Ứng dụng công nghệ mô hình thông tin công trình trong quản lý khối lượng tiến độ (BIM 3d, 4d) tại công trình nhà quốc hội lào (tóm tắt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI - NGUYỄN VIẾT THÀNH ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH TRONG QUẢN LÝ KHỐI LƯỢNG, TIẾN ĐỘ (BIM 3D, 4D) TẠI CƠNG TRÌNH NHÀ QUỐC HỘI LÀO LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐƠ THỊ VÀ CƠNG TRÌNH Hà Nội – 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI NGUYỄN VIẾT THÀNH KHĨA: 2018 - 2020 ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH TRONG QUẢN LÝ KHỐI LƯỢNG, TIẾN ĐỘ (BIM 3D, 4D) TẠI CƠNG TRÌNH NHÀ QUỐC HỘI LÀO Chuyên ngành: Quản lý đô thị cơng trình Mã số: 8.58.01.06 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐƠ THỊ VÀ CƠNG TRÌNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ ANH DŨNG Hà Nội – 2020 LỜI CẢM ƠN Trước hết xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường, quý thầy cô trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, đặc biệt thầy cô Khoa Sau đại học tận tình giảng dạy tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập hồn thành khóa học Tơi xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến PGS TS Lê Anh Dũng, thầy tận tình trực tiếp bảo hướng dẫn suốt trình thực Luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô tiểu ban luận văn cho tơi góp ý q báu để hồn chỉnh Luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp ln quan tâm chia sẻ, động viên suốt thời gian thực Luận văn Mặc dù cố gắng, song luận văn không tránh khỏi hạn chế sai sót Kính mong nhận góp ý thầy cô bạn đồng nghiệp! TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Viết Thành LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Viết Thành MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU  Lý chọn đề tài  Mục tiêu nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu  Phạm vi nghiên cứu  Phương pháp nghiên cứu  Cấu trúc luận văn NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THỰC TRẠNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ BIM CHO DỰ ÁN 1.1 Tổng quan dự án nhà quốc hội Lào 1.1.1 Chức nhà quốc hội 1.1.2 Nhiệm vụ nhà quốc hội 1.1.3 Sự cần thiết phải đầu tư 1.1.4 Mục tiêu đầu tư 1.1.5 Thông tin dự án 1.2 Thực trạng triển khai BIM dự án nhà quốc hội lào 10 1.2.1 Mục tiêu 10 1.2.2 Nhân 11 1.2.3 Các yêu cầu sử dụng BIM 13 1.2.4 Ứng dụng BIM mức độ phát triển mơ hình 13 1.2.5 Chuyển giao sản phẩm 15 1.2.6 Các phương thức trao đổi 16 1.2.7 Lịch trao đổi liệu, lịch họp 16 1.3 Thực trạng quản lý khối lượng tiến độ dự án nhà quốc hội Lào 17 1.3.1 Quản lý khối lượng 17 1.3.2 Quản lý tiến độ 17 1.3.3 Hạn chế công tác quản lý khối lượng 17 1.3.4 Hạn chế công tác quản lý tiến độ 18 CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC, CƠ SỞ PHÁP LÝ KHI ÁP DỤNG BIM 19 2.1 Cơ sở khoa học ứng dụng BIM xây dựng 19 2.1.1 Công nghệ CAD 2D thông thường 19 2.1.2 Cơng nghệ mơ hình CAD 3D 20 2.1.3 So sánh trình bóc tách khối lượng truyền thống bóc tách khối lượng mơ hình BIM 21 2.1.4 So sánh quản lý tiến độ BIM truyền thống 22 2.2 Cơ sở pháp lý 26 2.3 Các