CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN DE 1. Giới thiệu chung Ứng dụng công nghệ thông tin trong lĩnh vực quản lý xây dựng đang dân là xu thế phát triển những năm gan đây, và BIM-Building Information Modeling là một vi dụ điển hình. Lợi ích của BIM đối với một dự án xây dựng là hỗ trợ cho các nhà quản lý có cái nhìn tổng thể và đầy đủ thông tin của một dự án xây dựng, từ đó đưa ra những giải pháp tối ưu ngay từ lúc lập kế hoạch và các dữ liệu dự án được thực hiện một cách đồng bộ, lường trước những rủi ro trong suốt vòng đời dự án; ngoài ra còn giúp xây dựng một hệ thong nên tảng giúp duy trì và cập nhật kinh nghiệm thực tế của đơn vị nhà thâu. Trong giai đoạn thi công xây dựng, tùy vào mức độ phức tạp của dự án, luôn an chứa rất nhiều các rủi ro mà nhà thầu khó có thé lường trước, điều nay ảnh hưởng phan lớn đến chất lượng thi công của dự án, khiến cho chi phi và tiến độ dự kiến không phù hợp với chỉ phí, tiễn độ của thực tế.
Để hạn chế điều này, các đơn vị nhà thầu nên có những chiến lược cụ thể nhằm lường trước mọi tình huống cho quá trình vận hành và quản lý thi công, và một trong những phương pháp hỗ trợ tốt cho quá trình ước lượng chi phí tiến độ theo từng ngữ cảnh dự án đó là phương pháp mô phỏng sự kiện rời rạc. Xác định van dé nghiên cứu Việt Nam được cho là đang trong giai đoạn xây dựng và phát triển đất nước mạnh mẽ, các dự án lớn đầu tư vào nước ta ngày càng nhiều song song đó là cạnh tranh ngày càng khắt nghiệt hơn, trước xu thế đây mạnh phát triển công nghệ cao vào lĩnh vực xây dựng như vậy, các công ty nhà thâu hàng đầu Việt Nam như Coteccons, Hòa Bình. cũng không ngoại lệ, các công ty nay đã đây mạnh phát triển công nghệ BIM từ rất sớm trong công tác quản lý và thi công xây dựng trong những năm gần đây, một trong số những công ty đi đầu trong việc áp dụng BIM có thể kế đến là công ty cô phần Xây dựng công nghiệp DESCON (công ty mà học viên đang trực tiếp công tác). Tại đây, mô hình BIM chủ yếu được lập ra phục vụ cho quá trình thiết kế là chủ yếu, và các bản vẽ thiết kế từ mô hình BIM đảm bảo được một số yêu cầu nhất định; còn trong giai đoạn thi công lại là vẫn đề khác: + Việc áp dụng BIM cho ra các bản vẽ biện pháp thi công trực quan và dễ dàng chỉnh sửa khi có thay đổi, + Khối lượng thi công ước lượng được xuất từ BIM hỗ trợ một phần cho công tác lập dự toán tuy nhiên các dữ liệu được chia sẻ theo phương pháp truyền thống đã làm mất đi tính đồng bộ dữ liệu vốn dĩ là bản chất của BIM, + Tiến độ dự án được đưa vào mô hình BIM như một sự bổ sung thông tin về thời gian, tuy nhiên sản phẩm từ quá trình này chủ yếu là các “ảnh chụp” (snap shot) từng thời điểm thi công khác nhau mà không thể hiện được sự vận hành liên tục của các thiết bị khi tham gia thi công, yếu tổ vật ly trong mô phỏng cũng không được xét tới, do đó chưa thực sự đạt tới cấp độ mô phỏng thực tai (visualization).
