Bài viết này phân tích về các vấn đề tồn đọng chưa giải quyết được trong quy trình bóc tách khối lượng và dự toán chi phí hiện nay, từ đó đưa ra một số phương pháp khác, khai thác giá trị từ mô hình BIM, kết hợp cùng các giải pháp phần mềm phổ biến ở nhiều nước. Tài liệu cũng đề xuất và giới thiệu một giải pháp phần mềm do chính tác giả tự phát triển và áp dụng thành công trong các dự án đã tham gia của mình.
Quy trình tự động hố cơng tác bóc tách khối lượng dự tốn chi phí Automatic Workflow for Quantity Take Off in Cost Estimation Trần Ngọc Hoàng Thảo, Lê Anh Dũng Tóm tắt Bài báo phân tích vấn đề tồn đọng chưa giải quy trình bóc tách khối lượng dự tốn chi phí nay, từ đưa số phương pháp khác, khai thác giá trị từ mơ hình BIM, kết hợp giải pháp phần mềm phổ biến nhiều nước Tài liệu đề xuất giới thiệu giải pháp phần mềm tác giả tự phát triển áp dụng thành công dự án tham gia Từ khóa: Mơ hình thơng tin cơng trình, 5D BIM, bóc tách khối lượng, dự tốn chi phí Abstract This paper analyses the existing issues that not have been solved yet of the current popular workflow of the quantity breakdown and the cost estimation Then the authors propose other methods by utilizing the value of BIM model combining with other global solutions This document is also mention and introduces one solution that developed by its authors and successfully implemented in some projects that the authors were involved Key words: BIM (Building Information Modeling), 5D BIM, Quantity Take Off, Cost Estimation 5D BIM ? Hiện khơng có khái niệm thống hoàn toàn giới BIM 5D BIM nhiều tranh cãi xoay quanh khái niệm Tuy nhiên, đa số khái niệm khác có tính thừa nhận chung rằng: “5D BIM quy trình kết nối mơ hình 3D liệu chi phí” Khi xác định 5D BIM quy trình có nghĩa có nhiều cách làm phương pháp khác để thực công việc kết nối Và quy trình kèm với giải pháp phần mềm tương ứng khác Khái niệm có nghĩa rằng, cơng tác bóc tách khối lượng công đoạn trung gian để hướng tới mục đích cuối dự tốn, theo dõi quản lý chi phí dự án, vốn tham số quan trọng định chủ đầu tư dự án Quy trình làm dự tốn cơng trình theo cách truyền thống vấn đề cần giải 2.1 Sự khác thơng tin hai phận Q trình người kiến trúc sư, kĩ sư hoạ viên lập mô hình vẽ, thơng tin tạo lập cấu kiện cơng trình, ví dụ: dầm, cột, sàn, tường, cửa,…Trong đó, thơng tin mà kỹ sư dự tốn (hay cịn gọi QS - Quantity Surveyor) cần để phục vụ tính tốn thông tin liên quan đến công tác thi công nguồn lực để thực công tác đó: diện tích ván khn, khối đổ bê tơng, nhân cơng, máy móc,…Hai dịng thơng tin có liên quan gián tiếp đến cần công đoạn bóc tách để lấy giá trị từ cấu kiện cơng trình 2.2 Cấu trúc báo cáo dự tốn Có nhiều bảng biểu báo cáo dự toán, nhiên, tài liệu đề cập đến báo cáo dự tốn thường thấy, tổng hợp khối lượng, đơn giá thành tiền theo công tác thi công Khối lượng công tác thi công tổng khối lượng công tác cấu kiện liên quan Thơng tin khối lượng cấu kiện trích xuất (thủ công tự động) từ phần mềm CAD/ BIM phần mềm không xây dựng để quản lý thông tin công tác thi công Ngồi ra, có nhiều loại khối lượng liên quan cho cấu kiện (Ví dụ: thể tích, diện tích, chiều dài,…) loại khối lượng tương ứng với cơng tác thi cơng khác Hay nói, cấu trúc báo cáo dự tốn, cấu kiện lặp lại nhiều cơng tác khác nhau, tuỳ theo loại khối lượng tương ứng với công tác 2.3 Đánh giá quy trình làm dự tốn cơng trình theo cách làm truyền thống Để lập báo cáo dự tốn điển hình, kỹ sư dự tốn cần thực hai bước chính: ●● Bước – Xác định công tác thi công dự án liệt kê vào