định nghĩa, khái niệm BIM 31 2.3.1 Định nghĩa 31 2.3.2 Nguồn gốc 31 2.3.3 Lịch sử hình thành 33 2.3.4 Cấp độ phát triển mô hình (LOD) BIM 37 2.3.5 Khái niệm BIM 3D, 4D, 5D, 6D, 7D 40 2.3.6 Môi trường liệu tập trung (CDE) 43 2.3.7 Bản yêu cầu thông tin chủ đầu tư (EIR) 46 2.3.9 Phần mở rộng IFC, chuẩn ifc cho open BIM 52 2.4 Kinh nghiệm ứng dụng BIM việc đo bóc khối lượng quản lý tiến độ 53 2.4.1 Quản lý khối lượng chi phí 53 2.4.2 Quản lý tiến độ 57 CHƯƠNG III: GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHI ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ BIM TẠI DỰ ÁN QUỐC HỘI LÀO 58 3.1 Đề xuất quy trình triển khai BIM 58 3.1.1 Cấu trúc liệu BIM 58 3.1.2 Quy trình liên kết tệp mơ hình 59 3.1.3 Quy trình trao đổi liệu 60 3.1.4 Quy trình kiểm tra chất lượng mơ hình 61 3.1.5 Kiểm soát xung đột 63 3.2 Đề xuất vai trò bên liên quan 65 3.3 Đề xuất cấu trúc thư mục CDE ban quản lý dự án 73 3.4 Đề xuất quy trình quản lý khối lượng phần mềm BIM 75 3.5 Đề xuất quy trình quản lý tiến độ với phần mềm BIM 76 3.6 Đề xuất phần mềm BIM cho môn xuyên suốt dự án 78 3.7 Nâng cao lực BIM cho bên tham gia vào dự án 79 3.7.1 Cho đơn vị tư vấn thiết kế 79 3.7.2 Cho đơn vị nhà thầu thi công 81 3.7.3 Cho chủ đầu tư tư vấn quản lý dự án 83 3.8 Giải pháp sở pháp lý, chế, sách truyền thơng 84 3.8.1 Giải pháp sở pháp lý, tổ chức, điều hành 84 3.8.2 Giải pháp chế, sách thúc đẩy áp dụng BIM 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86 Kết luận: 86 Kiến nghị: 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Các từ viết tắt Nội dung BIM BEP BQLDA CĐT ĐVTV Đơn vị tư vấn CTXD Cơng trình xây dựng DA DAXD Dự án xây dựng ĐVTC Đơn vị thi công 10 QLDA Quản lý dự án 11 TVTK Tư vấn thiết kế 12 TTTC Tổng Thầu thi công 13 QLTC Quản lý thi công 14 MEP Bộ môn cơ, điện nước 15 HVAC Building Information Modeling (Mơ hình thơng tin cơng trình) Bim Execution Plan (kế hoạch triển khai BIM) Ban quản lý dự án Chủ đầu tư Dự án Bộ môn thơng gió điều hịa DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU STT Số hiệu bảng, biểu Bảng 2.1 Các yêu cầu sử dụng BIM 13 Bảng 2.2 Mức độ phát triển mơ hình 14 Bảng 2.3 Chuyển giao sản phẩm 15 Bảng 3.1 Phương thức kiểm soát chất lượng mơ hình 63 Bảng 3.2 Quy trình kiểm sốt xung đột 64 Bảng 3.3 Vai trị bên liên quan 66 Bảng 3.6 Cấu trúc thư mục CDE 73 10 Bảng 3.7 Các phần mềm áp dụng vào dự án 78 Tên bảng, biểu Trang DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA STT Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 1.1 Hình ảnh nhà quốc hội cũ Hình 1.2 Ma trận chức danh - vai trị thành viên nhóm dự án BIM 12 Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức nhân nhóm dự án BIM 12 Hình 2.1 Phối cảnh dự án nhà Quốc Hội Lào 20 Hình 2.2 Quản lý tiến độ 2D BIM 23 Hình 2.3 So sánh tiến độ 2D BIM 23 Hình 2.4 Kiểm sốt xây dựng 2D BIM 24 Hình 2.5 An tồn thi cơng 2D BIM 25 Hình 2.6 Lịch sử hình thành BIM 33 10 Hình 2.7 Minh họa mức độ chi tiết thơng tin 38 11 Hình 2.8 Minh họa BIM 4D 40 12 Hình 2.9 Minh họa CDE 43 13 Hình 2.10 Quá trình tạo chuyển giao thơng tin 46 14 Hình 2.11 BIM vịng đời dự án 50 15 Hình 2.12 Ví dụ file IFC 52 16 Hình 3.1 17 Hình 3.2 18 Hình 3.3 Các giai đoạn phương pháp CDE Cấu trúc tệp mơ hình BIM 59 60 Sơ đồ trao đổi thông tin chéo môn thiết kế 61 Bảng thống kê cửa gỗ phần mềm 19 Hình 3.4 BIM 75 Bảng thống kê diện tích trần xuất từ mơ 20 Hình 3.5 hình BIM 3D excel 76 Mơ hình BIM 4D quản lý tiến độ hạng 21 Hình 3.6 mục kết cấu mái vịm dự án 77 Mơ hình BIM 4D quản lý trình tự lắp đặt 22 Hình 3.7 thép vai cột điển hình 77 Video 4D Tiến độ thi cơng mái vịm 23 Hình 3.8 dự án 78 MỞ ĐẦU  Lý chọn đề tài Những năm gần đây, nhờ phát triển nhanh chóng khoa học công nghệ, nhiều công nghệ phát triển ứng dụng vào ngành Xây dựng Những công nghệ này, mức độ khác nhau, giúp tăng suất lao động, tăng tính hiệu cơng việc, giảm lãng phí xây dựng Trong số đó, Mơ hình thơng tin cơng trình (Building Information Modeling, viết tắt BIM) ngành xây dựng nhiều quốc gia học giả hàng đầu đánh giá công nghệ chủ đạo ngành xây dựng nhiều thập niên tới, đồng thời có khả giúp lĩnh vực thiết kế, xây dựng quản lý cơng trình giải vấn đề lãng phí, suất thấp thiếu hiệu tồn phổ biến Qua thực tiễn nhiều năm áp dụng nhiều quốc gia, BIM xem công cụ hiệu việc quản lý chia sẻ thông tin chủ đầu tư, kiến trúc sư, kỹ sư tư vấn, nhà cung ứng, nhà thầu xây lắp Sử dụng BIM để quản lý chia sẻ thơng tin cơng trình giúp tăng cường cộng tác, phối hợp thành viên dự án, giúp đưa giải pháp thiết kế thi công tối ưu phù hợp với yêu cầu chủ đầu tư giai đoạn thiết kế Việc triển khai BIM với phương pháp hợp đồng giúp xóa mờ ranh giới ngăn cản hợp tác tích cực bên chủ đầu tư, thiết kế, thầu chính, thầu phụ dự án đầu tư xây dựng Tại Việt Nam, BIM chủ yếu triển khai cơng trình có thiết kế hệ thống kỹ thuật phức tạp có cơng trình sử dụng vốn ngân sách nhà nước, vốn tư nhân đầu tư nước Dù nhiều chủ đầu tư nhận thức hiệu việc áp dụng BIM, đặc biệt việc tiết kiệm chi phí thi cơng vận hành số rào cản ban đầu chi phí đào tạo chi phí đầu tư ban đầu cho BIM cao dẫn đến chi phí thiết kế cao truyền thống Thêm vào đó, quản lý dự án sử dụng BIM cần nhân hiểu biết công nghệ tận dụng hết lợi ích mà BIM mang lại Thiếu nhân lực đào tạo BIM trở ngại lớn nước 2 Việc áp dụng hệ thống thơng tin cơng trình (BIM) nhắc đến Luật Xây dựng số 50/2014/QH13 ngày 18/06/2014[6] Quan điểm nhà nước khuyến khích tạo điều kiện để chủ thể liên quan áp dụng BIM, thực giải pháp nâng cao suất, chất lượng, tiết kiệm nguồn lực hoạt động xây dựng quản lý vận hành cơng trình nêu rõ định số 2500/ QĐ-TTg ngày 22/12/2016 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề án áp dụng Mơ hình thơng tin cơng trình (BIM)[3] Trong cơng văn số 02/ BXD-KHTC, Bộ Xây dựng chấp thuận nguyên tắc áp dụng thí điểm BIM dự án đầu tư xây dựng Nhà Quốc Hội nước Cộng Hòa Dân chủ nhân dân Lào Xuất phát từ nêu việc đặt nghiên cứu đề tài cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế, giúp tìm lộ trình áp dụng BIM hiệu quả, tối ưu cho dự án khác tìm phương án kiểm sốt chất lượng mơ hình BIM giúp cho cơng tác quản lý dự án tối ưu đạt hiệu cao  Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu, làm rõ sở khoa học, lý luận, lợi