Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh ngành xây dựng Việt Nam ngày càng phát triển, việc tối ưu hóa quy trình thiết kế xây dựng đóng vai trò then chốt nhằm nâng cao hiệu quả, giảm thiểu lãng phí và tiết kiệm chi phí. Theo ước tính, các công ty tư vấn thiết kế xây dựng tại Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc quản lý tiến độ và chất lượng thiết kế, đặc biệt trong giai đoạn thiết kế cơ sở. Luận văn này tập trung nghiên cứu ứng dụng quy trình LEAN, cụ thể là công cụ Value Stream Mapping (VSM), nhằm phân tích và cải tiến quy trình thiết kế kết cấu trong các công ty tư vấn thiết kế xây dựng tại Việt Nam.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xây dựng quy trình thiết kế hiện tại cho bộ môn Kết cấu trong giai đoạn thiết kế cơ sở, ứng dụng công cụ LEAN - VSM để đánh giá và nhận diện các công tác không tạo ra giá trị, từ đó đề xuất cải tiến quy trình bằng việc áp dụng phần mềm Revit và Robot Structural Analysis Professional. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong giai đoạn thiết kế cơ sở của các công trình dân dụng, với case study cụ thể là một bệnh viện cấp I có quy mô 1000 giường và tổng diện tích sàn sử dụng khoảng 16.000 m².

Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn khi giúp các công ty tư vấn thiết kế xây dựng giảm thiểu thời gian và chi phí thiết kế, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm thiết kế, đáp ứng tốt hơn yêu cầu của chủ đầu tư và thị trường. Qua đó, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành xây dựng Việt Nam trong bối cảnh cạnh tranh toàn cầu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: LEAN Production và LEAN Construction. LEAN Production, xuất phát từ Hệ thống sản xuất Toyota, tập trung vào việc loại bỏ lãng phí trong quy trình sản xuất để tăng giá trị cho khách hàng. LEAN Construction là sự ứng dụng các nguyên tắc LEAN vào ngành xây dựng nhằm giảm thiểu lãng phí về thời gian, chi phí và nhân lực trong toàn bộ chu trình dự án.

Ba khái niệm trọng tâm được sử dụng trong nghiên cứu gồm:

  • Lãng phí (Waste): Các công tác không tạo ra giá trị, tiêu tốn thời gian, chi phí và nguồn lực nhưng không đóng góp vào sản phẩm cuối cùng.
  • Giá trị (Value): Được xác định từ góc độ khách hàng, bao gồm giá trị mềm (giao tiếp, hợp tác) và giá trị cứng (chất lượng, tiến độ, an toàn).
  • Value Stream Mapping (VSM): Công cụ LEAN dùng để ghi nhận, phân tích dòng công việc, xác định các công tác tạo và không tạo giá trị, từ đó đề xuất cải tiến quy trình.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp khảo sát chuyên gia, phân tích dữ liệu định lượng và ứng dụng thực tiễn. Cụ thể:

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập qua 69 bảng khảo sát chính thức từ kiến trúc sư, kỹ sư xây dựng có kinh nghiệm từ 5 năm trở lên tại các công ty tư vấn thiết kế xây dựng ở Việt Nam. Đối tượng khảo sát tập trung vào bộ môn Kết cấu trong giai đoạn thiết kế cơ sở.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng thống kê mô tả để xác định thứ tự và tần suất các công tác trong quy trình thiết kế. Áp dụng công cụ Value Stream Mapping để phân tích dòng công việc, thời gian thực hiện từng công tác, nhận diện lãng phí và công tác tạo giá trị.
  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 01/2016 đến tháng 06/2016, với case study cụ thể là dự án bệnh viện cấp I quy mô lớn tại Việt Nam. Quá trình nghiên cứu bao gồm xây dựng quy trình thiết kế hiện tại, áp dụng VSM phân tích, sau đó cải tiến quy trình bằng phần mềm Revit và Robot Structural Analysis Professional.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Xây dựng quy trình thiết kế hiện tại: Qua khảo sát 69 chuyên gia, quy trình thiết kế kết cấu giai đoạn thiết kế cơ sở được xác định gồm 12 công tác chính, trong đó công tác "Nghiên cứu kiến trúc" chiếm tỷ lệ chọn cao nhất 95.7%, tiếp theo là "Xuất hồ sơ thiết kế cơ sở" với 89.0%. Thứ tự công tác được sắp xếp rõ ràng, giúp minh bạch quy trình làm việc.

