Phân tích những thách thức của việc triển khai BIM-nD trong quản lý dự án

Phân tích sâu các thách thức và rào cản khi triển khai BIM-nD trong quản lý dự án, từ chi phí, nhân sự đến công nghệ và đề xuất giải pháp tối ưu.

• Tác giả: Lê Đình Trọng Tín
• Người hướng dẫn: Pgs. Đỗ Tiến Sỹ
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Quản lý Xây dựng
• Đề tài: Phân Tích Những Thách Thức Của Việc Triển Khai BIM-nD Trong Quản Lý Dự Án
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Khái Niệm và Tầm Quan Trọng của BIM nD

BIM-nD (Building Information Modeling - nD) là công nghệ mô hình hóa thông tin xây dựng đa chiều, vượt qua 3D truyền thống để bao gồm các yếu tố thời gian (4D), chi phí (5D), quản lý môi trường (6D) và các khía cạnh khác. Trong bối cảnh ngành xây dựng Việt Nam phát triển nhanh chóng, triển khai BIM-nD trở thành xu hướng tất yếu nhằm nâng cao hiệu suất thi công và quản lý vòng đời dự án. Công nghệ này giúp giảm thiểu chi phí, rủi ro, và cải thiện sự phối hợp giữa các bên liên quan. Tuy nhiên, việc áp dụng BIM-nD trong quản lý dự án tại Việt Nam vẫn gặp phải nhiều trở ngại đáng kể, đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các thách thức này để tìm ra giải pháp phù hợp.

1.1. Định Nghĩa BIM nD và Phạm Vi Ứng Dụng

BIM-nD không chỉ dừng lại ở mô hình 3D mà mở rộng thêm các chiều dữ liệu khác. 4D BIM tích hợp lịch trình thi công, 5D BIM thêm thông tin chi phí, còn 6D BIM và cao hơn bao gồm quản lý bền vững, năng lượng và vận hành. Phạm vi ứng dụng BIM-nD trải dài từ thiết kế, xây dựng đến vận hành và bảo trì, hỗ trợ toàn bộ vòng đời dự án xây dựng.

1.2. Lợi Ích Chính của Công Nghệ BIM nD

Triển khai BIM-nD mang lại nhiều lợi ích thiết thực: tối ưu hóa chi phí dự án, giảm xung đột thiết kế, cải thiện giao tiếp giữa các bên, tăng độ chính xác trong lập kế hoạch thi công, và hỗ trợ quản lý dự án hiệu quả hơn. Ngoài ra, BIM-nD giúp tăng cường quản lý bền vững và tuân thủ tiêu chuẩn chất lượng.

II. Các Thách Thức Chính trong Triển Khai BIM nD

Quá trình triển khai BIM-nD tại Việt Nam đối mặt với các thách thức đa chiều. Thứ nhất, thiếu kinh nghiệm về công nghệ BIM là trở ngại lớn, do ngành xây dựng Việt Nam vẫn chủ yếu sử dụng phương pháp truyền thống. Thứ hai, thiếu hụt nhân sự có kỹ năng BIM làm khó quá trình triển khai, vì lực lượng kỹ sư và quản lý viên được đào tạo về BIM còn hạn chế. Thứ ba, chi phí đầu tư cao cho phần mềm, thiết bị, và đào tạo nhân viên là rào cản kinh tế quan trọng, đặc biệt đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Cuối cùng, khó khăn trong chia sẻ thông tin giữa các bên tham gia dự án, cùng với thiếu tiêu chuẩn BIM thống nhất tại Việt Nam, đều tạo thêm phức tạp cho quy trình triển khai.

2.1. Rào Cản Về Nhân Sự và Kỹ Năng

Thiếu hụt nhân sự có kỹ năng BIM là thách thức nổi bật nhất. Ngành xây dựng Việt Nam chưa có đủ chương trình đào tạo BIM bài bản, dẫn đến tình trạng các doanh nghiệp khó tìm kiếm nhân viên có kinh nghiệm triển khai BIM-nD. Ngoài ra, sự chống đối từ những cán bộ có kinh nghiệm dài trong phương pháp truyền thống cũng làm chậm quá trình quản lý dự án hiện đại hóa.

