Luận án tiến sĩ về tối ưu hóa chuỗi cung ứng xây dựng và logistics bền vững

Luận án tiến sĩ phân tích optimization of integrated construction supply chain and bimbased logistics planning, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng góp tri thức

• Tác giả: Phuoc Luong Le
• Người hướng dẫn: Mr. Amin Chaabane, Thesis Supervisor
• Trường học: École de technologie supérieure
• Chuyên ngành: Logistics and Supply Chain Management
• Đề tài: Tối ưu hóa chuỗi cung ứng xây dựng tích hợp và lập kế hoạch logistics bền vững
• Loại tài liệu: Thesis
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Montreal

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGMENT
• 1. CHAPTER 1: PRESENT FOCUSES AND FUTURE DIRECTIONS OF DECISION-MAKING IN CONSTRUCTION SUPPLY CHAIN MANAGEMENT: A SYSTEMATIC REVIEW
• 1.1. General information of the literature sample
• 1.2. Decision levels and construction supply chain phases
• 1.3. Present focuses of decision-making in CSCM
• 1.4. Future directions in CSCM application
• 1.5. Evolution and trends in CSCM application
• 2. CHAPTER 2: INTEGRATED CONSTRUCTION SUPPLY CHAIN: AN OPTIMAL DECISION-MAKING MODEL WITH THIRD PARTY LOGISTICS PARTNERSHIP
• 2.1. Construction supply chain improvement with third-party logistics
• 2.2. Optimal decision-making in construction supply chain management
• 2.3. Research gaps and objectives
• 2.4. Construction supply chain process
• 2.5. Construction supply chain integration with TPL partnership
• 2.6. Construction supply chain modeling
• 2.7. Optimal decision-making model
• 2.8. Numerical case example
• 2.9. Logistics plan with TPL integration
• 2.10. Impacts of uncertainties
• 3. CHAPTER 3: BIM-BASED FRAMEWORK FOR TEMPORARY FACILITY LAYOUT PLANNING IN CONSTRUCTION SITE: A HYBRID APPROACH
• 3.1. Need for actors’ integration in SLD
• 3.2. Need for BIM-based data collection and processing system in SLD
• 3.3. Need for a systematic approach in SLD
• 3.4. Literature review and contributions
• 3.5. Practical issues of SLD
• 3.6. Research gaps and objectives
• 3.7. Methodology: a hybrid site layout framework
• 3.8. Hybrid site layout framework
• 3.9. Integrated data collection and processing system
• 3.10. Problem formulation and optimization
• 3.11. Site layout assumptions
• 3.12. Site layout modeling
• 3.13. Multi-objective optimization: the ε-constraint method
• 3.14. Material flow analysis
• 3.15. Facility relationship analysis
• 3.16. Validation and discussion
• 3.17. Framework validation by the example
• 3.18. Model validation with previous studies
• 3.19. Discussions and implications
• 3.20. Research limitations and further research
• APPENDIX I: LINGO CODE
• APPENDIX II: SPREADSHEET-BASED MULTI-OBJECTIVE SITE LAYOUT OPTIMIZATION
• LIST OF TABLES

Tóm tắt

I. Tổng quan về tối ưu hóa chuỗi cung ứng xây dựng bền vững

Tối ưu hóa chuỗi cung ứng xây dựng tích hợp và lập kế hoạch logistics bền vững là một chủ đề quan trọng trong ngành xây dựng hiện đại. Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ và nhu cầu về hiệu quả trong quản lý chuỗi cung ứng đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu và chuyên gia tìm kiếm các phương pháp mới để cải thiện hiệu suất logistics. Việc áp dụng các công nghệ như BIM (Mô hình thông tin xây dựng) đã mở ra nhiều cơ hội cho việc tối ưu hóa quy trình xây dựng, từ khâu lập kế hoạch đến thực hiện. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao chất lượng công trình.

1.1. Khái niệm chuỗi cung ứng bền vững trong xây dựng

Chuỗi cung ứng bền vững trong xây dựng đề cập đến việc quản lý hiệu quả các nguồn lực và quy trình để giảm thiểu tác động đến môi trường. Điều này bao gồm việc sử dụng vật liệu tái chế, giảm thiểu chất thải và tối ưu hóa quy trình vận chuyển.

1.2. Vai trò của công nghệ trong tối ưu hóa logistics

Công nghệ đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa logistics. Các công cụ như phần mềm quản lý chuỗi cung ứng và BIM giúp cải thiện khả năng phối hợp giữa các bên liên quan, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động.

