Nghiên cứu ứng dụng mô hình thông tin xây dựng (bim) vào doanh nghiệp xây lắp áp dụng tại công ty cổ phần vinaconex 25

MỞ ĐẦU Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ thông tin, việc trao đổithông tin, lưu trữ dữ liệu đã được thực hiện nhanh hơn, đầy đủ hơn.Tuy nhiên, hiện vẫn tồn tại nhiều bất cập tron

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN

LÊ NGỌC ĐIỆP

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THÔNG TIN XÂY DỰNG (BIM) VÀO DOANH NGHIỆP XÂY LẮP ÁP DỤNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN VINACONEX 25

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng

Mã số: 8580201

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

ĐÀ NẴNG - 2020

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG

ĐẠI HỌC DUY TÂN

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THẾ DƯƠNG

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Luận văn sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận văn Thạc sĩtại Trường Đại học Duy Tân vào hồi giờ ngày thángnăm 2020

CÓ THỂ TÌM HIỂU LUẬN VĂN TẠI THƯ VIỆN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN

MỞ ĐẦU

Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ thông tin, việc trao đổithông tin, lưu trữ dữ liệu đã được thực hiện nhanh hơn, đầy đủ hơn.Tuy nhiên, hiện vẫn tồn tại nhiều bất cập trong thực hiện do thiếuđồng bộ vì có nhiều đơn vị cùng tham gia vào dự án và mỗi đơn vị

sử dụng một công cụ, phương pháp khác nhau Do đó, việc thốngnhất quy trình, quy định về quản lý dữ liệu, phương pháp triển khai,cũng như trao đổi thông tin giữa các bộ môn, giữa các đơn vị thamgia vào dự án là một yêu cầu thực tế và trở nên cấp bách đối với các

dự án lớn, phức tạp

BIM – Building information Modelling/ Management (mô hìnhthông tin công trình/ hay là quản lý thông tin công trình) là một quytrình hiện đại và được coi là đầy đủ nhất cho đến thời điểm hiện tạicho phép xử lý được các bất cập nêu trên Nghiên cứu để hiểu, đánhgiá hiệu quả cũng như khả năng triển khai, áp dụng vào thực tế sảnxuất của ngành xây dựng cũng như đề xuất phù hợp với thực tế củadoanh nghiệp xây lắp cụ thể là một yêu cầu cấp thiết về mặt thực tiễn

và khoa học

Tìm hiểu về quy trình quản lý dự án theo mô hình thông tin côngtrình, các yêu cầu và khả năng áp dụng, triển khai vào trong thực tiễnngành xây dựng phù hợp với điều kiện kinh tế, xã hội Việt Nam.Ngoài ra, trong đề tài này, tác giả mong muốn xây dựng một đề ánứng dụng BIM cho doanh nghiệp thi công xây lắp một cách khả thi,phù hợp và đem lại hiệu quả thiết thực cho một doanh nghiệp cụ thể

Nghiên cứu tài liệu trong và ngoài nước, tìm hiểu các hệ thống đã

áp dụng, phân tích các điều kiện tại doanh nghiệp để đề xuất quytrình BIM phù hợp tại Công ty Cổ phần Vinaconnex 25

Đề tài gồm phần mở đầu, phần kết luận và 3 chương chính có cácnội dung sau:

Chương 1: Tổng quan về BIM;

Chương 2: Nghiên cứu triển khai BIM vào doanh nghiệp thi công xâylắp;

Chương 3: Đề xuất phương án áp dụng BIM vào Công ty Cổphần Vinaconex 25

Quy trình BIM với khái niệm ban đầu tập trung cho vấn đề

Modeling – Mô phỏng thông tin, được đề xuất đổi/ bổ sung khái niệm theo nghĩa Management – Quản lý thông tin xây dựng Theo

thuật ngữ này, thông tin là quan trọng hơn mô hình, khái niệm nàygiúp chúng ta tiếp cận BIM tổng quan hơn

ÍCH TỪ ỨNG DỤNG BIM

Một trong những lợi ích chính của BIM là có được nguồn thôngtin đáng tin cậy từ sớm để đưa ra quyết định sáng suốt hơn, các phầnmềm mô phỏng sự cộng tác của các nhà thầu phụ để đảm bảo sựchính xác của tiến độ, phát hiện các xung đột, điều chỉnh các bất hợp

lý trong việc xây dựng tiến độ

BIM tích hợp các thiết bị thông minh giúp chúng ta quản lý hiệuquả hơn Các rủi ro công trường được giảm thiểu Việc tiếp nhận tàiliệu từ các nhà thầu, chủ đầu tư nhanh hơn