2.2. Rào Cản Về Kinh Tế và Công Nghệ

Chi phí đầu tư cao để mua phần mềm BIM chuyên dụng, cơ sở hạ tầng máy tính mạnh, và chi phí đào tạo nhân viên về BIM-nD đều tạo gánh nặng tài chính. Bên cạnh đó, tính tương thích với phần mềm cũ, cũng như khó khăn trong chia sẻ thông tin giữa các nền tảng khác nhau, làm phức tạp thêm việc triển khai BIM-nD trong các dự án thực tế.

III. Phân Tích Mối Quan Hệ Giữa Các Rào Cản

Các rào cản trong triển khai BIM-nD không tồn tại độc lập mà có mối liên hệ nhân quả chặt chẽ. Phương pháp Fuzzy DEMATEL được sử dụng để xác định mối tương quan giữa các rào cản, cho thấy rằng thiếu kinh nghiệm là yếu tố gốc rễ ảnh hưởng đến các thách thức khác. Khi thiếu kinh nghiệm, các doanh nghiệp khó đánh giá đúng chi phí đầu tư cao cần thiết, và khó xác định đúng nhân sự có kỹ năng cần tuyển dụng. Mặt khác, chi phí đầu tư cao lại cản trở đào tạo nhân viên, tạo thành vòng luẩn quẩn. Phân tích mạng quan hệ các rào cản cho thấy có ba nhóm rào cản chính: tổ chức - quản lý, nhân sự - kỹ năng, và công nghệ - kinh tế. Việc hiểu rõ các mối liên hệ này giúp quản lý dự án tập trung vào giải pháp toàn diện thay vì chỉ giải quyết các vấn đề riêng lẻ.

3.1. Sơ Đồ Mạng Quan Hệ Các Rào Cản

Sơ đồ mạng quan hệ được xây dựng dựa trên kết quả phân tích DEMATEL cho thấy cấu trúc phụ thuộc giữa các rào cản. Thiếu kinh nghiệm và thiếu hụt lãnh đạo nằm ở tâm, có tác động mạnh đến các rào cản khác. Chi phí và nhân sự là những rào cản trung gian, trong khi khó khăn chia sẻ thông tin là rào cản có chịu tác động lớn từ các yếu tố khác, đòi hỏi giải pháp hỗ trợ từ các ngành cản khác.

3.2. Mối Phụ Thuộc Và Tác Động Lẫn Nhau

Phân tích cho thấy thiếu nhu cầu từ khách hàng về BIM làm giảm động lực triển khai BIM-nD, từ đó tác động đến sẵn sàng đầu tư chi phí. Đồng thời, khó khăn cập nhật tiêu chuẩn BIM làm tăng chi phí và độ phức tạp của quản lý dự án. Các mối liên hệ này tạo nên một hệ thống rào cản phức tạp, đòi hỏi giải pháp tích hợp thay vì giải pháp đơn lẻ.

IV. Kiến Nghị và Giải Pháp Thực Hiện

Để vượt qua các thách thức trong triển khai BIM-nD, cần thực hiện các giải pháp toàn diện trên nhiều mặt. Thứ nhất, cần phát triển chương trình đào tạo BIM bài bản tại các trường đại học và trung tâm đào tạo chuyên nghiệp để xây dựng lực lượng nhân sự có kỹ năng BIM đủ mạnh. Thứ hai, chính phủ và các hiệp hội ngành nên hỗ trợ tài chính cho các doanh nghiệp nhỏ và vừa để giảm chi phí đầu tư cao, thông qua các chương trình hỗ trợ hay ưu đãi thuế. Thứ ba, cần xây dựng tiêu chuẩn BIM thống nhất tại Việt Nam, hỗ trợ chia sẻ thông tin hiệu quả và giảm rào cản tương thích giữa các nền tảng. Thứ tư, các doanh nghiệp xây dựng nên bắt đầu với các dự án thí điểm nhỏ để triển khai BIM-nD từng bước, giảm rủi ro và tích lũy kinh nghiệm. Cuối cùng, việc tăng cường nhu cầu thị trường từ khách hàng thông qua quảng bá lợi ích của BIM-nD sẽ tạo động lực mạnh cho việc quản lý dự án hiệu quả hơn.

