Đặt vấn đề Ngành xây dựng ở Việt Nam đang đứng trước những cơ hội và thách thức. Trong công cuộc Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nước Ngành xây dựng chiếm một vị thế trọng yếu. Là bộ mặt của một quốc gia, là cơ sở để tạo nên những giá trị khác của xã hội. Nhìn những công trình nhà cao tầng chót vót, những con đường nông thôn được làm mới, những ngôi nhà được xây từ những người thợ xây tâm huyết ta thấy rằng đất nước đang đổi mới từng ngày.1 minh họa rõ nét cho việc tăng trưởng xây dựng ở Việt Nam so với các khu vực.
Vì là quốc gia đang phát triển đổi mới nên mức tăng trưởng dự phòng đến năm 2030 là 6.5 % là một con số phù hợp.1: Dự phòng tăng trưởng xây dựng ở khu vực Hòa trong dòng chảy phát triển của xây dựng những nhà quản lý xây dựng cũng tìm cho mình những phương pháp để tối ưu trong việc xây dựng và đạt được những yêu cầu mong muốn. Trong số đó việc đảm bảo cung ứng vật liệu xây dựng cho các công trình xây dựng là điều khá quan trọng và được sự quan tâm rõ nét. Việc cung cấp vật liệu xây dựng đặc biệt là xi măng một cách hợp lý sẽ mang đến những hiệu quả to lớn về mọi mặt, giúp đẩy nhanh tiến độ thi công, tiết kiệm chi phí lao động và hoàn thành các dự án sớm hơn. Nhu cầu đầu tư phát triển cơ sở hạ tầng ở Việt Nam hiện nay là rất lớn hình 1.2 thể hiện rõ dự báo mức tăng trưởng nguồn kinh phí đầu tư phát triển cơ sở hạ tầng so sánh năm 2018 và năm 2030.
HVTH: Nguyễn Văn Nam 2 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD 1: PGS.TS Phạm Vũ Hồng Sơn GVHD 2: TS. Chu Việt Cường Nguồn: Báo cáo nghiên cứu của IMF, Worldbank, FPTS tổng hợp Hình 1.2: Dự báo nhu cầu đầu tư phát triển cơ sở hạ tầng hàng năm đến năm 2030 Do đó việc cung ứng hàng hóa kịp thời cho các công trình xây dựng, dự án, các cửa hàng vật liệu xây dựng là rất quan trọng và cần thiết. Xi măng là vật liệu xây dựng có hạn sử dụng nhất định nên khi giao hàng phải tính toán lượng hàng phù hợp với nhu cầu của khách hàng. Việc giao xi măng này có thể diễn ra hàng ngày nên đưa ra các phương án tối ưu để giải quyết bài toán vận chuyển xi măng là một giải pháp mà nhà cung cấp cần có.
Khi tính toán giao hàng một cách hợp lý ta giảm được khoảng cách di chuyển, tiết kiệm được chi phí xăng dầu, góp phần giảm thiểu CO2 và mang lại lợi nhuận cho nhà cung cấp. Dựa trên các địa điểm của nhà máy xi măng nhà cung cấp sẽ lấy hàng về kho một cách phù hợp theo số lượng trung bình thống kê hàng ngày, tuần, tháng. Ở phía Nam hiện nay có các nhà máy xi măng như Vicem Hà Tiên 1 , Vicem Hạ Long, xi măng Nghi Sơn, xi măng Chinfon, xi măng Insee, xi măng Fico YTL, xi măng Cẩm Phả, xi măng Long Sơn. đủ năng lực cung cấp cho nhu cầu xây dựng của khu vực phía Nam.