4Cùng với dự phát triển của công nghệ điện toán đám mây, cácnhà quản lý có thể điều hành dự án từ xa qua môi trường máy tính

ảo (virtual desktop environment – VDE) Chủ đầu tư phê duyệtthiết kế qua môi trường này

Nguyên tắc của BIM là lấy thông tin từ một nguồn duy nhất(One Source of Information), tránh được sai lầm thường gặp làtriển khai thi công theo bản vẽ cũ BIM có thể được xem là trungtâm chia sẻ, trao đổi, quản lý, ban hành dữ liệu (Hình 2-1)

Hình 2-1 So sánh khác nhau trong tương tác giữa mô hình truyền

thống (trái) và BIM (phải).

Với mô hình 3D, các bên tham gia dự án sẽ dễ dàng trình bày

ý tưởng, quan điểm của mình trong các cuộc họp trực tuyến khá phổbiến hiện nay, các quyết sách sẽ được các Lãnh đạo cấp cao thôngqua nhanh chóng nhờ vào sự thấu hiểu về dự án

Việc sử dụng các tài liệu kỹ thuật số giúp giảm chi phí in ấn,vận chuyển

Theo National Institute of Building Sciences, Smart Market Report 2008 [1] chi phí phí vận hành dự án chiếm đến 85% so với

5chi phí cả vòng đời của dự án Ứng dụng BIM, toàn bộ thông tin hìnhhọc và không hình học đề có thể được cập nhật đầy đủ vào 01 nguồn

dữ liệu để bàn giao Chủ đầu tư vận hành

Hình 1-2 Giá trị vòng đời của dự án, trích dẫn từ tài liệu [2].

VĂN BẢN PHÁP

LÝ VỀ ỨNG DỤNG BIM TẠI VIỆT NAM

Quyết định số 2500/ QĐ - TTg của ngày 22/12/2016 Phê duyệt

Đề án áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt độngxây dựng và quản lý vận hành công trình, Thông tư 06/2016/TT-BXD ngày 10/3/2016 hướng dẫn xác định và quản lý chi phí đầu tưxây dựng đã đề cập đến việc tính chi phí ứng dụng BIM…

NGỮ 3D BIM: mô hình hình học ba chiều.

4D BIM: là mô hình 3D bổ sung thêm yếu tố thời gian.

5D BIM: là mô hình 4D BIM tích hợp thêm yếu tố chi phí và

hao phí, được ứng dụng để lập dự toán, kiểm soát chi phí

6D BIM: là một nâng cấp của mô hình 5D BIM, kiểm soát thêm

yếu tố năng lượng trong và ngoài công trình

7D BIM: là mô hình BIM tích hợp thêm thông tin về các thiết bị

được sử dụng trong công trình với độ chi tiết cao hỗ trợ bảo trì bảodưỡng trong quá trình vận hành của công trình

HÌNH ỨNG DỤNG BIM TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.3.2 Tình hình ứng dụng BIM trên thế giới [3]

Các nước tiên tiến trên thế giới như Bắc Âu, Anh Quốc, Hà Lan,Đan mạch đã có tiêu chuẩn áp dụng BIM và bắt buộc áp dụng

2.3.2 Tình hình ứng dụng BIM tại Việt Nam

Các Tổ chức tại Việt Nam đã nhận ra các lợi ích từ áp dụng BIM,một số doanh nghiệp đã áp dụng trong thiết kế, diễn họa 3D, phân tíchxung đột, nhưng việc áp dụng chưa đồng bộ

3.3.2 Khó khăn trong ứng dụng BIM vào doanh nghiệp thi công xây lắp tại Việt Nam

Thiếu nguồn nhân lực ứng dụng BIM, đặc biệt là nhân sự quản lýBIM, có kinh nghiệm, am hiểu Quy trình, biết tổ chức, phối hợp các

bộ môn

4.3.2 Áp dụng BIM vào các dự án theo hình thức truyền thống Thiết kế - Đấu thầu - thi công mà dữ liệu đầu vào chưa có mô hình 3D

5.4.1 Giai đoạn Đấu thầu

Hình 2-3 Lưu đồ phát triển mô hình từ bản vẽ 2D để áp dụngBIM vào dự án.

Hình 2-3 Lưu đồ phát triển mô hình từ bản vẽ 2D để áp dụng BIM.

