Tổng quan nghiên cứu

Thị trường xây dựng Việt Nam đang trên đà tăng trưởng mạnh mẽ với tốc độ dự báo trung bình đạt 6,9%/năm trong 10 năm tới và đạt mức tăng trưởng hơn 8,71% trong giai đoạn 2022 - 2027 theo báo cáo của Vietnam Report. Tại khu vực đầu tàu kinh tế phía Nam, Ủy ban nhân dân Thành phố Hồ Chí Minh đã phê duyệt đề án phát triển kết cấu hạ tầng giao thông giai đoạn 2020 - 2030 nhằm hoàn thiện mạng lưới giao thông đồng bộ, hiện đại. Tuy nhiên, khối lượng thông tin phát sinh từ các dự án cầu đường bộ có quy mô vốn hàng trăm tỷ đồng vô cùng phức tạp, kéo dài từ khâu chuẩn bị đấu thầu, triển khai thi công, nghiệm thu đến thanh quyết toán.

Thực trạng quản lý dữ liệu tại các doanh nghiệp xây dựng hiện nay vẫn chịu sự chi phối nặng nề bởi phương thức thủ công qua sổ sách giấy tờ, bảng tính Excel rời rạc và các ứng dụng nhắn tin tức thời như Zalo hay Viber. Phương thức này bộc lộ nhiều điểm nghẽn nghiêm trọng: nguy cơ thất lạc dữ liệu lên đến hơn 25%, dung lượng chia sẻ tệp tin bị giới hạn dưới 1GB, và thời gian tìm kiếm tài liệu kéo dài làm giảm đáng kể hiệu suất điều hành dự án.

Nhằm giải quyết triệt để vấn đề này, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý Xây dựng (Mã số: 8580302) của học viên Phí Trần Long, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Đức Học tại Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP.HCM, đã tập trung xác định danh mục thông tin thiết yếu cần lưu trữ theo thời gian thực và xây dựng phần mềm ứng dụng BKXD Data Management. Nghiên cứu được thực hiện tại địa bàn TP.HCM trong khoảng thời gian từ tháng 04/2022 đến tháng 05/2022. Kết quả nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn cao, giúp doanh nghiệp số hóa 100% quy trình trao đổi dữ liệu, rút ngắn khoảng 50% thời gian xử lý văn bản nội bộ và tối ưu hóa năng lực quản trị nguồn lực thi công.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết quản lý thông tin dự án xây dựng và mô hình điện toán đám mây hiện đại. Về mặt pháp lý và khái niệm, luận văn vận dụng định nghĩa cơ sở dữ liệu theo Luật Giao dịch điện tử số 51/2005/QH11 ngày 29/11/2005, khẳng định dữ liệu là thông tin dưới dạng ký hiệu, chữ viết, chữ số, hình ảnh hoặc âm thanh được tổ chức để truy cập và xử lý qua phương tiện điện tử.

Mô hình nghiên cứu tích hợp lý thuyết quản lý dữ liệu dự án của các tác giả quốc tế với hệ sinh thái công nghệ Firebase do Google phát triển từ năm 2014. Khung lý thuyết tập trung vào 4 khái niệm cốt lõi:

  • Quản trị cơ sở dữ liệu thời gian thực thông qua Cloud Firestore với khả năng lắng nghe và đồng bộ dữ liệu tức thì giữa các thiết bị di động.
  • Lưu trữ tệp tin phi tập trung qua dịch vụ Cloud Storage với tính năng tự động sao lưu và bảo mật đa tầng.
  • Cơ chế xác thực người dùng Authentication nhằm phân quyền truy cập chặt chẽ.
  • Mô hình hóa luồng dữ liệu 3 giai đoạn: Giai đoạn đấu thầu, Giai đoạn triển khai thi công và Giai đoạn nghiệm thu bàn giao.
+-------------------------------------------------------------------+
|               HỆ THỐNG QUẢN LÝ DỮ LIỆU CẦU ĐƯỜNG                  |
+---------------------------------+---------------------------------+
                                  |
        +-------------------------+-------------------------+
        |                                                   |
+-------v-------+                                   +-------v-------+
|   ĐẤU THẦU    |                                   |   THI CÔNG    |
| - Pháp lý     |                                   | - Tiến độ     |
| - Năng lực    |                                   | - Vật tư      |
| - Thiết bị    |                                   | - Thiết bị    |
| - Nhân sự     |                                   | - Nhân công   |
+-------+-------+                                   +-------+-------+
        |                                                   |
        +-------------------------+-------------------------+
                                  |
                        +---------v---------+
                        |     NGHIỆM THU    |
                        | - Khối lượng      |
                        | - Thanh toán      |
                        | - Hoàn công       |
                        +-------------------+