4.1. Giải Pháp Về Đào Tạo và Nhân Sự

Phát triển chương trình đào tạo BIM toàn diện là ưu tiên hàng đầu. Các trường đại học nên tích hợp BIM-nD vào chương trình đào tạo, cơ sở vật chất nên được đầu tư để dạy kỹ năng BIM thực hành. Ngoài ra, cần thiết lập các chứng chỉ BIM quốc tế để nâng cao kinh nghiệm của nhân viên, đồng thời tạo dựng các hình mẫu lãnh đạo tâm đắc với BIM-nD để dẫn dắt triển khai thành công.

4.2. Giải Pháp Về Chính Sách và Hỗ Trợ Tài Chính

Chính phủ Việt Nam nên ban hành các chính sách hỗ trợ chi phí đầu tư cho các doanh nghiệp áp dụng BIM-nD trong quản lý dự án, đặc biệt là doanh nghiệp nhỏ và vừa. Các chương trình tài chính hoặc ưu đãi thuế có thể giảm gánh nặng kinh tế. Đồng thời, cần xây dựng tiêu chuẩn BIM quốc gia để hỗ trợ chia sẻ thông tin và giảm khó khăn tương thích công nghệ trong các dự án đa bên liên quan.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Trên phạm vi toàn cầu, lĩnh vực xây dựng đã trở thành một ví dụ nổi tiếng về sự không hiệu quả và thiếu sự nhất quán trong việc quản lý các khía cạnh liên quan đến hiệu suất dự án, ví dụ như việc đáp ứng tiến độ của dự án [4]. Bên cạnh đó việc triển khai và quản lý dự án đã đối mặt với nhiều khó khăn trong ngành công nghiệp xây dựng. Điều này phần lớn do các dự án này thường phức tạp, liên quan đến nhiều bên khác nhau, yêu cầu một cách tiếp cận tổng hợp để đảm bảo sự tham gia của mọi bên liên quan. Việc áp dụng công nghệ BIM trong lĩnh vực xây dựng đang đối mặt với một loạt thách thức và khó khăn, gây trì hoãn trong việc triển khai dự án.

Một trong những vấn đề phổ biến là sự lo ngại về hiệu quả của BIM, đặc biệt là đối với người mới sử dụng và sự không hài lòng về kết quả. Tóm lại, các thách thức này có thể được nhận biết và phân loại dựa trên khái niệm cơ bản của BIM để đối phó với các vấn đề kỹ thuật, công nghệ và chính sách. Ngoài ra, vẫn còn nhiều thách thức khác cản trở quá trình áp dụng BIM trong ngành xây dựng. Ở Malaysia, những thách thức quan trọng nhất của việc sử dụng BIM bao gồm chi phí công nghệ cao, thiếu kiến thức về BIM và không có đào tạo về BIM [5].

Tuy nhiên, Hamid và cộng sự. Tương tự, trong ngành xây dựng Ấn Độ, Meganathan và Nandhini (2018) nhận thấy rằng chi phí phần mềm cao, nhu cầu từ khách hàng thấp, kinh nghiệm dự án không đầy đủ, khó khăn khi thay đổi quy trình quản lý, cam kết của lãnh đạo cấp cao không đầy đủ, trách nhiệm pháp lý không rõ ràng và thiếu nhân lực có tay nghề và nhân viên được đào tạo là những thách thức chính của việc chấp nhận BIM [7]. Ở Thụy Điển, những thách thức lớn nhất khi áp dụng BIM bao gồm thay đổi thực tiễn công việc, cung cấp giáo dục và học tập, phát triển định nghĩa BIM chung, đánh giá giá trị kinh doanh của BIM, yêu cầu BIM trong mua sắm, tạo động lực, bao gồm bộ phận bảo trì, tạo vai trò mới và quản lý khả năng tương tác [8]. Tại Ả Rập Saudi, thách thức quan trọng nhất khi giới thiệu BIM là thiếu kiến thức về quy trình áp dụng BIM, thiếu sự hỗ trợ từ các nhà quản lý để chấp nhận 3 những thay đổi trong thực tiễn hiện tại và thiếu các tiêu chuẩn và hướng dẫn thực tế bên cạnh sự thiếu quan tâm của các nhà hoạch định chính sách và chính phủ [9].

