Luận văn thạc sĩ quản lý xây dựng đề xuất mô hình thúc đẩy chuyển đổi áp dụng mô hình thông tin công trình building informationmodeling bim trong ngành xây dựng việt nam

Luận văn thạc sĩ về quản lý xây dựng: Đề xuất mô hình thúc đẩy chuyển đổi BIM (Building Information Modeling) trong ngành xây dựng Việt Nam.

• Tác giả: Đặng Võ Trâm Anh
• Người hướng dẫn: Ts. Lê Hoài Long
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa
• Chuyên ngành: Quản lý xây dựng
• Đề tài: Đề xuất mô hình thúc đẩy chuyển đổi áp dụng mô hình thông tin công trình (Building Information Modeling – BIM) trong ngành xây dựng Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan về Mô Hình BIM Chìa Khóa Chuyển Đổi Số 58 ký tự

Thị trường kinh tế Việt Nam (VN) đang hội nhập quốc tế và thu hút đầu tư mạnh mẽ. Ngành xây dựng (XD) đóng góp lớn vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Số liệu từ Bộ Xây Dựng cho thấy sự gia tăng về số lượng và quy mô các dự án. Để đáp ứng tốc độ tăng trưởng, việc triển khai khoa học kỹ thuật - công nghệ (KHKT – CN) trở thành xu thế tất yếu. Các công nghệ nổi bật bao gồm: Mô hình thông tin công trình (BIM), công nghệ tiền chế, trí tuệ nhân tạo, hệ thống mô phỏng, và khoa học dữ liệu. BIM được xem là công nghệ lõi cho chuyển đổi số xây dựng, nền tảng để số hóa ngành AEC trong kỷ nguyên Xây dựng 4.0. Việt Nam đã đặt nền móng cho công cuộc này thông qua Quyết định số 2500/QĐ-TTg phê duyệt Đề án áp dụng BIM.

1.1. Tầm Quan Trọng của BIM Trong Bối Cảnh Xây Dựng Việt Nam

Ngành xây dựng Việt Nam đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đòi hỏi các giải pháp công nghệ tiên tiến để nâng cao hiệu quả và năng suất. BIM Việt Nam không chỉ là một công cụ dựng hình mà còn là một nền tảng làm việc chung, giúp các bên liên quan cộng tác và chia sẻ thông tin một cách hiệu quả. Việc áp dụng BIM sẽ giúp các doanh nghiệp xây dựng Việt Nam nâng cao năng lực cạnh tranh và bắt kịp xu hướng phát triển của ngành xây dựng trên thế giới. Theo TS. Lê Hoài Long, việc triển khai BIM sẽ mang lại những giá trị to lớn cho ngành.

1.2. Các Xu Hướng Công Nghệ Trong Kỷ Nguyên Xây Dựng 4.0

Bên cạnh BIM, kỷ nguyên xây dựng 4.0 còn chứng kiến sự trỗi dậy của nhiều công nghệ khác như công nghệ tiền chế, trí tuệ nhân tạo, hệ thống mô phỏng, và khoa học dữ liệu. Các công nghệ này có thể được tích hợp với BIM để tạo ra các giải pháp toàn diện, giúp tối ưu hóa quy trình xây dựng và quản lý dự án. Việc nắm bắt và ứng dụng các xu hướng công nghệ này sẽ giúp các doanh nghiệp xây dựng Việt Nam tạo ra sự khác biệt và gia tăng giá trị cho khách hàng.

II. Vì Sao BIM Khó Áp Dụng Thách Thức và Rào Cản 55 ký tự

Mô hình thông tin công trình BIM là giải pháp số hóa hiệu quả cho dự án xây dựng. Đây là nền tảng cho các tổ chức tương tác trên mô hình thông tin chung, lưu trữ thông tin dự án và trao đổi thông tin với các ứng dụng liên quan. BIM được sử dụng để thống nhất thông tin trong suốt quá trình thực hiện dự án, từ lập kế hoạch, thiết kế, thi công đến bảo trì và phá hủy. Ứng dụng BIM trong xây dựng đã được ghi nhận là đem lại lợi ích như tăng giá trị, giảm thời gian thi công, giảm thiểu rủi ro và chi phí. Tuy nhiên, việc triển khai BIM tại Việt Nam vẫn còn nhiều khó khăn.

