy móc thiết bị.
  • Giảng viên, Nghiên cứu sinh và Học viên cao học: Tiếp cận phương pháp luận ứng dụng mạng xác suất có điều kiện (BBNs) kết hợp phần mềm SPSS và MSBNx trong quản trị dự án xây dựng. Tài liệu là nguồn tham khảo học thuật giá trị cho các nghiên cứu chuyên sâu về quản lý rủi ro xây dựng tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

Mô hình mạng Bayes có ưu điểm vượt trội gì so với các phương pháp thống kê truyền thống?
Mô hình mạng Bayes kết hợp xuất sắc giữa đồ thị nhân quả và xác suất có điều kiện, cho phép cập nhật phán đoán khi có thông tin mới và xử lý dữ liệu thiếu chắc chắn. Thay vì chỉ đưa ra một giá trị trung bình cố định như hồi quy tuyến tính, mạng BBNs lượng hóa xác suất xảy ra của từng kịch bản rủi ro cụ thể.

Ba nhân tố nào có tác động lớn nhất đến năng suất công tác bê tông, cốt thép và cốp pha?
Dựa trên kết quả phân tích định lượng 17 nhân tố rủi ro, ba yếu tố chi phối mạnh nhất là năng lực tài chính của chủ đầu tư, tính sẵn có kịp thời của vật liệu tại hiện trường, và thái độ làm việc của người lao động. Ba yếu tố này tương hỗ chặt chẽ và quyết định trực tiếp tới tiến độ phần thô.

Ý nghĩa của con số dự báo 49% xác suất đạt năng suất kỳ vọng là gì?
Xác suất 49% cho thấy trong điều kiện thi công thông thường tại địa bàn nghiên cứu, khả năng hoàn thành công việc theo đúng định mức kế hoạch ban đầu là dưới mức trung bình. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết cho các nhà thầu phải có phương án dự phòng và kiểm soát rủi ro để triệt tiêu 51% nguy cơ chậm tiến độ.

Dữ liệu đầu vào để xây dựng mô hình mạng Bayes trong luận văn được bảo đảm độ tin cậy ra sao?
Dữ liệu được thu thập từ khảo sát chuyên gia có trên 5 năm kinh nghiệm thực tế tại Đồng Tháp, sau đó được kiểm định nghiêm ngặt qua hệ số tin cậy Cronbach's Alpha, phân tích nhân tố khám phá EFA và phân tích phương sai One-way ANOVA trên phần mềm SPSS trước khi đưa vào thiết lập bảng CPT trên MSBNx.

Mô hình mạng BBNs trong nghiên cứu có thể nhân rộng cho các công trình ngoài tỉnh Đồng Tháp không?
Hoàn toàn có thể áp dụng mô hình này cho các dự án xây dựng dân dụng tại nhiều địa phương khác nhau. Tuy nhiên, các kỹ sư cần khảo sát lại các biến số đầu vào và hiệu chỉnh bảng xác suất CPT cho phù hợp với đặc thù thổ nhưỡng, nguồn nhân lực và chuỗi cung ứng của từng khu vực cụ thể.

Kết luận

  • Luận văn đã nhận diện, sàng lọc và phân loại thành công 17 yếu tố rủi ro then chốt ảnh hưởng đến năng suất thi công công tác bê tông, cốt thép và cốp pha.
  • Xây dựng thành công mô hình mạng niềm tin Bayes (BBNs) trên phần mềm MSBNx, chỉ ra xác suất đạt năng suất kỳ vọng theo kế hoạch đạt 49%.
  • Xác lập được 3 nhân tố cốt lõi có ảnh hưởng chi phối gồm: tài chính chủ đầu tư, cung ứng vật tư kịp thời và thái độ lao động.
  • Kế hoạch triển khai giai đoạn tiếp theo cần tập trung kiểm chứng mô hình trên 10 công trình thực tế thuộc nhiều loại hình kết cấu khác nhau trong thời gian từ 12 đến 24 tháng.
  • Các nhà quản lý dự án và doanh nghiệp thi công hãy chủ động ứng dụng công cụ dự báo mạng Bayes vào hoạch định kế hoạch thi công ngay từ hôm nay để tối ưu hóa nguồn lực và đảm bảo tiến độ công trình thành công.