Trong ngành xây dựng ở Anh, những thách thức quan trọng khi triển khai BIM là sự thiếu hiểu biết của khách hàng về các yêu cầu đối với mô hình BIM, thiếu phản hồi học hỏi từ các dự án sử dụng BIM và thiếu tích hợp chuỗi cung ứng [10]. Tình trạng áp dụng BIM tại Việt Nam: Vừa qua Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt lộ trình áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng. Cụ thể tại khoản 3 Điều 1 Quyết định 258/QĐ- TTg năm 2023 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt lộ trình áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng. Tuy nhiên, BIM đã được áp dụng tại Việt Nam khoảng 10 năm trước nhưng quá trình phát triển diễn ra tương đối chậm [11].

Phần lớn các công ty xây dựng trong nước có kinh nghiệm chuyên môn hạn chế và kỹ năng quản lý kém [12]. Việc thiếu sự lãnh đạo sáng tạo và việc sử dụng BIM tự phát rộng rãi đã dẫn đến sự phân tán trong việc triển khai BIM [14]. Bất chấp sự thúc đẩy áp dụng BIM, việc triển khai BIM ở Việt Nam thời điểm hiện tại còn hạn chế [14]. Nhiều người còn băn khoăn về cách sử dụng cũng như lợi ích mà nó mang lại.

Vì vậy, các học giả trên thế giới, đặc biệt là ở Việt Nam, lo ngại về khả năng chấp nhận BIM. Các công trình nghiên cứu liên quan đến hành vi áp dụng BIM là một chủ đề tương đối mới nên nghiên cứu về chủ đề này vẫn còn hạn chế [14]. Có nhiều nghiên cứu trước đây đã xác định các thách thức của việc ứng dụng BIM- nD trong quản lý dự án nhưng có ít nghiên cứu nói về mối quan hệ và sự phụ thuộc bên trong của các thách thức. Việc khám phá mối quan hệ và tính phụ thuộc giữa các thách thức trong việc triển khai BIM-nD mang ý nghĩa sâu xa hơn việc chỉ đơn thuần nhận diện các rào cản.

Khi hiểu được cách thức mà một thách thức ảnh hưởng đến những yếu tố khác trong dự án, chúng ta có cơ hội tiếp cận vấn đề một cách tổng thể, giúp xác định được những điểm then chốt nhằm giúp việc can thiệp có thể mang lại hiệu quả đáng kể cho toàn bộ quá trình triển khai. Điều này không chỉ giúp tối ưu hóa nguồn lực, mà còn tạo điều kiện cho việc phát triển các chiến lược triển khai sáng tạo 4 và toàn diện, đồng thời nâng cao khả năng hợp tác giữa các bên liên quan. Quan trọng hơn, qua việc nhận thức rõ ràng về cách các thách thức liên kết với nhau, tổ chức có thể phát hiện ra cơ hội cho sự đổi mới, cải tiến quy trình làm việc và công nghệ, từ đó đẩy mạnh hiệu suất và chất lượng công trình. BIM không chỉ là một công cụ mà còn là một quy trình, yêu cầu sự thay đổi trong tư duy và cách thức làm việc, và việc hiểu sâu sắc các mối quan hệ giữa các thách thức là bước đầu tiên quan trọng để đạt được thành công trong triển khai BIM.

Để phát hiện các rào cản và sự phụ thuộc phức tạp của các chúng, nghiên cứu này sử dụng phương pháp kết hợp giữa phương pháp thử nghiệm và đánh giá quyết định mờ Fuzzy DEMATEL và phân tích mạng xã hội SNA, sự kết hợp này được gọi là FDSNA. DEMATEL tập trung chủ yếu vào việc xác định và phân tích mối quan hệ nhân quả giữa các rào cản, nhưng nó không được thiết kế để xử lý các cấu trúc mạng phức tạp và các mối quan hệ đa chiều trong một hệ thống [35]. SNA có khả năng phân tích các cấu trúc mạng xã hội phức tạp, cho phép hiểu rõ hơn về cách các rào cản tương tác và ảnh hưởng lẫn nhau trong mạng lưới, cũng như là vị trí của rào cản đó trong mạng lưới mạng xã hội [35]. DEMATEL tập trung chủ yếu vào việc xác định FDSNA cho phép nhìn nhận và mô tả các vấn đề phức tạp một cách dễ dàng, qua đó phát hiện được mối quan hệ giữa các rào cản và ảnh hưởng của chúng lẫn nhau.