II. Thách thức trong quản lý chuỗi cung ứng xây dựng hiện nay

Mặc dù có nhiều tiến bộ trong việc tối ưu hóa chuỗi cung ứng, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức lớn. Các vấn đề như sự không chắc chắn trong cung ứng, chi phí vận chuyển tăng cao và sự phức tạp trong quản lý dự án là những yếu tố cần được giải quyết. Những thách thức này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất mà còn đến khả năng cạnh tranh của các doanh nghiệp trong ngành xây dựng.

2.1. Sự không chắc chắn trong chuỗi cung ứng

Sự không chắc chắn trong chuỗi cung ứng có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm biến động giá cả, thời tiết và các yếu tố chính trị. Điều này làm cho việc lập kế hoạch logistics trở nên khó khăn hơn.

2.2. Chi phí vận chuyển và ảnh hưởng đến lợi nhuận

Chi phí vận chuyển là một trong những yếu tố lớn nhất ảnh hưởng đến lợi nhuận của các dự án xây dựng. Việc tối ưu hóa quy trình vận chuyển có thể giúp giảm thiểu chi phí này và cải thiện hiệu quả tổng thể.

III. Phương pháp tối ưu hóa chuỗi cung ứng xây dựng hiệu quả

Để tối ưu hóa chuỗi cung ứng xây dựng, cần áp dụng các phương pháp và công nghệ hiện đại. Việc sử dụng mô hình hóa thông tin xây dựng (BIM) và các công nghệ thông tin giúp cải thiện khả năng dự đoán và lập kế hoạch. Ngoài ra, việc hợp tác với các nhà cung cấp logistics bên thứ ba cũng là một giải pháp hiệu quả.

3.1. Mô hình hóa thông tin xây dựng BIM trong logistics

BIM cho phép các bên liên quan trong dự án có thể chia sẻ thông tin một cách hiệu quả, từ đó cải thiện khả năng phối hợp và giảm thiểu sai sót trong quá trình thi công.

3.2. Hợp tác với nhà cung cấp logistics bên thứ ba

Hợp tác với các nhà cung cấp logistics bên thứ ba giúp tối ưu hóa quy trình vận chuyển và lưu trữ, đồng thời giảm thiểu rủi ro trong quản lý chuỗi cung ứng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của tối ưu hóa chuỗi cung ứng trong xây dựng

Nhiều công ty xây dựng đã áp dụng các phương pháp tối ưu hóa chuỗi cung ứng và đạt được những kết quả tích cực. Việc giảm thiểu chi phí, tăng cường hiệu quả và cải thiện chất lượng công trình là những lợi ích rõ ràng từ việc áp dụng các công nghệ mới và phương pháp quản lý hiện đại.

4.1. Các dự án thành công nhờ tối ưu hóa logistics

Nhiều dự án xây dựng lớn đã thành công trong việc giảm chi phí và thời gian thi công nhờ vào việc áp dụng các phương pháp tối ưu hóa logistics. Những bài học từ các dự án này có thể được áp dụng cho các dự án khác.

4.2. Tác động của tối ưu hóa đến chất lượng công trình

Tối ưu hóa chuỗi cung ứng không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao chất lượng công trình. Việc quản lý tốt các nguồn lực và quy trình thi công giúp đảm bảo rằng các tiêu chuẩn chất lượng được duy trì.

V. Kết luận và tương lai của tối ưu hóa chuỗi cung ứng xây dựng

Tương lai của tối ưu hóa chuỗi cung ứng xây dựng sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ. Các công ty cần phải thích nghi với những thay đổi trong ngành và áp dụng các phương pháp mới để duy trì tính cạnh tranh. Việc đầu tư vào công nghệ và đào tạo nhân lực sẽ là chìa khóa cho sự thành công trong tương lai.

5.1. Xu hướng công nghệ trong chuỗi cung ứng

Công nghệ như trí tuệ nhân tạo và phân tích dữ liệu sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa chuỗi cung ứng. Những công nghệ này giúp cải thiện khả năng dự đoán và ra quyết định.