Dự toán: Sau khi phát triển mô hình, các phần mềm 3D có thể

kết xuất khối lượng tính xác tuyệt đối cho khối lượng cấu kiện đãdựng mô hình, để nhà thầu xác định giá thành tốt nhất Hình 2-4 là ví

dụ kết quả xuất các thông tin cửa đi trên phần mềm Revit

Hình 2-4 Xuất số lượng, kích thước cửa đi từ mô hình.

Mô tả tổng mặt bằng thi công: Nhà thầu có thể sử dụng mô hình

để mô tả Tổng mặt bằng thi công công trường, để Chủ đầu tư hiểu rõviệc bố trí mặt bằng, phương án an toàn lao động của nhà thầu (Hình2-5)

Hình 2-5 Mô tả hoạt đông công trường bằng mô hình 3D.

5.4.2 Triển khai thi công

Triển khai mô hình của Nhà thầu: Hình 2-5 mô tả các bước

triển khai mô hình trước khi triển khai thi công

Hình 2-5 Lưu đồ phát triển xây dựng mô hình triển khai thi công.

Kiểm tra mô hình, phát hiện xung đột: (Hình 2-6) thể hiện kết

Xác nhậ n

Hình 2-6 Kiểm tra xung đột và ban hành kết quả[6]

Triển khai phê duyệt mô hình thi công: Lưu đồ đề xuất phê duyệt

mô hình trong quá trình xây dựng theo (Hình 2-7

Hình 2-7 Lưu đồ phê duyệt mô hình.

Mô hình các bước thực hiện (4D): Ví dụ Hình 2-6.

Hình 2-6 Mô tả các bước thi công [6].

Kiểm soát chi phí: Bộ phận kiểm soát chi phí tại công trường

trích xuất khối lượng từ mô hình 3D yêu cầu vật tư Bộ phận kiểmsoát chi phí tại Công ty cũng kiểm tra khối lượng qua mô hình

Triển khai thi công trên công trường: Mô hình BIM giúp tăng

năng suất lao động, tọa độ trong mô hình được kết xuất sang các thiết

bị trắc đạc để quản lý và triển khai trên thực địa Mô hình 3D có thểchuyển sang Thiết bị di động giúp việc kiể tra dễ dàng hơn

Cấu kiện đúc sẵn: Mô hình BIM được kết xuất chi tiết để đặt

hàng cấu kiện đúc sẳn như: Tấm tường, tấm trang trí (Hình 2-7)

Hình 2-7 Thi công cấu kiện đúc sẵn qua các công đoạn Thiết kế - Sản

xuất – Lắp dựng.

5.4.3 Hoàn công: hoàn chỉnh mô hình sau khi thi công để bàn

giao chủ đầu tư vận hành.

Trong quá trình triển khai, các thông tin về vật liệu, vị trí, xuất

xứ sản phẩm, hướng dẫn sử dụng sẽ được cập nhật vào mô hình Đơn

vị vận hành có thể trích xuất để kiểm tra khi có sự cố Hình 2-8 minhhọa cách trích thông tin cửa chống cháy

Hình 2-8 Người dùng lấy thông tin từ mô hình [7]

5.3.2 Áp dụng BIM vào các dự án đấu thầu có yêu cầu ứng

dụng BIM, dự án tổng thầu thiết kế - thi công

Khác với truyền thống, các dự án có yêu cầu sử dụng BIM,Chủ đầu tư ban hành Hồ sơ yêu cầu thông tin, Nhà thầu phải nộp bản

Kế hoạch triển khai BIM

5.5.1 Hồ sơ yêu cầu thông tin

Hồ sơ yêu cầu thông tin (Employer’s Information

14Requirement, viết tắt EIR) là các yêu cầu của Chủ đầu tư trong Hồ sơ

mời thầu Nội dung Hồ sơ yêu cầu thông tin xác định yêu cầu cụ thể

việc ứng dụng BIM cho công trình dự kiến, bắt buộc các bên thamgia dự án đồng ý, cam kết thực hiện ngay từ khi bắt đầu dự án như:nội dung ứng dụng BIM, mục tiêu của Chủ đầu tư, các phần mềm,tiêu chuẩn áp dụng

Bảng 2-1 Các nội dung cơ bản của Hồ sơ yêu cầu thông tin EIR.

Quản lý hệ thống Vai trò và trách nhiệm các

bên tham gia

Quản lý về trao đổi dữliệu

Thử nghiệm phối hợp Giao thức đặt tên Đánh giá khả năng triển

khai BIMPhối hợp Môi trường dữ liệu chung Yêu cầu về kiến thức và

kỹ năng

Bộ phận công trình Ứng dụng BIM Yêu cầu về nguồn lựcMức độ phát triển

Môi trường dữ liệu chung: Chủ đầu tư thống nhất các quy định

trong phân tách cấu trúc lưu trữ dữ liệu và quyền sử dụng các thưmục chứa dữ liệu (phân quyền) Nhà thầu sẽ phản hồi đáp ứng và

giải pháp trong Kế hoạch thực hiện BIM.

