Xu hướng ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) về quản lý khối lượng, chi phí (QS) và tạo lập thực tế ảo (VR) trong ngành xây dựng

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TP.HCM TRUNG TÂM THÔNG TIN VÀ THỐNG KÊ KH&CN  BÁO CÁO PHÂN TÍCH XU HƯỚNG CÔNG NGHỆ Chuyên đề: XU HƯỚNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH (BIM) VỀ QUẢN LÝ KHỐI LƯỢNG, CHI PHÍ (QS) VÀ TẠO LẬP THỰC TẾ ẢO (VR) TRONG NGÀNH XÂY DỰNG Biên soạn: Trung tâm Thông tin Thống kê Khoa học Công nghệ Với cộng tác của:  KS Trần Hữu Hải  ThS Nguyễn Văn Tùng  Trần Thị Mỹ Hạnh Công ty TNHH Thiết kế T&T  Cao Trung Hậu Cơng ty TNHH BIM PRO VN  Ơng Lê Huy Hồng Cơng ty TNHH Unity Technologies TP.Hồ Chí Minh, 10/2019 MỤC LỤC I TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH (BIM) TRONG NGÀNH XÂY DỰNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1 Thực trạng ứng dụng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) quy trình quản lý dự án, cơng trình ngành xây dựng Tình hình ứng dụng BIM ngành xây dựng giới Việt Nam II PHÂN TÍCH XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU V ỨN ỤN CÔNG NGHỆ BIM TRONG NGÀNH XÂY DỰN T N C S SỐ LIỆU S N CHẾ UỐC TẾ 16 Tình hình cơng bố sáng chế nghiên cứu ứng dụng công nghệ BIM ngành xây dựng theo thời gian 16 Tình hình cơng bố sáng chế nghiên ứ ụ xây dựng quốc gia 17 Tình hình cơng bố sáng chế nghiên ứ ụ xây dự e ướng nghiên cứu 19 Các ứ ụ ị dẫ đầu sở hữu số lượng công bố sáng chế nghiên ựng 19 Một số sáng chế tiêu biểu 20 Kết luận 22 III GIỚI THIỆU ỨNG DỤNG BIM TRONG QUY TRÌNH BĨC TÁCH KHỐI LƯỢNG, LẬP DỰ TỐN TỰ ĐỘNG VÀ CÔNG NGHỆ THỰC TẾ ẢO (VR) TẠI CÔNG TY TNHH THIẾT KẾ T&T 23 Giới thiệu ứng dụng BIM quy trình bóc tách khối lượng lập dự tốn tự động 23 Giới thiệu quy trình dự tốn tự động tảng BIM tí ă iệt quy trình 27 Giới thiệu công nghệ thực tế ảo (VR) công nghệ thực tế ă cường (AR) từ mơ hình BIM 35 XU HƯỚNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH (BIM) VỀ QUẢN LÝ KHỐI LƯỢNG, CHI PHÍ (QS) VÀ TẠO LẬP THỰC TẾ ẢO (VR) TRONG NGÀNH XÂY DỰNG ************************** I TÌNH HÌNH ỨN ỤN MƠ HÌNH THƠN TIN CƠN (BIM) TRONG NGÀNH XÂY DỰN T T ÌNH N THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM Thực trạng ứng dụng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) quy trình quản lý dự án, cơng trình ngành xây dựng iới thiệu BIM 1.1 BIM (Building Information Modeling) hiểu mơ hình thơng tin cơng trình Thuật ngữ BIM lầ xuất từ nhữ ăm c í mươi (Ne e ee T lma , 1992), c ỉ thực phổ biến với ấn phẩm Tập đ p ần mềm Autodesk vào đầu kỷ 21 