5.2. Tầm quan trọng của đào tạo nhân lực

Đào tạo nhân lực là yếu tố quan trọng để đảm bảo rằng các công ty có thể áp dụng hiệu quả các công nghệ mới. Việc nâng cao kỹ năng cho nhân viên sẽ giúp cải thiện hiệu suất làm việc và chất lượng công trình.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp xây dựng hiện đại, hoạt động mua sắm vật tư và dịch vụ từ các nhà cung cấp bên ngoài chiếm từ 60% đến 80% tổng khối lượng công việc của một dự án. Đáng chú ý, chi phí vận chuyển nguyên vật liệu thường dao động từ 33% đến 66% tổng chi phí logistics toàn chuỗi. Mặc dù đóng vai trò trụ cột trong nền kinh tế toàn cầu, lĩnh vực xây dựng vẫn phải đối mặt với tình trạng phân mảnh cao, năng suất lao động thấp, chậm tiến độ và vượt ngân sách triền miên do sự thiếu liên kết giữa các bên liên quan.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ việc thiếu một đơn vị điều phối trung tâm và sự chia cắt thông tin giữa chủ đầu tư, tổng thầu, nhà thầu phụ và nhà cung ứng. Mục tiêu cụ thể của luận văn là phát triển mô hình tối ưu hóa toán học cho chuỗi cung ứng xây dựng tích hợp thông qua việc hợp tác với nhà cung cấp dịch vụ logistics bên thứ ba, đồng thời thiết lập khung quy chuẩn hoạch định mặt bằng thi công tạm thời linh hoạt dựa trên nền tảng mô hình hóa thông tin công trình.

Phạm vi nghiên cứu bao quát 17 năm phát triển học thuật giai đoạn từ năm 2000 đến năm 2017 qua 123 công trình nghiên cứu quốc tế, đồng thời được kiểm chứng thực tế tại các dự án xây dựng công trình thủy điện và khu nhà ở đô thị quy mô trung bình. Nghiên cứu mang lại ý nghĩa thực tiễn to lớn khi giúp giảm thiểu từ 15% đến 28% tổng chi phí logistics, tối ưu hóa hơn 85% thời gian xử lý dữ liệu và cải thiện rõ rệt mức độ an toàn mặt bằng công trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự giao thoa của hai nền tảng lý thuyết chủ đạo: Lý thuyết Quản trị Chuỗi cung ứng Tích hợp và Lý thuyết Hoạch định Bố trí Mặt bằng Hệ thống kết hợp Công nghệ Mô hình hóa Thông tin Công trình đa chiều.

Lý thuyết quản trị chuỗi cung ứng hiện đại nhấn mạnh việc chuyển đổi từ cấu trúc phân tán truyền thống sang mạng lưới liên kết chiến lược, trong đó nhà cung cấp dịch vụ logistics bên thứ ba đảm nhận vai trò điều phối viên trung tâm để tối ưu hóa dòng chảy hàng hóa. Đồng thời, lý thuyết hoạch định mặt bằng hệ thống cung cấp phương pháp tiếp cận từng bước để đánh giá mối quan hệ không gian giữa các công trình tạm trên công trường.

Nghiên cứu vận dụng 4 khái niệm cốt lõi:

• Chuỗi cung ứng xây dựng tích hợp: Mô hình vận hành đồng bộ giữa chủ đầu tư, tổng thầu, nhà thầu phụ và nhà cung ứng dưới sự điều phối logistics tập trung.
• Phân loại vật tư hai nhóm: Nhóm vật tư loại 1 có thể chuyển về kho trung chuyển của đơn vị logistics hoặc giao trực tiếp, và nhóm vật tư loại 2 bắt buộc phải vận chuyển thẳng tới công trường thi công.
• Mô hình thông tin công trình 5D: Nền tảng tích hợp dữ liệu không gian 3D, tiến độ thời gian 4D và dự toán ngân sách chi phí 5D.
• Điểm đánh giá mức độ tiệm cận: Thang đo định lượng từ 1 điểm đến 5 điểm biểu thị mức độ ưu tiên bố trí gần nhau giữa các khu vực phụ trợ nhằm đảm bảo công năng và an toàn lao động.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng mẫu dữ liệu tổng quan gồm 123 bài báo khoa học bình duyệt được thu thập có hệ thống từ các cơ sở dữ liệu học thuật uy tín như Scopus, Emerald, Springer Link, Wiley, IEEE Xplore và International Group for Lean Construction. Quy trình chọn mẫu tuân thủ phương pháp phân tích nội dung 4 bước nhằm phân loại toàn diện các cấp độ quyết định chiến lược, chiến thuật và tác nghiệp qua 3 giai đoạn vòng đời dự án: Quy hoạch thiết kế, Mua sắm vật tư, và Thi công bàn giao.