2.1. Thực Trạng Áp Dụng BIM Tại Việt Nam Những Con Số Biết Nói

Mặc dù Chính phủ đã ban hành các quyết định và hướng dẫn về việc thực hiện BIM, nhưng việc thúc đẩy chấp nhận BIM trong các tổ chức xây dựng (TCXD) tại Việt Nam vẫn còn vấp phải nhiều rào cản. Các dự án áp dụng BIM thường chỉ dừng lại ở việc dựng hình hỗ trợ thay vì là một nền tảng làm việc chung của dự án. Tỷ lệ áp dụng BIM tại Việt Nam còn thấp so với các nước phát triển.

2.2. Các Rào Cản Chính Khi Triển Khai BIM Phân Tích Từ Nghiên Cứu

Nghiên cứu cho thấy có nhiều rào cản ảnh hưởng đến việc triển khai BIM, bao gồm thiếu nhận thức và hiểu biết về BIM, thiếu nhân lực có kỹ năng BIM, chi phí đầu tư ban đầu cao, thiếu tiêu chuẩn và quy trình BIM phù hợp, và thiếu sự hỗ trợ từ chính phủ và các tổ chức liên quan. Các khó khăn khi áp dụng BIM cần được giải quyết để thúc đẩy quá trình chuyển đổi số trong ngành xây dựng.

III. Đề Xuất Mô Hình Thúc Đẩy Chuyển Đổi BIM Giải Pháp 59 ký tự

Nhiều nghiên cứu nhấn mạnh vai trò quan trọng của Chính phủ trong việc tạo động lực triển khai BIM. Chính phủ cần thực hiện các giải pháp thúc đẩy, giảm thiểu rào cản và gia tăng tỷ lệ áp dụng BIM trong các tổ chức xây dựng. Để biết được các giải pháp cần thiết, cần phải hiểu rõ nhu cầu của các tổ chức xây dựng khi chuyển đổi áp dụng BIM. Đề tài nghiên cứu này đề xuất một mô hình thúc đẩy chuyển đổi, tập trung vào nhu cầu của các tổ chức và vai trò hỗ trợ của cấp quản lý ngành.

3.1. Xây Dựng Mô Hình Động Lực Xác Định Nhu Cầu Thực Tế

Mục tiêu của mô hình là xác định các thành phần động lực, bao gồm nhu cầu của các TCXD mong muốn được các cấp quản lý ngành hỗ trợ để áp dụng BIM hiệu quả. Mô hình này cũng xác định các giải pháp mà cấp quản lý ngành có thể thực hiện để đáp ứng nhu cầu của các TCXD trong quá trình thúc đẩy triển khai BIM. Cần khảo sát ý kiến của các chuyên gia để đánh giá tính hợp lý của nhu cầu và giải pháp.

3.2. Ứng Dụng Mô Hình QFD Ưu Tiên Giải Pháp Hiệu Quả Nhất

Mô hình QFD (Quality Function Deployment) được sử dụng để kết nối nhu cầu của các TCXD (WHAT) và giải pháp của cấp quản lý ngành (HOW). Mục đích là hỗ trợ cơ quan quản lý nhà nước xây dựng quyết định nên ưu tiên thực hiện giải pháp nào để thúc đẩy ngành xây dựng chuyển đổi áp dụng BIM. Mô hình QFD giúp đảm bảo rằng các giải pháp được triển khai đáp ứng đúng nhu cầu của các TCXD.