file excel Trần Ngọc Hồng Thảo Cơng ty Takeuchi Construction, Nhật Bản Email: hello@thao.work PGS.TS Lê Anh Dũng Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Ngày nhận bài: 23/6/2020 Ngày sửa bài: 06/7/2020 Ngày duyệt đăng: 07/7/2020 Bước gần thực dựa vào kinh nghiệm kỹ sư dự toán xem vẽ mơ hình, cấu kiện chi tiết cấu tạo Do vậy, bước thực thủ công Thông thường có mẫu sẵn kỹ sư dự tốn chỉnh sửa lại tuỳ theo đặc thù dự án ●● Bước – Liệt kê danh sách cấu kiện tương ứng với công tác thi công bước điền khối lượng lấy vào bảng báo cáo Khó khăn bước cần phải có đủ kinh nghiệm để biết cấu kiện tương ứng với công tác thi công để lấy khối lượng cho phù hợp Nếu kỹ sư dự toán (là người có kinh nghiệm việc này) tự thực bóc tách đơi họ lại gặp số khó khăn việc bóc tách việc sử dụng phần mềm CAD/BIM không thành thạo kĩ sư thiết kế hoạ viên mơ hình Nhưng kĩ sư thiết kế hoạ viên mơ hình tự bóc tách họ lại khơng đủ kinh nghiệm để biết cần bóc khối lượng cần thiết Do vậy, bước thông thường cần phối hợp hỗ trợ lẫn hai phận Sơ 38 - 2020 35 KHOA HC & CôNG NGHê Nhưng nhìn chung, quy trình lập báo cáo dự tốn có hai luồng thơng tin cần thực để kết nối mơ hình/bản vẽ với bảng báo cáo: - Thứ nhất, kết nối cấu kiện công trình với cơng tác thi cơng tương ứng - Thứ hai, bóc tách khối lượng cấu kiện theo loại khối lượng yêu cầu Một lưu ý để xác định công tác thi công cho cấu kiện cơng trình, có bước cần thực trước lựa chọn biện pháp thi cơng Ví dụ: để xây dựng cột, sử dụng bê tơng loại (bê tơng đổ chỗ, bê tông thương phẩm, bê tông đúc sẵn), vật liệu ván khn gì, chống gì,…) Từ xác định công tác thi công tương ứng định mức Các quy trình khai thác mơ hình BIM Các quy trình sau phân tích q trình thực theo hai luồng thông tin nêu mục 2.3 3.1 Quy trình số – Revit + Excel Revit công cụ mạnh mẽ việc dựng hình, lập vẽ, đồng thời giúp trích xuất nhiều thơng tin cơng trình có khối lượng Những sử dụng tốt Revit dễ dàng tạo lập Bảng thống kê (Schedule) để trích xuất khối lượng cần thiết Sau xuất kết excel nhập vào bảng dự toán cuối Tuy nhiên, phục vụ cho nhu cầu chun sâu phức tạp hơn, nhận thấy rằng, Revit giúp trích xuất khối lượng (Base Quantiies), nghĩa khối lượng thân vật thể khơng trích xuất khối lượng phức tạp (Complex Quantities), nghĩa khối lượng có liên quan nhiều vật thể với VD: Revit giúp trích xuất tổng diện tích xung quanh dầm khơng có sẵn diện tích ván khn (diện tích hai mặt bên + diện tích mặt đáy – diện tích giao với dầm khác) Do đó, có nhiều phương pháp đề để cải thiện vấn đề Revit Chẳng hạn, sử dụng công cụ Painting để tô màu diện tích cần bóc, cộng trừ để khối lượng muốn có Một số đơn vị lại sử dụng phương pháp mơ hình hố ván khn (thủ cơng tự động Revit API) Tuy nhiên, phương án thêm thời gian, mơ hình có độ chi tiết cao nên nặng hơn, tất nhiên, kết nhận cần lưu trữ vào tham biến người dùng tự tạo (user-created parameters) Có thể thấy, quy trình có đặc điểm sau: - Cần tạo lập nhiều bảng thống kê - Mỗi bảng thống kê có định dạng (format) khác nhau, khối lượng khác lưu trữ biến có tên gọi khác nhau, phải thêm bước gom bảng báo cáo 36 Hình 1: Mẫu báo cáo dự tốn theo tiêu chuẩn Việt Nam T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG Hình 2: Hai luồng thơng tin cần kết nối mơ hình/bản vẽ báo cáo Hình 3: Giao diện giải pháp phần mềm Cubicost cuối để đồng định dạng - Cần phải nhập kết tay vào bảng dự toán cuối (có thể tự động số phần) - Một số khối lượng phức tạp, khó để bóc tách khơng biết lập trình Bản thân phần mềm Revit khơng phát triển chuyên biệt