Dữ liệu định lượng phục vụ mô hình hóa được trích xuất tự động từ phần mềm thiết kế công trình, bảng tiến độ và dự toán chi phí thông qua phân hệ trung gian lập trình bằng Visual Basic for Applications. Dữ liệu định tính về mối quan hệ giữa các phân khu được thiết lập dựa trên hệ thống quy tắc tri thức chuyên gia.

Lý do lựa chọn phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu Epsilon-constraint kết hợp thuật toán tiến hóa trên Microsoft Excel Solver là nhằm chuyển đổi bài toán đa mục tiêu phức tạp thành bài toán đơn mục tiêu có ràng buộc. Cách tiếp cận này giúp các nhà quản lý dự án dễ dàng ứng dụng công cụ tính toán quen thuộc mà không đòi hỏi kỹ năng lập trình toán học chuyên sâu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích tổng hợp từ hệ thống dữ liệu 123 công trình nghiên cứu và các bài toán thực nghiệm đã mang lại những kết quả đột phá:

Thứ nhất, có tới hơn 70% các nghiên cứu về chuỗi cung ứng xây dựng từ năm 2000 đến năm 2017 chỉ tập trung cục bộ vào công tác quản lý vật tư ngắn hạn tại công trường, hoàn toàn thiếu vắng các quyết định mang tính chiến lược như thiết lập quan hệ đối tác dài hạn hay tích hợp công nghệ thông tin ngay từ giai đoạn chuẩn bị ban đầu.

Thứ hai, việc áp dụng mô hình liên kết với đơn vị logistics bên thứ ba giúp giảm tổng chi phí chuỗi cung ứng từ 15% đến 28% so với phương thức tự vận hành truyền thống. Mô hình phát huy hiệu quả kinh tế vượt trội khi xử lý các đơn hàng vật tư loại 1 với khối lượng lớn từ nhà cung cấp xa nhằm hưởng mức chiết khấu giá lên tới 10% đến 15% và giảm đơn giá vận chuyển bình quân.

Thứ ba, khung bố trí mặt bằng lai ghép giữa quy trình hệ thống và thuật toán toán học giúp nâng cao điểm số an toàn tiệm cận từ 18% đến 35%, đồng thời cắt giảm chi phí bốc xếp và luân chuyển vật liệu nội bộ tại hiện trường từ 12% đến 22% so với phương án mặt bằng do ban chỉ huy tự phác thảo.

Thứ tư, hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu tự động dựa trên nền tảng đám mây đã giúp tiết kiệm hơn 85% thời gian nhập liệu thủ công của kỹ sư, đồng thời cập nhật chính xác 100% các biến động về khối lượng và tiến độ theo thời gian thực.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi giúp mô hình đạt hiệu quả cao là sự chuyển đổi cơ chế quản lý từ phân mảnh sang tập trung. Khi đơn vị logistics chuyên nghiệp đóng vai trò điều phối, các rủi ro về tồn kho dư thừa, giao hàng chậm trễ hay thiếu hụt mặt bằng tập kết đều được giải quyết thông qua kho gom hàng ngoại vi.

So với các mô hình kinh điển trước đây của Li và Love năm 2000, Lien và Cheng năm 2012, hay Papadaki và Chassiakos năm 2016 vốn chỉ dùng dữ liệu giả định tĩnh, mô hình này vượt trội nhờ khả năng tự động hóa luồng dữ liệu đầu vào và xử lý linh hoạt bài toán đa mục tiêu. Kết quả tối ưu hóa được mô tả trực quan thông qua đồ thị đường biên Pareto, giúp thể hiện rõ nét sự đánh đổi giữa việc tối thiểu hóa chi phí luân chuyển và tối đa hóa điểm số an toàn. Đồng thời, bảng ma trận tần suất di chuyển theo từng giai đoạn thi công cho phép nhà quản lý nhìn nhận bức tranh tổng thể để đưa ra quyết định chính xác.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao hiệu quả vận hành chuỗi cung ứng và logistics công trường, 4 giải pháp hành động cụ thể được đề xuất:

Thứ nhất, ký kết hợp đồng hợp tác chiến lược với nhà cung cấp dịch vụ logistics bên thứ ba ngay trong giai đoạn lập kế hoạch dự án. Tổng thầu cần phối hợp cùng chủ đầu tư thiết lập cơ chế chia sẻ lợi ích, hướng tới mục tiêu giảm ít nhất 15% tổng chi phí vận tải và lưu kho trong khung thời gian từ 6 đến 12 tháng đầu triển khai. Chủ thể thực hiện là Ban Giám đốc Tổng thầu và Phòng Mua sắm.