BIM công nghệ mới, phát triển dựa tảng công nghệ số, đa triển khai áp dụng rộng rãi ngành xây dựng nhiều quốc ia xem để tiếp cận cách mạng công nghệ 4.0 giải pháp quan trọ ngành xây dựng Việt Nam Hiện có nhiề đị sa : “ 3D ĩa k ác l tiế mi ì a ề BIM Auto esk đị ĩa ề BIM liê q a đến việc tạo lập sử dụng mơ hình để thông tin truyền thông quyế định dự án Việc thiết kế, diễn họa, mô hợp ác thực công cụ BIM cho phép tất bên liên quan hiể õ ề dự án suố BIM giúp cho việc đạt mục tiêu dự án dễ Trong kế hoạch chiế lược BIM A sa : “ l mộ p ươ p ươ thuật số, mở nhữ ì tính sử dụ từ hì ức cộ ò đời ” , đị ĩa ác, củng cố công nghệ kỹ p áp iệu thiết kế, xây dựng vận đưa ữ liệu cơng trình vào mơ hình 3D máy để quản lý hiệu thơng tin tồn ò ý ưở ba đầ c đến vậ ” đời dự án Trong tiêu chuẩn quốc gia BIM Mỹ, “ l thể kỹ thuật số đặc ì Nó ù c ề vật lý chức ă sa : công i cậy cho quyế định suốt đời, chu kỳ tồn cơng trình, từ k i ì kết thúc tháo dỡ cô ĩa l nguồn cung cấp, chia sẻ thơng tin cơng trình bê liê q a để l m sở đá ò đị ì ý ưở c đến ” BIM khơng thể dựa vẽ phẳng truyền thống mà phải sử dụng mơ hình khơng gian ba chiều (3D) Ngồi ra, điều tiến cơng nghệ BIM so với cơng nghệ cũ l có khả ă íc ợp thêm thơng tin: từ phối cảnh 3D cơng trình kết hợp yếu tố khác tích hợp thêm thời ia chiều thứ (4D), c i p í ư c iều thứ (5D) để tạo phiên khác nhau,.… đáp ứng theo nhu cầu mục tiêu đối ượng sử dụ Đ điểm đặc biệt trội công nghệ BIM so với công nghệ cũ ền thống đa a đổi triệ để p ươ sử dụng ngành xây dựng phối hợp làm việc đội úc sư, kỹ sư ũ ực dự án, bao gồm chủ đầ iết kế, nhà thầu xây lắp, ị lý…, c ia l iếp ư, kiến p ép iải thiết kế phức tạp, rút ngắn thời gian thi cơng giảm chi phí xây dựng vận hành cơng trình Hình 1: BIM - Cơ sở liệu sử dụng thống tồn vòng đời cơng trình BIM bao gồm yếu tố: a Thông tin (Information): c ia l l ại ư: Thơng tin hình học (Geometry 3D): bao gồm mơ hình hình học mơ hình kiến trúc, mơ hình kết cấu, mơ hình MEP mơ hình dễ nhận đó, mơ ì thấy Bên cạ cò c ứa nhữ mơ ì k ác ư: mơ ì phân tích (Analytical Model) thể mơ hình chịu lực kết cấu, mơ ì ă lượng (Energy Model) sử dụ ă lượng Trong thơng tin hình học cung cấp đầ đủ thông tin theo yêu cầu ười sử ư: kíc dụ cột dầm sàn ố để mơ phỏ p íc ước dài, rộng, cao, vị trí cấu kiệ ước, bồn tắm, bó đè , b ì ế tủ, Thơng tin phi hình học (data): bao gồm thuộc tính cần thiết xây dựng chẳng hạn thông tin chi phí, cơng tác xây dựng, thơng tin COBie phục vụ quản lý vận hành thông tin phụ cấu kiệ l mộ mơ ì 3D ấ c ứa iữa mô , bê liê q a iai đ i cô sản ưỡng, giá thành, nhà