Nâng cao năng lực ứng dụng BIM ngành Xây dựng cho các bên tham gia

(Tạp chí Kiến trúc Việt Nam) – Theo một quy trình chung, các bên tham gia vào lĩnh vực xây dựng thường là các bên: Chủ đầu tư, Tư vấn thiết kế, Tư vấn quản lý dự án, Nhà thầu, Nhà sản xuất cung ứng, Người sử dụng công trình, Các cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng…). Công nghệ BIM thành công được nhờ sự kết nối bằng kỹ thuật số, tăng cường năng lực ứng dụng BIM cho các bên tham gia sẽ hiệu quả cho dự án xây dựng công trình. Cần có “lộ trình” rõ ràng, giải pháp tinh gọn, từ đầu tư nhân sự chủ chốt, đào tạo bài bản và thực tiễn, quan trọng nhất là phải có chính sách rõ ràng để thực hiện bằng được thành công.

Mô hình BIM ứng dụng tính toán và mô phỏng chuyển động gió của khu vực đô thị

Những thách thức trong ứng dụng BIM ngành Xây dựng của các bên tham gia

Để có thể triển khai công nghệ BIM đạt được hiệu quả tốt hơn, mỗi bên tham gia dự án cần xây dựng kế hoạch thực hiện BIM cho từng dự án, kế hoạch đó phải phù hợp với pháp lý của chính quyền sở tại và phù hợp với điều kiện của các bên liên quan. Để tốt nhất có thể, các sản phẩm BIM (mô hình khối đặc ba chiều chứa dữ liệu và số liệu liên quan đến xây dựng công trình) sẽ được sản xuất liên tục cho tất cả các bước xuyên suốt quá trình thực hiện dự án từ giai đoạn thiết kế, xây dựng đến vận hành. Qua thông tin hàng ngày trên các mặt báo cũng như mạng xã hội về việc áp dụng BIM tại Việt Nam, chúng ta nhận được như sau:
Nguồn nhân lực: Là yếu tố quan trọng nhất để thực hiện được công nghệ BIM cho tất cả các bên liên quan. Sự hạn chế về nguồn nhân lực do bản thân cá nhân không chấp nhận công nghệ hoặc/và không nỗ lực bản thân để tìm kiếm trau dồi liên tục. Những điều gây ra cho năng lực nhân sự như: Thu thập và sử dụng những thông tin không được kiểm chứng, không thể kiểm chứng do thiếu kiến thức cơ sở. Sử dụng phần mềm ra kết quả sai hoặc kết quả không mong muốn; Thiếu các kiến thức về cơ sở dữ liệu và xây dựng cơ sở dữ liệu; Học thuật khác xa với việc làm thực tế; Khi cần chốt những quyết định quan trọng trong hợp tác một dự án xây dựng lớn, thủ trưởng đơn vị đã “tặc lưỡi” và “cao hứng”.
Lựa chọn công nghệ: Việc lựa chọn phần mềm nào để giải quyết công việc? Một khó khăn khi quyết định lựa chọn cho các đơn vị thực hiện. Hiện nay, có rất nhiều “nền tảng phần mềm” sẵn và đa dạng để lựa chọn trong giai đoạn đầu chính thức áp dụng công nghệ BIM từ chính phủ. Trong khi một dự án trọng điểm được chỉ định các bên tham gia dùng những nền tảng phần mềm từ các hãng khác nhau. Mặc dù các hãng phần mềm đó đã cố gắng tương hợp, nhiều “học giả BIM” ôm đồm “học thuật” để “trộn” nhiều “nền tảng phần mềm các hãng” thành mớ hỗn độn, kết quả là đơn vị thực hiện dự án luôn luôn phải “học, học nữa, học mãi, học dài dài” mà không còn thời gian cho việc thực tế, không kịp thức tỉnh trong mớ trộn hỗn độn học thuật.
Các bên tham gia dự án sẽ làm việc với nhau bằng vô vàn những tập tin từ vô vàn hãng phần mềm xa lạ không cùng “ngôn ngữ”. Cho ra sản phẩm “mô hình trộn” không chỉ là mớ tập tin có dung lượng khổng lồ với rất ít giá trị thông tin thiết thực cần cho dự án, mà còn nhiều thông tin, dữ liệu, số liệu sai lệch, lầm lẫn, nhiễu loạn, chồng chéo, trùng lặp và thậm chí vô nghĩa với dự án. Điều này gây thiệt hại về sức lực, thời gian, tiền bạc cho việc nỗ lực kết nối giữa các bên tham gia dự án.
Một số “học giả” tìm sự cứu rỗi vào các “mối trung gian” nhằm hỗ trợ để giao tiếp giữa các “nền tảng của các hãng phần mềm” ví dụ như khái niệm “Model View Definition” (MVD) cho “tập tin trung gian” “Industry Foundation Classes” (IFC), đây là tập tin làm các bên tốn rất nhiều công sức, thời gian, tiền bạc và kiến thức để cố gắng xem nó chứa hình ảnh gì, chứa nội dung gì, chứa thông tin gì, chứa dữ liệu gì và hiểu các thông tin đó cho công việc thực tế như thế nào.
Vấn đề bản quyền phần mềm: Vấn đề bản quyền phần mềm: Mặc dù giá tiền để mua của các gói phần mềm thực hiện sản phẩm đặc thù của công nghệ “BIM” rất phổ biến và chỉ tương đương với giá mua phần mềm để thực hiện bản vẽ thương mại có thể in ấn và xuất bản. Tình trạng vi phạm bản quyền phần mềm vẫn diễn ra thường xuyên.

Nâng cao năng lực đơn vị tư vấn thiết kế

Đáng ra, các đơn vị tư vấn thiết kế phải đi tiên phong trong áp dụng BIM tại Việt Nam, bởi chất lượng công trình tốt cần chất lượng thiết kế tốt và sự cạnh tranh sòng phẳng và lành mạnh. Tuy nhiên, đã không sảy ra sự khẳng định nào cho sản phẩm thiết kế tốt và cạnh tranh lành mạnh. Vai trò của tư vấn thiết kế rất quan trọng và không thể thiếu trong dự án, trong công trình. Bởi sản phẩm thiết kế của tư vấn thiết kế là căn cứ quan trọng quyết định để xây dựng được công trình. Mọi sự thay đổi, điều chỉnh, phân loại rồi cân đong đo đếm (làm khối lượng), chọn thầu, kiểm soát, chấp thuận, v.v đều được khởi xướng và liên quan đến tư vấn thiết kế. Một số đề xuất cho tư vấn thiết kế:
– Nguồn nhân lực thiết kế phải có năng lực và trình độ tối thiểu về công nghệ BIM. Có thể bổ nhiệm nhân sự trong nội bộ để những nhân sự đó tự học tập, nghiên cứu, phát triển và thực hành sản xuất thiết kế, hoặc tuyển dụng chuyên gia đã giàu kinh nghiệm đã từng phục vụ cho những đơn vị có thành tích và thành công qua nhiều công trình. Ban đầu đơn vị tư vấn có thể lập thí điểm một đội thực hiện (một kiến trúc sư chủ trì nội dung, một kiến trúc sư tạo hình cho thẩm mỹ công trình, một kiến trúc sư trình bày tài liệu xây dựng bản vẽ tiêu chuẩn, một kỹ sư cơ điện chủ trì chung hệ thống cơ điện, một kỹ sư điện, một kỹ sư truyền thông & công nghệ thông tin, một kỹ sư điều hòa thông gió, một kỹ sư cấp thoát nước và phòng cháy chữa cháy, một kỹ sư về máy móc trang thiết bị công trình, một kỹ sư kết cấu (khoảng 10 người). Sau khi nhóm thực hiện tốt công việc, làm tấm gương mẫu cho các nhóm khác làm việc theo công nghệ cũ, nhóm có thể cử người đào tạo các nhóm khác, nhân rộng các nhóm bộ môn khác, tăng giảm kiến trúc sư, kỹ sư cơ điện, kỹ sư kết cấu, hoán đổi chủ trì,… rồi nhân rộng các nhóm ra phạm vi toàn công ty. Đơn vị tư vấn không lập phòng BIM chỉ để sản xuất mô hình mà không dành cho việc phát hành sản phẩm thiết kế, trong khi vẫn phải chạy song song một đội sản xuất thiết kế bản vẽ truyền thống cho việc phát hành bản liệu xây dựng – điều này vừa chậm tiến độ, vừa không đạt chất lượng, vừa tốn nhân lực, thời gian và không lãi. Chẳng lẽ chỉ để lấy tiếng ” chúng tôi đã làm BIM thành công cho dự án đó và chúng tôi có năng lực BIM”.
– Lựa chọn các công cụ thực hiện triển khai công nghệ BIM . Phần mềm nào để dành cho sản xuất thiết kế? Ứng dụng nào để quản lý và kiểm soát chất lượng, sản lượng và tiến độ? Dịch vụ nào để làm phương tiện truyền tải, hợp tác xây dựng rộng rãi cập nhật tức thời các bên và các văn phòng của tập đoàn đa quốc gia? Thủ tục nào để làm việc với chính quyền sở tại?…
– Gợi ý về các ứng dụng:
– Phần mềm sản xuất mô hình BIM bộ môn kiến trúc: Revit (Adsk), AECOsim (Bentley), Allplan (Nemetschek), Vectorwork (Nemetschek), ArchiCAD-Graphisoft (Nemetscheck)…
– Phần mềm sản xuất mô hình bim cấu trúc & biện pháp thi công kết cấu: Revit (Adsk), Catia- Digital Project (Dassault Systèmes), Tekla Structures (Trimble), STAAD (Bentley), Graitek, Sofistik, Orion…
– Phần mềm phân tích kết cấu BIM: Robot Structural Analysis (Adsk), Scia (Nemetschek)
– Phần mềm sản xuất mô hình hệ thống, cơ điện và cấp thoát nước: Revit (Adsk), Data Design System (Nemetschek), Hevacomp Mechanical Designer (Bentley).
– Xem và duyệt sản phẩm mô hình BIM xây dựng offline: Naviswork (Adsk), BIM Vision (Datacomp), Solibri (Nemetschek), Tekla BIMsight (Trimble), Vico Office Suite (Trimble), ConstrucSim (Bentley), Synchro Pro…
Các hãng phần mềm lớn đầu tư công nghệ dịch vụ điện toán đám mây cho tất cả các công việc hợp tác xây dựng và tương lai nó sẽ thay thế cho rất nhiều các phần mềm kể trên. Các dịch vụ điển hình: Autodesk BIM 360 (Team, Docs, Plan, Field, Glue, Layout, Ops), Conjec, Mclaren Fusion Live, Viewpoint, Aconex, Citrix…

Các mệnh đề cần đặt ra trong triển khai ứng dụng BIM

Bảng thống kê tổng quan vê chức năng của BIM

Sơ đồ “BIM Scandal”, cho thấy nhiều công trình tổ chức triển khai ứng dụng BIM
theo cách dập khuôn đã gặp thất bại

Chi phí ban đầu để mua phần mềm đáp ứng công nghệ không quá đắt, kể cả là đối với các doanh nghiệp nhỏ. Trong khi về lâu dài, doanh nghiệp đổi mới công nghệ “trông thấy rõ”, họ sẽ được uy tín tin cậy cao trên thị trường. Khai thác phần mềm có sẵn, mua bản quyền phần mềm để có được mối quan hệ việc làm toàn cầu. Khai thác dịch vụ điện toán đám mây có sẵn được nhiều hãng phần mềm phát triển cho tương lai.
– Xây dựng những quy trình làm việc theo từng bước, lập tiêu chuẩn về chất lượng của sản phẩm mô hình thiết kế phải thực hiện, lập văn bản kế hoạch thực hiện hợp tác với các bên, soạn các văn bản về các biểu mẫu đánh giá chất lượng sản phẩm, văn bản về phương pháp trao đổi thông tin giữa các bên. Qua đó, có thể phát huy được tốt nhất hợp tác xây dựng bằng mô hình BIM để tối ưu thiết kế.
Việc thực hiện mô hình BIM ngay giai đoạn thiết kế sẽ là điều kiện tốt nhất để các bên dễ dàng hợp tác dự án và cùng nhau phối hợp để công trình tốt nhất có thể, là cơ sở để các giai đoạn phát triển dự án tiếp theo kế thừa. Áp dụng thực hiện BIM từ giai đoạn sớm còn được coi là bước “định hình sản phẩm”, hiện các chủ dự án tập đoàn lớn đang âm thầm thực hiện điều này cho những dự án trọng điểm của họ.