Bảng 2-2 Môi trường dữ liệu chung.

S: Sửa; Đ: Đọc; K: Không vào

của chủ đầu tư Đ S Đ Đ Đ Đ S ĐCác tài liệu khác Đ S Đ Đ Đ Đ S Đ

của chủ đầu tư Đ Đ S Đ Đ Đ S ĐCác tài liệu khác Đ Đ S Đ Đ Đ S Đ

…

5.5.2 Kế hoạch triển khai BIM (BEP - BIM Execution Plan)

BEP là tài liệu Nhà thầu cung cấp cho Chủ đầu tư phê duyệt, đểhướng dẫn các nhóm đạt được các mục tiêu đề ra BEP chỉ ra vai tròcủa các thành viên tham gia dự án trong các giai đoạn khác nhau, vàphương thức phối hợp của các thành viên

Mốt số nội dung cơ bảng của Kế hoạch triển khai BIM

Danh sách ứng dụng BIM và danh sách thành viên: Nhà thầu đề

xuất một số ứng dụng BIM gửi Chủ đầu tư phê duyệt

6 Tạo thư viện √

7 Kiểm soát quản lý thi công √

… …

Mức độ sử dụng BIM: Nhà thầu sẽ cung cấp Chủ đầu tư về mức

độ sử dụng BIM – Level of Development (LOD) Các mức đô sửdụng BIM tùy thuộc vào đinh nghĩa của mỗi cơ quan áp dụng, ví dụnhư AIA ban hành chuẩn mô hình thông tin công trình AIA E202-

2008 được được chia thành 5 mức (LOD 100, LOD 200 LOD 300LOD 400 LOD 500) mô tả trực qua như sau (Hình 2-9):

Hình 2-9 Trực quan hóa các cấp độ BIM theo AIA.

Để dễ hình dung mức độ triển khai BIM như trên, Nhà thầu cóthể lập biểu mẫu áp dụng đệ trình Chủ đầu tư theo Bảng 2-4

Thiết kế bản vẽ thi công

Hoàn công, bàn giao vận hành

Kiến trúc LOD100 LOD200 LOD200 LOD300 LOD350,

LOD400Kết cấu LOD100 LOD200 LOD200 LOD300 LOD350,

LOD400Nội thất LOD100 LOD100 LOD200 LOD300 LOD350,

LOD400

Hệ thống

kỹ thuật LOD100 LOD100 LOD200 LOD300

LOD350,LOD400

…

Phối hợp:Hình 2-10 mô tả lưu đồ thực hiện trên môi trường

thông tin chung:

Hình 2-10 Lưu đồ thực hiện trên môi trường thông tin chung.

Quy trình kiểm soát chất lượng sản phẩm: Nhà thầu thống nhất

các mục tiêu và phương pháp kiểm tra mô hình được tiến hành bởicác nhóm dự án hoặc Nhà quản lý BIM (Bảng 2-9

Bảng 2-9 Kiểm tra sản phẩm.

nhiệm Phần mềm

Tần suất

Phần mềmgốc

Phần mềmgốc,

Navisworks

Kiểm tra

tiêu chuẩn

Đảm bảo tất cả các tiêu

chuẩn của dự án BIM đều

được tuân thủ (font, kích

thước, nét vẽ, …)

Các đơn

vị tư vấnthiết kế

Phần mềmgốc

Phần mềmgốc

nhiệm Phần mềm

Tần suất

hoặc bị trùng lặp,

LUẬN CHƯƠN

G 2

Ở chương này đã nêu cách thức áp dụng BIM vào doanh nghiệpxây lắp Từ đó, tác giả phân tích điều kiện thực tế Công ty Cổ phầnVinaconex 25 để đề xuất lộ trình, dự toán chi phí, xây dựng một sốQuy trình ứng dụng BIM ở chương tiếp theo

TY CỔ PHẦN VINAC ONEX

25 VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG BIM 1.3.2 Giới thiệu về Công ty Cổ phần Vinaconex 25

Thành lập 1984 với tên gọi là Công ty xây lắp số 3, trực thuộcUBND tỉnh Quảng Nam Đà Nẵng (cũ) Hiện nay là thành viên củaTổng Công ty Cổ phần Vinaconex