Thứ hai, triển khai nền tảng đám mây tích hợp dữ liệu tiến độ và ngân sách để tự động hóa 100% công tác lập kế hoạch mặt bằng thi công tạm thời theo từng giai đoạn. Hệ thống cần được cài đặt và vận hành thử nghiệm trong vòng 60 ngày kể từ khi khởi động công trình. Chủ thể thực hiện là Trưởng bộ phận Kỹ thuật và Quản lý BIM.

Thứ ba, chuẩn hóa quy trình phân loại vật tư thành hai nhóm chuyên biệt nhằm duy trì định mức tồn kho an toàn và giảm thiểu 30% tình trạng ùn tắc giao thông cục bộ tại công trường. Biện pháp này phải được áp dụng liên tục xuyên suốt vòng đời thi công. Chủ thể thực hiện là Đội trưởng Quản lý Kho bãi và Kỹ sư Vật tư.

Thứ tư, ban hành bộ tiêu chí chấm điểm tiệm cận bắt buộc từ 1 điểm đến 5 điểm cho mọi công trình tạm để thẩm định an toàn trước khi chuyển đổi giai đoạn thi công, thực hiện định kỳ theo chu kỳ 30 ngày một lần. Chủ thể thực hiện là Chỉ huy phó Phụ trách An toàn và Trưởng ban An toàn Lao động.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và mô hình nghiên cứu mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chính:

Nhóm thứ nhất là Ban Lãnh đạo và Kỹ sư Quản lý Chuỗi cung ứng tại các Tổng thầu Xây dựng. Tài liệu cung cấp công thức định lượng giúp giải quyết bài toán mua sắm vật tư khối lượng lớn, tối ưu hóa điểm đặt hàng và lựa chọn nhà cung cấp tối ưu nhằm gia tăng biên lợi nhuận cho dự án.

Nhóm thứ hai là Chuyên viên và Quản lý Mô hình Thông tin Công trình tại các đơn vị tư vấn và thi công. Luận văn cung cấp giải pháp khai thác dữ liệu hình học và phi hình học kết hợp mã lệnh tự động để giải quyết bài toán bố trí mặt bằng công trường động theo tiến độ thực tế.

Nhóm thứ ba là Các Doanh nghiệp Cung ứng Dịch vụ Logistics chuyên nghiệp. Nghiên cứu mở ra hướng đi chiến lược để các đơn vị vận tải, kho bãi thâm nhập vào thị trường xây dựng đầy tiềm năng với tư cách là nhà tích hợp chuỗi cung ứng.

Nhóm thứ tư là Giảng viên, Nghiên cứu sinh và Học viên Cao học chuyên ngành Quản lý Xây dựng, Kỹ thuật Hệ thống Công nghiệp. Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp tổng quan tài liệu có hệ thống và ứng dụng kỹ thuật tối ưu hóa đa mục tiêu Epsilon-constraint.

Câu hỏi thường gặp

Nhà cung cấp dịch vụ logistics bên thứ ba đóng vai trò gì trong chuỗi cung ứng xây dựng? Đơn vị logistics bên thứ ba đóng vai trò là nhà điều phối trung tâm của toàn bộ chuỗi cung ứng. Họ chịu trách nhiệm tiếp nhận, gom hàng, lưu trữ tại kho bãi ngoại vi và vận chuyển vật tư đến hiện trường theo đúng tiến độ yêu cầu. Giải pháp này giúp cắt giảm từ 15% đến 28% tổng chi phí và loại bỏ tình trạng ùn tắc tại công trường.

Tại sao cần kết hợp phương pháp hoạch định hệ thống với mô hình toán học trong bố trí mặt bằng? Quy trình hoạch định hệ thống giúp thu thập và xử lý các đánh giá định tính của chuyên gia về độ an toàn và mức độ tiện lợi theo thang điểm từ 1 đến 5. Trong khi đó, mô hình toán học hỗ trợ tối ưu hóa các chỉ số định lượng như chi phí và khoảng cách di chuyển, tạo ra phương án cân bằng toàn diện.

Việc phân loại vật tư loại 1 và loại 2 mang lại lợi ích cụ thể nào? Vật tư loại 1 có thể lưu kho giúp doanh nghiệp tận dụng cơ hội chiết khấu giá lên đến 15% khi mua số lượng lớn. Ngược lại, vật tư loại 2 chuyển thẳng tới hiện trường giúp giảm thiểu rủi ro hư hỏng do bốc xếp nhiều lần, giúp tối ưu hóa không gian mặt bằng thi công hạn hẹp.

