Tổng quan nghiên cứu

Thị trường xây dựng Việt Nam đang trên đà phát triển mạnh mẽ và khẳng định vai trò trụ cột trong nền kinh tế quốc dân. Theo thống kê của Bộ Xây dựng, chỉ trong 2 quý đầu năm 2021, cả nước đã có 11.463 công trình xây dựng được khởi công. Trước đó, giá trị sản xuất toàn ngành trong nửa đầu năm 2020 ước đạt gần 563,7 nghìn tỷ đồng, đóng góp tỷ lệ phát triển 5,37% vào tăng trưởng chung cả nước. Mặc dù quy mô và số lượng dự án tăng nhanh, năng suất lao động và mức độ số hóa của ngành vẫn còn khoảng cách lớn so với khu vực. Mô hình thông tin công trình (Building Information Modeling – BIM) được xem là công nghệ lõi của cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0 và là nền tảng tất yếu để chuyển đổi số trong lĩnh vực kiến trúc, kỹ thuật và xây dựng (AEC).

Thực tế tại Việt Nam, dù Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 2500/QĐ-TTg phê duyệt Đề án áp dụng BIM trong hoạt động xây dựng và quản lý vận hành công trình, việc áp dụng BIM trong các tổ chức xây dựng (TCXD) vẫn mang tính tự phát, tập trung chủ yếu ở khối tư nhân hoặc các dự án có vốn đầu tư nước ngoài. Hầu hết các đơn vị vẫn chỉ ứng dụng BIM như một công cụ dựng hình 3D rời rạc thay vì một môi trường dữ liệu cộng tác dùng chung. Xuất phát từ thực trạng đó, đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý Xây dựng của học viên Đặng Võ Trâm Anh (Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP. Hồ Chí Minh), dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Lê Hoài Long, đã tập trung giải quyết bài toán cấp thiết: "Đề xuất mô hình thúc đẩy chuyển đổi áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong ngành xây dựng Việt Nam".

Nghiên cứu được triển khai trong thời gian 6 tháng (từ tháng 09/2022 đến tháng 12/2022) với 5 mục tiêu cốt lõi:

  1. Xác định toàn diện các rào cản và thách thức khi triển khai BIM.
  2. Thiết lập mô hình động lực thúc đẩy gồm 7 thành phần dưới góc nhìn định hướng của cấp quản lý ngành.
  3. Nhận diện và chuẩn hóa 18 nhu cầu hỗ trợ thiết thực của các tổ chức xây dựng (WHAT).
  4. Xác định 15 giải pháp can thiệp của cơ quan quản lý ngành (HOW).
  5. Ứng dụng mô hình Triển khai Chức năng Chất lượng (QFD) để đánh giá, lượng hóa và xếp hạng các giải pháp HOW tối ưu nhất.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học giúp cơ quan quản lý nhà nước hoạch định chính sách trúng đích, đồng thời hỗ trợ các doanh nghiệp rút ngắn thời gian chuẩn bị chuyển đổi số, hướng tới mục tiêu tối ưu hóa 15% đến 25% chi phí vòng đời dự án và giảm thiểu tối đa các xung đột kỹ thuật trong thi công.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết quản lý dự án hiện đại, lý thuyết chuyển đổi số và công cụ kỹ thuật chất lượng:

  • Khái niệm và bản chất của BIM: Theo Viện Khoa học Xây dựng Quốc gia Hoa Kỳ (NIBS, 2015), BIM là sự hiển thị kỹ thuật số của các đặc tính vật lý và chức năng của công trình, đóng vai trò nguồn tài nguyên tri thức chia sẻ xuyên suốt vòng đời từ sơ khai đến phá dỡ. Tại Việt Nam, Quyết định số 1057/QĐ-BXD (2017) định nghĩa BIM là tiến trình tạo dựng và sử dụng mô hình thông tin kỹ thuật số phục vụ các công tác từ thiết kế, thi công đến quản lý vận hành. BIM chuyển đổi toàn bộ quy trình giấy tờ truyền thống (2D CAD, bảng tính) sang quy trình làm việc tích hợp đa chiều.
  • Mô hình động lực thúc đẩy chuyển đổi áp dụng BIM: Tác giả đã tổng hợp và đề xuất khung mô hình gồm 7 thành phần động lực tương hỗ: Lợi ích (Benefits), Nhận thức về BIM (Awareness), Nền tảng hỗ trợ (Platform), Giáo dục (Education), Tự đánh giá (Self-assessment), Chia sẻ (Sharing), và Kiểm chuẩn (Benchmarking). Khung mô hình này tạo tiền đề kết nối trực tiếp giữa nhu cầu thực tế của doanh nghiệp và vai trò dẫn dắt của nhà nước.
  • Mô hình Triển khai Chức năng Chất lượng (Quality Function Deployment – QFD): Được phát triển bởi Giáo sư Shigeru Mizuno và Yoji Akao tại Nhật Bản vào cuối thập niên 1960. Trọng tâm của QFD là "Ngôi nhà chất lượng" (House of Quality – HoQ), một ma trận chuyển hóa có hệ thống các tiếng nói của khách hàng / nhu cầu thực tế (WHAT) thành các thông số kỹ thuật / giải pháp quản lý chuyên ngành (HOW) thông qua việc phân tích trọng số và độ tương quan kỹ thuật.

Phương pháp nghiên cứu

Quy trình nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa phân tích định tính và định lượng đa giai đoạn:

  • Nguồn dữ liệu thứ cấp và sơ cấp: Thu thập tổng quan tài liệu học thuật từ hơn 20 năm (giai đoạn 2000 – 2022) trên các cơ sở dữ liệu khoa học quốc tế uy tín gồm ASCE Library, ScienceDirect, Taylor & Francis Online, Emerald và Google Scholar thông qua các bộ từ khóa chuyên sâu. Dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua 2 đợt khảo sát phỏng vấn chuyên gia trực tiếp bằng bảng câu hỏi có cấu trúc chuẩn hóa.
  • Quy mô và phương pháp chọn mẫu: Nghiên cứu áp dụng phương pháp lấy mẫu phi xác suất (lấy mẫu thuận tiện chuyên gia). Tiêu chí lựa chọn chuyên gia khắt khe: có từ 3 năm kinh nghiệm trong ngành trở lên, có hiểu biết chuyên sâu về BIM và giữ vị trí quản lý cấp phòng, giám đốc hoặc chuyên gia cấp cao tại các tổ chức xây dựng hoặc cơ quan quản lý nhà nước:
    • Khảo sát đợt 1: Phỏng vấn sâu 10 chuyên gia đầu ngành (BIM Manager, Tổng Giám đốc, Phó Tổng Giám đốc, Trưởng ban Quản lý dự án với thời gian công tác từ 3 đến 20 năm, trong đó 80% có trên 10 năm kinh nghiệm) nhằm sàng lọc, kiểm định tính hợp lý của 18 nhu cầu WHAT và 15 giải pháp HOW.
    • Khảo sát đợt 2: Tiến hành đánh giá ma trận QFD cùng 3 chuyên gia cấp cao gồm Giám đốc và các Trưởng phòng kỹ thuật có từ 12 đến 20 năm kinh nghiệm trực tiếp quản lý các dự án áp dụng BIM.
  • Phương pháp phân tích dữ liệu: Sử dụng thống kê mô tả để phân tích dữ liệu khảo sát đợt 1. Tại ma trận HoQ, tác giả áp dụng đồng thời 3 phương pháp tính toán trọng số kỹ thuật: phương pháp Akao (tính toán tuyến tính truyền thống), phương pháp Lyman (chuẩn hóa tỷ trọng) và phương pháp Wasserman (tích hợp ma trận tương quan giữa các HOW) nhằm bảo đảm tính khách quan, triệt tiêu sai số chủ quan và xác lập độ tin cậy tuyệt đối cho bảng xếp hạng ưu tiên.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tổng hợp 23 rào cản cốt lõi chia thành 5 nhóm chính: Qua tổng quan tài liệu và thực chứng tại Việt Nam, nghiên cứu đã nhận diện 23 rào cản lớn thuộc các nhóm: Nhận thức (thiếu nhận thức đầy đủ, tâm lý ngại thay đổi), Lợi ích (chi phí ban đầu quá cao, chưa thấy rõ ROI), Cơ cấu tổ chức (thiếu quy trình chuẩn, thiếu nhân sự có kỹ năng), Nguồn lực (thiếu chương trình đào tạo, phần mềm phức tạp), và Pháp lý (thiếu hành lang tiêu chuẩn thống nhất, bất cập về quyền sở hữu trí tuệ và bảo mật dữ liệu).
  2. Xác lập hệ thống 18 nhu cầu thiết yếu của các tổ chức xây dựng (WHAT): Được phân bổ theo 7 nhóm động lực, tiêu biểu như: Nhu cầu ban hành hướng dẫn chi tiết về chi phí BIM; Nhu cầu có khung tiêu chuẩn quy trình thống nhất toàn quốc; Nhu cầu xây dựng nền tảng thư viện cấu kiện chung; Nhu cầu đào tạo và cấp chứng chỉ nghề nghiệp chuẩn hóa; Nhu cầu có bộ công cụ tự đánh giá mức độ trưởng thành BIM và công cụ kiểm chuẩn (benchmarking) so với mặt bằng chung của ngành.
  3. Định hình 15 giải pháp chiến lược của cơ quan quản lý ngành (HOW): Tập trung vào hoàn thiện cơ chế chính sách, thành lập cổng thông tin số hóa quốc gia, xây dựng quy chuẩn kinh tế - kỹ thuật cho BIM, tổ chức các hội thảo chuyên đề chuyển giao công nghệ, và ban hành lộ trình áp dụng BIM bắt buộc theo từng nhóm quy mô dự án.
  4. Kết quả lượng hóa mức độ ưu tiên từ ma trận QFD: Phân tích ma trận quan hệ giữa WHAT và HOW qua 3 phương pháp Akao, Lyman và Wasserman cho thấy sự đồng thuận cao về các nhóm giải pháp mang tính đòn bẩy. Các giải pháp liên quan đến việc "Ban hành tiêu chuẩn - quy chuẩn kỹ thuật đồng bộ", "Xây dựng cổng dữ liệu/nền tảng kết nối BIM quốc gia" và "Thiết lập khung chi phí quản lý BIM minh bạch" luôn đạt điểm trọng số tuyệt đối vượt trội (chiếm trên 40% tổng điểm số tác động toàn hệ thống).

Thảo luận kết quả

Kết quả phân tích hoàn toàn tương đồng với các nghiên cứu quốc tế tại Trung Quốc (Zhou và cộng sự, 2019; Jin và cộng sự, 2017), Ấn Độ (Ahuja và cộng sự, 2020) và Malaysia (Khoshfetrat và cộng sự, 2020), khi khẳng định rằng động lực chuyển đổi số xây dựng không thể chỉ dựa vào nỗ lực đơn lẻ của từng doanh nghiệp mà bắt buộc phải có sự dẫn dắt từ cơ quan quản lý nhà nước.

Tại Việt Nam, các văn bản như Quyết định 2500/QĐ-TTg, Quyết định 1057/QĐ-BXD, Quyết định 347/QĐ-BXD và Quyết định 348/QĐ-BXD đã tạo ra bước đệm ban đầu. Tuy nhiên, khoảng trống lớn nhất hiện nay nằm ở việc thiếu các tiêu chuẩn định mức chi phí rõ ràng và cơ chế chia sẻ dữ liệu liên thông.

Về mặt biểu diễn dữ liệu, toàn bộ mối liên kết phức tạp giữa 18 WHAT và 15 HOW được mô hình hóa trực quan qua bảng ma trận Ngôi nhà chất lượng (HoQ). Trong đó, phần thân ma trận thể hiện mức độ tác động (Mạnh = 9, Trung bình = 3, Yếu = 1), phần mái (Roof) phản ánh mối tương quan hỗ trợ hoặc triệt tiêu giữa các giải pháp HOW, và hàng đáy thể hiện điểm số trọng số tuyệt đối và bảng xếp hạng thứ tự ưu tiên. Biểu đồ hình cột so sánh kết quả giữa 3 thuật toán Akao, Lyman và Wasserman đã chứng minh tính ổn định cao của nhóm giải pháp thể chế và nền tảng số.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả đánh giá ma trận QFD, nghiên cứu đưa ra 4 nhóm giải pháp trọng tâm nhằm thúc đẩy việc áp dụng BIM trong thực tiễn:

  1. Ban hành hệ thống quy chuẩn kỹ thuật và khung định mức chi phí BIM quốc gia:

    • Hành động: Bộ Xây dựng chủ trì rà soát, ban hành thông tư hướng dẫn chi tiết phương pháp xác định chi phí áp dụng BIM trong tổng mức đầu tư dự án và dự toán xây dựng công trình.
    • Mục tiêu định lượng: Đạt 100% dự án đầu tư công nhóm A và nhóm B áp dụng bắt buộc BIM từ năm 2024 theo đúng lộ trình của Chính phủ.
    • Timeline: Hoàn thành trong giai đoạn 2023 – 2025.
    • Chủ thể thực hiện: Bộ Xây dựng, Bộ Tài chính phối hợp cùng các Ban Quản lý dự án chuyên ngành.

  2. Xây dựng và vận hành Nền tảng số hóa quản lý BIM dùng chung (National BIM Platform):

    • Hành động: Thiết lập cổng thông tin điện tử tích hợp kho thư viện đối tượng BIM mở, bộ công cụ tự đánh giá năng lực số và cơ sở dữ liệu kiểm chuẩn ngành.
    • Mục tiêu định lượng: Kết nối tối thiểu 70% các doanh nghiệp xây dựng trên toàn quốc tham gia chia sẻ kinh nghiệm và sử dụng tài nguyên số chuẩn hóa.
    • Timeline: Triển khai thử nghiệm 2024, vận hành chính thức toàn quốc từ năm 2026.
    • Chủ thể thực hiện: Cục Quản lý Hoạt động Xây dựng, Trung tâm Thông tin (Bộ Xây dựng) và các Hiệp hội nghề nghiệp.

  3. Chuẩn hóa chương trình đào tạo và cấp chứng chỉ năng lực hành nghề BIM:

    • Hành động: Cập nhật khung giáo trình BIM đồng bộ vào chương trình đào tạo đại học/sau đại học chuyên ngành xây dựng và tổ chức các khóa bồi dưỡng ngắn hạn chuyên sâu.
    • Mục tiêu định lượng: Đào tạo trên 5.000 kỹ sư, kiến trúc sư và cán bộ quản lý dự án đạt chuẩn kỹ năng BIM cấp quốc gia.
    • Timeline: Giai đoạn 2023 – 2026.
    • Chủ thể thực hiện: Các trường đại học khối kỹ thuật (Đại học Bách Khoa, Đại học Xây dựng) phối hợp cùng Tổng hội Xây dựng Việt Nam.

  4. Thiết lập chính sách ưu đãi tài chính và hỗ trợ đầu tư công nghệ:

    • Hành động: Đề xuất gói hỗ trợ tín dụng, giảm thuế thu nhập doanh nghiệp hoặc trợ cấp chi phí mua bản quyền phần mềm BIM ban đầu cho các nhà thầu vừa và nhỏ.
    • Mục tiêu định lượng: Hỗ trợ tài chính từ 10% đến 15% tổng chi phí đầu tư thiết bị và phần mềm trong 2 năm đầu chuyển đổi.
    • Timeline: Giai đoạn 2024 – 2027.
    • Chủ thể thực hiện: Bộ Kế hoạch và Đầu tư, Ngân hàng Nhà nước và Bộ Xây dựng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn và học thuật đa chiều cho 4 nhóm đối tượng chính:

  • Cơ quan Quản lý Nhà nước và Nhà hoạch định chính sách: Cung cấp cơ sở khoa học định lượng từ mô hình QFD để xác định thứ tự ưu tiên khi ban hành các thông tư, quy chuẩn, đề án chuyển đổi số ngành xây dựng, tránh dàn trải nguồn lực công.
  • Ban Giám đốc và Lãnh đạo các Doanh nghiệp Xây dựng (Chủ đầu tư, Tổng thầu EPC): Sử dụng mô hình động lực 7 thành phần để xây dựng chiến lược chuyển đổi số nội bộ, tối ưu hóa chi phí đầu tư công nghệ và tái cấu trúc quy trình quản lý dự án theo tiêu chuẩn BIM.
  • Giám đốc BIM (BIM Manager), Kỹ sư Quản lý dự án và Tư vấn thiết kế: Nắm bắt các tiêu chí đánh giá năng lực, cách thức thiết lập môi trường dữ liệu chung (CDE) và phương pháp phối hợp liên ngành giúp giảm thiểu lỗi thiết kế và sai sót tại công trường.
  • Giảng viên, Nghiên cứu sinh và Học viên cao học ngành Quản lý Xây dựng: Làm tài liệu tham khảo chuyên sâu về phương pháp luận nghiên cứu kết hợp giữa khảo sát chuyên gia và mô hình kỹ thuật chất lượng QFD trong việc giải quyết các bài toán quản lý vĩ mô.

Câu hỏi thường gặp

Mô hình QFD mang lại lợi thế gì vượt trội trong việc giải quyết bài toán áp dụng BIM?
Mô hình QFD giúp chuyển hóa các nhu cầu định tính, rời rạc của doanh nghiệp (WHAT) thành các giải pháp kỹ thuật định lượng, có tính khả thi cao của cơ quan quản lý (HOW). Bằng cách tích hợp ma trận tương quan và kiểm chứng qua 3 thuật toán Akao, Lyman và Wasserman, QFD giúp triệt tiêu cảm tính và xác định chính xác giải pháp có tác động lan tỏa lớn nhất.

Các rào cản lớn nhất đối với việc ứng dụng BIM tại Việt Nam hiện nay là gì?
Nghiên cứu đã chỉ ra 23 rào cản, trong đó 3 rào cản lớn nhất là: chi phí đầu tư ban đầu về phần mềm/phần cứng cao; thiếu khung tiêu chuẩn và hành lang pháp lý đồng bộ về định mức chi phí; sự thiếu hụt nguồn nhân lực có kỹ năng chuyên môn sâu về mô hình hóa và phối hợp dữ liệu BIM.

Bảy thành phần trong mô hình động lực thúc đẩy BIM gồm những gì?
Mô hình gồm: Lợi ích (nhận diện ROI và giá trị gia tăng), Nhận thức (thay đổi tư duy quản trị), Nền tảng (hạ tầng dữ liệu số kết nối), Giáo dục (đào tạo kỹ năng thực chiến), Tự đánh giá (đo lường độ trưởng thành nội bộ), Chia sẻ (trao đổi tri thức dự án) và Kiểm chuẩn (so sánh năng lực với mặt bằng ngành).

Nhà nước giữ vai trò cụ thể nào trong quá trình chuyển đổi số BIM?
Nhà nước giữ vai trò kiến tạo thông qua 3 trụ cột: thiết lập hành lang pháp lý bắt buộc theo lộ trình; ban hành hệ thống định mức chi phí chuẩn; và tài trợ xây dựng nền tảng dữ liệu số quốc gia, cung cấp thư viện mở phục vụ các tổ chức xây dựng.

Doanh nghiệp xây dựng quy mô vừa và nhỏ nên bắt đầu áp dụng BIM như thế nào?
Doanh nghiệp nên bắt đầu bằng việc tự đánh giá năng lực hiện có theo mô hình động lực, lựa chọn thí điểm trên một dự án quy mô nhỏ, tập trung đào tạo đội ngũ hạt nhân từ 2 đến 3 nhân sự nòng cốt, và tận dụng các hướng dẫn chi tiết theo Quyết định 347/QĐ-BXD để chuẩn hóa quy trình trước khi đầu tư mở rộng.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện 23 rào cản cốt lõi cản trở quá trình áp dụng BIM tại Việt Nam, phân loại rõ ràng thành 5 nhóm nhân tố chính.
  • Thiết lập thành công mô hình động lực chuyển đổi số BIM gồm 7 thành phần tương hỗ, tạo cầu nối trực tiếp giữa tổ chức xây dựng và cơ quan quản lý ngành.
  • Nhận diện và chuẩn hóa danh mục 18 nhu cầu của doanh nghiệp (WHAT) cùng 15 giải pháp can thiệp của nhà nước (HOW).
  • Ứng dụng xuất sắc ma trận Ngôi nhà chất lượng (QFD) với 3 phương pháp tính toán chuyên sâu để lượng hóa và xác lập thứ bậc ưu tiên cho các chính sách hành động.
  • Khẳng định giải pháp hoàn thiện thể chế, ban hành định mức chi phí và xây dựng nền tảng số quốc gia là những đòn bẩy cấp thiết nhất giai đoạn 2023 – 2030.

Để hiện thực hóa mục tiêu chuyển đổi số toàn diện ngành xây dựng, các cơ quan quản lý nhà nước và cộng đồng doanh nghiệp cần nhanh chóng phối hợp triển khai các khuyến nghị chính sách nêu trên. Quý độc giả và các nhà nghiên cứu quan tâm có thể tham khảo toàn văn luận văn thạc sĩ của tác giả Đặng Võ Trâm Anh tại Thư viện Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP. Hồ Chí Minh để khai thác chi tiết hệ thống ma trận và số liệu tính toán chuyên sâu.