Ứng dụng BIM trong quản lý dự án xây dựng

Chuyển đổi số trong đầu tư xây dựng (ĐTXD) là nội dung rất cần thiết, là xu hướng phát triển tất yếu chung trong việc ứng dụng các thành tựu của CMCN 4.0, phù hợp với chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà nước. Việc áp dụng những công nghệ mới, đặc biệt là công nghệ thông tin trong lĩnh vực xây dựng là giải pháp nâng cao năng suất lao động, đảm bảo chất lượng công trình và tăng tính hiệu quả đầu tư xây dựng. Một trong những công nghệ ứng dụng hiệu quả là công nghệ BIM.

1. BIM là gì

B.I.M (Building Information Modeling) là quá trình tạo lập và sử dụng mô hình thông tin trong các giai đoạn thiết kế, thi công và vận hành, bảo trì của công trình.

Trong xây dựng, các thông tin về kích thước, thông số kỹ thuật, giá thành, khả năng thi công, tiến độ thi công, nhu cầu huy động vật tư, nhân lực… của từng bộ phận công trình được tích hợp trong một cơ sở dữ liệu thống nhất, có thể dễ dàng truy cập, điều chỉnh.

Từ đó, các bên tham gia vào dự án có thể lựa chọn, thay đổi và bổ sung những thuộc tính cho công trình; cơ sở dữ liệu do một bên thay đổi được tự động cập nhật vào cơ sở dữ liệu chung, đảm bảo tính thống nhất của dự án.

2. Ứng dụng BIM vào đầu tư xây dựng là tất yếu

BIM viết tắt của Building Information Modeling, tiếng Việt là Mô hình thông tin công trình. BIM là một công nghệ mới, được phát triển dựa trên nền tảng công nghệ số giúp lĩnh vực thiết kế, xây dựng và quản lý công trình giải quyết được các vấn đề bất cập hiện nay. Có thể hiểu chung nhất, BIM là tiến trình tạo dựng và sử dụng mô hình kỹ thuật số cho cả vòng đời của dự án, từ giai đoạn bắt đầu, lập kế hoạch, thiết kế, thi công, cho đến cả giai đoạn vận hành, bảo trì và tháo dỡ công trình. Toàn bộ thông tin và dữ liệu liên quan của dự án được lưu trữ, khai thác và tự động hóa việc cập nhật khi có thay đổi hay hiệu chỉnh thông qua một mô hình thông tin thống nhất và được liên kết với nhau. Do đó, áp dụng BIM sẽ tối ưu hóa việc trao đổi thông tin, phối hợp giữa các bên tham gia, giúp trực quan hóa quá trình thiết kế, thi công và quản lý công trình đảm bảo chất lượng công trình và nhiều lợi ích trong quá trình quản lý vận hành công trình sau này.

Tại Việt Nam, việc áp dụng BIM trong thiết kế, thi công xây dựng và quản lý vận hành công trình đã được thí điểm triển khai từ cuối năm 2016. Hiện nay, BIM chính thức được đưa vào Nghị định số 15/2021/NĐ-CP ngày 03/3/2021 của Chính phủ quy định chi tiết một số nội dung về QLDA đầu tư xây dựng; Bộ Xây dựng cũng đã có Quyết định số 348/QĐ-BXD ngày 02/4/2021 về việc Công bố Hướng dẫn chung áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) đối với công trình dân dụng và công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị. Định hướng phát triển BIM và tầm nhìn đến năm 2025 của ngành xây dựng là: Năm 2023 sẽ ban hành trọn vẹn các tiêu chuẩn áp dụng BIM thiết kế kiến trúc, kết cấu, hạ tầng, cơ điện; Năm 2025, khoảng 10% dự án xây dựng được triển khai trên nền tảng BIM, Bộ Xây dựng tiếp nhận hồ sơ thiết kế trên nền tảng BIM để thẩm định bằng cách thức trực tuyến (dịch vụ công trực tuyến mức độ 4); Năm 2030, các dự án đầu tư xây dựng được triển khai trên nền tảng BIM khoảng 20%, tất cả các hồ sơ thẩm định tại Bộ xây dựng hoặc các đơn vị chuyên môn về xây dựng ở địa phương đều có thể thực hiện trực tuyến ở mức độ 4; nhân rộng mô hình doanh nghiệp số đã được thí điểm thành công ở giai đoạn 2020-2025 .

Xác định BIM là một trong những giải pháp cần thiết để tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 trong ĐTXD, nên đã đưa BIM vào mục tiêu của “Đề án tổng thể chuyển đổi số trong Tập đoàn Điện lực Quốc gia Việt Nam đến năm 2023, tính đến năm 2025”. Trong Quy định về công tác khảo sát phục vụ thiết kế các công trình điện áp dụng trong Tập đoàn Điện lực Quốc gia Việt Nam (ban hành theo quyết định số 1142/QĐ-EVN ngày 16/8/2021) đã đưa vào nội dung “Khuyến khích áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM), giải pháp công nghệ số trong khảo sát phục vụ thiết kế, kiểm tra, sửa chữa, mở rộng,… trong các bước chuẩn bị, thực hiện đầu tư xây dựng và bảo trì công trình”

3. Ứng dụng BIM vào dự án mang lại nhiều lợi ích cho các bên liên quan

BIM giúp trực quan hoan hóa thông qua hình ảnh mô phỏng 3 chiều hỗ trợ Cấp thẩm quyền quyết định đầu tư, Chủ đầu tư và Ban QLDA dễ dàng phát hiện bất hợp lý trong quá trình đánh giá, nhanh chóng, hiệu quả hơn, để lựa chọn phương án tối ưu nhờ các thông tin được tích hợp sẵn trong mô hình. BIM còn là công cụ để lập kế hoạch toàn diện, nâng cao khả năng điều hành, quản lý tổng thể đối với cả vòng đời dự án ở trình độ công nghệ tiên tiến theo mô hình không gian 3D. BIM gửi tới cho Ban QLDA một mô hình trực quan, cùng với các yếu tố tích hợp như tiến độ thi công. Giúp quản lý thực hiện công việc dễ dàng và có sự chuẩn bị tốt về huy động nguồn vốn. Việc ứng dụng BIM thông qua việc tiêu chuẩn hóa tất cả các công đoạn thực hiện, cách thức chuyển giao dữ liệu… Bằng các hướng dẫn, quy định, các file mẫu. Nhờ đó, các Ban QLDA sẽ theo dõi, giám sát việc thực hiện thiết kế, thi công thuận lợi, chính xác. Các nội dung liên quan đến công việc trong suốt quá trình thực hiện dự án được cập nhật trọn vẹn theo chức năng được quản lý thông qua hình ảnh mô phỏng không gian theo trình tự xây dựng, để tất cả các bên liên quan từ Chủ đầu tư, Ban QLDA, các Nhà thầu tư vấn và thi công tham gia đều có thể tiếp cận bằng phương pháp tại chỗ hoặc qua mạng.

Trong khai thác sử dụng, vận hành và bảo trì công trình, BIM giúp đơn giản hóa việc bàn giao thông tin tới thiết bị đã được lắp đặt cho công trình. Tập hợp các thông tin về vật liệu lắp đặt và bảo trì cho các hệ thống trong công trình. Thông tin này có thể được liên kết tới đối tượng trong mô hình công trình được quản lý không gian nhiều chiều của BIM. Giúp Chủ sở hữu công trình trọn vẹn thông tin chính xác và cần thiết cho việc quản lý và vận hành công trình. Trong bảo trì công trình, thiết bị và hệ thống công nghệ, BIM giúp người quản lý theo dõi tình trạng toàn công trình cả tổng thể và chi tiết, quản lý thích ứng tuổi thọ, đánh giá chính xác, kịp thời chất lượng công trình và quy mô cần bảo trì. Dự báo được các rủi ro, sự kiện bất thường, kịp thời sửa chữa khắc phục khi xảy ra hư hỏng. Như một nền tảng hỗ trợ giám sát các hệ thống kiểm soát thời gian thực. Nhằm quản lý tài sản, thiết bị và vận hành từ xa và rất nhiều các khả năng khác vẫn chưa được phát triển hoàn thiện.