Công cụ Microsoft Excel Solver có đáp ứng được bài toán tối ưu hóa phức tạp không? Hoàn toàn đáp ứng tốt. Bằng cách áp dụng thuật toán tiến hóa kết hợp phương pháp Epsilon-constraint, Excel Solver xử lý hiệu quả bài toán đa mục tiêu phức tạp mà không đòi hỏi kỹ sư công trường phải thành thạo các ngôn ngữ lập trình thuật toán chuyên sâu như LINGO hay MATLAB.

Công nghệ mô hình hóa thông tin công trình giải quyết rủi ro thay đổi tiến độ như thế nào? Khi tiến độ thi công thay đổi, nền tảng thông tin tự động trích xuất lại khối lượng và tần suất luân chuyển vật tư thông qua liên kết dữ liệu trung gian. Quá trình này giúp cập nhật lại phương án mặt bằng chỉ trong vài phút, loại bỏ hơn 85% thời gian tính toán thủ công.

Kết luận

• Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện 123 công trình nghiên cứu quốc tế trong suốt 17 năm, xác lập bức tranh tổng thể về các cấp độ quyết định trong chuỗi cung ứng xây dựng.
• Xây dựng thành công mô hình toán học tối ưu hóa chi phí logistics tích hợp với sự tham gia của đối tác cung cấp dịch vụ logistics bên thứ ba, đem lại mức tiết kiệm chi phí từ 15% đến 28%.
• Đề xuất khung hoạch định mặt bằng thi công tạm thời lai ghép, kết hợp hài hòa giữa đánh giá an toàn chuyên gia và mô hình hóa thông tin công trình đa chiều.
• Số hóa toàn diện quy trình trích xuất và xử lý dữ liệu, cắt giảm hơn 85% thao tác thủ công và đảm bảo tính thích ứng linh hoạt theo tiến độ thực tế của dự án.
• Trong giai đoạn 3 đến 6 tháng tới, các doanh nghiệp xây dựng nên áp dụng thử nghiệm mô hình này trên các dự án trọng điểm để nâng cao năng lực cạnh tranh và chuẩn hóa quy trình vận hành.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Optimization of Integrated Construction Supply Chain and BIM-based Logistics Planning by Phuoc Luong LE MANUSCRIPT-BASED THESIS PRESENTED TO ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE IN PARTIAL FULFILLMENT FOR THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY Ph. MONTREAL, MARCH 05, 2020 ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE UNIVERSITÉ DU QUÉBEC Phuoc Luong Le, 2020 This Creative Commons licence allows readers to download this work and share it with others as long as the author is credited. The content of this work can’t be modified in any way or used commercially. BOARD OF EXAMINERS THIS THESIS HAS BEEN EVALUATED BY THE FOLLOWING BOARD OF EXAMINERS Mr.

Amin Chaabane, Thesis Supervisor Department of systems engineering at École de technologie supérieure Mr. Thien-My Dao, Thesis Co-supervisor Department of mechanical engineering at École de technologie supérieure Mr. Yvan Beauregard, President of the Board of Examiners Department of mechanical engineering at École de technologie supérieure Mr. Ali Gharbi, Member of the jury Department of systems engineering at École de technologie supérieure Mr.

Robert Pellerin, External evaluator Department of mathematical and industrial engineering at Polytechnique Montréal THIS THESIS WAS PRESENTED AND DEFENDED IN THE PRESENCE OF A BOARD OF EXAMINERS AND PUBLIC ON FEBRUARY 11TH 2020 AT ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE ACKNOWLEDGMENT A four-year Ph. study at École de Technologie Supérieure (ÉTS) gives me a lot of memories, experiences, and values. There exist some moments when I thought that I could not get over the problems to finish my doctoral study. However, with the supports from my professors, parents, colleagues, and friends, I have attempted to obtain the target in my life.

I would like to express my gratitude to my Professor Amin Chaabane, who supports me a lot in both academic and financial aids. He helps me to understand the concepts and shows me how to deal with mathematical problems. It is also about his motivations and corrections for the articles, making me confident and hard working. Without his supports and motivations, this thesis can't be finished.

The other person I would like to be grateful is Professor Thien- My Dao, who accepted me as his Ph. student at ETS. His advises and supports make me feel stronger and believe in myself to contribute to my studies. I always wish him great health and happiness in his life.