ích việc ứng dụng công nghệ BIM Nghiên cứu tổng hợp kinh nghiệm quốc tế xây dựng lộ trình áp dụng BIM cho ngành xây dựng - Thực trạng triển khai BIM dự án nhà quốc hội Lào thời điểm đánh giá phù hợp giải pháp BIM áp dụng vào dự án nhà quốc hội Lào lĩnh vực: thiết kế, thi cơng, bóc tách khối lượng, quản lý tiến độ, quản lý dự án - Đề xuất số giải pháp hồn thiện cơng tác quản lý chất lượng mơ hình BIM, nghiệm thu mơ hình BIM, phối hợp bên liên quan tham gia dự án áp dụng công nghệ BIM  Đối tượng nghiên cứu - Thực trạng triển khai BIM dự án nhà quốc hội Lào - Các giải pháp BIM sử dụng dự án nhà quốc hội Lào vào cơng tác bóc tách khối lượng, quản lý tiến độ, - Giải pháp nâng cao hiệu áp dụng BIM  Phạm vi nghiên cứu - Tập trung nghiên cứu việc áp dụng cơng nghệ BIM bóc tách khối lượng, quản lý tiến độ dự án nhà quốc hội Lào  Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp - phân tích, khảo sát bảng câu hỏi, vấn, nghiên cứu định tính định lượng để đánh giá trạng Sử dụng phương pháp nghiên cứu hành động để áp dụng thực nghiệm đo lường, tổng hợp kết - Thơng qua việc áp dụng thí điểm dự án nhà quốc hội Lào nhằm đánh giá lợi ích trở ngại áp dụng phổ biến Việt Nam - Lấy ý kiến chuyên gia nước nước nhằm đưa nhóm giải pháp khắc phục trở ngại triển khai BIM rộng rãi Việt Nam - Tổ chức hội thảo/seminar với tham gia đối tượng hoạt động ngành xây dựng, chuyên gia nước để đánh giá nhóm giải pháp Kết nghiên cứu xây dựng chiến lược lộ trình để thúc đẩy việc sử dụng BIM nhằm nâng cao hiệu thiết kế, thi cơng quản lý cơng trình Việt Nam  Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục nội dung luận văn gồm chương: - Chương I: Tổng quan thực trạng áp dụng công nghệ BIM cho dự án - Chương II: Cơ sở khoa học, sở pháp lý áp dụng BIM - Chương III: Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu áp dụng công nghệ BIM dự án quốc hội Lào THÔNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lịng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Qua nghiên cứu ứng dụng công nghệ BIM xây dựng ứng dụng quản lý thi công, luận văn rút số kết lậu sau: - Hiện có nhiều phương pháp ứng dụng áp dụng xây dựng lập biện pháp tiến độ thi công làm nâng cao chất lượng cơng trình, đẩy nhanh tiến độ hạn chế phát sinh Mỗi phương pháp có ưu điểm, nhược điểm khác nên tùy vào điều kiện đơn vị yêu cầu dự án mà lựa chọn ứng dụng phù hợp với đơn vị - Cơng nghệ BIM cơng nghệ chứa đựng tính vượt trội định ứng dụng vào công nghệ xây dựng Do công nghệ nên ứng dụng Việt Nam gặp nhiều khó khăn lúc ban đầu Đã có đơn vị ứng dụng cơng nghệ BIM nước ta đạt thành công định Nhưng để áp dụng rộng rãi cần có đầu tư nghiêm túc thời gian, công sức, tư tưởng cá nhân tập thể - Như trình bày ứng dụng cơng nghệ BIM rộng phạm vi luận văn đề cập đên sử dụng số công cụ việc quản lý khối lượng tiến độ công trình xây dựng giúp đơn vị quản lý dự án nhà thầu kiểm sốt chất lượng, có nhìn khái qt dự án Kiến nghị: - Để ứng dụng công nghệ BIM cách triệt để Việt Nam cần có đầu tư đơn bị tổ chức hoạt động ngành xây dựng, Nhà nước, cấp quyền Các quan quản lý cấp bộ, cấp trung ương cần đưa