Các mô hình ma các công ty áp dụng chủ yếu ở phạm vi giai đoạn đấu thầu, va các đối tượng trong mô hình BIM vẫn chưa phản ánh đúng thực chất của BIM mà chỉ ở cấp độ biểu diễn đồ họa 3D nhăm diễn tả ý đồ thi công tong thé là chính, các sản phẩm mô phỏng làm từ BIM hiện nay trong quản lý thi công chủ yếu là các bản vẽ biện pháp thi công, hay các hình chụp minh họa I1 thời điểm nào đó trong sự ước lượng không cụ thể của chuyên gia đó và chưa đúng với thực tế thi công tại công trường. cho BIM; tuy vay, để xây dựng một hệ thống BIM hoàn chỉnh cũng như nguồn lực BIM chất lượng không chỉ là van dé thời gian mà còn đòi hỏi nhiều yếu t6 hơn nữa; sự thành công của BIM nămở tính phối hợp làm việc nhóm giữa các thành viên trong 10 dự án, vẫn đề lập kế hoạch và tính chiến lược hệ thống. và nhiều van dé khác nữa van chưa được xem xét đúng mực. Với tính chất cạnh tranh khốc liệt ngày càng tăng trong môi trường xây dựng như vậy và đặc biệt trong giai đoạn dau thầu, đòi hỏi thời gian thực hiện hồ sơ thầu nhanh chóng, chỉ phí ước tính cho gói thầu phải đảm bảo đồng bộ với biện pháp thi công mà nhà thầu đề ra, ngoài ra tận dụng tối đa được kinh nghiệm của nhà thầu là một loi thé; phân giá trị thặng dư của gói thầu từ đó mà sinh ra.
Đây là giai đoạn vô cùng quan trọng của một gói thâu, vì nếu có sự sai khác giữa chi phí và giải pháp thi công sẽ gây phát sinh, ảnh hưởng rất lớn đến lợi nhuận của đơn vị nhà thầu sau này. Mục tiêu nghiên cứu Từ những thực trạng trên, tác giả đã đề xuất Việc tích hợp thông tin các sự kiện rời rạc vào mô hình BIM và tiễn hành mô phỏng thi công sẽ giúp: - _ Xây dựng cơ sở dữ liệu và mô hình mô phỏng cho dự đoán chi phí - tiến độ thi công, xây dựng phần mềm BIM mở rộng tích hop mô phỏng Stroboscope, - _ Tối ưu trong lựa chọn giải pháp thi công thông qua phần mềm tích hợp, một trường hợp cụ thé được áp dụng, - M6 tả chuyền động thi công và Mô phỏng thực tế ảo nham kiểm soát xung đột trong quá trình thi công. Phạm vi nghiên cứu Thời gian nghiên cứu: từ tháng 11 năm 2015 đến tháng 06 năm 2016 Đối tượng nghiên cứu: Công trình dân dụng va công nghiệp Phạm vi nghiên cứu: Gói thầu thi công xây lắp. 11 CHUONG 2: TONG QUAN Chương 2 tập trung lam rõ một số khái niệm về BIM và mô phỏng sự kiện rời rạc, thực trang ứng dụng công nghệ BIM tại các công ty nhà thầu lớn ở Việt Nam.
Ngoài ra chương này cũng trình bày 1. Các khái niệm cơ bản về mô hình thông tin và mô phỏng 2. Thực trạng BIM tại Việt Nam 3. Các nghiên cứu trước 1.
BIM — Building Information Modeling 1. Tổng quan về “Mô hình thông tin xây dựng” Từ những năm đầu của thập niên 70, công nghệ BIM đã xuất hiện trong ngành xây dựng như một mô hình 3D truyền tải thông tin của công trình đến các nhà quản lý thật đầy đủ. Ngày nay, với sự cạnh tranh cao độ và ngày càng phức tạp của các dự án xây dựng, BIM dang dan thay đổi tư duy trong lĩnh vực xây dựng nói chung, quản lý dự án nói riêng. BIM mang lại cho ngành công nghiệp phức tạp này những cái nhìn mới và tạo động lực thúc đây con người phát triển.