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp phương pháp nghiên cứu định tính và định lượng nhằm đảm bảo tính chuẩn xác và độ tin cậy khoa học:

  • Nguồn dữ liệu và cỡ mẫu: Dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua khảo sát bảng câu hỏi trực tuyến qua Google Forms và phát phiếu trực tiếp từ tháng 04/2022 đến tháng 05/2022. Tổng cộng có 200 phiếu khảo sát được gửi đi, thu về 172 phiếu (tỷ lệ phản hồi 86%). Sau bước sàng lọc và loại bỏ 29 phiếu không hợp lệ, cỡ mẫu hợp lệ đưa vào phân tích là 143 mẫu (chiếm 71,5% tổng số phiếu phát ra).
  • Phương pháp chọn mẫu: Kỹ thuật lấy mẫu thuận tiện được áp dụng đối với các chuyên gia, kỹ sư và nhà quản lý am hiểu sâu sắc về các công trình cầu đường tại TP.HCM. Cỡ mẫu 143 hoàn toàn thỏa mãn nguyên tắc nghiên cứu định lượng của Hoàng Trọng và Chu Nguyễn Mộng Ngọc, yêu cầu cỡ mẫu tối thiểu phải gấp 4 đến 5 lần số biến quan sát (35 biến quan sát ban đầu đòi hỏi tối thiểu 140 mẫu).
  • Phương pháp phân tích: Tác giả sử dụng phần mềm SPSS để kiểm định độ tin cậy thang đo bằng hệ số Cronbach’s Alpha (yêu cầu đạt ngưỡng trên 0,7) và phân tích thống kê mô tả, xếp hạng mức độ cần thiết của từng nhóm dữ liệu thông qua giá trị trung bình (Mean). Về mặt kỹ thuật lập trình, ứng dụng BKXD Data Management được phát triển trên môi trường Android Studio sử dụng ngôn ngữ Dart cùng framework Flutter, kết nối trực tiếp với cơ sở dữ liệu đám mây Firebase.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích đặc điểm của 143 đối tượng khảo sát hợp lệ đã làm sáng tỏ nhiều khía cạnh quan trọng về bức tranh quản lý dự án xây dựng cầu đường:

Đặc điểm mẫu khảo sát (N = 143):
├── Đơn vị công tác:
│   ├── Nhà thầu thi công: 91,61% (131 người)
│   ├── Đơn vị Tư vấn giám sát: 3,50% (5 người)
│   ├── Chủ đầu tư: 2,80% (4 người)
│   └── Đơn vị Tư vấn thiết kế: 2,10% (3 người)
└── Kinh nghiệm trong ngành:
    ├── Từ 5 - 10 năm: 46,85%
    ├── Từ 3 - 5 năm: 34,19%
    ├── Trên 10 năm: 12,77%
    └── Dưới 3 năm: 6,19%

Dữ liệu khảo sát chỉ ra rằng hơn 81% nhân sự tham gia có thâm niên trên 3 năm trong ngành, đảm bảo tính am hiểu thực tiễn sâu sắc khi đánh giá mức độ cần thiết của việc số hóa.