văn tiêu chuẩn, quy chuẩn, hướng dẫn cụ thể sớm để có sở pháp luật kỹ thuật để triển khai áp dụng BIM Đối với đơn vị thiết kế, thi công, quản lý thi công, quản lý vận hành để áp dụng BIM vào cơng tác cần có đầu tư nghiêm 87 túc vào đào tạo nhân lực, nghiên cứu cách thức ứng dụng phần mềm mới, để áp dụng BIM nâng cao chất lượng, đẩy nhanh tiến độ, giảm tối đa phát sinh cho dự án xây dựng - Đối với đơn bị Chủ đầu tư, nhìn thấy lợi ích mà BIM mang lại, luận văn mong muốn CĐT có nhìn bao qt áp dụng BIM vào dự án lợi ích trước cho CĐT dự án, để dễ quản lý thi cơng q trình vận hành đưa vào sử dụng cơng trình - Đối với trường đại học đào tạo lĩnh vực xây dựng, giao thơng cơng trình đề nghị đưa BIM vào mơn học, kết hợp học phần mềm Revit, Narviswork mơn tin học ứng dụng Nhờ đào tạo hệ biết hiểu BIM từ - Luận văn chưa nghiên cứu hết ứng dụng cơng nghệ, cần có nghiên cứu tiếp tục, cần có thêm nhiều đề tài ứng dụng công nghệ để phát triển hồn thiện hơn, góp phần mang lại lợi ích thiết thực cho ngành xây dựng Việt Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Bộ Xây Dựng (2017), Quyết định số 1057/QĐ-BXD ngày 11/10/2017 việc hướng dẫn tạm thời áp dụng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) giai đoạn thí điểm Báo cáo nghiên cứu khả thi dự án xây dựng Nhà Quốc hội nước CHDCND Lào 192021_Laos_FS Chính phủ (2016), Quyết định số 2500/QĐ-TTg ngày 22/12/2016 việc phê duyệt: Đề án áp dụng Mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) hoạt động xây dựng quản lý vận hành cơng trình Lê Anh Dũng, Lê Bá Sơn, Ngơ Quang Tuấn (2017), Mơ hình thơng tin cơng trình (BIM), lợi ích thành phần cốt lõi BIM Bộ môn Công nghệ Tổ chức thi công, Khoa Xây Dựng, Trường đại học Kiến trúc Hà Nội Lê Anh Dũng, Ngô Quang Tuấn (2018), Lợi ích việc áp dụng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) thi công xây dựng dân dụng công nghiệp Việt Nam Tạp chí Xây Dựng số 09/2018 Luật Xây dựng số 50/2014/QH13 ngày 18/06/2014 Tiếng Anh: Chuck Eastman, Paul Teicholz, Rafael Sacks, Kathleen Liston (2013), BIM Handbook, AGuide to Building Information Modeling for Owner, Manager, Designers Engineer, and Contractor, John Wiley & Sons, Inc Website: http://bim.gov.vn/tin-tuc/tin-tuc/tin-tong-hop/tong-hop-kinh-nghiem-ap- dung-bim-tren-the-gioi-va-hien-trang-ap-dung-bim-trong-nganh-xay-dung-vietnam-57.html http://rdsic.edu.vn/hoc-thuat/tinh-hinh-ap-dung-bim-tren-the-gioi.html 10 http://vietnambim.net/bim/bim-co-ban/bim-va-viec-ung-dung-trong-congtac-quan-ly-va-thuc-hien-du-xay-dung-phan-1.html ... KHĨA: 2018 - 2020 ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH TRONG QUẢN LÝ KHỐI LƯỢNG, TIẾN ĐỘ (BIM 3D, 4D) TẠI CƠNG TRÌNH NHÀ QUỐC HỘI LÀO Chun ngành: Quản lý thị cơng trình Mã số: 8.58.01.06... 1.3 Thực trạng quản lý khối lượng tiến độ dự án nhà quốc hội Lào 17 1.3.1 Quản lý khối lượng 17 1.3.2 Quản lý tiến độ 17 1.3.3 Hạn chế công tác quản lý khối lượng 17... công nghệ BIM  Đối tượng nghiên cứu - Thực trạng triển khai BIM dự án nhà quốc hội Lào - Các giải pháp BIM sử dụng dự án nhà quốc hội Lào vào công tác bóc tách khối lượng, quản lý tiến độ, -