Trên cơ sở phân tích quá trình tính toán chi phí xây dựng cho dự án đầu tư xây dựng, bài viết đã chỉ ra bảy cách tiếp cận khác nhau để tính dự toán chi phí xây dựng sử dụng mô hình thông tin công trình (BIM). Bài viết phân tích, chỉ ra định hướng phát triển các ứng dụng để giải quyết bài toán bóc tách khối lượng, tính toán chi phí xây dựng sử dụng BIM triệt để hơn.
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC nNgày nhận bài: 23/3/2021 nNgày sửa bài: 14/4/2021 nNgày chấp nhận đăng: 06/5/2021 Tự động hóa việc bóc tách khối lượng dự tốn chi phí xây dựng dự án đầu tư xây dựng tảng BIM BIM-based automatic quantity take-off and construction cost estimation in construction projects > NGUYỄN THẾ QUÂN1, NGUYỄN VĂN HẢI2, NGUYỄN THỊ HOAN3 Tác giả liên hệ, email: quannt@nuce.edu.vn, Phó Giáo sư, Tiến sĩ, Khoa Kinh tế Quản lý Xây dựng Kỹ sư Tin học Xây dựng, Viện Quản lý Đầu tư Xây dựng Thạc sĩ Quản lý Xây dựng, Khoa Kinh tế Quản lý Xây dựng Trường Đại học Xây dựng TÓM TẮT: Trên sở phân tích q trình tính tốn chi phí xây dựng cho dự án đầu tư xây dựng, báo bảy cách tiếp cận khác để tính dự tốn chi phí xây dựng sử dụng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) Bảy cách tiếp cận khác việc phân tách chức dựng, cập nhật mơ hình BIM với chức bóc tách khối lượng, tính tốn chi phí thơng qua việc sử dụng ứng dụng tin học Bảy cách tiếp cận đánh giá thông qua việc kiểm định với nghiên cứu trước thực tiễn Các vấn đề tồn cách tiếp cận triển khai thực tiễn nhiều, bật vấn đề chưa đảm bảo tính liên thơng ứng dụng BIM tính tương thích sở liệu sử dụng phần mềm, đặc biệt điều kiện Việt Nam Từ đó, báo phân tích, định hướng phát triển ứng dụng để giải tốn bóc tách khối lượng, tính tốn chi phí xây dựng sử dụng BIM triệt để Từ khóa: Mơ hình thơng tin cơng trình (BIM), bóc tách khối lượng, chi phí xây dựng, dự tốn chi phí, tự động hóa ABSTRACT: Based on the process of estimating construction costs in construction investment projects, the article has pointed out seven different approaches to estimating construction costs using Building Information Modeling (BIM) These approaches differ in the separation of functions for authoring, updating BIM models with the functions of quantity takeoff, cost estimation with the use of computer applications The approaches have been validated with previous studies in the literature review and also with practice conservation There are lots of challenges and issues that exist in the approaches which have been deployed in practice; among which the challenges of not ensuring the interoperability between BIM applications and the compatibility of the databases used in the applications, especially in Vietnamese conditions The article also proposes selected approaches for developing applications to deliver the BIM-based quantity takeoff and cost estimation more effective and efficient Keywords: Building Information Modeling (BIM), quantity takeoff (QTO), construction cost, cost estimation, automation Đặt vấn đề Mơ hình thơng tin cơng trình (Building Information Modeling BIM) giới thiệu rộng rãi Việt Nam gần thập kỷ qua, nhiên, ứng dụng thực tiễn hạn chế Các ứng dụng BIM áp dụng rộng rãi Việt Nam chủ yếu tập trung vào việc dựng mơ hình 3D cơng trình, diễn họa, dị tìm xử lý 54 05.2021 ISSN 2734-9888 xung đột thiết kế, sau đến tích hợp tiến độ, quản lý mặt bằng, biện pháp thi cơng, xử lý vẽ hồn cơng v.v… Ứng dụng liên quan BIM đến bóc tách khối lượng hạn chế, BIM không sử dụng để tính tốn, quản lý chi phí Trong thực tế, việc bóc tách khối lượng quản lý chi phí lại nội dung quan trọng hàng đầu dự án đầu tư xây dựng Do BIM việc tạo lập sử dụng thông tin chứa đựng mơ hình 3D cơng trình vịng đời dự án, ngun tắc, BIM chứa đủ thông tin để sử dụng cho mục đích bóc tách khối lượng quản lý chi phí Các hãng phần mềm, đưa giải pháp dựng mơ hình BIM triển khai ứng dụng BIM khác có liên quan, quan tâm đến mục đích Tuy nhiên, vấn đề tương thích sở liệu giá cấu trúc liệu đối tượng sử dụng để dựng mơ hình BIM, đa dạng sở liệu giá quốc gia, vùng lãnh thổ, chưa có giải pháp giúp tính tốn chi phí xây dựng tảng BIM giải vấn đề cách triệt để Bài báo này, dựa trình tự tính tốn chi phí xây dựng, khoản mục tổng mức đầu tư dự án, đề xuất hệ thống lý thuyết giải pháp khai thác mơ hình BIM cho cơng tác tính chi phí xây dựng Về mặt nguyên tắc, dù BIM sử dụng để tính tốn loại dự tốn chi phí khác, tổng mức đầu tư, báo nghiên cứu trường hợp chi phí xây dựng khơng tính tổng qt Hệ thống giải pháp khai thác mơ hình BIM áp dụng để tính tốn khoản mục chi phí khác dự án giá trị tổng mức đầu tư, lựa chọn phương pháp tính tương tự tính tốn chi phí xây dựng Hệ thống lý thuyết giải pháp khai thác mơ hình BIM cho cơng tác tính chi phí xây dựng đề xuất thơng qua việc phân tích quy trình tính tốn chi phí xây dựng, sau kiểm định thông qua kết nghiên cứu trước thơng tin thực tiễn hoạt động bóc tách khối lượng, tính chi phí xây dựng tảng BIM Bài báo này, phần Đặt vấn đề Kết luận, trình bày thành ba nội dung chính, số vấn đề tổng quan dự toán chi phí xây dựng, đề xuất cách tiếp cận khai thác mơ hình BIM cho cơng tác tính chi phí xây dựng đánh giá cách tiếp cận thông qua kiểm định với nghiên cứu trước thực tiễn Dự tốn chi phí xây dựng trình tự tính dự tốn chi phí xây dựng Theo quy định hành Việt Nam, dự án đầu tư xây dựng, chi phí xây dựng thành phần Tổng mức đầu tư, khoản mục chi phí để trang trải chi phí xây dựng cơng trình, hạng mục cơng trình dự án; cơng trình, hạng mục cơng trình xây dựng tạm, phụ trợ phục vụ thi cơng; chi phí phá dỡ cơng trình xây dựng khơng thuộc phạm vi cơng tác phá dỡ giải phóng mặt xác định chi phí bồi thường, hỗ trợ tái định cư [2] Cụ thể, chi phí xây dựng gồm thành phần: chi phí trực tiếp, chi phí gián tiếp, thu nhập chịu thuế tính trước thuế giá trị gia tăng Đối với dự án sử dụng vốn nhà nước, chi phí trực tiếp (gồm: chi phí vật liệu, chi phí nhân cơng, chi phí máy thiết bị thi công) xác định theo khối lượng đơn giá xây dựng chi tiết theo khối lượng giá xây dựng tổng hợp nhóm, loại công tác xây dựng, đơn vị kết cấu phận cơng trình [2] Các chi phí khác xác định tỷ lệ phần trăm tính tốn dựa thiết kế (nếu có) Chi phí trực tiếp dự án sử dụng vốn khác, góc độ khác chủ đầu tư dự án sử dụng vốn nhà nước (ví dụ hợp đồng thầu thầu phụ), áp dụng cách thức tính tốn trên, sử dụng cách tính theo hao phí nguồn lực thống kê (vật liệu, nhân công, máy) bảng giá tương ứng [1] Các thành phần chi phí khác chi phí xây dựng xác định sau, dựa định mức tỷ lệ xác định chi tiết có thiết kế mơ tả công việc liệu phù hợp Như vậy, có việc tính tốn thành phần chi phí trực tiếp chi phí xây dựng liên quan trực tiếp đến việc đo bóc tách khối lượng từ cơng trình xây dựng Các số liệu đầu vào cần thiết cho việc xác định chi phí trực tiếp, ngồi khối lượng cơng tác xây lắp, hệ thống liệu định mức giá (có thể đơn giá xây dựng chi tiết, giá xây dựng tổng hợp nhóm, loại cơng tác xây dựng, đơn vị kết cấu phận cơng trình, bảng giá tương ứng cho loại vật liệu, nhân công, máy thi cơng, định mức hao phí nguồn lực – từ sau gọi chung liệu giá) Thực tế đòi hỏi phù hợp cấu trúc bảng khối lượng liệu giá sử dụng Việc tính tốn chi phí trực tiếp hình thức biểu khác chi phí xây dựng dự tốn gói thầu thi cơng xây dựng, giá gói thầu thi cơng xây dựng, giá hợp đồng thi cơng xây dựng, giá trị tốn theo hợp đồng giá tốn hợp đồng thi cơng xây dựng thực tương tự Trình tự tính tốn chi phí xây dựng thể Hình Theo đó, liệu đầu vào cho khối lượng bóc tách từ hồ sơ thiết kế, liệu giá nhập vào từ nguồn liệu độc lập bên Ngoài cấu trúc hệ thống liệu giá sử dụng, xuất yêu cầu khác có ảnh hưởng đến việc thiết lập danh mục bảng khối lượng Khối lượng xuất từ hồ sơ thiết kế kết hợp tính tốn với liệu giá để có chi phí trực tiếp, cân nhắc yêu cầu khác quy chuẩn, tiêu chuẩn sản phẩm xây dựng q trình thi cơng v.v Các liệu cần thiết khác, ví dụ chế, sách, định mức tỷ lệ v.v… khai thác để tính tốn thành phần chi phí khác chi phí xây dựng Sau đó, chi phí xây dựng tổng hợp từ giá trị chi phí trực tiếp thành phần chi phí khác này, với khoản thuế VAT (nếu có) Các mũi tên đứt nét thể mối quan hệ nhân tố ảnh hưởng đến cách thức tính tốn yếu tố bị ảnh hưởng; mũi tên liền nét thể q trình tính toán (dữ liệu đầu vào kết quả) Trường hợp bảng khối lượng thể dạng hao phí nguồn lực thống kê, liệu giá trở thành liệu đầu vào để tính tốn khối lượng (mũi tên có gắn * Hình 1) Hình Trình tự tính tốn chi phí xây dựng Mặc dù sơ đồ Hình phát triển từ khái niệm góc độ phía chủ đầu tư, quản lý dự án, hồn tồn áp dụng trường hợp khác, việc xác định chi phí xây dựng góc độ nhà thầu, nhà thầu phụ Không sử dụng cho việc dự tốn chi phí, sơ đồ cịn áp dụng cho việc tốn tốn Lúc đó, thành phần chi phí khác thay đổi, bản, cách tính tốn chi phí trực tiếp giữ trình tự nói Theo quy trình tính chi phí xây dựng Hình 1, tập trung vào chi phí trực tiếp, thấy việc tính chi phí phụ thuộc vào hai loại liệu đầu vào, khối lượng giá Cấu trúc bảng tiên lượng phải phù hợp với cấu trúc liệu giá để đảm bảo tính tốn chi phí Có ba trường hợp điển hình: tính theo đơn giá xây dựng chi tiết, tính theo giá xây dựng tổng hợp tính theo bảng giá tương ứng Bảng thể yêu cầu tương thích liệu khối lượng liệu giá để đảm bảo khả tính tốn chi phí trực tiếp ISSN 2734-9888 05.2021 55 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Bảng Yêu cầu tương thích liệu khối lượng liệu giá TT Khối lượng Giá Yêu cầu tương thích Khối lượng theo Đơn giá xây Danh mục khối lượng phải công tác xây dựng dựng chi tiết phù hợp với danh mục đơn giá xây dựng chi tiết Khối lượng theo nhóm, Giá xây dựng Tùy thuộc giá xây dựng tổng loại công tác xây dựng, tổng hợp hợp sử dụng để đơn vị kết cấu định danh mục khối lượng phận cơng trình Hao phí loại Bảng giá Cần có giá cho loại hao nguồn lực: vật liệu, tương ứng phí nguồn lực nhân cơng, máy nhóm vật liệu, nhân cơng, máy Các u cầu tương thích cần cân nhắc xây dựng ứng dụng tự động hóa việc tính chi phí xây dựng Đề xuất cách tiếp cận tính tốn chi phí xây dựng sử dụng mơ hình thơng tin cơng trình BIM định nghĩa q trình tạo lập sử dụng thơng tin vòng đời dự án Các nhà cung ứng, nhà thầu, tư vấn, chủ đầu tư đơn vị vận hành nguyên tắc sử dụng, khai thác thơng tin từ mơ hình phục vụ cho cơng việc Mơ hình BIM tạo lập từ đối tượng BIM (BIM objects), đại diện cho cấu kiện, kết cấu công trình thực Các đối tượng BIM, chất, đối tượng chứa thông tin Các thông tin chứa đối tượng BIM thông tin nội dung để xác định đối tượng này, thơng tin hình học để mơ tả hình dáng vật chất đối tượng, thơng tin hình thức bên ngồi đối tượng để nhận dạng đối tượng thông tin chức để đảm bảo đối tượng hoạt động giống cấu kiện, kết cấu đại diện [6] Về mặt lý thuyết, tùy vào việc mơ hình BIM, dựng từ đối tượng BIM này, chứa đựng thông tin ứng dụng tin học có xử lý thơng tin hay khơng, thấy, có bảy cách thức khai thác mơ hình BIM cho cơng tác tính chi phí xây dựng sau (Hình 2) Hình Các giải pháp tính chi phí xây dựng dựa tảng BIM Một số cách tiếp cận đề xuất lý thuyết đề cập đến nghiên cứu trước [7], nghiên cứu chưa phân tích đầy đủ trường hợp chưa làm 56 05.2021 ISSN 2734-9888 Ghi Đơn giá xây dựng chi tiết thường sử dụng dựa tập đơn giá xây dựng xuất cập nhật định kỳ địa phương Hiện Việt Nam có giá xây dựng tổng hợp cho phận kết cấu cơng trình xuất chung cho nước (ví dụ Quyết định 44/QĐ-BXD cho năm 2020), nhiên không sử dụng rộng rãi Cần liên hệ đến hệ thống định mức hao phí nguồn lực, ví dụ định mức dự tốn Giá trị hao phí nguồn lực khác tính % rõ cách chi tiết mối liên hệ ứng dụng sử dụng Các giải pháp trình bày phân tích 3.1 Cách 1: BIM(Model Qty Cost) Sử dụng ứng dụng BIM (BIM software) để dựng cập nhật mơ hình (Model), sau khai thác mơ hình trực tiếp để tự động hóa tồn việc bóc tách khối lượng (Qty) tính chi phí (Cost) Cách có mức tự động hóa cao Cách có ưu điểm thao tác nằm nguồn liệu nhất, nên tiết kiệm thời gian đảm bảo tính cập nhật Các cập nhật vào mơ hình nằm nguồn liệu này, tính ứng dụng tin học liên kết trực tiếp với nguồn liệu phần mềm Không phải thao tác xuất, nhập liệu, tránh mát thơng tin sai lỗi người Mặt khác, nhiều loại chun gia có chun mơn khác thao tác sở liệu, đảm bảo tính xác chất lượng thông tin, đồng thời tăng suất thực công việc Nhược điểm bật cách tiếp cận khó khăn việc phát triển ứng dụng phù hợp Để chun mơn hóa, thơng thường nhà phát triển phần mềm khơng tích hợp tính thuộc lĩnh vực chun mơn khác vào ứng dụng, mà khai thác hệ sinh thái ứng dụng Việc phát triển ứng dụng làm nhiều chức kéo theo hệ sở liệu phục vụ phần mềm lớn, từ gây ảnh hưởng đến tốc độ xử lý, phát sinh u cầu máy tính cấu hình cao, gây bất tiện cho sử dụng Trong trường hợp này, liệu giá cần tích hợp vào mơ hình để tính tốn, chứa sở liệu độc lập có liên kết chặt chẽ với mơ hình để đảm bảo tính tương thích cấu trúc liệu Nhược điểm đòi hỏi phối hợp cao chuyên gia lĩnh vực khác để xử lý, phê duyệt thông tin, liệu trước đưa vào sử dụng Đây cách lý tưởng thuận lợi cho tính tốn, lại khó ứng dụng thực tiễn 3.2 Cách 2: BIM(Model Qty) EST(Cost) Sử dụng ứng dụng BIM (BIM software) để dựng, cập nhật mơ hình (Model), sau xuất bảng khối lượng (Qty) trực tiếp từ BIM software, khối lượng nhập trực tiếp vào ứng dụng lập dự toán (EST software) để tính chi phí Cách có mức độ tự động hóa cao, khiến tăng suất thực công việc Một ưu điểm cách tiếp cận tận dụng mạnh dựng, cập nhật mơ hình BIM software mạnh xử lý, cập nhật sở liệu ứng dụng EST software, liệu địa phương Các chuyên gia thuộc lĩnh vực khác tham gia vào giai đoạn khác nhau, giai đoạn nói chung cần chun mơn khác nhau, việc giúp tăng suất tăng mức độ xác mơ hình, đảm bảo chất lượng cơng việc Cách có nhược điểm địi hỏi tương thích cấu trúc liệu xuất từ BIM software yêu cầu liệu đầu vào EST software Nhược điểm đưa đến yêu cầu giải toán việc cấu trúc liệu Model việc nhập liệu vào Model cách phù hợp Mặt khác, có khả mát thông tin chuyển liệu từ BIM software sang EST software; địi hỏi phải có giải pháp giải Còn nữa, Model cập nhật, lại phải thao tác lại việc xuất Qty thực lại việc tính tốn chi phí, gây giảm suất khơng thuận tiện cho thay đổi việc tính chi phí địi hỏi thay đổi từ liệu khối lượng, liệu phải cập nhập trở lại hay thay đổi mơ hình cách thủ cơng Cách tiếp cận không cho phép nhà thiết kế tính tốn chi phí để định lựa chọn phương án thiết kế trước triển khai, việc tính tốn chi phí thực sau phương án thiết kế hồn thành Một nhược điểm nảy sinh địi hỏi chun gia thuộc lĩnh vực khác tham gia vào việc dựng, cập nhật Model, ngồi người dựng mơ hình chuyên nghiệp kỹ sư thiết kế, từ phải có giải pháp phân cơng, phối hợp cơng việc họ cho phù hợp 3.3 Cách 3: BIM(Model QData) EST(QData Qty Cost) Sử dụng ứng dụng BIM (BIM software) để dựng, cập nhật mơ hình (Model), sau xuất liệu khối lượng (QData), liệu khối lượng nhập vào ứng dụng lập dự toán (EST software) để xử lý thành bảng khối lượng (Qty) tính chi phí (Cost) Cách kế thừa số ưu điểm Cách 2, mức độ tự động hóa cao, tăng suất, tận dụng mạnh dựng, cập nhật mô hình BIM software mạnh xử lý, cập nhật sở liệu phần mềm EST software, liệu địa phương, việc chun mơn hóa giúp tăng mức độ xác mơ hình, đảm bảo chất lượng cơng việc Tuy nhiên, cách có nhược điểm địi hỏi ứng dụng EST software phải xử lý QData để có Qty Các ứng dụng EST software địi hỏi yêu cầu định QData, chưa cao địi hỏi Qty, để xử lý liệu nhập vào thành Qty Mặt khác, có khả mát thơng tin chuyển liệu từ BIM software sang EST software Cách kế thừa nhược điểm xuất yêu cầu cập nhật Model, không hỗ trợ định thiết kế nhược điểm yêu cầu chun gia có chun mơn khác tham gia vào việc dựng, cập nhật Model Cách 3.4 Cách 4: BIM(Model QData) QTO(QData Qty) EST(Cost) Sử dụng ứng dụng BIM (BIM software) để dựng, cập nhật mơ hình (Model), xuất liệu khối lượng (QData) để nhập vào ứng dụng bóc tách khối lượng (QTO software) để xử lý liệu khối lượng, khối lượng xuất từ QTO software (Qty) nhập trực tiếp vào ứng dụng lập dự toán (EST software) để tính chi phí (Cost) Cách tách bước xử lý liệu Cách việc xử lý liệu khối lượng (QData) thành Qty ứng dụng độc lập QTO để tận dụng ứng dụng EST software có, vốn thường khơng lập trình để xử lý liệu bên ngồi khối lượng Dù hạn chế nhược điểm EST software việc lại làm giảm suất phải thao tác qua nhiều phần mềm, tăng khả thông tin nhập, xuất liệu Xuất thêm nhược điểm yêu cầu liệu đầu vào QTO sotfware để xử lý thơng tin, kết xuất khối lượng Cịn lại, cách kế thừa toàn ưu nhược điểm Cách 3.5 Cách 5: BIM(Model QData) Man(QData Qty) EST(Cost) Sử dụng ứng dụng BIM (BIM software) để dựng, cập nhật mơ hình (Model), sau xuất liệu khối lượng (QData), liệu khối lượng xử lý thủ công để xử lý thành bảng khối lượng (Qty), Qty sau nhập vào ứng dụng lập dự toán (EST software) để tính chi phí (Cost) Cách thủ cơng hóa bước Cách việc xử lý liệu khối lượng (QData) thành khối lượng để hỗ trợ ứng dụng EST software, vốn thường khơng lập trình để xử lý liệu bên khối lượng Dù hạn chế nhược điểm EST software việc lại làm giảm suất, tăng khối lượng xử lý thủ cơng Cịn lại, cách kế thừa toàn ưu nhược điểm Cách 3.6 Cách 6: BIM(Model) EST(Qty Cost) Sử dụng đồng thời ứng dụng BIM (BIM software) ứng dụng lập dự toán (EST software) EST software lấy khối lượng (Qty) từ mơ hình BIM (Model) để tính chi phí (Cost) Các ứng dụng tương tác trực tiếp với nhau, có nghĩa thông tin cập nhật vào BIM software EST software nhận dạng để xử lý ngược lại Cách có mức độ tự động hóa cao, từ tăng suất Nó có ưu điểm việc cho phép nhà thiết kế tính tốn chi phí để định lựa chọn phương án thiết kế trước triển khai Cách cịn kế thừa tồn ưu điểm Cách Nhược điểm việc phải thao tác lại việc xuất Qty thực lại việc tính tốn chi phí, gây giảm suất khắc phục; nhiên, cách kế thừa toàn nhược điểm khác Cách Ngoài ra, cịn địi hỏi mơi trường liệu đồng bộ, có giải pháp quản lý phù hợp để đảm bảo thống liệu, không gây xung đột hai ứng dụng đồng thời hoạt động 3.7 Cách 7: BIM(Model) QTO(Qty) EST(Cost) Sử dụng đồng thời ứng dụng BIM (BIM software), ứng dụng bóc tách khối lượng (QTO software) ứng dụng lập dự toán (EST software) QTO software lấy khối lượng (Qty) từ mơ hình BIM (Model) tương tác với EST software để tính chi phí (Cost) Các ứng dụng tương tác trực tiếp với nhau, có nghĩa thơng tin cập nhật vào BIM software được, QTO software EST software nhận dạng để xử lý ngược lại Về mặt lý thuyết, Cách coi biến thể Cách 4, tạo tương tác đa chiều ba ứng dụng BIM software, QTO software EST software Nó coi biến thể Cách 6, tách ứng dụng bóc tách khối lượng khỏi ứng dụng tính chi phí EST software Về ưu điểm, cách kế thừa toàn ưu điểm Cách Cách Về nhược điểm, cách đòi hỏi tương tác cao ứng dụng nói trên, thể việc địi hỏi Model phải có cấu trúc liệu phù hợp QTO software phải có giải pháp thơng minh, tiên tiến để khai thác liệu khơng cấu trúc có cấu trúc khác từ Model Nó địi hỏi mơi trường liệu đồng bộ, có giải pháp quản lý phù hợp để đảm bảo thống liệu, không gây xung đột ứng dụng đồng thời hoạt động Cũng cần phải giải tốn phân cơng cơng việc hoạt động dựng mơ hình, cập nhật mơ hình xử lý liệu, bóc tách khối lượng, tính chi phí để đạt phối hợp đồng hiệu cao Đánh giá cách tiếp cận tính tốn chi phí xây dựng sử dụng mơ hình BIM thực tiễn Khảo sát thực tiễn giải pháp giới thiệu rộng rãi giới việc tính chi phí xây dựng bóc tách khối lượng sử dụng BIM, giải pháp sử dụng BIM để đo bóc tách khối lượng giải pháp tính tốn chi phí xây dựng Việt Nam, thấy rằng, chưa có giải pháp tích hợp tất tính từ dựng, ISSN 2734-9888 05.2021 57 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC cập nhật mô hình, đến đo bóc tách khối lượng, tính tốn chi phí Các nhược điểm phân tích trở thành rào cản để phát triển loại ứng dụng Ngồi ra, Việt Nam, phần mềm tính tốn chi phí xây dựng phát triển độc lập nhiều, đòi hỏi linh hoạt cao tùy biến nhiều theo đặc điểm địa phương để phù hợp với yêu cầu dự án sử dụng vốn nhà nước dự án sử dụng vốn khác Do đó, Cách tiếp cận thời điểm chưa hướng ưu tiên đơn vị phát triển phần mềm Quan niệm phổ biến giới việc sử dụng mơ hình BIM cho bóc tách khối lượng ước tính chi phí coi hai lĩnh vực ứng dụng riêng biệt kết nối với Hầu hết cơng cụ dựng mơ hình BIM thực việc bóc tách khối lượng mức độ định khơng có chức ước tính chi phí; chức thường thực cách sử dụng phần mềm khác [5, 7] Lý chức bóc tách khối lượng công cụ thường phù hợp với yêu cầu đa dạng quốc gia, khu vực lãnh thổ Mặt khác, việc tạo mơi trường để phần mềm hoạt động đồng thời tương tác với việc khó, Cách Cách có tính khả thi thấp điều kiện nay, dù có tác giả đề xuất sử dụng cơng nghệ Mơ hình Đối tượng Bộ phận (Component Object Model - COM) Microsoft để hỗ trợ việc tương tác mơ hình BIM phần mềm tốn tính chi phí dạng bảng tính [7] Như vậy, giải pháp giới thiệu rộng rãi chủ yếu tập trung vào cách tiếp cận 2, 3, 4, Các ứng dụng BIM thực tiễn việc đo bóc tách khối lượng tính tốn dự tốn chi phí theo cách tiếp cận trình bày phần 4.1 Các giải pháp xuất khối lượng trực tiếp từ phần mềm dựng, mơ mơ hình BIM Hiện đa số phần mềm dựng mơ hình BIM có tính tích hợp sẵn để trích xuất khối lượng từ mơ hình Như nghiên cứu tác giả Monteiro Martins [5] tổng kết, hai phần mềm phổ biến việc dựng mơ hình BIM ArchiCAD Revit có tính tích hợp sẵn Tính bóc tách khối lượng Revit đơn giản không mạnh ArchiCAD Cách thực việc bóc tách khối lượng ArchiCAD Revit giống Người sử dụng chọn phần tử cần đo bóc xác định thơng số thơng qua lệnh có sẵn ArchiCAD Revit khác tham số sử dụng cho đối tượng, đồng thời có giao diện hồn thiện thân thiện với người dùng Giao diện Revit tối giản đáng kể hình thức tùy chọn Cả ArchiCAD Revit cho phép lựa chọn tất loại đối tượng mơ hình, trích xuất khối lượng liên quan đến tất loại phần tử ArchiCAD cung cấp nhiều lựa chọn tham số xác định trước Nó cho phép người dùng sử dụng chức lập trình GDL để lập trình tham số đo lường mới, nhiên tính sử dụng hầu hết người dùng khơng có kiến thức phù hợp để thực việc lập trình định dạng Revit có tham số đo lường xác định trước giúp dễ dàng tạo quy trình đo thông qua công thức người dùng xác định, tức người dùng đưa vào công thức liên quan đến thông số có ArchiCAD cung cấp tảng tương tác dễ dàng hơn, có nhiều tùy chọn để xếp trình bày liệu, đồng thời cho phép người dùng chỉnh sửa số trường thông qua định nghĩa cấu hình trực tiếp bảng bóc tách khối lượng, thay đổi tự động xử lý mơ hình 58 05.2021 ISSN 2734-9888 Về kết đầu ra, ArchiCAD lưu bảng định dạng khác nhau, bao gồm Excel, PDF DWF Revit xuất bảng định dạng TXT, thường yêu cầu thao tác thêm để xử lý liệu giai đoạn tiếp theo, dù định dạng delimited text xuất trực tiếp import vào Excel để xử lý Tuy nhiên, vấn đề khác biệt cấu trúc liệu, liệu xuất từ phần mềm dựng mơ mơ hình thường dạng khối lượng theo nhóm đơn vị kết cấu phận cơng trình (xem Bảng 1), mà khơng xuất dạng khối lượng theo công tác xây dựng hao phí loại nguồn lực, hai dạng mà có hệ thống liệu giá đầy đủ Hiện Việt Nam liệu giá cho dạng khối lượng thiếu, dự án sử dụng vốn nhà nước, nên việc xuất khối lượng theo giải pháp không hỗ trợ nhiều cho công tác xác định chi phí, chưa nói đến việc cấu trúc danh mục khối lượng xuất chưa hoàn toàn phù hợp với danh mục giá Nói chung liệu xuất thường phải tùy chỉnh thêm sử dụng được, địi hỏi nhiều cơng sức tùy chỉnh nhập tham số vào đối tượng dựng mơ hình Các cơng cụ dựng mơ mơ hình BIM tích hợp thêm tính bổ sung để tùy chỉnh tốt liệu khối lượng nhằm phục vụ việc xuất sang ứng dụng tính tốn chi phí độc lập Các cơng cụ có sẵn thị trường Autodesk Revit, Navisworks cho phép mở rộng chức bóc tách khối lượng cách sử dụng giao diện lập trình ứng dụng (API) Gần đây, hãng Graphisoft phát triển Plug-in ArchiQuant để hỗ trợ việc đo bóc tách khối lượng tính dự tốn Ở Trung Quốc, có ứng dụng THSWARE ứng dụng plug-in Autodesk Revit để phù hợp với nhu cầu bóc tách khối lượng thị trường [7] Hiện có nhiều nhà phát triển phần mềm quan tâm phát triển ứng dụng điều kiện Việt Nam, nay, chưa có ứng dụng giới thiệu thành công dự án sử dụng vốn nhà nước, liệu khối lượng xuất cần tùy chỉnh thêm trước nhập vào phần mềm dự tốn chi phí Các giải pháp xuất khối lượng trực tiếp từ phần mềm dựng mơ hình hỗ trợ việc thực tính tốn chi phí xây dựng tảng BIM theo cách 2, 3, 4, Ở số quốc gia vùng lãnh thổ, giải pháp chưa hỗ trợ Cách 4.2 Các giải pháp đo bóc tách khối lượng, dự tốn chi phí trực tiếp từ mơ hình BIM phần mềm độc lập Có nhiều giải pháp khác phát triển để đo bóc tách khối lượng trực tiếp từ mơ hình BIM Các giải pháp thuộc dạng thường tích hợp tính bóc tách khối lượng với tính khác kiểm tra mơ hình, dị tìm xung đột… [5] phần mềm độc lập Một số phần mềm giới thiệu rộng rãi thuộc loại bao gồm Vico Office (Takeoff Manager), Solibri Model Checker, eTakeoff phần mềm Autodesk Quantity Takeoff hãng Autodesk (từ năm 2013, phần mềm khơng cịn hỗ trợ, tính tích hợp vào phần mềm Navisworks) Một số giải pháp khác tính dự tốn chi phí nhờ việc khai thác trực tiếp mơ hình BIM Một số ứng dụng điển hình thuộc loại bao gồm Trimble Vico, Exactal CostX, Nomitech's CostOS BIM Estimating, CubiCost, RIB iTWO 5D, Primus-IFC ACCA Software, Cubit Buildsoft SmartBIM QTO's Cost Check [3, 5] Ngoại trừ ứng dụng cuối cùng, SmartBIM QTO's Cost Check, hoạt động với Revit thơng qua plug-in để xuất mơ hình Revit sang, ứng dụng lại danh sách nhập mơ hình BIM thơng qua định dạng IFC (Industry Foundation Class) Điều địi hỏi liệu mơ hình BIM phải cấu trúc phù hợp xử lý để phù hợp với định dạng IFC để đảm bảo tính tương thích [5] Tuy phát triển mức độ cao hơn, giải pháp đo bóc tách khối lượng trực tiếp từ mơ hình BIM phần mềm độc lập không giải hồn tồn vấn đề tính tương thích với liệu giá khối lượng xuất ra, với quốc gia sử dụng hệ thống liệu định mức, đơn giá có cấu trúc đặc biệt Việt Nam Có nghiên cứu gợi ý rằng, dựng mơ hình BIM cần áp dụng quy tắc lập mơ hình lược đồ liệu thích hợp thay sử dụng IFC cho cơng cụ dựng mơ hình BIM, để đảm bảo liệu mơ hình trích xuất với cấu trúc tùy biến theo yêu cầu, tránh việc mát liệu [7] Ví dụ, hệ thống RIB iTWO 5D có hướng dẫn lập mơ hình cụ thể cho nhà lập mơ hình Revit để tạo mơ hình Revit tương thích nhập dạng định dạng CPI (tích hợp quy trình xây dựng – construction process integration) độc quyền vào iTWO 5D cho việc bóc tách khối lượng tính tốn chi phí [7] Đây cách tiếp cận mà có nghiên cứu Việt Nam đề xuất số đơn vị nghiên cứu triển khai [4], chưa đạt kết mong muốn Ưu điểm cách tiếp cận theo giải pháp tính bóc tách khối lượng và/hoặc tính tốn chi phí độc lập với cơng cụ tạo mơ hình BIM, tạo điều kiện thuận tiện cho lập trình viên tập trung vào việc viết phát triển tính Tuy nhiên, cách có nhược điểm rõ ràng có khả liệu trình chuyển đổi liệu từ mơ hình tạo nên cơng cụ dựng mơ hình BIM IFC Có nghĩa mơ hình BIM tạo khơng cịn qn với mơ hình chuyển đổi thành định dạng IFC sau chúng xuất từ mơi trường mơ hình BIM sau nhập vào cơng cụ bóc tách khối lượng ước tính chi phí dựa IFC [7] Các giải pháp đo bóc tách khối lượng trực tiếp từ mơ hình BIM phần mềm độc lập (cả trường hợp có tích hợp tính tính tốn chi phí) hỗ trợ việc thực tính tốn chi phí xây dựng tảng BIM theo Cách 4, tiếp cận đến Cách 4.3 Các giải pháp khác Càng ngày nhu cầu thiết kế định hướng giá trị cao, theo đó, nhà thiết kế cần tính tốn chi phí cho phương án thiết kế trình triển khai để định điều chỉnh cần thiết Vì vậy, họ đòi hỏi ứng dụng hỗ trợ việc tảng BIM Nghiên cứu Zhou et al [7] đề xuất giải pháp để hỗ trợ việc thực tính tốn chi phí xây dựng tảng BIM theo Cách Nghiên cứu đề xuất việc tạo kiến trúc phần mềm (Software Architecture) mà tích hợp chức bóc tách khối lượng ước tính chi phí, tham chiếu đến phương pháp đo bóc phận cơng trình, ánh xạ đến loại cơng tác xây dựng, đơn vị kết cấu phận cơng trình giá cụ thể để tính tốn chi phí cách hợp lý hiệu Kiến trúc phần mềm đề xuất bao gồm hai ứng dụng độc lập dựng mơ hình BIM bảng tính Cơng nghệ COM Microsoft giúp kết nối cơng cụ dựng mơ hình BIM bảng tính bên ngồi để hai ứng dụng tương tác mà khơng cần thay đổi kiến trúc phần mềm có Tuy nhiên, quy tắc đo bóc tách khối lượng, vốn trình bày dạng văn bản, cần chuyển đổi thành quy tắc tính tốn mơi trường số hóa Bảng tính trở thành kho lưu trữ thơng tin, chứa giá trị quy tắc tính tốn có liên quan Một cách đồng thời, công cụ thiết nhận giá trị quy tắc, bóc tách khối lượng phận cơng trình xuất khối lượng giá trị chi phí ước tính dạng Bảng tiên lượng (Bill of Quantity – BOQ) bảng tính Việc truy cập liệu trích xuất khối lượng thực đồng thời với hoạt động thiết kế khác liên quan, ví dụ thêm đối tượng, xóa đối tượng, sửa đổi thuộc tính đối tượng… [7] Ưu điểm bật giải pháp tạo điều kiện thuận tiện cho nhà thiết kế việc kiểm sốt chi phí để đưa định thiết kế phù hợp Mặt khác, nội dung bảng tính cập nhật linh hoạt mà khơng ảnh hưởng đến việc sử dụng cơng cụ BIM Do đó, giải pháp sử dụng để giải vấn đề tiêu chuẩn đo bóc tách khối lượng khác quốc gia, vùng lãnh thổ, liệu cho địa phương lưu trữ bảng tính riêng biệt Giải pháp phát triển khơng cho Cách tiếp cận 6, mà Cách tiếp cận Đây hướng mà nhà phát triển ứng dụng bóc tách khối lượng dự tốn chi phí tảng BIM Việt Nam nên theo đuổi Kết luận Do việc phát triển ứng dụng BIM để giải tồn diện tốn dựng, cập nhật mơ hình đo bóc tách khối lượng, tính tốn chi phí cho dự án đầu tư xây dựng, dù lý tưởng, khó triển khai, nên việc triển khai ứng dụng BIM thực tế có nhiều cách tiếp cận lý tưởng Bài báo phân tích trình tính tốn chi phí xây dựng, dựa đặc điểm BIM để đề xuất cách tiếp cận khác nhau, kể trường hợp lý tưởng Một số cách tiếp cận ứng dụng thực tiễn, nhiên, nhiều hạn chế điều kiện Việt Nam Các ứng dụng phát triển thực tiễn nói chung tách chức dựng cập nhật mơ hình BIM khỏi chức tính tốn chi phí, đó, địi hỏi tính liên thơng phần mềm tính tương thích sở liệu cao, điều vấn đề chưa giải triệt để Các nghiên cứu tập trung vào phân tích hạn chế này, từ đề xuất giải pháp phù hợp với điều kiện Việt Nam để khai thác BIM cho ứng dụng khối lượng dự tốn xây dựng, từ giúp nâng cao hiệu triển khai dự án đầu tư xây dựng Lời cảm ơn: Nghiên cứu tài trợ Bộ Giáo dục Đào tạo đề tài mã số 2019-XDA-04 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Văn Yêm (1997), Phương pháp định giá sản phẩm xây dựng, Nhà xuất Xây dựng Chính phủ (2021), Nghị định 10/2021/NĐ-CP ngày 09 tháng 02 năm 2021 Chính phủ quy định quản lý chi phí đầu tư xây dựng Estimationqs (2017), Top BIM Quantity Takeoff Software – 3D Model Based Estimating Solutions, Online, truy cập ngày tháng năm 2021, trang web https://estimationqs.com/top-5-bim-quantity-takeoff-software/ Lưu Quang Phương Nguyễn Thế Qn (2020), "Đề xuất quy tắc tạo lập mơ hình BIM phục vụ việc tự động hóa đo bóc tách khối lượng dự án xây dựng sử dụng vốn nhà nước Việt Nam", Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD)-ĐHXD 14(4V), tr 118-129 André Monteiro Joao Pocas Martins (2013), "A survey on modeling guidelines for quantity takeoff-oriented BIM-based design", Automation in construction 35, tr 238253 TheNBS (2017), A manufacturer's guide to BIM object creation, NBS Enterprises Ltd, Online, truy cập ngày 16 tháng năm 2021, trang web https://manufacturers.thenbs.com/resources/knowledge/a-manufacturers-guide-tobim-object-creation Wei Zhou cộng (2016), Automatic Quantity Takeoff and Cost Estimation in BIM Design, 16th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering (ICCCBE 2016), Nobuyoshi Yabuki Koji Makanae, chủ biên, ICCCBE 2016 Organizing Committee, Osaka, Japan ISSN 2734-9888 05.2021 59 ... đầu tư xây dựng, chi phí xây dựng thành phần Tổng mức đầu tư, khoản mục chi phí để trang trải chi phí xây dựng cơng trình, hạng mục cơng trình dự án; cơng trình, hạng mục cơng trình xây dựng. .. tính chi phí xây dựng đánh giá cách tiếp cận thông qua kiểm định với nghiên cứu trước thực tiễn Dự tốn chi phí xây dựng trình tự tính dự tốn chi phí xây dựng Theo quy định hành Việt Nam, dự án đầu. .. công việc liệu phù hợp Như vậy, có việc tính tốn thành phần chi phí trực tiếp chi phí xây dựng liên quan trực tiếp đến việc đo bóc tách khối lượng từ cơng trình xây dựng Các số liệu đầu vào cần