Hệ thống 35 biến quan sát được phân loại thành 3 nhóm dữ liệu trọng yếu đều đạt độ tin cậy thang đo rất cao với Cronbach's Alpha dao động từ 0,812 đến 0,945:

  1. Nhóm dữ liệu đấu thầu (2 biến): Yêu cầu lưu trữ tập trung dữ liệu năng lực nhà thầu, hồ sơ kinh nghiệm và thiết bị thi công để giảm 70% thời gian chuẩn bị hồ sơ dự thầu mới.
  2. Nhóm dữ liệu thi công (27 biến chia thành 6 phân nhóm): Bao gồm tiến độ tổng thể, kiểm soát nguồn cung ứng vật tư, huy động máy móc, nhật ký công trường và kiểm soát thầu phụ. Trong đó, biến dữ liệu báo cáo tiến độ và sự cố hiện trường đạt mức điểm đánh giá trung bình rất cao (Mean > 4,45/5,0).
  3. Nhóm dữ liệu nghiệm thu thanh toán (6 biến): Đòi hỏi đồng bộ dữ liệu khối lượng hoàn thành, giá trị giải ngân từng đợt và hồ sơ hoàn công theo thời gian thực nhằm hạn chế tình trạng trễ hạn quyết toán vốn đầu tư công.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát phản ánh nguyên nhân cốt lõi khiến các dự án cầu đường thường xuyên chậm tiến độ là do luồng thông tin bị đứt gãy. Khi quản lý bằng phương thức truyền thống, hơn 90% dữ liệu hiện trường (như hình ảnh thi công, biên bản xử lý kỹ thuật phát sinh) chỉ được báo cáo định kỳ theo tuần hoặc tháng, dẫn đến độ trễ thông tin từ 3 đến 7 ngày. Việc trao đổi qua các nhóm chat miễn phí tiềm ẩn nguy cơ bảo mật nghiêm trọng và không thể truy xuất lịch sử dữ liệu một cách có hệ thống sau 6 tháng lưu trữ.

So sánh với các nghiên cứu tiền nhiệm như hệ thống TITS dựa trên nền tảng PC của Z. Deng và cộng sự (2001), hệ thống WebPIM của H. Lam và Tse-Yung Paul Chang (2002), hay mô hình kết nối VPN nội bộ của Nguyễn Bảo Linh (2021), giải pháp ứng dụng di động kết nối Cloud Firestore của luận văn thể hiện tính ưu việt vượt trội. Hệ thống loại bỏ hoàn toàn chi phí đầu tư phần cứng máy chủ vật lý ban đầu (thường tốn kém hàng trăm triệu đồng cùng chi phí bảo trì định kỳ), đồng thời nâng cao tính cơ động cho kỹ sư hiện trường nhờ khả năng cập nhật hình ảnh và định vị GPS ngay tại công trường thông qua thiết bị di động cá nhân chạy hệ điều hành Android hoặc iOS.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu và mô hình thử nghiệm thực tế tại doanh nghiệp xây dựng giao thông, tác giả đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược nhằm chuyển đổi số công tác quản lý dữ liệu:

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                      LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI CHUYỂN ĐỔI SỐ                            |
+-----------------------------------------+-----------------------------------------+
                                          |
        +---------------------------------+---------------------------------+
        |                                                                   |
+-------v---------------------------------+       +-------------------------v-------+
| THÁNG 1: CHUẨN HÓA DANH MỤC DỮ LIỆU     |       | THÁNG 2: ĐÀO TẠO & PHÂN QUYỀN   |
| - Ban hành 35 trường dữ liệu chuẩn      |       | - Thiết lập 4 cấp bảo mật       |
| - Độ bao phủ: 100% dự án                |       | - 100% kỹ sư vận hành thuần thục|
+-------+---------------------------------+       +-------------------------+-------+
        |                                                                   |
        +---------------------------------+---------------------------------+
                                          |
        +---------------------------------+---------------------------------+
        |                                                                   |
+-------v---------------------------------+       +-------------------------v-------+
| THÁNG 3: SỐ HÓA HỒ SƠ ĐẤU THẦU          |       | THÁNG 4-6: VẬN HÀNH APP BKXD    |
| - Đồng bộ hồ sơ năng lực số             |       | - Đồng bộ 100% dữ liệu realtime |
| - Giảm 60% thời gian truy xuất tài liệu |       | - Loại bỏ 80% báo cáo giấy      |
+-----------------------------------------+       +---------------------------------+
  1. Chuẩn hóa hệ thống danh mục 35 biến thông tin dữ liệu: Ban Giám đốc và Phòng Kỹ thuật cần thống nhất ban hành quy chế quản lý thông tin dự án, chuẩn hóa cấu trúc dữ liệu đầu vào cho 100% các công trình cầu đường trong vòng 1 tháng đầu tiên triển khai.
  2. Đào tạo nhân sự và thiết lập phân quyền truy cập đa cấp: Phòng Tổ chức - Hành chính phối hợp cùng bộ phận CNTT tổ chức các khóa tập huấn cho toàn bộ kỹ sư, chỉ huy trưởng và cán bộ hồ sơ. Thiết lập cơ chế bảo mật 4 cấp độ (Xem, Thêm, Sửa, Xóa) tương ứng với từng chức danh nhằm đảm bảo 100% an toàn thông tin nội bộ trong vòng 2 tháng.
  3. Số hóa toàn diện kho dữ liệu năng lực và hồ sơ đấu thầu: Bộ phận Đấu thầu cần chuyển đổi toàn bộ văn bản chứng chỉ, bằng cấp nhân sự, danh mục máy móc thiết bị và hợp đồng tương tự lên dịch vụ Cloud Storage. Mục tiêu đặt ra là cắt giảm 60% thời gian tìm kiếm tài liệu và nâng tỷ lệ trúng thầu thêm 15% trong vòng 3 tháng.
  4. Triển khai ứng dụng di động BKXD Data Management trên toàn hệ thống: Ban Lãnh đạo doanh nghiệp cần trang bị và bắt buộc áp dụng ứng dụng di động cho tất cả các ban chỉ huy công trường. Mục tiêu đạt 100% dữ liệu tiến độ, hình ảnh thi công và nhật ký thiết bị được cập nhật theo thời gian thực trong lộ trình 6 tháng, giúp giảm trên 80% lượng báo cáo giấy tờ truyền thống.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả của luận văn mang lại nguồn tham khảo giá trị cho 4 nhóm đối tượng chính:

  • Giám đốc điều hành và Ban Quản lý dự án: Nắm bắt phương pháp chuyển đổi số tinh gọn, kiểm soát dòng tiền, chi phí máy móc, nhân công và giám sát chặt chẽ tiến độ của hơn 10 dự án song song chỉ qua một màn hình điện thoại di động.
  • Chỉ huy trưởng và Kỹ sư hiện trường: Sở hữu công cụ số hóa nhật ký công trường, đính kèm hình ảnh kiểm tra chất lượng tại chỗ và báo cáo sự cố kỹ thuật tức thì về văn phòng điều hành mà không cần chờ đợi tổng hợp cuối ngày.
  • Doanh nghiệp phát triển phần mềm và Chuyên viên CNTT xây dựng: Tham khảo toàn bộ kiến trúc hệ thống, cấu trúc dữ liệu NoSQL trên Cloud Firestore và sơ đồ giao diện người dùng tối ưu hóa riêng cho đặc thù ngành kỹ thuật xây dựng cầu đường.
  • Giảng viên, Học viên cao học và Sinh viên ngành Quản lý Xây dựng: Khai thác mô hình nghiên cứu định lượng chuẩn mực với cỡ mẫu 143, quy trình kiểm định Cronbach's Alpha bằng SPSS và làm tài liệu tham khảo cho các đề tài nghiên cứu ứng dụng công nghệ số trong xây dựng giai đoạn 2024 - 2030.

Câu hỏi thường gặp

Nền tảng Firebase mang lại lợi ích gì vượt trội so với máy chủ vật lý truyền thống?

Firebase hoạt động trên nền tảng đám mây của Google, giúp loại bỏ hoàn toàn chi phí đầu tư phần cứng ban đầu có thể lên tới hơn 200 triệu đồng. Hệ thống có khả năng tự động sao lưu dữ liệu, bảo mật cao và đồng bộ tức thì qua Cloud Firestore mà không yêu cầu duy trì đội ngũ kỹ thuật vận hành máy chủ riêng biệt.

Cỡ mẫu 143 người có đảm bảo độ tin cậy khoa học cho nghiên cứu không?

Cỡ mẫu 143 hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn nghiên cứu khoa học. Theo quy tắc phân tích nhân tố, cỡ mẫu cần gấp tối thiểu 4 đến 5 lần số biến quan sát (35 biến đòi hỏi 140 mẫu). Hơn nữa, trên 81% người tham gia khảo sát có từ 3 đến hơn 10 năm kinh nghiệm trong ngành, giúp bộ dữ liệu đạt độ tin cậy rất cao.

Ứng dụng BKXD Data Management hỗ trợ những nền tảng nào và có khó sử dụng không?

Ứng dụng được lập trình bằng framework Flutter đa nền tảng, vận hành mượt mà trên cả 2 hệ điều hành phổ biến nhất hiện nay là Android và iOS. Giao diện được thiết kế tối giản, tập trung vào thao tác chạm đơn giản, hỗ trợ chụp ảnh trực tiếp và quét mã tài liệu, giúp kỹ sư hiện trường làm quen chỉ sau khoảng 30 phút hướng dẫn.

Những nhóm thông tin nào bắt buộc phải cập nhật theo thời gian thực tại hiện trường?

Theo kết quả phân tích giá trị trung bình (Mean > 4,40), các nhóm thông tin cấp thiết nhất bao gồm: Báo cáo tiến độ và sự cố phát sinh tại công trường, Nhật ký hoạt động của máy móc thiết bị, Tình trạng nghiệm thu từng cấu kiện, và Kế hoạch cung ứng vật tư hàng ngày nhằm tránh tình trạng đình trệ thi công.

Doanh nghiệp xây dựng quy mô vừa và nhỏ có thể áp dụng giải pháp này với chi phí thấp không?

Hoàn toàn khả thi. Firebase cung cấp gói dịch vụ Spark miễn phí với hạn mức lưu trữ và lượt đọc/ghi dữ liệu đám mây đáng kể mỗi ngày. Một doanh nghiệp vừa và nhỏ quản lý từ 3 đến 5 công trình cầu đường đồng thời có thể vận hành hệ thống với chi phí hạ tầng gần như bằng 0 trong giai đoạn thử nghiệm ban đầu.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định và chuẩn hóa thành công danh mục 35 biến thông tin dữ liệu cốt lõi phục vụ công tác quản trị dự án cầu đường bộ tại TP.HCM.
  • Bộ thang đo nghiên cứu đạt độ tin cậy khoa học cao với hệ số Cronbach's Alpha vượt ngưỡng 0,80 thông qua kết quả phân tích từ 143 mẫu khảo sát thực tế.
  • Hệ thống ứng dụng di động BKXD Data Management được xây dựng thành công trên nền tảng Flutter và Cloud Firestore, hiện thực hóa mô hình cập nhật dữ liệu thời gian thực.
  • Doanh nghiệp ứng dụng giải pháp có thể cắt giảm trên 50% thời gian xử lý thủ tục hành chính, tối ưu hóa năng suất lao động và hạn chế tối đa nguy cơ thất lạc hồ sơ công trình.
  • Lộ trình phát triển tiếp theo trong vòng 6 đến 12 tháng tới hướng đến việc tích hợp mô hình thông tin công trình BIM và trí tuệ nhân tạo nhằm tự động hóa cảnh báo rủi ro tiến độ.

Quý doanh nghiệp xây dựng, nhà thầu và các nhà nghiên cứu quan tâm đến mô hình quản trị dữ liệu thời gian thực có thể liên hệ bộ môn Quản lý Xây dựng – Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM để tiếp nhận chuyển giao quy trình và thử nghiệm giải pháp BKXD Data Management ngay hôm nay.