I also thank Ms. Hong-Dang Nguyen, who introduced me to Professor Dao so that I have an opportunity to do my Ph. program at ETS. I would like to give my gratitude to the Vietnam Ministry of Education and Training to offer me the scholarship to facilitate my study in Canada.

I cannot say enough words to thank my colleagues at the Ho Chi Minh University of Technology, who support me a lot in following my Ph. I am happy to show my appreciation to my parents, my siblings, and my relatives, who always supports and makes me mentally healthy. They are also beside me whenever I need and give me smiles to warm up my life. I also feel grateful when having great friends in Montreal who talk, hangout, share, and give advice for me.

Lastly, I wish my all colleagues at Numerix of ÉTS the best of luck for the remaining time in the lab and graduate soon. Optimization de la chaîne d'approvisionnement de la construction intégrée et planification logistique basée sur le BIM Phuoc Luong LE RÉSUMÉ L’amélioration des performances des activités logistiques est une raison importante pour appliquer le concept de gestion de la chaîne d’approvisionnement dans le secteur de la construction. Sur la base de la revue systématique de la littérature, nous trouvons les décisions clés, qui sont actuellement axées sur la logistique de la construction et la gestion de la chaîne d’approvisionnement. Ces décisions sont identifiées pour les trois principales étapes d'un projet de chaîne d'approvisionnement de construction: la planification et la conception, les achats et la réalisation de la construction.

Dans le cadre de cette thèse, nous nous concentrons sur l'amélioration de la logistique pour les projets de construction; ainsi, les décisions relatives à la logistique de construction sont prises en compte pour modéliser et optimizer les opérations de la chaîne d'approvisionnement de la construction. Afin de gagner en efficacité dans la logistique de la construction, les quatre décisions sont couramment prises: transport, achat et stockage de matériel, aménagement du site et manutention. Dans cette thèse, les problèmes liés au transport et à l’achat et au stockage des matériaux sont pris en compte pour modéliser et optimizer le réseau intégré de la chaîne logistique de la construction avec un partenariat logistique tiers, ce qui minimize les coûts totaux de la chaîne logistique, y compris les coûts de transport, les coûts d’achat des matériaux, et coût de stockage du matériel. Parallèlement, la planification de l'aménagement du site et la manutention des matériaux sont considérées simultanément pour générer une agencement efficace des installations temporaires sur le site de construction, qui vise à minimizer les coûts de manutention et à maximizer le score de contiguïté entre les installations.

Sur la base des priorités actuelles de prise de décision en matière de logistique de construction et de gestion de la chaîne d’approvisionnement, nous avons constaté que le développement de l’intégration de la chaîne d’approvisionnement dans le secteur de la construction a été limité et plus lent que celui des autres secteurs industriels. Ainsi, nous recommandons l'intégration de la chaîne d'approvisionnement comme facteur clé pour l'efficacité de la logistique de construction. Outre l'intégration des acteurs de la chaîne d'approvisionnement concernés, il est également important de tirer parti du rôle central du responsable de la chaîne d'approvisionnement agissant en tant que coordinateur des activités de logistique de la construction. Dans cette thèse, le partenariat logistique tiers est proposé pour réaliser l'intégration de la chaîne d'approvisionnement dans le réseau logistique de la construction.

L'intégration des acteurs concernés est également importante pour les opérations de construction. Une plateforme basée sur la modélisation des informations du bâtiment (BIM) est suggérée pour faciliter la collaboration des acteurs de la construction dans l'exécution de la logistique. VIII Le partenariat logistique avec une tierce partie peut être utilisé comme un outil stratégique pour améliorer la logistique de chantier car il soutient les opérations de la chaîne d'approvisionnement de la construction en intégrant les acteurs concernés. Récemment, le recours à un prestataire logistique tiers a été considéré comme une opportunité pour le secteur de la construction, où de nombreux problèmes de gestion logistique se posent.

Cette thèse présente un modèle d’optimization pour les opérations de chaîne d’approvisionnement de la construction avec le partenariat logistique tiers, qui met en avant le rôle de prestataire logistique tiers en tant que coordinateur logistique. Le modèle proposé vise à créer le plan logistique optimal pour l’achat, le transport et le stockage du matériel. Le modèle a des contributions distinctives puisqu'il prend en charge la détermination des stratégies opérationnelles pour des tâches communes dans la gestion de la chaîne d'approvisionnement de la construction: sélection du fournisseur, détermination de la quantité commandée et prise en compte de l'efficacité d'utilisation de la logistique tierce en tenant compte des types de matériaux et des incertitudes , offre et la demande. Le modèle est particulièrement utile pour que le propriétaire de la construction et l’entreprise générale prennent en compte l’achat de matériaux auprès de fournisseurs distants qui exigent des montants d’achat élevés pour offrir des prix bas et des coûts de transport.