Hơn nữa, việc sử dụng số mờ tam giác thay vì giá trị rõ ràng giúp đánh giá mức độ ảnh hưởng của các rào cản một cách linh hoạt và toàn diện hơn, mang lại cái nhìn sâu sắc về cách thức mà các yếu tố này tương tác với nhau.3 Mục tiêu của nghiên cứu Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt lộ trình áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng trong quyết định số 258/QĐ-TTg sẽ một phần thúc đẩy mạnh mẽ việc áp dụng BIM tại Việt Nam. Tuy nhiên việc áp dụng BIM lại Việt Nam cũng có nhiều thách thức cần được xem xét. Do đó, bài nghiên cứu này được thiết lập nhằm nghiên cứu những thách thức khiến BIM-nD tại Việt Nam vẫn chưa được áp dụng một cách triệt để và mối tương quan giữa các thách thức. Để đạt được mục tiêu tổng quát trên, mục tiêu chi tiết bao gồm: + Xác định các thách thức trong việc triển khai Bim-nD trong quản lý dự án.

5 + Tìm ra mối tương quan có trọng số của các thách thức bằng cách kết hợp phương pháp đánh giá ra quyết định mờ Fuzzy DEMATEL và thể hiện trực quan chúng bằng sơ đồ mạng xã hội SNA.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Thời gian: Nghiên cứu được triển khai từ tháng 02/2024 tới 06/2024. Tính chất, đặc trưng của đối tượng nghiên cứu: + Đối tượng nghiên cứu: Những thách thức của việc áp dụng BIM-nD trong quản lý dự án. + Đối tượng khảo sát: là các Chủ đầu tư, Nhà thầu xây dựng, Đơn vị tư vấn, người sử dụng BIM. + Loại dự án: Dự án xây dựng dân dụng, công nghiệp, hạ tầng giao thông, thủy lợi.

6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Khái niệm về BIM-nD BIM (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 công trình [15]. BIM mang lại nhiều lợi ích: Nó dự đoán kết quả của một dự án một cách tốt hơn, tăng cường giao tiếp giữa các thành viên trong nhóm trong toàn bộ vòng đời của dự án, giảm thiểu việc làm lại, quản lý rủi ro, bảo trì và vận hành cơ sở xây dựng hiệu quả hơn [16]. Thu thập thông tin trong cơ sở dữ liệu đồng bộ có thể giúp mọi người hoạt động hiệu quả hơn [17]. BIM cho phép xác định xung đột sớm hơn giữa các thành viên của nhóm thiết kế và do đó quản lý nhóm tốt hơn [18].

Các mô hình được làm giàu bằng một loại thông tin nhất định thường được gọi là mô hình nD, trong đó n biểu thị lượng thông tin được sử dụng trong mô hình hay đúng hơn là lượng thông tin được thêm vào chính mô hình. Về mô hình nD, một số nhà nghiên cứu sử dụng nD để mô tả các mức độ trưởng thành khác nhau của BIM [19]. Một số nhà nghiên cứu định nghĩa nD là một phần mở rộng của BIM [20]. BIM-nD mang lại lợi ích đáng kể so với phương pháp truyền thống bằng cách áp dụng mô hình hóa ba chiều (bao gồm chiều cao, chiều dài và chiều rộng) thay vì các bản vẽ 2D.

Sự phát triển từ mô hình 3D cơ bản đến các dạng mở rộng như 4D BIM (thời gian), 5D BIM (chi phí), 6D BIM (vận hành) và 7D BIM (bảo trì) là nhờ sự kết hợp và tích hợp thông tin chi tiết hơn vào mô hình.2 Tác động của BIM-nD đến dự án.1 Lợi ích khi áp dụng BIM-nD trong quản lý xây dựng Cách tiếp cận truyền thống trong thiết kế và thi công chủ yếu dựa trên việc sử dụng bản vẽ 2D. Quản lý, phối hợp và truyền thông dữ liệu thường được tổ chức theo phương pháp này, điều này thường gây ra các lỗi trong thiết kế và các vấn đề không được dự đoán trước khi bắt đầu xây dựng.