IV. Nghiên Cứu Thực Tiễn Nhu Cầu và Giải Pháp Triển Khai BIM 59 ký tự

Nghiên cứu tập trung vào các chủ thể liên quan giữa các tổ chức xây dựng và cấp quản lý ngành. Đối tượng khảo sát là những người thuộc ban lãnh đạo của các TCXD, nắm giữ vị trí quản lý cấp phòng trở lên. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các TCXD (nhà thầu thi công chính, nhà thầu phụ, chủ đầu tư, đơn vị quản lý dự án, đơn vị tư vấn thiết kế, đơn vị tư vấn giám sát) đang chuẩn bị hoặc đã sử dụng BIM. Nghiên cứu cũng xem xét các cấp quản lý ngành xây dựng.

4.1. Kết Quả Khảo Sát Xác Định Nhu Cầu Của Các Tổ Chức Xây Dựng

Thông qua khảo sát ý kiến của các chuyên gia, nghiên cứu đã xác định được 18 nhu cầu của các tổ chức xây dựng (WHAT) khi áp dụng BIM. Các nhu cầu này bao gồm hỗ trợ về đào tạo BIM, tư vấn triển khai BIM, xây dựng tiêu chuẩn BIM Việt Nam, và hỗ trợ tài chính cho việc áp dụng BIM.

4.2. Kết Quả Khảo Sát Đề Xuất Giải Pháp Từ Cấp Quản Lý Ngành

Nghiên cứu cũng xác định 15 giải pháp của cấp quản lý ngành (HOW) để hỗ trợ các TCXD áp dụng BIM. Các giải pháp này bao gồm ban hành chính sách hỗ trợ BIM, tổ chức các khóa đào tạo BIM, xây dựng các trung tâm BIM, và cung cấp các công cụ và tài liệu hỗ trợ BIM.

4.3. Liên Kết Nhu Cầu và Giải Pháp Ưu Tiên Thực Hiện

Nghiên cứu đã sử dụng mô hình QFD để liên kết các nhu cầu của tổ chức xây dựng và giải pháp của cấp quản lý. Phân tích QFD giúp xác định các giải pháp ưu tiên thực hiện để thúc đẩy hiệu quả quá trình triển khai BIM.

V. Kết Luận Tương Lai BIM và Chuyển Đổi Số Xây Dựng 55 ký tự

Luận văn đã đề xuất một mô hình thúc đẩy chuyển đổi áp dụng BIM trong ngành xây dựng Việt Nam, xác định các thành phần động lực và giải pháp cần thiết. Mô hình QFD đã giúp ưu tiên các giải pháp dựa trên nhu cầu thực tế của các tổ chức xây dựng. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin hữu ích cho cơ quan quản lý nhà nước trong việc xây dựng chính sách và chiến lược thúc đẩy BIM.

5.1. Hạn Chế Của Nghiên Cứu Cần Thêm Nghiên Cứu Chuyên Sâu

Nghiên cứu vẫn còn một số hạn chế, chẳng hạn như phạm vi khảo sát còn hạn chế và chưa xem xét đến tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến việc áp dụng BIM. Cần có thêm các nghiên cứu chuyên sâu để đánh giá hiệu quả của các giải pháp được đề xuất và tìm ra các giải pháp mới để thúc đẩy BIM.

5.2. Triển Vọng Tương Lai BIM Là Động Lực Phát Triển

BIM có tiềm năng to lớn trong việc thúc đẩy sự phát triển của ngành xây dựng Việt Nam. Việc áp dụng BIM sẽ giúp nâng cao năng suất, giảm chi phí, cải thiện chất lượng, và tăng cường tính bền vững của các dự án xây dựng. Cần có sự chung tay của tất cả các bên liên quan để thúc đẩy BIM và đưa ngành xây dựng Việt Nam lên một tầm cao mới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới thiệu chung GVHD: TS. LÊ HOÀI LONG BIM. Hỗ trợ được các cơ quan QLNN có thể nắm được mức độ hay mặt bằng tình trạng của các TCXD tại VN hay địa phương để đề xuất các chương trình, đề án đẩy nhanh quá trình thực hiện BIM hiệu quả, tận dụng tối đa lợi ích BIM mang lại. HVTH: ĐẶNG VÕ TRÂM ANH Trang 6 Chương 2: Tổng quan GVHD: TS.