cho kỹ sư dự toán 3.2 Quy trình số – Revit + Vico Office/CostX cơng cụ tương tự Trong quy trình này, thay bóc khối lượng trực tiếp từ Revit, ta xuất mơ hình từ Revit sang cơng cụ khác (qua plugin trực tiếp qua IFC) chuyên biệt cho quản lý chi phí Vico Office, CostX cơng cụ tương tự Do tính chun biệt, phần mềm đa số bóc tách nhanh tồn cơng trình vài click chuột, thân thiện dễ sử dụng Tuy nhiên, Revit, công cụ giúp bóc khối lượng (Base Quantities) cịn khối lượng phức tạp (Complex Quantities) phải đo lường thực thao tác cộng trừ thủ công mơ hình Sau bóc tách khối lượng cần thiết, kỹ sư dự toán cần thực tạo lập bảng dự tốn tay, thay excel thực trực tiếp phần mềm này, phần mềm khơng thể thay kinh nghiệm kỹ sư dự tốn, khơng thể biết cơng trình có cơng tác thi cơng tương ứng với cấu kiện Điểm hay so với việc điền excel phần mềm này, sau bóc khối lượng tự động, ta “kéo” (drag) khối lượng từ mơ hình 3D “thả” (drop) vào bảng dự toán để khối lượng kết nối với bảng báo cáo Nghĩa mơ hình có thay đổi khối lượng bảng cáo cáo tự động cập nhật theo Do vậy, có thao tác “thủ cơng” lúc kết nối ban đầu sau dự án thay đổi khơng thêm cơng đoạn nào, tiết kiệm nhiều thời gian đảm bảo S¬ 38 - 2020 37 KHOA HC & CôNG NGHê Hỡnh 4: Giao diện giải pháp phần mềm Digicost file riêng để vào dự án cần nhập (import) vào phần mềm mà không cần tuỳ chỉnh thêm lần - Tương tự phần mềm 5D BIM chuyên dụng khác, Cubicost click để tính tốn tồn khối lượng cơng trình Nhưng điểm mạnh Cubicost bóc khối lượng phức tạp (Complex Quantities) nhờ vào thuật toán định sẵn phần mềm (built-in formula) tuỳ chỉnh nêu Hình 5: Quy trình khép kín kết nối sẵn thư viện 3D Hệ liệu 5D tính xác cao so với quy trình Tóm lại, quy trình có đặc điểm sau: - Bóc tách khối lượng nhanh chóng - Thao tác kéo-thả kết nối khối lượng với bảng báo cáo dễ dàng - Đồng định dạng báo cáo 3.3 Quy trình số – Revit + Cubicost + Digicost 3.3.1 Cubicost Sau trình thử nghiệm nhiều giải pháp phần mềm bóc tách khác thị trường, thân tác giả viết nhận thấy Cubicost có nhiều ưu điểm phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam lý sau: - Là phần mềm có bảng thiết lập tuỳ chỉnh phương pháp bóc tách tuỳ theo dự án, dễ sử dụng cho kỹ sư dự toán VD: phần bê tơng giao cột dầm tính cho cột hay dầm ? Với phần mềm khác việc tuỳ chỉnh khó thực Hơn nữa, tuỳ chỉnh lưu trữ thành 38 - Quan trọng lý Cubicost phù hợp với Việt Nam thời điểm Cubicost phần mềm diễn giải khối lượng hai cách: theo công thức 3D Hiện nay, việc áp dụng BIM vào bóc tách khối lượng gặp khó khăn nhiều chủ đầu tư khơng cảm thấy tự tin vào số trích xuất tự động từ phần mềm, nhiều tư vấn nhà thầu bảo vệ số khối lượng mình, mà phải diễn giải theo cơng thức Trong bối cảnh kiểm tốn chưa áp dụng BIM giải pháp diễn giải Cubicost cứu cánh gỡ bỏ rào cản việc áp dụng BIM cho bóc tách khối lượng - Cuối cùng, Cubicost giúp trích xuất bảng cáo cáo với định dạng đồng nhất, tuỳ chỉnh dễ dàng, khối lượng khối lượng cần lấy cần hiển thị bảng báo cáo Từ đó, ta xuất excel cho người dùng khơng có Cubicost để xem kết 3.3.2 Digicost Nhận thấy phần mềm chưa giúp tự động hố giai đoạn địi hỏi kinh nghiệm người kỹ sư dự tốn, xác định cấu kiện cơng trình tương ứng với công tác thi công nào, tác giả phát triển riêng giải pháp cho nhu cầu Digicost Phần mềm Digicost nói cách đơn giản nơi chứa đựng kinh nghiệm kỹ sư dự toán, quản lý nhập liệu kỹ sư dự tốn Điểm khác biêt kinh nghiệm sau nhập vào tái sử dụng nhiều lần, giảm giai đoạn nhập liệu thủ công dự án Giải pháp Digicost hệ quản trị liệu