Các nhà máy ở các vị trí khác nhau tùy theo vị trí mà nhà cung cấp có thể lựa chọn phân phối loại xi măng phù hợp. Sau khi lấy xi măng từ các nhà máy về kho chứa xi măng sẽ được giao bằng xe tải hoặc sà lan đến các cửa hàng vật liệu xây dựng hoặc công trình phụ thuộc vào nhu cầu của khách hàng.3 là minh họa chi tiết HVTH: Nguyễn Văn Nam 3 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD 1: PGS.TS Phạm Vũ Hồng Sơn GVHD 2: TS. Chu Việt Cường cho việc phân bổ xi măng từ nhà máy đến các kho của nhà cung cấp và đi đến khách hàng.3:Mạng lưới phân phối xi măng đến khách hàng của nhà máy xi măng Lafarge Surmad(Azad, 2019) Ngành xi măng Việt Nam đang đứng trước thách thức lớn để phát triển, ta nhận thấy quy mô ngành xi măng của Việt Nam (Báo cáo Xi măng, 2019) đứng thứ 3 so với thế giới có sản lượng sản xuất 99 triệu tấn/năm, lượng tiêu thụ 98 triệu tấn/năm và quy mô trung bình một nhà máy đạt khoảng 1. Với quy mô được thể hiện như bảng 1.1 và cơ cấu tiêu thụ xi măng như hình 1.2 chiếm 11% thị phần xuất khẩu của thế giới.
Với các số liệu như trên ngành xi măng Việt Nam có quy mô và sức ảnh hưởng rõ rệt so với các quốc gia khác trong khu vực. HVTH: Nguyễn Văn Nam 4 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD 1: PGS.TS Phạm Vũ Hồng Sơn GVHD 2: TS. Chu Việt Cường Bảng 1.1: So sánh quy mô ngành xi măng Việt Nam với các quốc gia khác (Báo cáo Xi măng, 2019) Nguồn: Sách trắng Xi măng thế giới, Hiệp hội xi măng thế giới, FPTS tổng hợp Nguồn FPTS tổng hợp.4: Cơ cấu tiêu thụ xi măng ở các lĩnh vực năm 2019 ở Việt Nam Cơ cấu tiêu thụ xi măng ở Việt Nam cho thấy nhu cầu xây dựng nhà ở và cơ sở hạ tầng là rất lớn. Vì là quốc gia đang phát triển nên việc nhu cầu nhà ở và cơ sở hạ tầng là việc cấp thiết.
Do đó việc vận chuyển xi măng đến người dùng sao cho phù hợp cũng là một bài toán được đặt ra để đảm bảo tối ưu về quãng đường, giao hàng kịp thời cũng như tiết kiệm được chi phí trong bối cảnh nguồn cung ứng xăng dầu đang ngày càng khó khăn. Địa điểm của nhà máy ở những vị trí chiến lược cũng là một thế mạnh để nhà máy xi măng có thể cạnh tranh với các hãng khác. Điển hình là Vicem Hà Tiên 1 với rất nhiều địa điểm giao hàng như nhà máy Kiên Lương, nhà máy Bình Phước, trạm HVTH: Nguyễn Văn Nam 5 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD 1: PGS.TS Phạm Vũ Hồng Sơn GVHD 2: TS. Chu Việt Cường nghiền Phú Hữu, trạm nghiền Long An, trạm nghiền Cam Ranh và đang dẫn đầu sản lượng tiêu thụ của cả nước.5: Hình ảnh nhà máy xi măng Vicem Hà tiên Kiên Lương Nguồn: Uncomtrade, Hiệp hội xi măng Việt Nam, Tổng cục hải quan, FPTS tổng hợp (Xi măng 2020) Hình 1.6: Thị phần xuất khẩu xi măng các nước và xuất khẩu xi măng của Việt Nam năm 2019 HVTH: Nguyễn Văn Nam 6 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD 1: PGS.TS Phạm Vũ Hồng Sơn GVHD 2: TS.
Chu Việt Cường Việt Nam có thị phần xuất khẩu xi măng khá lớn 11.1% trên thị phần xuất khẩu xi măng thế giới năm 2019. Và chủ yếu xuất khẩu qua các quốc gia như Trung Quốc, Philippines, bangladesh, Campuchia và các khu vực khác. Quy mô ngành xi măng Việt Nam trong nước và xuất khẩu ra quốc tế còn tiềm năng phát triển do đó việc vận chuyển xi măng là một bài toán đặt ra để tối ưu đường đi, giảm thiểu chi phí mang lại lợi ích kinh tế cho các nhà cung cấp và cung ứng nguồn xi măng một cách kịp thời đến các dự án, các trạm trộn và cửa hàng vật liệu xây dựng.Với những vấn đề nêu ra ở trên việc lựa chọn đề tài cho luận văn thạc sĩ sẽ phát triển theo hướng vận chuyển xi măng để ứng dụng vào thực tế mang lại lợi ích kinh tế và theo xu thế phát triển của ngành xi măng Việt Nam.2 Lý do chọn đề tài Trong bối cảnh đại dịch Covid19 đang làm ảnh hưởng nặng nề đến nền kinh tế nói chung và ngành xây dựng nói riêng. Việc không để đứt gãy chuỗi cung ứng hàng hóa là một bài toán cấp thiết.