4. Ứng dụng công nghệ BIM để quản lý vận hành 

Trong giai đoạn quản lý vận hành nhà máy, tích hợp Mô hình thông tin công trình – BIM của giai đoạn hoàn công với các công cụ quản lý tài sản và vận hành nhà máy, cho phép chuyên viên có thể quan sát 1 cách trực quan trong công tác quản lý tài sản và vận hành thiết bị, công trình. Dễ dàng truy cập thông tin quản lý tài sản và thiết bị. Truy xuất các lỗi, sai sót trong quá trình vận hành, để đưa ra các giải pháp quản lý vận hành và bảo dưỡng công trình phù hợp. Tích hợp dễ dàng để chia sẻ thông tin tới các bên liên quan.

Việc quản lý thông tin thiết bị, công trình trong không gian nhiều chiều của BIM phục vụ quản lý, vận hành tài sản không thể không nhắc đến công nghệ Bản sao số (Digital Twins) trong công tác vận hành và sửa chữa bảo trì. Digital twin là bản sao kỹ thuật số ảo (thường là 3D) của một vật thể hay hệ thống thực tiễn. Digital Twins tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI), học máy (machine learning) và phân tích phần mềm với dữ liệu để tạo một mô hình mô phỏng số sống cập nhật và thay đổi khi các đối tượng vật lý thay đổi. Giữa bản sao và vật thể thực tiễn có một luồng dữ liệu (dataflow) và thông qua các cảm biến trên hệ thống thực tiễn, bản sao được cập nhật để có thể theo dõi trạng thái của hệ thống theo thời gian thực. Đối với một nhà máy thông minh, Digital twins sẽ bao hàm từ tổng thể giá trị gửi tới và vòng đời của thiết bị, công trình, giả lập uỷ quyền cho tất cả các hoạt động của nhà máy từ quy trình đến hoạt động vận hành, bảo trì thiết bị , tài sản, cơ sở hạ tầng và hoạt động khác liên quan. Kết quả của Digital twins sẽ tác động trực tiếp quá trình sản xuất hướng đến việc quản lý nhà máy thông minh và quy trình sản xuất thông minh.

5. Phần mềm LVN Group

Phần mềm LVN Group lựa chọn và ứng dụng được giải pháp BIM phù hợp vào hoạt động quản lý của đơn vị sử dụng là một trong những tiền đề cần thiết để chuyển đổi dần dữ liệu, quy trình cũng như mô hình vận hành sang dạng số. Từ các cơ sở dữ liệu dạng số này, phần mềm LVN Group đồng hành cùng quý đơn vị sẽ có thể ứng dụng được những tính năng bổ sung nâng cao như phân tích, báo cáo hoặc di động hóa công việc hàng ngày.

• Mô hình hóa để thể hiện trực quan giúp các thành viên tham gia dự án hiểu rõ khi thảo luận, phân công các nhiệm vụ hoặc lựa chọn các giải pháp thiết kế/thi công hiệu quả. Trên cơ sở đó, các bên liên quan hiểu rõ hơn về giải pháp thiết kế để ra các quyết định cho phù hợp từ đó giảm thiểu được chi phí phát sinh của dự án;
• Hiệu quả của việc chia sẻ thông tin bằng định dạng kỹ thuật số sẽ thuận lợi hơn trong việc phối hợp các hoạt động. tiết kiệm thời gian chuẩn bị tài liệu và trao đổi thông tin;
• Phát hiện, kiểm soát các lỗi xung đột giữa các bộ phận hay các module thiết kế, giữa sản phẩm thiết kế dự kiến và công trình hiện hữu từ đó giúp giảm việc thay đổi hoặc điều chỉnh, bổ sung thiết kế trong quá trình thực hiện;
• Cải thiện chất lượng công tác lựa chọn nhà thầu, giảm rủi ro trong quá trình thực hiện do hồ sơ mời thầu có chất lượng tốt hơn;
•  Kiểm soát tốt khối lượng và tiến độ thi công từ việc kết nối mô hình với tiến độ thi công thực tiễn; kiểm soát chi phí từ khối lượng bóc tách trên mô hình quản lý;
• Tập hợp và quản lý được trọn vẹn thông tin liên quan đến công trình như thông tin về thiết bị, máy móc, đường ống, kết cấu,…,phục vụ cho công tác bảo trì, bảo dưỡng khi công trình được vận hành và khai thác.