BIM là một dạng mô hình kỹ thuật số lưu trữ toàn bộ thông tin của dự án, là một không gian đa chiều (nD) mà tại đó tất cả các đơn vị từ tư vấn thiết kế, đến nhà thầu thi công hay chủ đầu tư đều có thé cùng tham gia vào mô hình. Đề thực hiện một dự án về BIM đòi hỏi người quản lý phải có những kiến thức chuyên môn cũng như phương pháp quan lý làm việc nhóm nhất định và yếu tố con người là vô cùng quan trọng, Các thành viên trong dự án BIM sẽ phối hợp thực hiện theo một ký luật nhất định. 12 9D Acoustics 8D Maintainablity 1D 2D Document, Drawings 3D 7D INTERGRATED Perpestive Labour : : fia BIM d Conflict Detectives 6D Facility Management 5D Quatity, Cost Hình 2 — Các chiéu thông tin của BIM Mỗi chiều của BIM mô tả một khía cạnh được bổ sung vào mô hình (Hình 2) hỗ trợ cho công tác quản lý ở từng giai đoạn dự án khác nhau. Số lượng các chiều trong BIM là vô cùng (n chiều), tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng và khả năng của dự án.
Ứng dụng BIM trong từng giai đoạn dự án - _ Trong giai đoạn đấu thầu (Tender Stage) Mô hình BIM giúp hỗ trợ quá trình lập hỗ sơ dự thầu đảm bảo nhanh và chính xác, tiễn độ va chi phí gói thầu được ước lượng một cách đồng thời, được tích hop day đủ thông tin của bên mời thầu giúp cho việc dau thầu được diễn ra một cách đồng bộ nhất. “BIM cung cấp các thông tin hình hoc, các mối quan hệ trong không gian (vị tri), khối lượng và các thuộc tính của các cấu kiện xây dựng. Vi vậy, BIM giúp phái triển sự giao tiếp giữa các bên liên quan trong du án”, và càng có thêm nhiều thông tin chia sẽ xuất hiện giữa tư van thiết kế và nhà thầu, cũng như bên cung ứng hơn trước. 1- Công tác đào đất 2- Công tác thi công dai cọc.
3- Thi công bê tông lót đáy bể 4- Thi công đáy bé và đà kiéng 5- Thi công thành bể 6- Thi công lắp đất. Hình 3 — Ung dụng BIM mô tả trình tự thi công bê nước ngâm moi hình ảnh dién ta một thoi diém cua quy trình (sequence) - Trong giai đoạn tiền thi công (Pre-construction Stage): Các giải pháp thi công chỉ tiết cũng như tổ chức trên công trường cân phải được hoạch định chỉ tiết và nhanh chóng, mọi thông tin từ giai đoạn này sẽ được tiếp nhận từ mô hình BIM trong giai đoạn dau thâu va được phát triển chi tiết hơn. Ngoài ra khi kết hợp với bộ phận cung ứng vật tư và thiết bị, mô hình sẽ xuất ra chính xác bảng phân tích vật tư phù hợp giúp nhà thầu kiểm soát tốt chỉ phí. 14 Ứng dụng BIM trong bài toán luân chuyển cốp pha giúp giảm thiểu chỉ phí và đảm bảo kiểm soát được khối lượng công trường.
- _ Trong giai đoạn thi công (Construction Stage) Mô hình BIM hỗ trợ việc kiểm soát tiến độ và chi phí trực tiếp trên công trường thông qua hệ thống lưu trữ đám mây, mô hình BIM được phát triển ở giai đoạn này có thể cung cấp mọi thông tin cần thiết cho việc thi công nhằm đảm bảo mọi sai sót trong truyền đạt thông tin. M6 phỏng trong ngành xây dựng 1. Animation, Simulation & Visualization — một số thuật ngữ trong mô phỏng Animation (Sự chuyển động) là phương pháp thé hiện lại kết quả của một mô phỏng. Animation đòi hỏi một người có kiến thức về sự kiện đó nhăm giải thích cái mà nó đang diễn tả ở đúng một tình huống được mô phỏng.