Nâng cao năng lực cho chủ đầu tư và tư vấn quản lý dự án

Với chủ đầu tư: Vì nhu cầu của chủ đầu tư sẽ gồm: Giá trị đầu tư là bao nhiêu? Nhu cầu sử dụng như thế nào? Chất lượng thiết kế tòa nhà ra sao? Chất lượng công trình như thế nào? Lợi nhuận từ công trình thu được là bao nhiêu? Uy tín có được từ công trình này? Thương hiệu trên trường quốc tế là gì?…
Các tiêu chí có thể đạt được về công trình chất lượng cao của chủ dự án khi áp dụng công nghệ BIM gồm: Sự cần thiết phải đầu tư theo đúng quy mô – theo chủ trương phát triển xã hội học và quy hoạch; Vị trí công trình hợp lý, tốt; Thiết kế tốt, công trình hiệu quả; Sử dụng năng lượng hiệu quả; Sử dụng nước hiệu quả; Sử dụng vật liệu hiệu quả; Nâng cao, cải thiện chất lượng môi trường trong nhà; Vận hành và bảo trì tối ưu; Giảm chất thải và chất độc.
Để áp dụng công nghệ BIM tốt cho mỗi dự án xây dựng công trình, cần tất cả các bên liên quan cùng có đủ năng lực BIM để thống nhất hợp tác được tốt trong các cuộc họp, chốt được các bên tham gia trực tiếp cần nâng cao năng lực hơn nữa.
Tư vấn quản lý dự án được chủ dự án thuê để giám sát việc thực hiện dự án, tư vấn quản lý dự án với vai trò rất quan trọng, trách nhiệm của họ đảm đương như:
Chất lượng công trình còn tốt hơn nữa được không với giá trị đầu tư chỉ giới hạn ở mức đó.
Làm thế nào để phân rõ vai trò các bên thực hiện công việc của họ để dễ dàng làm việc với nhau bằng công nghệ BIM.
Tuân thủ luật, quy chuẩn, tiêu chuẩn của chính quyền địa phương để công trình được chấp thuận.
Giải pháp điều phối dự án tinh gọn để cải thiện tối ưu hợp tác dự án khi khai thác công nghệ BIM.
Như vậy, tầm quan trọng của tư vấn quản lý dự án cho việc áp dụng công nghệ BIM là rất lớn. Đề xuất cho tư vấn quản lý dự án như sau:
– Mục tiêu áp dụng BIM cho trực quan nắm bắt được mọi vấn đề, cho việc phân tích về chất lượng công trình, chất lượng thiết kế và áp dụng BIM để có thể điều phối được các bên.
– Cần thực hiện BIM để điều phối sớm giữa các bên tham gia, lập được tiến độ thực hiện, lập được khái toán – dự toán.
– Nguồn nhân lực thực hiện phải có năng lực về giải pháp điều phối dự án tinh gọn để cải thiện tối ưu hợp tác dự án khi khai thác công nghệ BIM ở mọi bước thiết kế và các giai đoạn thực hiện xuyên suốt dự án. Các đơn vị phải cho nhân viên của mình tham gia học chuyên sâu về công nghệ BIM do BXD đào tạo và thi chứng chỉ BIM chuyên nghiệp do Sở Ban Ngành cấp.
– Về công nghệ và phần mềm dành cho chủ dụ án, đơn vị phát triển dự án và tư vấn quản lý dự án, có thể đề xuất các ứng dụng dịch vụ điện toán đám mây để hợp tác xây dựng thay thế cho các phần mềm “offline” của những thập kỷ phát triển trước đó.
– Về quy trình triển khai áp dụng BIM dành cho chủ đầu tư: Đầu tiên là phải có tiêu chí về sản phẩm tốt – thương hiệu tốt; Sau đó phải có ước muốn về các tiêu chí sản phẩm tốt thương hiệu tốt; tiếp theo là phải tìm kiếm mọi vấn đề về tiêu chí sản phẩm tốt thương hiệu tốt; lập Kế hoạch thực hiện; Lập đội thực hiện; Có văn bản nói rõ về Giao ước và chính sách; Làm luật thực hiện; Khai thác các nguồn lực; Chế biến các nguồn thông tin trên thị trường; Nhanh chóng đẻ ra Thành phẩm; Lên kệ; Quảng cáo; Bán hàng; Thu lợi; Quay vòng vốn; Ban hành tiêu chuẩn BIM của chủ đầu tư.
– Với tổng thầu xây dựng: Các tổng thầu xây dựng trong nước nên học theo bài học thành công của tổng thầu Woh Hup của nước bạn láng giềng Singapore, tổng thầu Who Hup đi tiên phong về công nghệ BIM cho nhà thầu và gần gũi với cách làm trong khu vực của chúng ta.
Trong khi các nhà thầu xây dựng trong nước chỉ khai thác công nghệ BIM vào việc tự lập mô hình ba chiều dựa vào tham chiếu từ các loại bản vẽ phát hành cho thi công do các bên tư vấn thiết kế nộp. Mô hình ba chiều đó chứa bao nhiêu loại thông tin mà họ cần, họ đã khai thác được những gì?
Việc hợp tác xây dựng giữa tổng thầu xây dựng với các bên liên quan vẫn là cách thức cũ, tập tin về mô hình ba chiều được tải lên internet qua một dịch vụ lưu trữ tập tin rồi được tải về để dùng phần mềm mở offline.
Một số nhà thầu xây dựng khai thác được công nghệ thông tin áp dụng cho công nghệ xây dựng như quét laser cho mô hình điểm ảnh point cloud, khai thác được các loại máy trắc đạc phục vụ thi công kết nối với định vị tọa độ điểm trên mô hình ba chiều, khai thác được mã hóa cho dữ liệu phục vụ xây dựng như barcode và QR code. Khai thác rộng rãi được xem mô hình ba chiều trực quan về công trình trên máy tính bảng, Làm được khối lượng tương đối dựa trên mô hình ba chiều cho khái toán…
– Về yếu tố con người và quy trình, do đặc thù các đơn vị nhà thầu thường có lượng nhân sự lớn và lưu động theo dự án. Do đó, các đơn vị thầu xây dựng có thể thành lập “phòng BIM; ban BIM; đội BIM…”, nhóm này sẽ phụ trách việc điều phối thông tin của toàn bộ dự án thông qua mô hình BIM để chuyển thông tin xuống công trường.
Tùy từng dự án với các quy mô và mức độ phức tạp khác nhau đơn vị nhà thầu thành lập các nhóm triển khai phụ trách tại các dự án. Tùy từng công việc triển khai, các kỹ sư này cần có kinh nghiệm về việc bóc tách khối lượng từ mô hình BIM hoặc am hiểu về điều phối BIM trong dự án. Mỗi nhóm triển khai BIM tại công trường cần có trưởng nhóm triển khai (BIM manager) để kiểm soát toàn bộ quá trình thực hiện và báo cáo về phòng BIM. Phòng BIM chịu trách nhiệm dựng lại mô hình của công trình từ bản vẽ. Tùy thuộc vào phạm vi công việc của nhà thầu, có thể là mô hình kiến trúc, kết cấu hoặc cơ điện. Mô hình này sẽ được chuyển xuống công trường để nhóm điều phối BIM tại công trường kiểm soát khối lượng thi công thông qua mô hình, đồng thời phát hiện sớm các va chạm giữa các bộ môn và phát hành phiếu yêu cầu thông tin trình các bên liên quan của dự án đưa ra biện pháp xử lý. Về lâu dài qua việc triển khai nhiều dự án, các công cụ BIM sẽ dần dần được đảm trách bởi các kỹ sư công trường và là các công cụ và quy trình trong các công việc hàng ngày của họ. Khi đó vai trò của phòng BIM sẽ mang tính chất hỗ trợ, đào tạo, cập nhật công nghệ và giảm dần vai trò triển khai trực tiếp dưới các dự án.
– Công cụ hỗ trợ cho các đơn vị tổng thầu xây dựng cũng có thể khai thác dịch vụ điện toán đám mây cho việc hợp tác xây dựng của mình để có thể đáp ứng được tốt hơn.

Kết luận
Các bên tham gia dự án đầu tư xây dựng cần nhận thức được tiềm năng của công nghệ BIM một cách sâu rộng hơn, BIM cho thiết kế bền vững, BIM cho công trình xanh và rõ nét hơn là BIM đề ra được tiêu chuẩn cho công trình chất lượng tốt. Công trình tốt không có nghĩa là phải chi phí đắt đỏ cho vật tư để xây dựng, vận hành, duy trì. Nhưng công trình tốt phải phục vụ người sử dụng tốt nhất có thể, mang lại lợi nhuận tiền bạc cho người khai thác giá trị công trình và làm vinh danh uy tín cho chủ sở hữu công trình.
Với người thực hiện triển khai, áp dụng công nghệ BIM với họ sẽ thuận lợi hay bất cập trong việc làm? Người xây dựng hệ thống ban đầu sẽ phải làm khối lượng công việc rất rất nhiều (hàng trăm triệu “item” được xử lý hàng ngày trên mỗi dự án lớn, hàng trăm GB dữ liệu tập tin được hợp tác, hàng nghìn văn bản về luật, quy chuẩn xây dựng, tiêu chuẩn xây dựng phải theo dõi, hàng trăm dịch vụ cơ sở dữ liệu được khai thác…), các đầu việc phát sinh gấp nhiều lần, trong khi thù lao, tiền lương, lợi nhuận có thể sẽ không hơn gì so với một đồng nghiệp không hề làm việc bằng “công nghệ này”.
Hôm nay “cánh cửa công nghệ BIM như mở toang” cho tất cả những ai làm trong môi trường xây dựng. Các cộng đồng mạng xã hội hàng ngày cập nhật thông tin mới liên tục. Công nghệ BIM cần “những người liên quan” thích nghi và phù hợp áp dụng thành công.
Sự cần thiết về “công nghiệp hóa”, “tự động hóa”, “hệ thống hóa”, “tiêu chuẩn hóa” và “toàn cầu hóa” cho từng loại hình “sản phẩm”, tiêu chí phải mang tính “đảm bảo chất lượng cao”. Và cuối cùng, phải có một cơ chế chính sách hỗ trợ cho những “đặc quyền rõ”, những “chức vụ rõ” để có thể khuyến khích các cá nhân tích cực thực hiện được công nghệ BIM./.

Đỗ Tuấn Hạnh
Trưởng phòng công nghệ BIM, Tập đoàn MIK Group Việt Nam