LÊ HOÀI LONG CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN Chương này nêu rõ các khái niệm về BIM, mục đích sử dụng BIM và ưu điểm mà BIM đem lại trong ngành XD, giới thiệu môi trường áp dụng BIM ở Việt Nam. Ngoài ra, chương này cũng hệ thống lại các nghiên cứu trước đó đề cập đến rào cản, thách thức khi áp dụng BIM. Dựa vào đó, nhận diện được các trở ngại khi triển khai BIM. Khái niệm về mô hình QFD, quy trình triển khai mô hình cũng được giới thiệu tại chương này.

Ngoài ra, chương này cũng kiến nghị mô hình thúc đẩy áp dụng BIM từ các nghiên cứu định tính đã hoàn thành, nhận diện các nhu cầu của TCXD và phương án hỗ trợ của QLCN khi triển khai BIM.1 MÔ HÌNH THÔNG TIN BIM 2.1 Khái niệm Định nghĩa về mô hình BIM (Building Information Modeling) khác nhau tùy theo các bên liên quan từ các đơn vị TVTK, các nhà thầu xây dựng, hoặc các đơn vị quản lý vận hành nhưng nghiên cứu chỉ nêu ra một vài định nghĩa về BIM như sau: Tổ chức/ Định nghĩa về BIM Tác giả “BIM là hiện thị kĩ thuật số của các tính chất vật lý và chức năng của một công trình. Với vai trò đó, nó phục vụ như một nguồn tài nguyên chia sẻ thông tin về công trình và hình thành cơ sở nền NIBS tảng đáng tin cậy cho việc ra các quyết định trong suốt các giai đoạn của vòng đời dự án từ lúc bắt đầu đến khi phá hủy”. (“Building (2015) Information Modeling (BIM) is a digital representation of physical and functional characteristics of a facility. A BIM is a shared knowledge resource for information about a facility forming a reliable basis for decisions during its life-cycle; defined as existing HVTH: ĐẶNG VÕ TRÂM ANH Trang 7 Chương 2: Tổng quan GVHD: TS.

LÊ HOÀI LONG from earliest conception to demolition. Mô hình kết quả là một đại diện kỹ thuật số giàu dữ liệu, dựa trên đối tượng, thông minh và tham số của công trình mà từ đó các chế độ xem phù hợp với nhu cầu khác nhau của người dùng có thể được trích xuất và phân tích để tạo ra phản hồi và cải tiến thiết kế cơ sở”. The resulting model is a data- rich, object-based, intelligent, and parametric digital representation of the facility from which views appropriate to various users’ needs can be extracted and analyzed to generate feedback on and improvement of the facility design”) (U. General Services Administration, 2007) “Mô hình hóa thông tin công trình là một quá trình thiết lập và quản lý thông tin của một DAXD trên toàn bộ vòng đời của dự án.

Một trong những đầu ra chính của quá trình này là mô hình thông tin tòa nhà giúp mô tả thông tin kỹ thuật số về mọi khía cạnh xây NBS dựng dựa trên thông tin được tập hợp cộng tác và cập nhật ở các giai đoạn chính của dự án”. (“BIM is a process for creating and managing information on a construction project throughout its whole life cycle. As part of this process, a coordinated digital description of every aspect of the built asset is developed, using a HVTH: ĐẶNG VÕ TRÂM ANH Trang 8 Chương 2: Tổng quan GVHD: TS. LÊ HOÀI LONG set of appropriate technology.”)(National Building Specification, 2021) “BIM là tiến trình tạo dựng và sử dụng mô hình thông tin kỹ Việt Nam thuật số cho các công tác từ thiết kế, thi công đến quản lý vận hành công trình” (QĐ 1057/QĐ-BXD, 2017) Nhìn chung, BIM hiện vẫn tồn tại nhiều khái niệm và góc nhìn nhận khác nhau.

Tuy nhiên, có thể thấy đặc điểm của BIM là một công nghệ mô hình hóa và một quy trình tích hợp được áp dụng để dựng lên một mô hình thông tin tòa nhà, mô hình này là nhóm các cơ sở dữ liệu đựng toàn bộ các thông tin về công trình, những thông tin này có thể được chia sẻ và sử dụng trong suốt vòng đời của một DAXD bởi tất cả các bên. BIM chuyển ngành XD từ các quy trình tập trung vào giấy tờ (3D CAD, hoạt ảnh, cơ sở dữ liệu được liên kết, bảng tính và bản vẽ CAD 2D) sang một quy trình công việc tích hợp và có thể tương tác trong đó. Các nhiệm vụ này được thu gọn thành một quy trình phối hợp và cộng tác, tối đa hóa khả năng tính toán, giao tiếp và tổng hợp dữ liệu thành thông tin và thu thập kiến thức. (Charles Eastman et al.2 Mục đích sử dụng BIM: Nghiên cứu của Sun (Azhar, 2011; Charles Eastman, Sacks, Lee, & Teicholz, 2018; Sun, Jiang, Skibniewski, Man, & Shen, 2017) đã chứng minh BIM được áp dụng để đạt các mục đích sau: + Trực quan hóa: Bản vẽ 3D có thể dễ dàng được dựng lên mà không tốn thêm nhiều nhân công và thời gian + Giao tiếp và hợp tác: tất cả dữ liệu về các bên tham gia, thông tin vật liệu XD và máy XD, kế hoạch và mọi thứ khác được đưa vào mô hình thông tin của DAXD để có thể hỗ trợ giao tiếp và kết hợp giữa các đơn vị thông qua một mô hình nhất quán.

+ Bản vẽ chế tạo / shop drawings (triển khai thi công): Dễ dàng tạo bản vẽ shop drawings cho các hệ thống CTXD khác nhau. HVTH: ĐẶNG VÕ TRÂM ANH Trang 9 Chương 2: Tổng quan GVHD: TS. LÊ HOÀI LONG + Quản lý sự thay đổi: sự thay đổi ở bất cứ bộ phận nào của CTXD sẽ được cập nhật tự động trong tất cả các mảng khác. + Thẩm tra tiêu chuẩn: Các bộ phận trên công trình dễ dàng thẩm tra bằng cách đánh giá mô hình BIM + Uớc lượng chi phí: Phần mềm BIM được tích hợp sẵn các tính năng lập dự toán chi phí.

Khi có bất cứ sự thay đổi nào, khối lượng vật liệu được tự động trích xuất và cập nhật trong mô hình + Tiến độ xây dựng: Việc điều phối lịch trình đặt hàng, chế tạo và vận chuyển vật liệu cho tất cả các cấu kiện của tòa nhà có thể được tối ưu thông qua mô hình BIM + Phát hiện xung đột, can trở và va chạm: Bởi vì các mô hình thông tin tòa nhà được thiết lập trong không gian 3D, tất cả các hệ thống quan trọng trong tòa nhà đều được kiểm tra nghiêm ngặt và tự động để tìm xung đột + Phân tích pháp lý: Một mô hình thông tin về tòa nhà có thể dễ dàng điều chỉnh để minh họa bằng đồ họa các hư hỏng tiềm ẩn, rò rỉ, kế hoạch sơ tán, v. + Công trình xanh: các mô hình chứa thông tin của CTXD có thể được chuyển sang các chương trình phần mềm khác để thực hiện phân tích ánh sáng, năng lượng, thông gió của tòa nhà. + Quản lý vận hành: mô hình BIM có thể hỗ trợ bộ phận quản lý vận hành tòa nhà sử dụng để cải tạo, lập kế hoạch không gian và hoạt động bảo trì.2 LỢI ÍCH KHI ỨNG DỤNG BIM Ngày nay, BIM ngày càng trở nên thông dụng và được thúc đẩy triển khai rộng rãi khi các TCXD nhận thấy những lợi ích mà nó đem đến. (Azhar, 2011) đã chỉ ra lợi ích chính của BIM là sự thể hiện hình học chính xác các bộ phận của một DAXD trong môi trường dữ liệu tích hợp.

Bên cạnh đó, tác giả cũng nêu ra các lợi ích liên quan khác như: HVTH: ĐẶNG VÕ TRÂM ANH Trang 10 Chương 2: Tổng quan GVHD: TS. LÊ HOÀI LONG + Qúa trình làm việc đạt hiệu quả hơn: Dữ liệu được dễ dàng chia sẻ hơn và có thể được gia tăng giá trị và tái sử dụng. + Thiết kế tốt hơn: Các đề xuất thiết kế có thể được phân tích chặt chẽ, công trình được mô phỏng nhanh chóng và đánh giá hiệu suất, cho phép cải tiến và sáng tạo các giải pháp khác + Kiểm soát toàn bộ chi phí vòng đời và môi trường dữ liệu: Hiệu suất môi trường dễ dự đoán hơn và chi phí vòng đời được hiểu rõ hơn. + Chất lượng sản xuất tốt hơn: Đầu ra tài liệu linh hoạt và khai thác tự động hóa.

+ Lắp ráp tự động: Dữ liệu sản phẩm kỹ thuật số có thể sử dụng trong giai đoạn bảo dưỡng và được khai thác để sản xuất và lắp ghép các cấu kiện kết cấu. + Dịch vụ tốt hơn: Các đề xuất thiết kế và thi công được hiểu rõ hơn thông qua hình dung chính xác. + Dữ liệu về vòng đời: Các yêu cầu, thông tin thiết kế, thi công và vận hành có thể được khai thác trong giai đoạn quản lý vận hành (Hung, 2015) trong báo cáo “Nguyên cứu xây dựng lộ trình áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) nhằm nâng cao hiệu quả thiết kế, xây dựng và quản lý công trình tại Việt Nam” đã liệt kê các lợi ích mà mô hình BIM đem lại đối với từng đối tượng trong DAXD, được trình bày trong bảng 2.1 – Lợi ích khi áp dụng mô hình BIM Đối tượng Lợi ích BIM đem lại + Thể hiện góc nhìn rõ ràng và hỗ trợ ra quyết định chọn Chủ đầu tư lựa các phương án thiết kế và thi công khác nhau + Tiết kiệm thời gian và tối ưu chi phí HVTH: ĐẶNG VÕ TRÂM ANH Trang 11 Chương 2: Tổng quan GVHD: TS. LÊ HOÀI LONG + Dữ liệu về thông tin công trình được đồng bộ để dễ dàng sử dụng trong quản lý vận hành + Lựa chọn phương án thiết kế hiệu quả được đánh giá và xem xét dễ dàng hơn + Tăng năng suất và chất lượng thiết kế, hạn chế xung đột giữa quá trình thiết kế và thi công TVTK + Thực hiện bóc tách khối lượng và lập dự toán nhanh chóng và chính xác hơn + Dễ dàng đánh giá hiệu suất năng lượng giữa các phương án thiết kế, gia tăng tính phát triển bền vững + Việc đưa ra kế hoạch và thực hiện quản lý được triển khai bởi công nghệ mới QLDA + Triển khai quy trình phối hợp giữa các bên trong DAXD nhanh chóng và hiệu quả hơn + Sai sót trong thi công được dự báo trước Nhà thầu thi công + Nguồn lực và nhân lực được tối ưu + Phát hiện và hạn chế các khả năng rủi ro + Tầm nhìn quy hoạch dự án bao quát và trực quan hơn Cơ quan QLNN về + Thời gian nghiên cứu, phê duyệt hồ sơ thẩm tra, cấp xây dựng phép được được rút ngắn + Công tác thanh kiểm tra minh bạch 2.