cung cấp, xuất, thời gian bảo trì bả ác c ã ậ ì i iai đ ì , ù để k iế kế ý ưở đế Hình 2: BIM - Một nguồn thông tin cho dự án k ô đ iế kế, ụ ô c ỉl i • c độ ồm đặc điểm: ô i đá cấp i cô ì m cò l q ì mơ ì i i ộ ữ đế q ả lý ậ i ới i , sửa đổi T ô lư i cậ ô iai a sử óa, p ối ợp, a đổi • Có cấ úc ố • Có iê c ẩ p iể ô • Được a đổi iữa bê i õ ô q a ữ q ắc p ối ợp c ặ c ẽ b Mơ hình hố (Modeling) BIM iể l mộ q i ”, ô i ợp iúp iảm mì mộ iể c i p í ời ia ì lư ục đíc q ì a đổi ới bê liê q a , đưa a q ế đị “T ì ữ iể l kế i p i ì ọc” liê q a đế ữ ê môi ườ ữ liệ c cụ l lập “T ô đủ i cậ để bê ể ự Q ế đị ối iữa “T ô i ự , ô mơ ì ì p ù ọc” i (CDE) Hình 3: Quy trình BIM ngành xây dựng 1.2 Sự phối hợp bên tham gia dự án lợi ích cơng nghệ BIM ngành xây dựng 1.2.1 Vai trò phối hợp bên tham gia dự án triển khai công nghệ BIM ộ ữ ấ đề k ó k ă p ối ợp iữa bê liê q a , cô iể k ệ iệ đại ẫ ổ ấ ề iề ự iế đồ ới sai só , ù ời ia ề q lặp, iể iệ ì ,k ô ầm a l iế áp ụ q ì N áp ụ 22/12/2016 C í mơ ì ô cô ì ,đ lý ậ cực ( ực iệ áp ụ i cô q lập a C ỉ đạ Dự kiế c í ời ia ) để ự ca ba ự Lê Q a q ả lý ậ Hù , T ứ ưở q ả a iệp íc ự 203/QĐ- XD ề iệc mơ ì ô i cô cô ì ( ọi ắ l ộX p ủ bắ b ộc áp ụ đa ệ đề ự iệ q ả q ế đị ăm 2020-2022 Các cô c ộc mạ độ ực iệ Đề áp ụ độ ) ( ì 21/3/2017, ộ X ) ì 2500/QĐ-TT p ê em l kim c ỉ am c N C ỉ đạ c p ủ a q ế đị ự , l m ưở ự ì iế c ẩ bị ba k a ả lực ại Việ Nam Hình 4: Sự phối hợp bên việc triển khai BIM 1.2.2 Lợi ích cơng nghệ BIM ngành xây dựng Hình 5: Trao đổi thơng tin giai đoạn dự án Q a iai đ ạn dự , lượng thông tin ă trình chuyển giao iai đ đổi ô i , cũ ần lên Tuy nhiên, iai đ ạn kia, tuỳ vào cách thức trao ấ đề phối hợp, thơng tin mấ đi, ất lạc, sai lệc Điề ường xảy ta sử dụ p ươ p áp cô cụ truyền thống Đặc biệt iai đ ạn bàn giao, nhà thầu bàn giao số lượng lớn vẽ tài liệ Đến chủ đầ cần thông ti để quản lý vận hành gặp khó k ă q trình truy xuất thơng tin bị thất lạc phải nhiều thời ia để xây dựng lại Điều dẫ đến việc lãng phí thơng tin tốn thời ia để thực lại nhiều lần T k i đó, ị ư: c ủ đầ ư, ầ , ị q a đến dự mong muốn thông tin phải phát triể đồ suố ă ần từ iai đ ạn lập dự đầ ,….liê đều, xuyên đến bàn giao vậ Để l m điều phải lập mức độ phát triển (LOD – Level of Development) cho mơ hình thơng tin Ngồi ra, dự án cần phải có quyế định từ sớm ác định sớm bên tham gia dự án, hạn chế số lượng bên tham gia Với hợp đồng EPC, hợp đồng chìa khóa trao tay, việc triển khai BIM ngày hiệu bê quy nhà thầu nhất, nhà thầu ác định từ sớm LOD – Level of Development – Mức độ phát triển BIM bao gồm phân mục: mức độ chi