theo cấp sau: T„P CH KHOA HC KIƯN TRC - XY DẳNG - H phân loại cấu kiện Hình 6: Bảng diễn giải khối lượng file báo cáo xuất từ Digicost - Hệ phân loại công tác thi công - Hệ phân loại nguồn lực thi công Hiện nay, định mức Nhà nước Việt Nam tập trung vào hệ phân loại công tác thi công hệ phân loại nguồn lực thi công Như vậy, cần phát triển thêm hệ phân loại cấu kiện cơng trình vay mượn hệ phân loại phổ biến giới hệ Uniformat 3.3.3 Bản chất quy trình Bản chất quy trình kết nối “sẵn” thư viện 3D hệ liệu 5D (gồm công tác thi công, định mức, đơn giá,…) thông qua nguyên tắc đặt tên thống Sự kết nối tạo nên quy trình khép kín việc kết nối sẵn bí mật tự động hố Tóm lại, quy trình gồm ba bước đơn giản Bước – Xuất danh sách cấu kiện từ mơ hình Revit nghiệm kỹ sư dự tốn yêu cầu chủ đầu tư thị trường xây dựng Việt Nam Ứng dụng tạo hệ quản trị sở liệu 5D (kết nối sẵn công tác thi công cấu kiện, định mức, đơn giá,…), nhập điều kiện ban đầu lần sau sử dụng cho nhiều dự án, giảm thiểu 80% công sức kỹ sư dự tốn dự án, đặc biệt dễ sử dụng Hiện tại, Digicost làm việc tốt với Revit Cubicost Tuy nhiên, việc áp dụng BIM vào cơng tác bóc khối lượng giải 80% tốn cịn nhiều thứ khơng thể mơ hình hố phải thực thủ cơng Trong tương lai, nhóm tác giả tiếp tục mở rộng thêm tính để đáp ứng nhiều yêu cầu kỹ sư toán với hi vọng bước góp phần nhỏ định hướng áp dụng BIM để cải thiện suất cho người làm xây dựng./ Bước – Bóc tách khối lượng tự động Cubicost Bước – Kết nối tất vào Digicost xuất báo cáo định dạng excel Trong Bước bước nhiều thời gian tuỳ theo quy mô độ phức tạp cơng trình, bước tự động nên cần chờ phần mềm xử lý xong Từ cơng tác dự tốn, tính chi phí xây dựng giảm thời gian đến 70%, giúp tăng suất lao động cho kỹ sư dự toán Kết luận Việc bóc tách khối lượng làm dự tốn theo quy trình cũ gặp nhiều khó khăn, phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm trình độ chun mơn kỹ sư dẫn đến sai sót, thiếu khối lượng, thiếu đầu việc Việc áp dụng 5D BIM mang lại hiệu cao cho công tác làm dự tốn, nhiên để đạt quy trình chuẩn, đầy đủ cần có thêm giải pháp kỹ thuật khác Ý tưởng phát triển ứng dụng - Digicost để áp dụng cho BIM 5D nhóm tác giả phát triển từ kinh T¿i lièu tham khÀo CSI, UniFormat, 2010 CSI, MasterFormat, 2016 Quyết định Số: 451/QĐ-BXD, Cơng bố hướng dẫn đo bóc khối lượng xây dựng cơng trình, Bộ Xây dựng, 23/05/2017 Daniel FORGUES, Ivanka IORDANOVA, Fernando VALDIVESIO and Sheryl STAUB-FRENCH “Rethinking the Cost Estimating Process through 5D BIM: a Case Study”, Construction Research Congress 2012 - ASCE 2012 Andrey Pilyay and Liubov Shilova, “The use of normative basis for the construction cost for introduction of 5D BIM in Russia” IOP Conf Ser.: Mater Sci Eng 365 062009, 2018 Ryan Stanley and Derek Thurnell, Unitec Institute of Technology, New Zealand “The Benefits of, and Barriers to, Implementation of 5D BIM for Quantity Surveying in New Zealand”, 2013 S¬ 38 - 2020 39 ... xử lý xong Từ cơng tác dự tốn, tính chi phí xây dựng giảm thời gian đến 70%, giúp tăng suất lao động cho kỹ sư dự tốn Kết luận Việc bóc tách khối lượng làm dự tốn theo quy trình cũ gặp nhiều... 5: Quy trình khép kín kết nối sẵn thư viện 3D Hệ liệu 5D tính xác cao so với quy trình Tóm lại, quy trình có đặc điểm sau: - Bóc tách khối lượng nhanh chóng - Thao tác kéo-thả kết nối khối lượng. .. bảng dự tốn cuối (có thể tự động số phần) - Một số khối lượng phức tạp, khó để bóc tách khơng biết lập trình Bản thân phần mềm Revit không phát triển chuyên biệt cho kỹ sư dự tốn 3.2 Quy trình