Công ty Cổ phần Vinaconex 25 đã trải qua trên 35 năm từ ngàythành lập, đã nhiều lần chuyển mình vượt qua khó khăn từ doanhnghiệp nhà nước sang cổ phần hóa, từ phân khúc thị trường chủ yếuthi công các công trình từ ngân sách Nhà nước sang nguồn vốn tưnhân, doanh thu hàng năm hiện nay trên 1000 tỷ đồng, ngành nghềchính là thi công xây lắp, kinh doanh vật liệu – cấu kiện xây dựng,đầu tư bất động sản

21Các công trình của Vinaconxex 25 thi công trải dài từ QuảngBình, Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Phú Yên, TP HCM, CầnThơ… với trên 300 nhân viên có trình độ Đại học và trên Đại học.Định hướng những năm tiếp theo, Công ty Vinaconex 25 trở thànhcông ty dẫn đầu về thi công xây dựng khu vực Miền Trung và TâyNguyên, mở rộng thị trường trọng yếu vào các tỉnh phía Nam,chuyên thi công xây dựng các công trình cao tầng, siêu cao tầng vànhiều tầng hầm.

2.3.2 Khả năng ứng dụng BIM

Công ty Cổ phần Vinaconex 25 đã từng áp dụng thành côngnhiều cải tiến trong giai đoạn chuyển đổi, đội ngũ nhân sự chấtlượng, Lãnh đạo trẻ, tâm huyết, không ngại thay đổi, khát khao nângtầm uy tín của mình trở thành Nhà thầu được nhiều Chủ đầu tư tínnhiệm

Với ưu thế độ tuổi lao động trung bình trẻ (34,65), trình độchuyên môn đại học, trên đại học chiếm 89,79% (299/333), là tổchức có nguồn lao động khá thuận lợi trong áp dụng công nghệ mới.Đồng thời, Công ty Vinaconex 25 đang triển khai và phát triển côngnghệ cấu kiện đúc sẵn, nhà tiền chế, tiện ích hỗ trợ thi công BIM vàcác công nghệ này sẽ hỗ trợ nhau trong việc tối ưu hóa thiết kế

3.3.2 Mục tiêu áp dụng BIM vào doanh nghiệp

Từ 2021 đến 2025, ứng dụng thành công BIM vào ít nhất 02 dự

án, tạo nền tảng trong việc ứng dụng BIM vào các năm tiếp theo,

đảm bảo năng lực tham gia đấu thầu các công trình có yêu cầu

sử dụng BIM (trong và ngoài nước).

22Giảm tối đa kéo dài tiến độ mà nguyên nhân xuất phát từ việcchậm phát hiện xung đột

CHỌN PHƯƠN

G ÁN ÁP DỤNG BIM

Có 02 xu hướng áp dụng công nghệ vào doanh nghiệp [8]:

- Thay đổi toàn bộ hệ thống, bỏ hệ thống cũ, quy trình, áp dụngchung cho toàn công ty (Phương án 01);

- Thí điểm áp dụng cho một số công trình, sau đó dần dần thayđổi cho toàn bộ hệ thống (Phương án 02)

- Sau khi so sách các các điểm mạnh, điểm yếu, thách thức,cách khắc phục và dựa trên kinh nghiệm áp dụng thành công các hệ

thống mới tại Công ty tác giả chọn Phương án 02.

Mô tả lộ trình vận hành theo Hình 2-11 dưới đây

Hình 2-11 Lộ trình BIM.

XUẤT PHƯƠN

TRIỂN KHAI THỰC HIỆN 1.3.2 Các nội dung, công việc cần thực hiện

CHƯƠNG 5. Thống nhất nhận thức và quyết sách

CHƯƠNG 6. Thành lập tiểu ban lãnh đạo, phòng BIM, đào tạo nhân lực tiên phong nòng cốt

CHƯƠNG 7. Trang bị hệ thống, phần cứng liên quan

CHƯƠNG 8. Trang bị phần mềm liên quan

Thuê phần mềm Revit (xây dựng mô hình 3D bao gồm kiến trúc,kết cấu, MEPF), Navisworks (phân tích xung đột) với số lượngtương ứng cho số lượng máy tính đã đầu tư (24 máy)

Thuê ứng dụng BIM 360, đây là nền tảng cho môi trường thông tin chung, dữ liệu sẽ được lưu trữ trên server của Autodesk, là môi

trường chia sẽ, cộng tác, quản lý tài liệu…

Để hình dung mối quan hệ giữa Revit, Navisworks, BIM 360,chúng ta xem sơ đồ sau (Hình 3-12):