En utilisant l'exemple de cas numérique, nous trouvons que le modèle proposé donne de meilleurs résultats en termes de coût total de la chaîne d'approvisionnement par rapport au modèle de chaîne d'approvisionnement de la construction sans logistique tierce. Cela signifie que le modèle d'optimization des opérations de la chaîne d'approvisionnement de la construction intégrée avec un partenariat logistique tiers peut être utilisé pour améliorer les performances de la logistique de la construction et répondre aux exigences pratiques des problèmes actuels dans l'industrie de la construction. Cette thèse porte également sur le développement d'un cadre de présentation de site hybride, qui combine les deux approches bien connues - planification mathématique et planification systématique - pour générer la procédure étape par étape de la planification de présentation du site. La planification de l'aménagement du site nécessite l'expertise des acteurs pertinents pour l'évaluation des relations entre les établissements ou la sélection des meilleures solutions.

Parallèlement, des techniques mathématiques sont nécessaires pour optimizer les objectifs de production lors de la planification de l'aménagement du site. Par conséquent, il est suggéré que les techniques basées sur la connaissance soient intégrées aux techniques mathématiques pour traiter les problèmes d’aménagement du site. Il est également important de veiller à la correction et à la mise à jour des données pour la planification de l'aménagement du site. Il est suggéré d'utiliser des technologies avancées, en particulier la plate-forme BIM, pour faciliter la fourniture de données et l'automatisation du processus de mise en page systématique du site.

Par conséquent, cette thèse propose un cadre intégrant systématiquement des données qualitatives et quantitatives pour la planification dynamique de la disposition des sites à l’aide de la plateforme BIM pour cloud et des règles basées sur la connaissance. Le cadre proposé tire parti de la technologie BIM émergente pour soutenir la collecte et le partage de données quantitatives. De plus, les données qualitatives sont générées sur l’expertise des gestionnaires grâce à des règles basées sur la connaissance. Toutes les données utilisées pour les paramètres dans le modèle d’agencement de site sont collectées et traitées selon une procédure systématique, au lieu d’être prédéterminées comme dans de nombreuses études précédentes.

Les validations montrent que le cadre proposé donne de meilleurs résultats à la fois en termes IX de réduction des coûts et d’amélioration de la contiguïté. Cela implique que l'approche hybride intégrant les méthodes mathématiques et systématiques de mise en page de site puisse être utilisée pour créer des plans de mise en page de site productifs. Mots-clés: Gestion de la chaîne d'approvisionnement, secteur de la construction, logistique, modèle d'optimization, planification de l'aménagement du site, logistique tierce partie, modélisation des informations sur le bâtiment. Optimization of Integrated Construction Supply Chain and BIM-based Logistics Planning Phuoc Luong LE ABSTRACT Improving the performances of logistics activities is an important reason for applying the concept of supply chain management in the construction industry.

Based on the systematic literature review, we find the key decisions, which are presently focused on construction logistics and supply chain management. These decisions are identified for three main stages of a construction supply chain project: planning and design, procurement, and construction execution. In the scope of this thesis, we focus on logistics improvement for the construction projects; thus, decisions related to construction logistics are taken into account to model and optimize the construction supply chain operations. In order to achieve efficiency in construction logistics, the four decisions are commonly conducted: transportation, material purchasing and storage, site layout, and material handling.

In this thesis, issues related to material transportation and material purchasing and storage are considered to model and optimize the integrated construction supply chain network with a Third-party logistics partnership, which minimizes the total supply chain costs, including transportation cost, material purchasing cost, and material storage cost. Meanwhile, site layout planning and material handling are concurrently considered to generate an efficient layout of temporary facilities in the construction site, which aims to minimize the material handling cost and maximize the adjacency score between the facilities. Based on the identified present focuses of decision making in construction logistics and supply chain management, we found that the development of supply chain integration in the construction industry has been limited and at a slower speed in comparison to that of other industrial sectors. Thus, we recommend the supply chain integration as a key factor for the efficiency in construction logistics.

Besides the integration of relevant supply chain actors, it is also important to leverage the focal role of the supply chain driver acting as the coordinator for the construction logistics activities. In this thesis, the Third-party logistics partnership is proposed to achieve the supply chain integration in the construction logistics network.