tiết hình học (LOD – Level of Detail) mức độ chi tiết thơng tin (LOI – Level of Information) Q trình phát triển mơ hình thơng tin từ iai đ ạn lập dự đầ đến thi công tạo mơ hình thơng tin dự án (PIM – Project Information Model) Khi bàn giao cho chủ đầ mơ ì ới thơng tin vận hành gọi Mơ hình thông tin tài sản (AIM – Asset Information Model) Hình 6: Q trình phát triển mơ hình thơng tin dự án Theo sơ đồ (Hình 7) phát triển Ông Patrick MacLeamy, chủ tịch CEO công ty HOK, công ty kiến trúc lớn thứ giới Mỹ ể giá trị lợi ích BIM theo thời ia T e đó, ếu giá trị BIM cho thiết kế 1, ì đế iai đ ạn thi công/chế tạ l 20, ù để quản lý tài sản 60 lần, giá trị lớn thuộc chủ đầ Hình 7: Giá trị lợi ích BIM theo thời gian Theo Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật xây dựng hạ tầng tích hợp thuộc ườ đại học Stanford (Stanford University Center for Integrated Facilities Engineering, viết tắt CIFE), mộ dụng BIM Mỹ kế cô cũ ại dự đầ ị tiên phong việc nghiên cứu áp ăm để theo dõi việc áp dụng BIM ựng Báo cáo tổng hợp số liệu dựa 32 dự án có sử dụng BIM C FE đị iê ư: • Giảm bớt 40% yêu cầ a đổi; lượng lợi ích mang lại qua số • Sai lệch tốn với dự tốn +/- 3%; • Giảm 80% thời gian lập dự tốn; • Tiết kiệm c i p í lê đến 10%; • Giảm 7% tiế độ Hình 8: Lợi ích BIM Tình hình ứng dụng BIM ngành xây dựng giới Việt Nam 2.1 Tình hình ứng dụng BIM ngành xây dựng giới Hiệ ưA , a đa trở nên phổ biến giới Nhiề ước ỹ, Đức, Nhật, Úc, Braxin, Canada, Pháp, New Zealand, Hàn Quốc, Singapore, Nga, Trung Quốc,… áp ụng BIM nhiều mức độ khác nhau, qua ca ă s ất, sức cạnh tranh ngành xây dựng Nhiều nghiên c ỉ việc ứng dụng BIM Bắc Mỹ ă a c ó iai đ ạn ăm 2007 đế ăm 2012 28% đến 71% Việc áp dụng nhà thầ l 74% ượt qua kiế 70%), đ l đối ượng dẫ đầu trình cách mạ rõ nét giá trị BIM mang lại Số lượng chủ đầ 60% dự án lý ă ăm 2012 óa úc sư (c iếm khoảng iúp định hình có ê cầu sử dụng BIM 18% ăm 2009 lê 44% ... THƠNG TIN CƠNG TRÌNH (BIM) VỀ QUẢN LÝ KHỐI LƯỢNG, CHI PHÍ (QS) VÀ TẠO LẬP THỰC TẾ ẢO (VR) TRONG NGÀNH XÂY DỰNG ************************** I TÌNH HÌNH ỨN ỤN MƠ HÌNH THƠN TIN CƠN (BIM) TRONG NGÀNH XÂY... TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH (BIM) TRONG NGÀNH XÂY DỰNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1 Thực trạng ứng dụng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) quy trình quản lý dự án, cơng trình. .. ỨNG DỤNG BIM TRONG QUY TRÌNH BĨC TÁCH KHỐI LƯỢNG, LẬP DỰ TỐN TỰ ĐỘNG VÀ CÔNG NGHỆ THỰC TẾ ẢO (VR) TẠI CÔNG TY TNHH THIẾT KẾ T&T 23 Giới thiệu ứng dụng BIM quy trình bóc tách khối lượng lập