  2. Phân tích dòng công việc bằng VSM: Áp dụng VSM cho case study bệnh viện, thời gian thực hiện quy trình thiết kế hiện tại là 40 ngày làm việc (8h/ngày) với 2 nhân sự tham gia. Kết quả cho thấy có khoảng 30% thời gian dành cho các công tác không tạo ra giá trị, như chờ đợi, kiểm tra tương thích giữa các bộ môn và chỉnh sửa lỗi.

  3. Cải tiến quy trình bằng phần mềm: Ứng dụng phần mềm Revit và Robot Structural Analysis Professional giúp giảm thời gian thiết kế khoảng 20%, đồng thời nâng cao độ chính xác và khả năng phối hợp giữa các bộ môn. So sánh nội lực chân cột giữa ETABS và RSAP cho thấy sai số dưới 5%, đảm bảo tính tin cậy của mô hình.

  4. Tác động đến hiệu quả: Việc loại bỏ các công tác không tạo giá trị và áp dụng công nghệ mới giúp rút ngắn tiến độ thiết kế, giảm chi phí nhân công và tăng chất lượng sản phẩm thiết kế, từ đó nâng cao sự hài lòng của chủ đầu tư.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến lãng phí trong quy trình thiết kế là do thiếu sự phối hợp hiệu quả giữa các bộ môn, quy trình kiểm tra và chỉnh sửa còn thủ công, gây chồng chéo và kéo dài thời gian. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây cho thấy lãng phí trong xây dựng phần lớn bắt nguồn từ giai đoạn thiết kế.

Việc ứng dụng VSM giúp trực quan hóa dòng công việc, từ đó dễ dàng nhận diện các điểm nghẽn và công tác dư thừa. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, việc áp dụng LEAN trong thiết kế xây dựng tại Việt Nam còn hạn chế, đặc biệt trong việc ứng dụng công nghệ hỗ trợ. Nghiên cứu này góp phần làm rõ hiệu quả của việc kết hợp VSM với phần mềm thiết kế hiện đại, mở ra hướng đi mới cho các công ty tư vấn thiết kế trong nước.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ Value Stream Mapping thể hiện thời gian thực hiện từng công tác, tỷ lệ công tác tạo giá trị và không tạo giá trị, cũng như bảng so sánh tiến độ thiết kế trước và sau cải tiến.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng rộng rãi công cụ Value Stream Mapping: Các công ty tư vấn thiết kế nên triển khai VSM để phân tích và tối ưu quy trình thiết kế, nhằm nhận diện và loại bỏ các công tác không tạo giá trị, giảm thiểu lãng phí thời gian và chi phí. Thời gian thực hiện đề xuất trong vòng 6 tháng, do phòng Quản lý chất lượng chủ trì.

  2. Đào tạo và nâng cao năng lực nhân sự: Tổ chức các khóa đào tạo về LEAN và phần mềm thiết kế hiện đại như Revit, Robot Structural Analysis cho kỹ sư và kiến trúc sư nhằm nâng cao kỹ năng phối hợp và sử dụng công nghệ. Mục tiêu tăng tỷ lệ nhân sự thành thạo phần mềm lên 80% trong 1 năm, do phòng Nhân sự phối hợp với các đơn vị đào tạo thực hiện.

  3. Chuẩn hóa quy trình thiết kế kết cấu: Xây dựng và áp dụng quy trình thiết kế chuẩn, rõ ràng, có sự phân công trách nhiệm cụ thể cho từng công tác, giúp giảm thiểu sai sót và chồng chéo công việc. Thời gian hoàn thiện quy trình chuẩn trong 3 tháng, do Ban lãnh đạo công ty và phòng Kỹ thuật đảm nhiệm.