Xét trên phương diện kinh tế đường bộ hiện nay đang chiếm ưu thế trong việc vận chuyển hàng hóa vì vậy việc giảm thiểu được đường đi để tiết kiệm được chi phí cũng như lượng phát thải CO2 là một vấn đề cần thiết. Trong vật liệu xây dựng xi măng là một nhân tố quan trọng, là “hạt nhân” của bê tông, là chất kết dính cần thiết trong hầu hết các công trình. Do đó việc vận chuyển xi măng từ nhà máy sản xuất đến người dùng(trạm trộn, công trình, người dân…) khi họ có nhu cầu là rất quan trọng. Việc vận chuyển không những đủ số lượng mà còn phải kịp thời, sao cho giảm thiểu được quãng đường đi, phân bổ được số xe phù hợp để tiết kiệm được chi phí để mang lại lợi nhuận cho nhà cung cấp là giải pháp nhiều người mong muốn.
Trên phương diện nhà cung cấp xi măng cho người dùng nghiên cứu phải giải quyết vấn đề định tuyến vận chuyển với đa phương tiện: Với mục tiêu là tìm đường đi ngắn nhất sao cho chi phí ít nhất để đến trong thời gian nhanh nhất nhưng vẫn đảm bảo số lượng hàng sử dụng tối ưu đa phương tiện mang lại lợi ích kinh tế, phân bố phù hợp tải trọng và tuyến đường cho từng xe tạo ra sự phù hợp nhất. HVTH: Nguyễn Văn Nam 7 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD 1: PGS.TS Phạm Vũ Hồng Sơn GVHD 2: TS. Chu Việt Cường Hình 1.7: Minh họa mô hình bài toán TSP(a) và bài toán lập kế hoạch định tuyến VRP(b) (W. Liu, Lin, Chiu, Tsao, & Wang, 2014) Hình trên minh họa chi tiết mô hình bài toán người giao hàng và bài toán lập kế hoạch định tuyến VRP khi giao hàng hóa.Vì không thể có 1 xe nào có đủ tất cả sức chứa để chứa hàng hóa đủ nhu cầu khách hàng và không một tài xế nào có thể chạy giao hàng ở tất cả các điểm nếu số điểm quá lớn, ngoài ra hàng hóa còn bị giới hạn ở vấn đề tải trọng.
Do nhu cầu thực tế nên bài toán lập kế hoạch định tuyến VRP xuất hiện để giải quyết việc giao hàng và phân bổ hợp lý các xe nhằm đưa hàng đến khách hàng một cách nhanh chóng và tiện lợi nhất Do đó việc tối ưu hóa mô hình quá trình vận chuyển xi măng bằng cách “ Lập kế hoạch định tuyến cho từng xe xi măng bằng cách sử dụng thuật toán tối ưu SCA và HSCA” thiết nghĩ là một nhu cầu cần thiết và phù hợp với các nhà cung cấp để vừa mang lại lợi ích kinh tế vừa hài hòa trong sự phát triển mạng lưới giao thông. Sự kết hợp đa phương tiện để lập kế hoạch định tuyến này hứa hẹn sẽ là một điểm mới trong việc tối ưu vận chuyển xi măng ở Việt Nam hiện nay, vì vấn đề tải trọng phương tiện, thời gian chạy có giới hạn thì việc kết hợp đa phương tiện để vận chuyển xi măng đến người dùng một cách hiệu quả là điều mà nhà cung cấp nghĩ tới. HVTH: Nguyễn Văn Nam 8 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD 1: PGS.TS Phạm Vũ Hồng Sơn GVHD 2: TS. Chu Việt Cường 1.