  4. Đầu tư công nghệ hỗ trợ thiết kế: Khuyến khích đầu tư phần mềm và công cụ hỗ trợ thiết kế hiện đại nhằm tăng hiệu quả và độ chính xác trong thiết kế, đồng thời giảm thời gian chỉnh sửa và kiểm tra. Lộ trình đầu tư và triển khai trong 1 năm, do Ban Giám đốc và phòng Công nghệ thông tin phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các công ty tư vấn thiết kế xây dựng: Giúp hiểu rõ quy trình thiết kế kết cấu hiện tại, nhận diện lãng phí và áp dụng công cụ LEAN để cải tiến quy trình, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

  2. Chuyên gia và kỹ sư xây dựng: Cung cấp kiến thức về ứng dụng VSM và phần mềm thiết kế hiện đại, hỗ trợ nâng cao kỹ năng quản lý dự án và phối hợp giữa các bộ môn.

  3. Nhà quản lý dự án xây dựng: Hỗ trợ trong việc đánh giá hiệu quả quy trình thiết kế, từ đó đưa ra các quyết định cải tiến nhằm tối ưu tiến độ và chi phí dự án.

  4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ và Quản lý xây dựng: Là tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng LEAN trong thiết kế xây dựng tại Việt Nam, cung cấp cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu thực tiễn.

Câu hỏi thường gặp

  1. LEAN là gì và tại sao cần áp dụng trong thiết kế xây dựng?
    LEAN là hệ thống quản lý nhằm loại bỏ lãng phí và tăng giá trị cho khách hàng. Áp dụng LEAN trong thiết kế giúp giảm thời gian, chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm thiết kế, đáp ứng tốt hơn yêu cầu dự án.

  2. Value Stream Mapping (VSM) có vai trò gì trong nghiên cứu này?
    VSM là công cụ giúp ghi nhận và phân tích dòng công việc, xác định công tác tạo và không tạo giá trị trong quy trình thiết kế, từ đó đề xuất cải tiến nhằm tối ưu hóa quy trình.

  3. Phần mềm Revit và Robot Structural Analysis Professional được sử dụng như thế nào?
    Hai phần mềm này hỗ trợ xây dựng mô hình kết cấu chính xác và phân tích nội lực, giúp rút ngắn thời gian thiết kế và nâng cao độ tin cậy của sản phẩm thiết kế.

  4. Nghiên cứu có thể áp dụng cho các loại công trình khác ngoài bệnh viện không?
    Mặc dù case study là bệnh viện cấp I, quy trình và phương pháp nghiên cứu có thể được điều chỉnh và áp dụng cho các công trình dân dụng khác có quy mô và đặc điểm tương tự.

  5. Làm thế nào để các công ty tư vấn thiết kế bắt đầu áp dụng LEAN?
    Bắt đầu bằng việc đào tạo nhân sự về LEAN và VSM, xây dựng quy trình thiết kế chuẩn, áp dụng công cụ VSM để phân tích quy trình hiện tại, sau đó triển khai các cải tiến dựa trên kết quả phân tích.

Kết luận

  • Luận văn đã xây dựng thành công quy trình thiết kế kết cấu giai đoạn thiết kế cơ sở cho các công ty tư vấn thiết kế xây dựng tại Việt Nam dựa trên khảo sát chuyên gia với 69 mẫu dữ liệu tin cậy.
  • Ứng dụng công cụ Value Stream Mapping giúp nhận diện rõ ràng các công tác không tạo giá trị, chiếm khoảng 30% thời gian thiết kế hiện tại.
  • Việc áp dụng phần mềm Revit và Robot Structural Analysis Professional đã cải thiện tiến độ thiết kế khoảng 20%, đồng thời nâng cao chất lượng và độ chính xác của sản phẩm thiết kế.
  • Nghiên cứu góp phần làm rõ hiệu quả của LEAN trong thiết kế xây dựng tại Việt Nam, mở ra hướng phát triển mới cho ngành tư vấn thiết kế.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai áp dụng rộng rãi công cụ LEAN, đào tạo nhân sự và đầu tư công nghệ hỗ trợ thiết kế nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh của các công ty tư vấn xây dựng.

Hành động ngay: Các công ty tư vấn thiết kế nên bắt đầu đánh giá quy trình hiện tại bằng VSM và lên kế hoạch đào tạo, đầu tư công nghệ để tối ưu hóa quy trình thiết kế, nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm.