Nghiên cứu xây dựng lộ trình thúc đẩy ứng dụng BIM trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng tại tỉnh quảng nam

Tính cấp thiết và lý do lựa chọn đề tài

Ngành xây dựng tại Việt Nam và trên toàn thế giới đối mặt với nhiều thách thức trong quá trình sản xuất, đặc biệt là việc phối hợp nhịp nhàng giữa các bên để đảm bảo dự án hoàn thành đúng thời gian, chất lượng cao và chi phí thấp nhất Để giải quyết những khó khăn này, mô hình thông tin công trình (BIM) đã ra đời, nhằm cải thiện giao tiếp và tăng cường hợp tác giữa các bên liên quan, tạo ra một môi trường làm việc chung với thông tin dự án đầy đủ và trực quan Thông qua việc áp dụng BIM, các bên có thể dự đoán và giải quyết các vấn đề tiềm ẩn trước khi thực hiện công việc, đồng thời mô hình hóa các giai đoạn trong công cụ 4D đến 7D giúp xác định xung đột nguồn lực và các tác động về chi phí, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý dự án.

Việc ứng dụng công nghệ mới trong ngành xây dựng, đặc biệt là chuyển đổi số, đang được chú trọng Bộ trưởng Bộ xây dựng đã ban hành Quyết định số 1004/QĐ-BXD vào ngày 31/7/2020, phê duyệt kế hoạch chuyển đổi số cho giai đoạn 2020-2025, với tầm nhìn đến năm 2030 Một trong những công nghệ được lựa chọn cho chuyển đổi số là Mô hình thông tin công trình (BIM), nhằm nâng cao hiệu quả trong các hoạt động đầu tư xây dựng Đến năm 2023, các tiêu chuẩn áp dụng BIM sẽ được ban hành đầy đủ.

2025 khoảng 10% dự án xây dựng được triển khai trên nền tảng BIM; đến 2030 khoảng 20% dự án xây dựng được triển khai trên nền tảng BIM

Nền tảng pháp lý cho việc áp dụng BIM tại Việt Nam được thiết lập thông qua Quyết định số 2500/QĐ-TTg ngày 22/12/2016 của Thủ tướng Chính phủ, phê duyệt Đề án áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng và vận hành công trình Tiếp theo, Bộ trưởng Bộ Xây dựng đã ban hành Quyết định số 347/QĐ-BXD ngày 02/04/2021, công bố hướng dẫn chi tiết áp dụng BIM cho công trình dân dụng và hạ tầng kỹ thuật đô thị, cùng với Quyết định 348/QĐ-BXD cùng ngày về hướng dẫn chung áp dụng BIM Thêm vào đó, Thông tư số 12/2021/TT-BXD ngày 31/8/2021 đã ban hành định mức xây dựng, hướng dẫn trình tự triển khai áp dụng BIM trong các dự án đầu tư xây dựng và lựa chọn nội dung áp dụng.

BIM (Mô hình thông tin xây dựng) đóng vai trò quan trọng trong việc tạo lập môi trường dữ liệu chung (CDE), giúp tối ưu hóa quy trình làm việc Các yêu cầu trong quá trình xây dựng mô hình, bao gồm các biểu mẫu hồ sơ yêu cầu về trao đổi thông tin (EIR) và kế hoạch thực hiện BIM (BEP), cần được xác định rõ ràng Đồng thời, việc lập chi phí áp dụng BIM cũng là yếu tố không thể thiếu để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả trong dự án.

Trong những năm qua, Quảng Nam đã có những bước đi chiến lược đúng đắn, phát huy lợi thế để phát triển mạnh mẽ Tỉnh đã tập trung nguồn lực đầu tư để hoàn thiện hạ tầng, từ đó thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội, đạt được nhiều kết quả vững chắc và toàn diện Quảng Nam hiện có tiềm năng phát triển kinh tế đổi mới, với diện tích đất đô thị còn hạn chế Việc áp dụng BIM trong phát triển đô thị và hạ tầng sẽ tạo cơ hội cho sự phát triển đồng bộ, tránh chồng chéo Tuy nhiên, thách thức lớn hiện nay là tốc độ đô thị hóa nhanh nhưng thiếu quản lý chặt chẽ, do đó cần có các phương án quản lý hiệu quả để thay thế phương pháp thủ công.

Tại Quảng Nam và Việt Nam, việc áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) còn hạn chế, chủ yếu chỉ thực hiện thí điểm theo Quyết định số 362/QĐ-BXD ngày 02/04/2018 của Bộ Xây dựng Mặc dù các chủ đầu tư nhận thức được lợi ích của BIM trong việc tiết kiệm chi phí và quản lý dự án, nhưng chi phí đào tạo và đầu tư ban đầu cao đã gây khó khăn trong việc áp dụng Hơn nữa, quản lý chi phí và dự án sử dụng BIM cần nhân sự am hiểu công nghệ này, trong khi thiếu hụt nguồn nhân lực được đào tạo về BIM vẫn là một rào cản lớn.

Dựa trên kinh nghiệm triển khai BIM toàn cầu và một số dự án tại Việt Nam, việc xây dựng lộ trình ứng dụng BIM cho hạ tầng kỹ thuật ở Quảng Nam mang lại nhiều lợi ích thiết thực.

1 Phân tích đánh giá tiêu thụ năng lượng của phương án thiết kế theo các tiêu chuẩn công trình xanh, phát triển bền vững;

2 Nhanh chóng đưa ra nhiều phương án thiết kế để phân tích lựa chọn phương án tối ưu;

3 Tăng hiệu suất trong thiết kế, điều chỉnh thiết kế thực hiện nhanh và ít sai sót;

4 Cung cấp dữ liệu phục vụ tự động hóa sản xuất các bộ phận, cấu kiện công trình;

Phát hiện sai sót thiết kế và bất cập trong biện pháp thi công là rất quan trọng để đưa ra giải pháp trước khi bắt đầu thi công ngoài công trường Điều này giúp giảm thiểu sai sót thiết kế và xung đột không gian trong quá trình thi công, đặc biệt là đối với các công trình có tính chất kỹ thuật phức tạp.

Khả năng cung cấp dữ liệu nhanh chóng giúp kiểm tra khối lượng dự toán, tự động hóa quy trình đo bóc khối lượng và lập dự toán hiệu quả.

7 Tăng năng suất lao động trong thi công, tiết kiệm chi phí và rút ngắn thời gian thi công;

8 Giúp xây dựng mô hình và bản vẽ hoàn công một cách chính xác;

9 Xây dựng kế hoạch bảo trì công trình và tính toán chi phí vòng đời công trình phục vụ đánh giá hiệu quả đầu tư của dự án;

Tại các quốc gia tiên phong trong việc triển khai BIM, việc ban hành các tiêu chuẩn và lộ trình rõ ràng từ sớm là yếu tố quan trọng giúp quá trình áp dụng diễn ra nhanh chóng và hiệu quả Sự hỗ trợ từ các cơ quan quản lý xây dựng thông qua chiến lược và biện pháp phù hợp là điều cần thiết để đảm bảo thành công trong việc áp dụng BIM ở cấp độ quốc gia.

Xây dựng mô hình thông tin công trình (BIM) trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng kỹ thuật nhằm cải thiện giao tiếp giữa các bên tham gia, giảm lãng phí và nâng cao năng suất chất lượng sản phẩm xây dựng Mặc dù Việt Nam đã bắt đầu áp dụng BIM trong ngành xây dựng cơ sở hạ tầng, nhưng hiệu quả chưa rõ rệt như các quốc gia khác Câu hỏi đặt ra là làm thế nào để ứng dụng BIM hiệu quả, giúp Việt Nam bắt kịp với sự phát triển toàn cầu Việc áp dụng BIM sẽ mang lại sức mạnh đột phá, giải quyết các thách thức của ngành xây dựng cơ sở hạ tầng tại Việt Nam.

Việc áp dụng BIM trong ngành xây dựng đang trở thành xu hướng quan trọng, đặc biệt trong thời đại công nghệ số và cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 Chính phủ và các bộ ngành đã triển khai các chính sách khuyến khích việc áp dụng BIM theo kế hoạch có lộ trình, tập trung vào từng giai đoạn với các cấp độ ưu tiên khác nhau Tuy nhiên, việc triển khai BIM trên toàn quốc, đặc biệt tại tỉnh Quảng Nam, vẫn gặp nhiều hạn chế cần khắc phục.

Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết trong ngành xây dựng cơ sở hạ tầng đồng bộ tại Việt Nam, bài nghiên cứu này tập trung vào việc thúc đẩy ứng dụng BIM tại tỉnh Quảng Nam Đề tài mang tên “Nghiên cứu xây dựng lộ trình thúc đẩy ứng dụng BIM trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam” nhằm cung cấp cái nhìn toàn cảnh về việc áp dụng BIM trong khu vực miền Trung.

Trung Tây Nguyên đã tiến hành đánh giá khả năng tích hợp BIM và đề xuất xây dựng mô hình ứng dụng BIM tại Quảng Nam Bài viết chỉ ra những thuận lợi cũng như rào cản trong việc áp dụng BIM, đóng góp quan trọng vào quá trình thúc đẩy ứng dụng công nghệ này trong lĩnh vực xây dựng.

Mục đích nghiên cứu của đề tài

Bài viết tổng hợp và cung cấp các dẫn chứng về lợi ích của việc ứng dụng BIM tại tỉnh Quảng Nam, nhằm nâng cao nhận thức của các bên liên quan về những lợi ích thiết thực mà công nghệ này mang lại trong quản lý và thực hiện dự án xây dựng.

Nghiên cứu này nhằm xây dựng lộ trình thúc đẩy ứng dụng BIM trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam, với mục tiêu nâng cao hiệu quả thiết kế, xây dựng và quản lý các công trình cơ sở hạ tầng.

Ðối tuợng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu, tổng hợp kinh nghiệm quốc tế về xây dựng lộ trình ứng dụng BIM vào ngành xây dựng

Thực trạng các dự án triển khai BIM trong nước, quy trình ứng dụng BIM (Bộ chỉ dẫn ứng dụng BIM cấp công trình)

Các giải pháp ứng dụng BIM trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng đang được triển khai rộng rãi và phù hợp với thực tiễn tại tỉnh Quảng Nam Nghiên cứu này tập trung vào khả năng áp dụng BIM tại một số doanh nghiệp và dự án trong nước, nhằm thúc đẩy lộ trình ứng dụng BIM trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam Phạm vi nghiên cứu sẽ được xác định rõ để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của việc ứng dụng BIM.

Về không gian: Phạm vi nghiên cứu của đề tài là công trình cơ sở hạ tầng kỹ thuật trong địa giới hành chính của tỉnh Quảng Nam

Quá trình phát triển từ năm 2020 đến 2030 sẽ được nghiên cứu với phạm vi tập trung vào các bên liên quan trong lĩnh vực xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật Đối tượng khảo sát bao gồm các sở ban ngành, cùng với các công ty tư vấn, thiết kế, thi công và vận hành.

Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Bài viết này tổng hợp và đề xuất giải pháp cho lộ trình ứng dụng BIM trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam, dựa trên những hiểu biết và quan sát thực tế cũng như phân tích tài liệu từ Việt Nam và quốc tế.

Tiếp cận từ lý thuyết ứng dụng vào thực tiễn, bài viết tập trung vào việc học hỏi kinh nghiệm từ các dự án sử dụng BIM cho lĩnh vực cơ sở hạ tầng ở nước ngoài, cũng như các dự án có vốn đầu tư nước ngoài tại Việt Nam Đặc biệt, những dự án thí điểm tại Việt Nam sẽ được lựa chọn để xây dựng lộ trình thúc đẩy ứng dụng BIM cho ngành cơ sở hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam Phương pháp nghiên cứu sẽ được trình bày rõ ràng nhằm hỗ trợ cho quá trình này.

Sử dụng các phương pháp nghiên cứu như tổng hợp-phân tích, khảo sát qua câu hỏi, phỏng vấn, cũng như nghiên cứu định tính và định lượng, nhằm đánh giá tình hình hiện tại và tổng hợp kinh nghiệm từ trong nước và quốc tế.

Thông qua việc triển khai các dự án tại doanh nghiệp trong và ngoài tỉnh Quảng Nam, bài viết đánh giá lợi ích và thách thức khi áp dụng BIM cho hạ tầng tại tỉnh này Hiện tại, do chưa có dự án nào được thực hiện tại Quảng Nam, nghiên cứu chủ yếu dựa vào kinh nghiệm từ các dự án trong và ngoài nước để áp dụng vào địa phương.

Nhằm khắc phục các trở ngại trong việc triển khai BIM cho lĩnh vực cơ sở hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam, cần lấy ý kiến từ các chuyên gia trong tỉnh để đưa ra nhóm giải pháp hiệu quả.

Bố cục đề tài

Định nghĩa, quá trình hình thành phát triển và lợi ích của BIM

Công nghệ mô hình hóa thông tin công trình (BIM) đang trở thành xu hướng nổi bật trong ngành kiến trúc, kỹ thuật, xây dựng và quản lý dự án trên toàn cầu Tại Việt Nam, BIM đã được biết đến trong vài năm gần đây, đặc biệt sau hội thảo “Ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong thiết kế, xây dựng và vận hành công trình” diễn ra tại Đại học Xây Dựng vào tháng 2 năm 2014, khi khái niệm này được giới thiệu rộng rãi và được đưa vào luật xây dựng năm 2014.

Khái niệm BIM đã xuất hiện từ năm 1970, nhưng chỉ thực sự được biết đến rộng rãi khi Autodesk, một công ty phần mềm Mỹ, công bố báo cáo nghiên cứu khoa học về biểu diễn kỹ thuật số trong quá trình xây dựng vào những năm 1990.

Hiện nay, BIM đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia, và các chính phủ đã nhận thức rõ tầm quan trọng của việc ứng dụng BIM trong quản lý xây dựng Do đó, nhiều nước đã nhanh chóng thành lập các tổ chức phát triển BIM quốc gia.

Mô hình hóa thông tin công trình (BIM) là quá trình tạo ra và quản lý các mô hình kỹ thuật số, phản ánh đầy đủ các đặc điểm vật lý và công năng của công trình xây dựng BIM chuyển đổi hồ sơ thiết kế từ dạng tài liệu in ấn sang dữ liệu kỹ thuật số, cho phép trao đổi và kết nối trực tuyến qua phần mềm BIM Qua đó, BIM tạo ra một mô hình thực tại ảo giúp hỗ trợ quyết định trong chế tạo sản phẩm và thi công công trình Tóm lại, BIM là tiến trình xây dựng và sử dụng mô hình dữ liệu điện tử cho thiết kế, thi công, cũng như quản lý vận hành và bảo trì công trình.

Công nghệ BIM hiện nay có nhiều định nghĩa khác nhau, nhưng có thể hiểu đơn giản là việc sử dụng môi trường chia sẻ dữ liệu số trong xây dựng Điều này giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế, thi công và vận hành công trình, đồng thời cung cấp cơ sở tin cậy cho việc ra quyết định.

Hình 1.1 BIM- Cơ sở dữ liệu thống nhất trong toàn vòng đời công trình [23]

BIM 3D là mô hình ba chiều được tạo ra bằng các phần mềm đồ họa 3D, cho phép trích xuất các sản phẩm thiết kế dưới dạng bản vẽ hình chiếu 2D Mô hình này đảm bảo thông tin dữ liệu được thống nhất và chính xác.

BIM 4D: Khai thác thông tin từ mô hình 3D chuyển qua các ứng dụng khác để lập kế hoạch thi công, báo cáo, thống kê

BIM 5D: Khai thác thông tin 3D, 4D để lập dự toán, thanh quyết toán nhanh chóng theo thời gian thực

BIM 6D: Kết nối thông tin từ nhiều đối tác, tập hợp và quản lý một cách xuyên suốt theo chiều ngang lẫn chiều dọc của dự án

BIM 7D: Vấn đề quản trị: quản trị thời gian, quản trị nhân sự, quản trị khối lượng, quản trị các kế hoạch khác cho vòng đời của dự án

Quá trình hình thành và phát triển

Quá trình thiết kế dự án theo phương pháp truyền thống hiện nay gặp nhiều khó khăn do cách làm việc, phối hợp và quản lý dữ liệu không đồng bộ Phương pháp này thường dẫn đến sai sót và những vấn đề không lường trước trong thi công, gây khó khăn trong việc điều chỉnh phương án ban đầu và làm chậm tiến độ ra quyết định Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến việc triển khai dự án, khi xung đột trong thiết kế 2D không được phát hiện kịp thời, dẫn đến phát sinh chi phí, chậm tiến độ và các vấn đề pháp lý.

Để giảm thiểu các khó khăn trong thiết kế và thi công xây dựng công trình, việc cải tiến bản vẽ, hồ sơ dự án và tài liệu là cần thiết Mô hình 3D giúp nhìn nhận tổng thể dự án, tuy nhiên, giải pháp này chỉ giảm thiểu sai sót một phần nhỏ và chưa đạt hiệu quả cao trong phát triển dự án Vẫn tồn tại những hạn chế do hồ sơ giấy và sự không tương thích giữa các hệ thống.

Để khắc phục những sai sót và bất cập trong dự án, cần thúc đẩy phát triển mô hình thông tin BIM, nhằm cải thiện tình trạng hiện tại.

Hình 1.2 Sơ đồ quá trình hình thành và phát triển BIM [21]

Công nghệ BIM đã có sự phát triển từ những năm 1980, với hai xu hướng thể hiện mô hình trong phần mềm thiết kế: bằng đường nét hoặc đối tượng Trong bối cảnh công nghệ hạn chế, các công cụ như Autocad, Cadkey và Microstation đã chiếm ưu thế, mặc dù việc sử dụng phần mềm hỗ trợ vẫn còn hạn chế Tuy nhiên, vào cuối những năm 90, nhờ sự phát triển của công nghệ máy tính, các công cụ này không chỉ hỗ trợ thiết kế mà còn được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác, giúp mô phỏng chi tiết hơn về hình dạng và kích thước của máy móc và công cụ.

Theo các báo cáo nghiên cứu thị trường của Harvey [23] trong giai đoạn 2009-

Từ năm 2014, tỷ lệ ứng dụng BIM trong ngành xây dựng đã tăng từ 8% lên 16% Sự phát triển nhanh chóng của phần mềm, phần cứng hỗ trợ và nguồn nhân lực về BIM đã giúp các đơn vị trong ngành phát triển nhiều ứng dụng cho các giai đoạn của dự án, mang lại hiệu quả đáng kể.

Lợi ích của việc ứng dụng mô hình thông tin BIM cho các bên liên quan trong thiết kế, xây dựng và quản lý công trình hạ tầng kỹ thuật

Mô hình thông tin BIM là quá trình tạo và sử dụng mô hình thông tin trong thiết kế, xây dựng, vận hành và bảo trì công trình, không chỉ đơn thuần là bản phối cảnh ba chiều BIM cung cấp mô hình tổng hợp các thông tin công trình, được số hóa và trình bày qua hình ảnh 3D đa luồng dữ liệu, giúp người dùng có cái nhìn trực quan và tư duy gần gũi với suy nghĩ tự nhiên Công nghệ này cho phép mô hình hóa công trình để phản ánh chính xác cấu trúc và thuộc tính của nó trong tương lai Nhờ đó, các đối tác dự án có thể xem xét, đánh giá hiệu quả và kiểm soát xung đột ngay từ giai đoạn đầu, tiết kiệm thời gian, chi phí và năng lượng Ứng dụng BIM trong các dự án xây dựng mang lại nhiều lợi ích cho chủ đầu tư, nhà thầu tư vấn, nhà thầu xây dựng và cơ quan quản lý nhà nước.

Hình 1.3 Lợi tích từ BIM cho ngành xây dựng

Ứng dụng BIM mang lại lợi ích to lớn trong từng giai đoạn vòng đời công trình, từ thiết kế ý tưởng đến vận hành và quản lý, cung cấp cái nhìn tổng quan cho chủ đầu tư và các bên liên quan Mô hình thông tin BIM hỗ trợ chi tiết nhỏ trong dự án và tối ưu hóa tất cả các bước thực hiện, đặc biệt trong các dự án hạ tầng kỹ thuật, giúp nâng cao hiệu quả cho chủ đầu tư.

BIM cung cấp cái nhìn trực quan giúp chủ đầu tư dễ dàng lựa chọn phương án đầu tư và thiết kế hạ tầng kỹ thuật, đồng thời xác định kế hoạch vốn phù hợp Việc tích hợp thông tin trong mô hình BIM hỗ trợ ra quyết định nhanh chóng và hiệu quả Ngoài ra, áp dụng BIM còn giảm thiểu thời gian xử lý xung đột phát sinh từ lỗi thiết kế hoặc sự không phù hợp giữa thiết kế và thi công, từ đó tiết kiệm chi phí cho dự án.

Cơ sở dữ liệu thông tin BIM mang lại hiệu quả cao trong việc xây dựng báo cáo vận hành, phân tích sử dụng không gian và tối ưu hóa chi phí Lợi ích mà chủ đầu tư nhận được sẽ được thể hiện rõ ràng qua từng giai đoạn cụ thể trong dự án.

Thiết kế và thi công hiệu quả hơn nhờ vào việc mô hình hóa tất cả các hệ thống hạ tầng kỹ thuật và cấu kiện trước khi thi công, giúp giải quyết xung đột ngay từ giai đoạn thiết kế thông qua quy trình phối hợp 3D Hơn nữa, mô hình thông tin BIM có khả năng được cập nhật thành hồ sơ hoàn công, hỗ trợ quản lý công trình trong toàn bộ vòng đời của dự án.

Các dự án được hoàn thành đúng tiến độ và không vượt ngân sách nhờ vào việc xử lý hiệu quả trong quá trình thiết kế thông qua mô hình thông tin Điều này giúp giảm thiểu lỗi và thiếu sót, từ đó hạn chế các thay đổi trong quá trình thi công và giảm yêu cầu thông tin cũng như sửa đổi Kết quả là, dự án có thể hoàn tất đúng hạn mà không phát sinh thêm chi phí.

Nâng cao chất lượng thi công thông qua sự hợp tác giữa các bộ môn giúp giảm thiểu tình trạng thi công lại Việc sắp đặt các vật liệu xây dựng đúng vị trí ngay từ đầu sẽ tránh được việc di chuyển và xung đột với các vật liệu khác, từ đó tối ưu hóa quy trình thi công.

Tăng cường tính minh bạch trong dự án hạ tầng giúp giảm rủi ro cho chủ đầu tư Khi chủ đầu tư nhận thức rõ hơn về vai trò của BIM trong mô hình thông tin dự án và những lợi ích lâu dài mà nó mang lại, họ sẽ đưa ra các yêu cầu cụ thể và rõ ràng hơn Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho các công ty tư vấn thiết kế, giúp họ có định hướng rõ ràng hơn và phát triển mô hình thiết kế thông tin phù hợp để đáp ứng các quy trình thiết kế của chủ đầu tư.

Các dự án xây dựng sử dụng mô hình thông tin xây dựng (BIM) giúp tạo ra cái nhìn trực quan, từ đó dễ dàng đánh giá và lựa chọn giải pháp hiệu quả Việc này không chỉ nâng cao chất lượng thiết kế mà còn giảm thiểu mâu thuẫn giữa thiết kế văn phòng và thi công Khi có sự điều chỉnh, thông tin thay đổi sẽ được cập nhật ngay trên các đối tượng liên quan trong bộ phận thiết kế khác.

Việc áp dụng mô hình thông tin công trình 3D kết hợp với phần mềm đo bóc khối lượng giúp tự động hóa quá trình này, từ đó rút ngắn thời gian xác định chi phí xây dựng Sử dụng dữ liệu trên công nghệ điện toán đám mây tạo điều kiện thuận lợi cho các nhóm làm việc cùng nhau trong thiết kế, chuyển giao sản phẩm và lưu trữ thông tin Hình ảnh mô hình 3 chiều trực quan không chỉ hỗ trợ trong việc thuyết trình đánh giá mà còn giúp lựa chọn giải pháp thiết kế hiệu quả hơn.

Việc sử dụng công cụ hỗ trợ trong phân tích mức độ tiêu thụ năng lượng giúp hướng đến thiết kế bền vững với môi trường Thông tin tích hợp trong BIM cho phép nhà thiết kế tính toán nhu cầu năng lượng của phương án thiết kế thông qua các công cụ như EQUEST, đồng thời áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế như LEED và LOTUS để đánh giá tính bền vững của công trình Nhờ đó, các phương án thiết kế có thể được điều chỉnh kịp thời, tiết kiệm thời gian và chi phí cho dự án.

Ngày càng có nhiều doanh nghiệp tư vấn thiết kế trong nước áp dụng mô hình thông tin BIM, cho thấy sự linh hoạt và khả năng thích ứng cao Qua quá trình thực hiện, các đơn vị này đã rút ra nhiều kinh nghiệm quý báu, giúp hoàn thiện quy trình BIM một cách hiệu quả hơn, đặc biệt là đối với các đơn vị quản lý dự án.

Mô hình thông tin BIM là công nghệ tiên tiến trong ngành xây dựng, cung cấp cái nhìn tổng quan về dự án với thông tin đầy đủ từ tiến độ, thi công, biểu đồ nhân công đến chi phí Công nghệ này giúp đơn vị quản lý dự án nâng cao khả năng điều hành, chuẩn bị huy động vốn hiệu quả, theo dõi công việc từng cá nhân và kiểm soát chi phí Ban quản lý dự án có thể nhanh chóng xử lý các tình huống bất lợi và khắc phục sự cố nhờ mô phỏng không gian 3D, từ đó điều phối và phân công công việc giữa các bên liên quan, bao gồm cả nhà thầu thi công và lắp đặt thiết bị.

Trong quá trình thi công dự án, việc sử dụng mô hình thông tin BIM giúp nhà thầu hạn chế sai sót và xung đột Nhờ vào mô hình thông tin, nhà thầu có thể xây dựng phương án thi công hiệu quả, bố trí nguồn lực hợp lý và phối hợp công việc trong các giai đoạn khác nhau Điều này không chỉ tối ưu hóa quy trình thi công mà còn tận dụng tối đa nguồn lực, nâng cao năng suất lao động, tiết kiệm thời gian và chi phí.

Việc áp dụng BIM giúp nhà thầu phát hiện và dự đoán các khó khăn trong quá trình thi công, từ giai đoạn tiếp cận hồ sơ thiết kế để đưa ra phương án thực hiện phù hợp Điều này rất quan trọng đối với các dự án có điều kiện thi công phức tạp hoặc yêu cầu kỹ thuật cao Nhờ tính trực quan của mô hình BIM và thông tin tích hợp đầy đủ, các "xung đột" giữa các kết cấu hoặc bộ phận công trình được hiển thị rõ ràng, giúp kỹ sư đề xuất các giải pháp hiệu quả để giải quyết những vấn đề này.

Các yếu tố tác động và các thách thức trong việc ứng dụng BIM cho công trình hạ tầng kỹ thuật

Công nghệ BIM đang nổi bật với tiềm năng to lớn trong ngành xây dựng, đặc biệt là trong lĩnh vực xây dựng công trình hạ tầng kỹ thuật Mặc dù vậy, việc áp dụng công nghệ mới này gặp phải nhiều thách thức, và hiệu quả của nó có thể bị ảnh hưởng bởi các rủi ro chưa được xác định.

Triển khai dự án ứng dụng BIM gặp thách thức lớn do thiếu hụt nguồn nhân lực Công nghệ BIM yêu cầu người dùng không chỉ có kiến thức về thiết kế và quản lý xây dựng mà còn cần khả năng làm việc đa ngành và sử dụng phần mềm chuyên dụng Do đó, việc đào tạo nhân lực là vô cùng cần thiết để đáp ứng yêu cầu của công nghệ mới này.

Việc áp dụng công nghệ BIM đòi hỏi đào tạo kỹ lưỡng và chi phí mua phần mềm, điều này khiến các chủ đầu tư phải cân nhắc kỹ lưỡng giữa việc chuyển đổi sang công nghệ mới hay tiếp tục phương pháp truyền thống, mặc dù các chi phí này có thể mang lại lợi ích lâu dài cho dự án Đối với các nhà thầu và đơn vị tư vấn, việc áp dụng BIM có thể làm tăng chi phí thiết kế và giá thầu, gây bất lợi trong quá trình đấu thầu nếu chủ đầu tư không yêu cầu sử dụng BIM Do đó, chi phí đầu tư ban đầu và chi phí đào tạo là những rào cản lớn trong việc triển khai BIM.

Trong việc áp dụng BIM vào dự án, phương thức tổ chức và phối hợp giữa các bên liên quan đóng vai trò quan trọng BIM không chỉ cung cấp các phương pháp mới để tăng cường sự phối hợp mà còn yêu cầu tổ chức nhóm làm việc hiệu quả Để đảm bảo thành công, cần xác định quy trình chia sẻ thông tin mô hình phù hợp cho tất cả thành viên dự án, đồng thời thiết lập sự hợp tác thống nhất giữa các bộ mô thiết kế và các đối tượng tham gia từ giai đoạn thiết kế đến thi công Điều này bao gồm việc xác định thứ tự, trình tự làm việc và cơ sở pháp lý để phân bổ trách nhiệm một cách rõ ràng.

Việc áp dụng BIM vào dự án gặp nhiều thách thức pháp lý, bao gồm quy trình hợp đồng, sự phụ thuộc vào công nghệ, quyền sở hữu và trách nhiệm đối với mô hình, cũng như các vấn đề bảo hiểm Đối với các dự án vốn nhà nước, khó khăn lớn nhất là sự không thống nhất giữa các tiêu chuẩn thiết kế của Việt Nam và tiêu chuẩn quốc tế áp dụng trong BIM Do đó, việc sửa đổi và bổ sung các quy chuẩn, tiêu chuẩn cho phù hợp với thông lệ quốc tế trong mô hình BIM phụ thuộc vào cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng.

Hợp đồng tích hợp là một quy trình phổ biến trong các dự án áp dụng BIM, nơi tất cả các bên liên quan tham gia từ thiết kế đến thi công Mặc dù giai đoạn thiết kế có thể kéo dài hơn bình thường, nhưng phương pháp này giúp phát hiện và khắc phục lỗi thiết kế trước khi thi công, mang lại hiệu quả kinh tế lớn, đặc biệt cho các dự án phức tạp Tuy nhiên, việc tích hợp các đơn vị tư vấn thiết kế và nhà thầu cũng đặt ra thách thức trong việc phân chia trách nhiệm pháp lý, cần được giải quyết một cách hợp lý.

Quy trình BIM gia tăng sự phụ thuộc của các bên tham gia vào công nghệ và tính tương thích giữa các giải pháp phần mềm khác nhau Mô hình BIM thực chất là sự kết hợp của nhiều mô hình được tạo ra từ các phần mềm hỗ trợ khác nhau, điều này có thể dẫn đến việc mất thông tin hoặc phát sinh lỗi trong quá trình trao đổi Trong những trường hợp này, thiệt hại phát sinh cho dự án thường không được nhà cung cấp phần mềm bồi thường.

Quyền sở hữu mô hình là một vấn đề phức tạp do thông tin có thể được khai thác từ nhiều nguồn khác nhau Chủ đầu tư có quyền sử dụng mô hình trong suốt vòng đời công trình và yêu cầu tư vấn thiết kế để bàn giao sản phẩm Tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến việc tư vấn thiết kế phải chịu trách nhiệm liên đới nếu mô hình bị sử dụng sai mục đích trong tương lai Ngoài ra, nhiều tư vấn thiết kế và nhà thầu cung cấp thông tin chi tiết như bộ phận kết cấu và thư viện vào mô hình, việc xây dựng các thư viện này tốn kém nhưng có thể khấu hao vào các dự án sau Nếu chủ đầu tư sở hữu thông tin này và chuyển giao cho đơn vị tư vấn hoặc nhà thầu khác, có thể xảy ra tình trạng cạnh tranh không lành mạnh.

Theo báo cáo thị trường “Giá trị kinh doanh của BIM cho công trình hạ tầng kỹ thuật 2017” do Dodge Data & Analysis thực hiện tại Mỹ, Anh, Pháp và Đức, các chuyên gia đã chỉ ra những thách thức lớn trong việc áp dụng BIM cho các công trình hạ tầng kỹ thuật.

Các dự án hạ tầng thường kéo dài nhiều năm và tích lũy lượng dữ liệu lịch sử phong phú Để áp dụng BIM hiệu quả, cần thiết phải thay đổi văn hóa làm việc trong ngành.

- Ngân quỹ giới hạn để có thể đưa tất cả các thông tin và luồng công việc vào luồng công việc mới với BIM ở trung tâm

Các kỹ sư thường ưu tiên các phương pháp làm việc quen thuộc mà họ đã hiểu rõ Đối với những công nghệ mới chưa được họ nắm vững, họ có thể xem chúng như một mối rủi ro tiềm ẩn.

- Thiếu hụt tiêu chuẩn về BIM, thiếu kiến thức về BIM cũng như trách nhiệm của khách hàng

Ứng dụng BIM trong công trình hạ tầng kỹ thuật đối mặt với nhiều thách thức, tương tự như trong các lĩnh vực khác Tuy nhiên, những thách thức này trở nên nghiêm trọng hơn do đặc thù của công trình hạ tầng kỹ thuật, bao gồm khối lượng dữ liệu lớn và sự mới mẻ trong việc áp dụng BIM so với công trình dân dụng và kỹ thuật Điều này dẫn đến rào cản trong văn hóa và nhận thức về công nghệ BIM.

Kinh nghiệm thế giới và khu vực về áp dụng BIM cho thiết kế, xây dựng, và quản lý công trình

BIM ngày càng trở nên phổ biến trên toàn cầu, với nhiều quốc gia như Úc, Brazil, Canada, Pháp, Đức, Nhật Bản, New Zealand, Hàn Quốc, Anh, Mỹ và Singapore đang áp dụng công nghệ này trong xây dựng.

Hồng Kông, Trung Quốc đã áp dụng BIM với nhiều mức độ khác nhau, cho thấy khả năng ứng dụng này đang tăng nhanh chóng nhờ sự thúc đẩy từ cả chủ đầu tư tư nhân và công Nhiều dự án được thực hiện nhằm thể chế hóa và tối ưu hóa lợi ích kinh tế, qua đó chứng minh hiệu quả về chất lượng, chi phí và tiến độ trong việc áp dụng BIM trong các dự án xây dựng.

Hiện nay, BIM đã trở thành yêu cầu bắt buộc tại nhiều quốc gia như Hoa Kỳ, Vương quốc Anh và Singapore, giúp các chủ đầu tư đặt ra mục tiêu rõ ràng hơn trong thiết kế và thi công Từ năm 2007 đến 2012, ứng dụng BIM tại Bắc Mỹ đã tăng từ 28% lên 71%, trong khi tại Vương quốc Anh, tỷ lệ áp dụng cũng có những tín hiệu tích cực Đặc biệt, tỷ lệ áp dụng BIM của các nhà thầu tại Bắc Mỹ đạt 74%, vượt qua mức 70% của các kiến trúc sư, cho thấy sự phát triển nhanh chóng trong việc cách mạng hóa BIM và định hình giá trị trong ngành xây dựng.

Theo số liệu từ McGraw Hill năm 2011, 49% chủ đầu tư và 47% nhà thầu tại Mỹ đã sử dụng BIM, cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc trao đổi thông tin giữa các bên liên quan Hiện nay, hơn 59% dự án ở Mỹ đã áp dụng BIM, với các doanh nghiệp và khối tư nhân tích cực sử dụng công nghệ này nhờ vào những lợi ích mà nó mang lại.

Tổng hợp các đánh giá định tính và định lượng đối với hiệu quả áp dụng BIM vào ngành xây dựng

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng việc ứng dụng BIM vào mô hình kinh doanh của các nhà thầu mang lại hiệu quả tích cực BIM không chỉ giúp tối ưu hóa đầu tư xây dựng dự án với độ chính xác cao mà còn tạo ra nhiều lợi ích khác như: dễ dàng chia sẻ thông tin, cải thiện quá trình thiết kế, kiểm soát chi phí dự án hiệu quả hơn, và cho phép chế tạo sẵn các bộ phận công trình Hơn nữa, BIM cung cấp một nguồn dữ liệu thống nhất cho toàn bộ vòng đời dự án, đặc biệt là hỗ trợ cho giai đoạn vận hành sau này.

The Stanford University Center for Integrated Facilities Engineering (CIFE) recently conducted its annual review of Building Information Modeling (BIM) implementation among companies and construction investment projects CIFE's research, which analyzed data from 32 BIM-utilizing projects, highlighted the significant benefits of adopting BIM in the construction industry.

– Giảm bớt 40% các yêu cầu thay đổi;

– Sai lệch của quyết toán với dự toán trong khoảng +/- 3%;

– Giảm 80% thời gian lập dự toán;

– Tiết kiệm về chi phí lên đến 10%;

Dữ liệu từ 10 dự án tại Mỹ cho thấy hiệu quả đầu tư khi ứng dụng BIM được thể hiện qua tỷ lệ hòa vốn (ROI) Các kết quả này được tổng hợp và trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 1.1 Tỷ lệ hoàn vốn một số dự án có sử dụng BIM tại Mỹ

Tổng mức đầu tư (Triệu USD)

Chi phí ứng dụng BIM (USD)

Tiết kiệm chi phí từ BIM (USD)

Các số liệu về chi phí tiết kiệm từ dự án hoặc ước lượng từ việc xử lý va chạm trước thi công cho thấy tỷ lệ hoàn vốn đầu tư (ROI) khi áp dụng BIM có thể đạt tới 140-39.900% Tuy nhiên, việc xác định một tỷ lệ ROI cụ thể cho các dự án áp dụng BIM là rất khó khăn do phạm vi áp dụng BIM khác nhau giữa các dự án, dẫn đến tỷ lệ hoàn vốn cũng không đồng nhất.

Tại Singapore, một số dự án có áp dụng BIM đã được tổng kết về lợi ích [40] như:

– Giảm 52% phiếu yêu cầu cung cấp thông tin (Request for Information, viết tắt là FRI) tại Dự án “Safra Clubhouse”;

– Tiết kiệm 9 – 10% hao phí nhân công tại Dự án “Cơ sở nuôi thú” tại đường Perah;

– Rút ngắn 138 giờ về tiến độ tại Dự án “Vermont” tại khu Cairnhill Rise

Tại Trung Quốc, dự án tháp Thượng Hải đã chứng minh hiệu quả của việc áp dụng BIM trong quản lý thông tin phức tạp Với nhiều nhà thầu phụ và khối lượng thông tin lớn, việc ứng dụng BIM đã giúp tối ưu hóa quá trình triển khai dự án Nhóm triển khai ước tính rằng BIM đã tiết kiệm cho dự án khoảng 100 triệu nhân dân tệ, tương đương với 15 triệu USD.

KINH NGHIỆM NƯỚC NGOÀI VỀ XÂY DỰNG LỘ TRÌNH ỨNG

DỤNG BIM TRONG XÂY DỰNG

Nhiều quốc gia trên thế giới đã áp dụng thành công công nghệ BIM trong xây dựng, nhờ vào đội ngũ chuyên gia dày dạn kinh nghiệm, bộ tiêu chuẩn quy chuẩn rõ ràng và lộ trình thực hiện dự án hiệu quả Bài viết này sẽ nghiên cứu những bài học kinh nghiệm từ các quốc gia tiên phong trong việc ứng dụng BIM, bao gồm Singapore, Hoa Kỳ, Trung Quốc, Vương Quốc Anh, các nước Bắc Âu và một số quốc gia khác ở Châu Á.

Chuyển đổi số (Digital Transformation) là quá trình áp dụng công nghệ kỹ thuật số nhằm điều chỉnh quy trình kinh doanh, văn hóa và trải nghiệm khách hàng để đáp ứng nhu cầu thị trường Quá trình này chuyển đổi cách sống của con người từ xã hội hiện tại sang một xã hội mới, dựa trên ba yếu tố chính: (1) Công nghệ số, bao gồm trí thông minh nhân tạo (AI), điện toán đám mây, internet vạn vật, an ninh mạng và blockchain; (2) Năng lực số, tức khả năng sử dụng sản phẩm công nghệ số như công cụ sản xuất trong lao động; và (3) Lãnh đạo số, là khả năng dẫn dắt một tập thể có năng lực số để phát triển theo định hướng thời đại.

Kinh nghiệm Vương Quốc Anh

Tháng 5 năm 2011, trong chiến lược phát triển ngành xây dựng, chính phủ anh đã đề ra mục tiêu giảm 20% chi phí các dự án sử dụng vốn đầu tư công Để đạt được mục tiêu này, tháng 6 năm 2011, chính phủ Anh công bố chiến lược và lộ trình áp dụng BIM trong đó năm 2012 áp dụng thử ở một số dự án công, năm 2013-2015 đẩy mạnh sự áp dụng rộng rãi của BIM và đến năm 2016 đảm bảo tất cả các dự án đầu tư công có vốn từ 5 triệu bảng sẽ ứng dụng BIM ở từng giai đoạn phù hợp

Vào năm 2011, chính phủ Anh đã thành lập hội Client BIM Mobilization and Implementation nhằm thúc đẩy và triển khai ứng dụng BIM trong các dự án, với mục tiêu đưa Vương quốc Anh trở thành quốc gia dẫn đầu về công nghệ BIM Đến năm 2012, Anh đã công bố tiêu chuẩn quốc gia về BIM.

Vào năm 2019, Chính phủ Anh đã yêu cầu áp dụng bắt buộc BIM Level 2 cho các công trình dân dụng, yêu cầu mô hình hóa 3D cho tất cả các chi tiết cấu kiện Điều này không chỉ nâng cao sự phối hợp giữa các bên tham gia dự án mà còn thúc đẩy ngành xây dựng thông qua chương trình Nước Anh kỹ thuật số Vương Quốc Anh hiện đang dẫn đầu trong việc áp dụng BIM với nhiều tiêu chuẩn hướng dẫn như PAS được ban hành.

1992 và ISO 19650; vẫn đang được tiếp tục biên soạn cho đến nay [14].

Kinh nghiệm Hoa Kỳ

Năm 2008, Mỹ thành lập Hội đồng dự án BIM nhằm thúc đẩy sự phát triển BIM trên toàn quốc và công bố tiêu chuẩn quốc gia về BIM Tiêu chuẩn này đã được hoàn thiện và sắp tới sẽ ra mắt phiên bản 3 (NBS-version 3), bao gồm các chỉ dẫn phân chia theo 3 cấp độ khác nhau.

Cấp độ A, hay tiêu chuẩn cốt lõi, bao gồm các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế, quy phạm trong việc trao đổi thông tin, cũng như tiêu chuẩn kỹ thuật và thử nghiệm.

Cấp độ B là tiêu chuẩn tham khảo cho việc ứng dụng BIM, bao gồm các tiêu chuẩn đã được các tổ chức và ngành công nghiệp áp dụng, chỉ dẫn kỹ thuật và ví dụ minh họa Trong khi đó, cấp độ C bao gồm các tiêu chuẩn đã được chứng minh thực tế về quy trình thực hiện BIM, bao gồm thỏa thuận hợp đồng, hướng dẫn ứng dụng BIM để đạt hiệu quả tối ưu và việc sử dụng dịch vụ hỗ trợ từ bên thứ ba.

Mô hình áp dụng BIM tại Mỹ khác với Anh và Singapore, vì không có yêu cầu bắt buộc cho các dự án vốn nhà nước do không có cơ quan quản lý tập trung Mỗi bang có một Sở vận hành riêng, dẫn đến việc khối tư nhân trong ngành xây dựng tự nguyện chọn BIM như một công cụ tăng hiệu quả, giảm chi phí nhân công và tiến độ thi công Dù không có quy định bắt buộc, Cục Quản lý Dịch vụ Công (GSA) của Mỹ đã phát hành 8 hướng dẫn BIM liên quan, trong đó Hướng dẫn BIM phiên bản 3 từ Viện Khoa học Quốc gia về Công trình Dân dụng (NIBS) được tham khảo nhiều nhất.

Kinh nghiệm Trung Quốc

Mặc dù Trung Quốc là một quốc gia rộng lớn với nhiều tỉnh và tiêu chuẩn xây dựng phân cấp ở mức địa phương, ngành xây dựng vẫn tích cực áp dụng BIM Nghiên cứu cho thấy hầu hết các đơn vị tư vấn thiết kế sử dụng BIM từ giai đoạn đầu của dự án, trong khi các nhà thầu thường áp dụng BIM trong giai đoạn thi công để thực hiện bản vẽ Tuy nhiên, việc áp dụng BIM trong quản lý vận hành và bảo trì vẫn còn hạn chế.

Trung Quốc hiện đang thiếu các tiêu chuẩn quốc gia hệ thống và hiệu quả cho việc triển khai BIM, bao gồm tiêu chuẩn trao đổi dữ liệu và quy trình thực hiện Hướng dẫn ứng dụng BIM ban hành năm 2015 vẫn còn nhiều thiếu sót, dẫn đến sự thiếu đồng bộ và thiếu cơ sở pháp lý cho các bên tham gia Lộ trình chuyển đổi số của ngành xây dựng phụ thuộc lớn vào vai trò của chính phủ Trung Ương, đặc biệt trong việc phổ biến ứng dụng BIM và đào tạo nguồn nhân lực chuyên môn BIM nhằm thúc đẩy nghiên cứu và đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực này.

Các quốc gia tiên phong trong việc áp dụng BIM đã thể hiện sự hiểu biết sâu sắc về những lợi ích vượt trội của mô hình thông tin trong xây dựng, đặc biệt trong khu vực nhà nước Việc sử dụng BIM đã trở thành một yêu cầu bắt buộc cho các dự án công ở nhiều nước, với động lực chính là cơ hội tham gia vào các hợp đồng của nhà nước trong điều kiện cạnh tranh Doanh nghiệp không áp dụng BIM sẽ bị loại khỏi thị trường Nghiên cứu kinh nghiệm quốc tế cho thấy BIM là chiến lược quan trọng để nâng cao tính cạnh tranh, tăng năng suất thiết kế và thi công, cũng như giảm chi phí trong xây dựng và vận hành công trình Bên cạnh việc thúc đẩy áp dụng BIM, cần tăng cường nghiên cứu, đào tạo và nâng cao nhận thức về công nghệ này.

Kinh nghiệm Singapore

Singapore là quốc gia Đông Nam Á tiên phong trong việc áp dụng BIM nhờ vào tiêu chuẩn quốc gia và lộ trình rõ ràng Chính phủ đã thành lập ban chỉ đạo BIM, bao gồm các bộ phận hướng dẫn thực hiện, pháp lý và hợp đồng, cùng với Hiệp hội các nhà quản lý BIM Ban chỉ đạo này có trách nhiệm phát triển tiêu chuẩn và nguồn lực hỗ trợ BIM, nhằm thúc đẩy sự hợp tác trong việc sử dụng BIM Đồng thời, ban cũng tư vấn cho các lĩnh vực cần thiết để triển khai BIM hiệu quả ở cấp độ công ty, dự án và toàn ngành xây dựng.

Tháng 5 năm 2012, cùng với Bộ Xây dựng và Công nghiệp, Ban chỉ đạo BIM Singapore đã công bố tiêu chuẩn BIM của Singapore là căn cứ hướng dẫn ứng dụng BIM và chỉ rõ vai trò và trách nhiệm của các bên tham gia khi ứng dụng BIM ở các giai đoạn của dự án Tháng 8 năm 2013, phiên bản 2 của bộ tiêu chuẩn BIM của Singapore được công bố thay thế cho phiên bản 1

Một điểm đặc biệt là Singapore có lộ trình áp dụng BIM rất chặt chẽ:

Tháng 7/2012: ứng dụng BIM ở tất cả dự án công có vốn > 10 triệu đôla;

Tháng 7/2013: ứng dụng BIM cho thiết kế kiến trúc ở tất cả dự án xây dựng mới có diện tích >20.000m 2 ;

Tháng 7/2014: ứng dụng BIM cho thiết kế kỹ thuật ở tất cả dự án xây dựng mới có diện tích >20.000m 2 ;

Tháng 7/2015: ứng dụng BIM cho cả thiết kế kiến trúc và kỹ thuật ở tất cả dự án xây mới có diện tích >5.000m 2

Singapore tích cực thúc đẩy hoạt động học thuật liên quan đến BIM thông qua việc tổ chức hội thảo, giảng dạy phần mềm BIM, tổ chức cuộc thi cho sinh viên, cùng với các chương trình thực tập và đề cương tốt nghiệp tại các trường như Đại học Kỹ thuật Singapore, Đại học Kỹ thuật Nanyang, Đại học SIM và Đại học Temasek Ngoài ra, quốc gia này còn phát triển các chương trình đào tạo nghề với chứng chỉ kỹ năng BIM và chứng nhận BIM Manager, hiện đã có hơn 3.500 chuyên gia, bao gồm cả sinh viên, được cấp chứng chỉ về BIM.

BIM đã được Bộ Phát triển Quốc Gia Singapore áp dụng bắt buộc cho hầu hết các công trình xây dựng, kèm theo các hướng dẫn chi tiết cho kiến trúc sư, kỹ sư kết cấu, kỹ sư cơ điện, đo đạc, khảo sát và nhà thầu Singapore cũng yêu cầu nộp mô hình trực tuyến E-Submission cho các dự án, với quy định rõ ràng về định dạng file, quy tắc đặt tên và trình bày bản vẽ, nhằm duy trì vị thế lãnh đạo của Khu vực hành chính công trong việc thúc đẩy ứng dụng BIM Điều này tạo cơ sở cho Khu vực tư nhân thông qua các chương trình hợp tác Công - Tư trong xây dựng, đồng thời đào tạo cán bộ nhà nước và tư nhân về chuyên môn BIM, và tăng cường hợp tác giữa các bên tham gia dự án thông qua việc ban hành tiêu chuẩn và quy định chuyển giao thông tin.

Một số nước khác

Giữa năm 2007 và 2012, việc ứng dụng BIM ở Bắc Mỹ đã tăng nhanh từ 28% lên 71% Các nhà thầu dẫn đầu với tỷ lệ áp dụng 74%, vượt qua cả kiến trúc sư với khoảng 70% Điều này cho thấy sự cách mạng hóa trong việc sử dụng BIM và giá trị mà nó mang lại Hơn nữa, số lượng chủ đầu tư yêu cầu sử dụng BIM trong hơn 60% dự án của họ đã tăng từ 18% vào năm 2009 lên 44% vào năm 2012.

Các quốc gia Bắc Âu tại Châu Âu, như Na Uy và Phần Lan, là những nước tiên phong trong việc ứng dụng BIM, bắt đầu từ năm 2007 khi yêu cầu sử dụng BIM cho các dự án đầu tư công được ban hành Vương quốc Anh cũng tích cực khuyến khích việc áp dụng BIM cho các công trình do cơ quan nhà nước làm chủ đầu tư.

Hà Lan và Đan Mạch đã yêu cầu áp dụng bắt buộc BIM trong đầu tư công, trong khi Pháp và Đức đang xây dựng tiêu chuẩn và lộ trình áp dụng BIM cho ngành xây dựng Liên bang Nga cũng đang triển khai mạnh mẽ ứng dụng BIM dưới sự chỉ đạo của Chính phủ, với nhiều cơ quan như Bộ Xây dựng, Cơ quan thẩm định và cấp phép, Hiệp hội các kỹ sư thiết kế, Hiệp hội nhà thầu và Chính quyền thành phố Mátxcơva đã bắt đầu áp dụng BIM.

Từ năm 2012, Hàn Quốc đã xây dựng lộ trình áp dụng BIM, yêu cầu các dự án hạ tầng mới có tổng mức đầu tư trên 50 triệu USD phải sử dụng BIM vào cuối năm 2014 Trong khi đó, Philippines và Indonesia đang tiến hành đánh giá các dự án thí điểm BIM, với Philippines yêu cầu áp dụng cho Cơ quan về đường cao tốc và Indonesia cho Cơ quan về các công trình công New Zealand cũng đang thúc đẩy ứng dụng BIM dưới sự chỉ đạo của Hội đồng triển khai được thành lập vào tháng 2/2014, với sự hỗ trợ tài chính từ Bộ Kinh doanh, Đổi mới và Việc làm Malaysia đã thiết lập tiêu chuẩn về BIM và triển khai các chương trình đào tạo tại các trường đại học Ngoài ra, một số quốc gia như Sri Lanka, Pakistan và Ấn Độ cũng đang nghiên cứu và định hướng áp dụng BIM trong ngành xây dựng.

Trong nước

Xu hướng ứng dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong ngành xây dựng đang ngày càng phổ biến, giúp nâng cao năng suất, chất lượng và khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp Việc áp dụng BIM không chỉ hỗ trợ thực hiện Đề án tái cơ cấu ngành xây dựng mà còn thúc đẩy chuyển đổi mô hình tăng trưởng theo hướng nâng cao hiệu quả và chất lượng.

Hình 2.1 Bảy nhóm công nghệ số ứng dụng trong ngành xây dựng [38]

Năm 2014, Luật Xây Dựng số 50/QH13/2014 đã được Quốc Hội thông qua, quy định về hệ thống thông tin công trình, nhấn mạnh việc ứng dụng khoa học và công nghệ trong đầu tư xây dựng Việc quản lý hệ thống thông tin công trình được xác định là nội dung quan trọng trong quản lý dự án đầu tư Ngày 22 tháng 12 năm 2016, Thủ tướng Việt Nam phê duyệt Đề án áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM), nhấn mạnh vai trò của BIM trong hợp tác dự án Đề án BIM giai đoạn 2017 – 2019 tập trung vào nâng cao nhận thức, khuyến khích áp dụng BIM, xây dựng hành lang pháp lý và các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan, cũng như phát triển chương trình đào tạo về BIM cho các cơ quan chuyên môn.

Tổng hợp kinh nghiệm quốc tế trong xây dựng và thực hiện chiến lược ứng dụng

Nghiên cứu kinh nghiệm quốc tế cho thấy việc áp dụng BIM trong ngành xây dựng là một chiến lược hiệu quả nhằm nâng cao tính cạnh tranh, cải thiện năng suất thiết kế và thi công, đồng thời giảm chi phí trong quá trình xây dựng và vận hành công trình.

Các quốc gia thành công trong việc áp dụng BIM thường có sự lãnh đạo mạnh mẽ từ chính phủ, với việc thiết lập chiến lược và lộ trình rõ ràng cho ngành xây dựng thông qua hội đồng chỉ đạo Chính phủ cũng điều chỉnh các chính sách quản lý đầu tư công nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai BIM, sử dụng các dự án công làm động lực để thúc đẩy quá trình này.

Để tối ưu hóa việc áp dụng BIM vào các dự án, cần liên tục nghiên cứu, đào tạo và nâng cao nhận thức về công nghệ này Việc liên kết với các tổ chức có chuyên môn nhằm xây dựng và cung cấp chương trình đào tạo nhân lực là rất quan trọng Điều này giúp đảm bảo rằng chúng ta luôn cập nhật những tiến bộ mới nhất trên thế giới trong lĩnh vực BIM.

Việc sớm ban hành tiêu chuẩn và hướng dẫn về BIM, cùng với các biện pháp hỗ trợ từ cơ quan quản lý nhà nước trong lĩnh vực xây dựng, là yếu tố then chốt đảm bảo thành công cho việc áp dụng BIM.

Nghiên cứu "Xây dựng lộ trình thúc đẩy ứng dụng BIM trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam" nhằm giải quyết các vấn đề thực tế của ngành xây dựng, như lãng phí, năng suất thấp và thiếu hiệu quả trong thiết kế, xây dựng và quản lý công trình Kết quả nghiên cứu sẽ đề xuất tầm nhìn 10 năm, làm cơ sở cho các cơ quan đầu tư và doanh nghiệp xây dựng chiến lược và lộ trình chi tiết áp dụng BIM vào lĩnh vực cơ sở hạ tầng kỹ thuật tại tỉnh Quảng Nam, từ đó tăng cường tính cạnh tranh trong ngành.

THỰC TRẠNG LỘ TRÌNH ỨNG DỤNG BIM TRONG LĨNH VỰC XÂY DỰNG CƠ SỞ HẠ TẦNG TẠI TỈNH QUẢNG NAM

3.1 Khảo sát về hiện trạng ứng dụng BIM cho lĩnh vực cơ sở hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam

Tổng quan về ứng dụng BIM cho công trình hạ tầng tại Việt Nam và Quảng Nam

Hiện nay, công nghệ BIM đã trở nên phổ biến trong ngành xây dựng hạ tầng kỹ thuật tại Việt Nam, với sự nhận thức ngày càng tăng về lợi ích của nó từ các đơn vị quản lý nhà nước và doanh nghiệp xây dựng Đặc biệt, tại hai thành phố lớn, nhiều công trình đã áp dụng BIM trong quá trình thực hiện dự án Các chủ đầu tư đang dần chuyển sang sử dụng công nghệ BIM, và các đơn vị thiết kế, thi công cũng đã áp dụng các phần mềm như Autodesk Civil, Revit, Infraworks, Navisworks Manage trong các giai đoạn từ thiết kế ý tưởng đến quản lý thi công.

Việt Nam, với tư cách là một quốc gia đang phát triển, cần chú trọng đến việc nâng cao cơ sở hạ tầng kinh tế, giáo dục và văn hóa Sự phát triển này gắn liền với xu hướng công nghệ 4.0, vì vậy việc ứng dụng công nghệ BIM trong xây dựng trở nên cần thiết hơn bao giờ hết Nhiều lợi ích từ việc áp dụng BIM đã được chứng minh trên toàn cầu, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững cho đất nước.

Công nghệ lần đầu tiên được đề cập trong Quốc hội khóa XIII thông qua Luật Xây dựng số 50/QH/2014, có hiệu lực từ ngày 01/01/2015, mở ra cơ hội ứng dụng công nghệ thông tin trong ngành xây dựng và cơ sở hạ tầng kỹ thuật Tuy nhiên, luật chưa quy định rõ các tiêu chuẩn và quy chuẩn cần thiết, dẫn đến việc triển khai mô hình BIM chưa hiệu quả do thiếu hụt về con người, công nghệ và chính sách Thời gian qua, nhiều hội thảo chuyên đề do các cơ quan quản lý nhà nước, trường đại học và tổ chức tư vấn tổ chức đã thảo luận về BIM, cung cấp dữ liệu thực tế, tài liệu hướng dẫn kỹ thuật và quy trình tiêu chuẩn, đồng thời khuyến khích ứng dụng BIM trong nhiều lĩnh vực Các hội thảo này thu hút sự quan tâm từ các chuyên gia, chủ đầu tư, ban quản lý dự án, nhà thầu và doanh nghiệp tư vấn.

Mặc dù gặp nhiều khó khăn và thách thức, ứng dụng BIM vẫn mang lại nhiều lợi ích cho sự phát triển bền vững của ngành Xây dựng Công nghệ này đã từng bước được áp dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng thuộc nhiều phân khúc thị trường khác nhau, mở ra những vấn đề mới trong định hướng phát triển và quản lý Nhà nước cho ngành Xây dựng.

Năm 2021, Việt Nam đã ban hành một số tài liệu pháp lý như Luật Xây dựng và Nghị định về quản lý chi phí đầu tư xây dựng nhằm thúc đẩy việc áp dụng BIM trong các dự án xây dựng Cụ thể, Nghị định số 15/2021/NĐ-CP quy định rõ tại điều 6 về việc khuyến khích áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) và các giải pháp công nghệ số trong hoạt động xây dựng Người quyết định đầu tư có trách nhiệm quyết định việc áp dụng BIM khi thực hiện dự án, đồng thời tệp tin BIM sẽ trở thành một phần trong hồ sơ thiết kế và hồ sơ hoàn thành công trình Nội dung và mức độ chi tiết của mô hình thông tin công trình sẽ được thực hiện theo thỏa thuận giữa các bên liên quan trong hợp đồng xây dựng.

Theo Phụ lục VIII của Thông tư 12/2021/TT-BXD về định mức chi phí quản lý dự án và tư vấn đầu tư xây dựng, chi phí áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong quá trình lập dự án, thiết kế, giám sát thi công và quản lý dự án không vượt quá 50% chi phí thiết kế theo hướng dẫn của Thông tư Năm 2021, Bộ Xây dựng đã ban hành hai hướng dẫn quan trọng liên quan đến việc áp dụng BIM, dựa trên kinh nghiệm quốc tế và các tiêu chuẩn toàn cầu.

+ Quyết định số 348/QĐ-BXD ngày 02/4/2021 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng về Công bố Hướng dẫn chung áp dụng Mô hình thông tin công trình

Quyết định số 347/QĐ-BXD ngày 02/4/2021 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng đã công bố Hướng dẫn chi tiết áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) cho các công trình dân dụng và công nghiệp hạ tầng kỹ thuật đô thị Quyết định này nhằm mục tiêu nâng cao hiệu quả quản lý và thiết kế trong xây dựng, đồng thời thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ hiện đại trong ngành xây dựng Mô hình BIM sẽ giúp cải thiện quy trình làm việc, tăng cường khả năng phối hợp giữa các bên liên quan và tối ưu hóa chi phí cũng như thời gian thực hiện dự án.

Các văn kiện quan trọng gần đây từ cấp trung ương và thành phố thể hiện sự ủng hộ mạnh mẽ đối với việc ứng dụng công nghệ số, đầu tư phát triển nguồn nhân lực, và cải cách hành lang pháp lý một cách cụ thể.

+ QĐ số 749/2020-QĐ-TTg của Thủ tướng Chính Phủ phê duyệt “Chương trình Chuyển đổi số quốc gia đến năm 2025, hướng đến năm 2030”

+ Quyết định số 1004/2020-QĐ-BXD của Bộ Trưởng Bộ Xây Dựng Về việc Phê duyệt “Kế hoạch Chuyển đổi số ngành Xây dựng giai đoạn 2020-2025, định hướng đến năm 2030”

+ QĐ 127/2021/QĐ-TTg Ban hành Chiến lược quốc gia về nghiên cứu, phát triển và ứng dụng Trí tuệ nhân tạo đến năm 2030

Quyết định 146/2022/QĐ-TTg phê duyệt Đề án "Nâng cao nhận thức, phổ cập kỹ năng và phát triển nguồn nhân lực chuyển đổi số quốc gia đến năm 2025, định hướng đến năm 2030" nhằm mục tiêu nâng cao nhận thức về chuyển đổi số, trang bị kỹ năng cần thiết và phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao cho quá trình chuyển đổi số tại Việt Nam Đề án này không chỉ tập trung vào việc đào tạo mà còn hướng tới việc xây dựng một nền tảng vững chắc cho sự phát triển bền vững trong kỷ nguyên số.

Các thông tư và quyết định của chính phủ cùng Bộ Xây dựng là cơ sở quan trọng để mở rộng triển khai BIM Để áp dụng mô hình thông tin BIM vào dự án hạ tầng kỹ thuật tại Quảng Nam, việc chủ động học hỏi của cơ quan quản lý nhà nước và chủ đầu tư là rất cần thiết Các đơn vị liên quan cũng cần nhận thức rõ tầm quan trọng của BIM và đáp ứng yêu cầu của chủ đầu tư nhằm thúc đẩy ứng dụng này Đơn vị quản lý nhà nước đóng vai trò then chốt trong việc định hướng các đơn vị xây dựng hạ tầng tuân thủ quy định Nhà nước đã cung cấp hướng dẫn thực hiện và triển khai các dự án điển hình tại Việt Nam, tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu và ứng dụng BIM tại Quảng Nam.

Sự cần thiết của ứng dụng BIM tại tỉnh Quảng Nam

Sự cần thiết ứng dụng BIM tại tỉnh Quảng Nam

Công nghệ BIM đang trở thành xu hướng toàn cầu, bao gồm cả Việt Nam, với nhiều thành phố lớn đã ứng dụng thành công vào lĩnh vực xây dựng Thuật ngữ BIM có thể sẽ không còn được nhắc đến trong tương lai, vì nó chỉ là một phần trong quá trình chuyển đổi số của ngành xây dựng Mục tiêu của BIM là hướng tới việc xây dựng thành phố thông minh (Smart City) Việc số hóa các công trình xây dựng không chỉ tạo ra tài nguyên số cho tương lai mà còn mang lại giá trị kinh tế to lớn, có thể vượt trội hơn cả tài sản vật lý Đây là điều kiện cần thiết để một quốc gia phát triển và hội nhập trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra trên toàn cầu.

Việc ứng dụng công nghệ BIM vào xây dựng hệ thống hạ tầng là rất cần thiết, mang lại nhiều lợi ích trong việc khớp nối hạ tầng, thi công và quản lý vận hành dự án BIM cho phép thống kê chính xác khối lượng các thành phần kết cấu hạ tầng và kiểm tra giao cắt từ thiết kế đến quản lý, giúp các bên đưa ra nhiều phương án xử lý và chọn phương án tối ưu Đối với tư vấn thiết kế, BIM hỗ trợ kiểm soát thiết kế và quản lý xung đột, trong khi nhà thầu thi công có thể giảm chi phí phát sinh và ứng dụng thiết bị tự động Chủ đầu tư có khả năng kiểm soát khối lượng và quản lý mô hình trong vận hành, khai thác và bảo trì, còn cơ quan quản lý nhà nước có thể quản lý đấu nối và hiện trạng mô hình BIM Ngoài ra, ứng dụng BIM cũng rất hiệu quả trong quản lý đô thị thông minh.

Quảng Nam vẫn chưa triển khai BIM cho ngành xây dựng và hạ tầng kỹ thuật, do đó việc áp dụng công nghệ này là rất cần thiết để hòa nhập vào cuộc cách mạng công nghệ 4.0 Mặc dù việc ứng dụng BIM hiện tại gặp một số thuận lợi và khó khăn, nhưng nó mang lại hiệu quả to lớn cho ngành xây dựng Việt Nam.

Nhu cầu ứng dụng công nghệ BIM trong các dự án xây dựng đang gia tăng, cho thấy sự cần thiết trong việc triển khai BIM từ các đơn vị, cơ quan quản lý nhà nước và doanh nghiệp tư nhân Công nghệ BIM đã trở nên quen thuộc với những cá nhân trong ngành xây dựng Tuy nhiên, việc áp dụng BIM không phải do thiếu hiệu quả hay sự không muốn sử dụng, mà là do các yếu tố tác động khiến những người liên quan chưa thể thực hiện ứng dụng BIM một cách hiệu quả.

Hình 3.8 Lý do trở ngại chưa ứng dụng BIM

Việc ứng dụng BIM vào ngành xây dựng hiện còn gặp nhiều bất cập, bao gồm thiếu hụt nguồn nhân lực chuyên môn với 32,9% nhân viên quản lý kỹ thuật chưa được đào tạo về BIM Công nghệ cũng chưa được áp dụng rộng rãi, với 87,3% chưa tiếp cận được các công nghệ cần thiết Chính sách nhà nước chưa hoàn chỉnh để thúc đẩy ứng dụng BIM, dẫn đến chi phí cao với 8,9% Hệ thống quy trình hướng dẫn chưa được xây dựng chặt chẽ, chiếm 21,5% Ngoài ra, tiến độ áp dụng BIM trong các dự án cũng là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến khả năng đáp ứng nhu cầu của khách hàng.

Hình 3.9 Sự cần thiết khi ứng dụng BIM trong dự án xây dựng hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam

Kết quả khảo sát về việc triển khai ứng dụng BIM trong các dự án xây dựng hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam cho thấy nhiều khó khăn trong quản lý vận hành, khối lượng, khớp nối và chồng chéo giữa các hệ thống Điều này cho thấy sự cần thiết cao trong việc áp dụng BIM vào các dự án hạ tầng kỹ thuật, với 65,4% người tham gia khảo sát cho rằng rất cần thiết và 34,6% cho rằng cần thiết.

Việc ứng dụng công nghệ BIM vào dự án hạ tầng kỹ thuật là cần thiết để giải quyết các khó khăn hiện tại, tuy nhiên, trước khi triển khai, cần khắc phục các trở ngại liên quan đến con người, pháp lý, quy trình và công nghệ Các cơ quan quản lý nhà nước cần đưa ra giải pháp cho những yếu tố này để đảm bảo việc xây dựng và ứng dụng BIM diễn ra thành công Với nhu cầu thực tế khảo sát tại địa phương và yêu cầu từ các đơn vị liên quan, việc áp dụng BIM trở nên cấp bách hơn bao giờ hết.

Hiện nay, thị trường xây dựng đang thiếu hụt nhân lực có trình độ cao trong việc áp dụng BIM, điều này ảnh hưởng đến các nhà đầu tư, nhà thầu tư vấn, nhà thầu thi công, cũng như các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ quản lý, sử dụng và vận hành Hơn nữa, tình trạng này còn tồn tại trong các cơ quan quản lý nhà nước liên quan đến lĩnh vực xây dựng.

Mặc dù Đảng và Nhà nước đã có định hướng rõ ràng về việc áp dụng BIM, nhiều bộ ngành, địa phương, chủ đầu tư và nhà thầu vẫn chưa nhận thức đầy đủ và quyết liệt trong việc chuẩn bị và thực hiện áp dụng công nghệ này.

Hiện nay, cơ sở pháp lý cho việc áp dụng BIM tại Việt Nam vẫn còn thiếu sót và chưa đồng bộ, dẫn đến việc chưa tạo ra một hành lang pháp lý vững chắc cho các bên tham gia dự án đầu tư xây dựng Mặc dù một số nghị định và thông tư đã quy định các chế độ, chính sách liên quan, nhưng chúng vẫn chưa đủ cụ thể để hỗ trợ nhà đầu tư và nhà thầu trong việc tính toán và áp dụng Việc áp dụng BIM yêu cầu một khoản đầu tư lớn cho cơ sở vật chất, phần mềm ứng dụng, cũng như cho đào tạo và duy trì hoạt động, điều này khiến cho chi phí cao hơn so với phương pháp truyền thống.

Quy trình áp dụng BIM yêu cầu cải tiến tổ chức nhóm làm việc và phương pháp làm việc, điều này tạo ra rào cản lớn do nhận thức hạn chế về BIM Việc áp dụng BIM còn mới mẻ tại Việt Nam, dẫn đến chương trình đào tạo chưa hoàn thiện và đội ngũ giảng viên có trình độ cao còn thiếu, gây khó khăn trong việc đảm bảo nguồn nhân lực chất lượng cho việc áp dụng BIM hiện nay.

Trong thời gian gần đây, các cơ quan quản lý nhà nước, viện nghiên cứu, trường đại học và hiệp hội đã tích cực nghiên cứu nhằm xây dựng và ban hành cơ sở pháp lý, chương trình hành động Tuy nhiên, các hoạt động hội thảo, trao đổi kinh nghiệm và hợp tác quốc tế vẫn còn hạn chế.

Khó khăn trong lựa chọn các công nghệ phần mềm phù hợp

Việc lựa chọn phần mềm ứng dụng phù hợp là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả công việc Cần xem xét các yếu tố như nhu cầu tài chính, cơ sở vật chất, trình độ nhân lực và phương pháp làm việc để đảm bảo sự phù hợp và tối ưu hóa hiệu suất làm việc.

Áp dụng BIM hiệu quả đòi hỏi tích hợp nhiều dữ liệu trong quá trình hình thành và khai thác hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật, nhưng có thể xảy ra sự không thống nhất giữa dữ liệu gốc và tài liệu 2D Rủi ro cũng phát sinh trong hợp tác với các đơn vị khác do cách thức trao đổi thông tin và tuân thủ nguyên tắc thực hiện Mức độ chi tiết thông tin trong mô hình có thể không đồng nhất giữa các bộ môn thiết kế và trong các giai đoạn thiết kế, xây dựng, khai thác vận hành Bên cạnh đó, vấn đề bảo mật thông tin liên quan đến sở hữu trí tuệ trong BIM và tính pháp lý khi nghiệm thu, thanh lý khối lượng chưa được quan tâm, gây khó khăn trong việc giám sát các nhà thầu và nhà cung ứng vật liệu tham gia vào quá trình phát triển mô hình BIM.

Sự cần thiết xây dựng lộ trình thúc đẩy ứng dụng BIM trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam

Tỉnh Quảng Nam đang trên đà phát triển với diện tích đô thị còn lớn, vì vậy việc phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật là rất quan trọng Việc triển khai ứng dụng BIM trong các dự án hạ tầng đô thị không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế trong xây dựng mà còn giúp cải thiện quản lý lâu dài.

Nhu cầu BIM tại Quảng Nam

Các phân tích đã chỉ ra rằng rào cản quan trọng bao gồm con người, chính sách, công nghệ và quy trình Tại Việt Nam, đặc biệt là tỉnh Quảng Nam, cơ quan quản lý nhà nước đóng vai trò then chốt trong việc hướng dẫn và xây dựng lộ trình phát triển Tuy nhiên, hiện nay vẫn thiếu hướng dẫn rõ ràng về cách triển khai ứng dụng hiệu quả.

BIM sẽ là một trở ngại lớn khi triển khai BIM trong dự án xây dựng hạ tầng

Khi áp dụng BIM vào dự án hạ tầng kỹ thuật, nhiều đơn vị và cá nhân đã báo cáo về những thách thức và rào cản, do BIM còn mới mẻ và phức tạp Mặc dù có nhiều rào cản, sự thống nhất về nhu cầu ứng dụng BIM trong ngành vẫn tồn tại Nguồn nhân lực hiện có nhưng thiếu đào tạo và kinh nghiệm trong triển khai BIM Các rào cản chính bao gồm chính sách và quy trình hiện hành, cũng như kinh phí đầu tư cho công nghệ và hệ thống máy móc Mặc dù gặp khó khăn, hiệu quả mà BIM mang lại cho dự án là rất lớn, với khả năng quản lý, vận hành, thiết kế, thi công và đo bóc khối lượng hiệu quả Việc ứng dụng BIM cũng giúp các bên liên quan có cái nhìn tổng quan và chi tiết hơn, tạo ra môi trường làm việc chung và xử lý thông tin kịp thời, đồng thời xây dựng một môi trường dữ liệu bền vững cho các dự án tương lai.

BIM đang trở thành xu hướng tất yếu trong ngành xây dựng hiện đại, mang lại cơ hội phát triển cho các doanh nghiệp trong bối cảnh cách mạng công nghiệp Tuy nhiên, những ai không chú trọng đến BIM có nguy cơ bị tụt hậu Sự chuyển đổi số toàn cầu đã làm thay đổi mô hình trong ngành xây dựng, dẫn đến sự ra đời của mô hình thông tin công trình Để thúc đẩy ứng dụng BIM trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam, cần có lộ trình rõ ràng và hiệu quả.

Việc triển khai các dự án áp dụng BIM trong ngành xây dựng hạ tầng tại Việt Nam đã mang lại nhiều lợi ích, đồng thời cũng đối mặt với một số thuận lợi và trở ngại Các dự án hiện tại đã chứng minh được thành công và cung cấp những bài học quý giá Từ những kinh nghiệm và khảo sát phân tích, có thể xây dựng lộ trình và cơ chế chính sách phù hợp nhằm thúc đẩy việc áp dụng BIM trong ngành xây dựng hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam.

Ứng dụng BIM tại Việt Nam

Tại Việt Nam, nhiều đơn vị đã triển khai BIM nhưng gặp không ít khó khăn Tuy nhiên, sự quan tâm và nỗ lực ứng dụng BIM trong các doanh nghiệp vẫn đang gia tăng.

BIM đang ngày càng trở nên phổ biến tại Việt Nam, đặc biệt ở các thành phố lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và Đà Nẵng, nơi nhiều chủ đầu tư và đơn vị thiết kế, thi công đã chủ động áp dụng công nghệ này Các doanh nghiệp lớn như Vingroup, Vinaconex, Hòa Bình và các đơn vị thiết kế hạ tầng như INNO, SEAPE, Aurecon đang nhận thức rõ ràng về lợi ích mà BIM mang lại, không chỉ trong việc nâng cao hiệu quả xây dựng mà còn tạo lợi thế cạnh tranh Tuy nhiên, các doanh nghiệp nhà nước vẫn gặp khó khăn trong việc chuyển đổi từ phương pháp truyền thống do thiếu hụt nhân lực, chuyên gia công nghệ và các chính sách quy định chưa rõ ràng Điều này cho thấy sự cần thiết phải có một hệ thống tiêu chuẩn và hướng dẫn áp dụng BIM rõ ràng hơn để thúc đẩy sự phát triển trong thời đại công nghệ 4.0.

Chính phủ Việt Nam đã quyết định thành lập Ban chỉ đạo về đầu tư theo hình thức đối tác công tư (PPP) nhằm thúc đẩy sự phát triển của mô hình này Tuy nhiên, Việt Nam vẫn còn thiếu kinh nghiệm trong lĩnh vực BIM, do đó cần xây dựng lộ trình ứng dụng BIM và tham khảo các tiêu chuẩn, quy chuẩn từ các quốc gia có kinh nghiệm để phù hợp với môi trường xây dựng trong nước.

Công nghệ lần đầu tiên được đề cập trong Quốc hội khóa XIII thông qua luật xây dựng số 50/QH/2014, có hiệu lực từ ngày 01/01/2015, quy định về hệ thống thông tin trong đầu tư xây dựng Cụ thể, việc ứng dụng khoa học và công nghệ cùng với hệ thống thông tin công trình được xem là nguyên tắc cơ bản trong hoạt động đầu tư xây dựng (khoản 3 Điều 4) và quản lý hệ thống thông tin công trình là nội dung quan trọng trong quản lý dự án đầu tư (khoản 1 Điều 66) Ngày 22 tháng 12 năm 2016, Thủ tướng Việt Nam phê duyệt Đề án áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong xây dựng và quản lý vận hành, nhấn mạnh vai trò quan trọng của BIM trong hợp tác dự án.

Từ năm 2017 đến 2019, đề án đã tập trung vào việc nâng cao nhận thức và khuyến khích các cơ quan, tổ chức, doanh nghiệp áp dụng công nghệ BIM Đồng thời, dự án cũng xây dựng hành lang pháp lý cùng với hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật và định mức kinh tế kỹ thuật liên quan đến BIM Ngoài ra, các hướng dẫn về BIM được phát triển, cùng với các chương trình khung đào tạo nhằm nâng cao kiến thức và năng lực cho các cơ quan chuyên môn.

Ứng dụng BIM Bộ Xây Dựng

Cho đến nay, Bộ Xây dựng đã ban hành hai quyết định quan trọng liên quan đến việc áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) Cụ thể, quyết định 348/QĐ-BXD ngày 02/04/2021 công bố hướng dẫn chung về BIM, trong khi quyết định 347/QĐ-BXD cùng ngày cung cấp hướng dẫn chi tiết cho việc áp dụng BIM đối với công trình dân dụng và hạ tầng kỹ thuật đô thị Những quyết định này tạo nền tảng vững chắc cho việc triển khai BIM một cách rộng rãi hơn trong ngành xây dựng.

Quyết định 347/QĐ-BXD ngày 02/04/2021 hướng dẫn chi tiết việc áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) cho các công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị, đặc biệt liên quan đến giao thông và cấp thoát nước Hướng dẫn này làm rõ các nội dung đặc thù trong việc xây dựng mô hình BIM cho các dự án đầu tư xây dựng, nhằm cung cấp thông tin tham khảo cho các cơ quan, tổ chức và cá nhân liên quan trong quá trình triển khai áp dụng.

Hình 4.1 Nội dung hướng dẫn của quyết định 347/QĐ-BXD [5]

Quyết định 348/QĐ-BXD cung cấp hướng dẫn áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) cho các công trình dân dụng và hạ tầng kỹ thuật đô thị Văn bản này do Viện Kinh tế xây dựng biên soạn nhằm hỗ trợ các cơ quan, tổ chức và cá nhân trong việc triển khai BIM cho các công trình như nhà ở, văn phòng, trụ sở và các công trình hạ tầng như cầu, đường bộ, cấp thoát nước Hướng dẫn này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng BIM trong quá trình đầu tư xây dựng.

Hình 4.3 Trình tự ứng dụng BIM [6]

Tiến trình tổng quát khi ứng dụng mô hình thông tin BIM

Hình 4.4 Tiến trình tổng quát khi ứng dụng BIM [6]

Tiền trình chuẩn bị ứng dụng mô hình thông tin BIM

Hình 4.5 Các bước trong tiến trình chuẩn bị áp dụng BIM [6]

Tiến trình thực hiện ứng dụng BIM

Hình 4.6 Các bước trong tiến trình thực hiện dự án [6]

Lộ trình thúc đẩy ứng dụng BIM trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng tại tỉnh Quảng Nam

Mặc dù ngành Xây dựng đang phải đối mặt với nhiều khó khăn và thách thức, ứng dụng BIM đã chứng minh được lợi ích to lớn cho sự phát triển bền vững Công nghệ này đang dần được áp dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng thuộc nhiều phân khúc thị trường khác nhau, tạo ra những vấn đề mới cần được xem xét trong định hướng phát triển và quản lý Nhà nước cho ngành Xây dựng.

Năm 2021, Việt Nam đã ban hành nhiều tài liệu pháp lý như Luật Xây dựng, Nghị định về quản lý chi phí đầu tư xây dựng cùng với các thông tư và quyết định của Bộ Xây dựng nhằm thúc đẩy việc áp dụng công nghệ BIM trong ngành xây dựng.

Quá trình áp dụng BIM tại Việt Nam đang diễn ra chậm, chủ yếu chỉ được thực hiện bởi các doanh nghiệp lớn ở Hà Nội và TP Hồ Chí Minh Tại các tỉnh khác, bao gồm Quảng Nam, việc ứng dụng BIM trong xây dựng vẫn chưa được triển khai Những rào cản chính đối với việc áp dụng BIM ở Quảng Nam bao gồm thiếu tiêu chuẩn quốc gia, vấn đề pháp lý và chính sách áp dụng, sự thiếu hụt nguồn nhân lực có trình độ, công nghệ chưa được tiếp cận, cùng với các vấn đề nội tại của các đơn vị.

Cụ thể hóa bốn yếu tố trở ngại tiếp cận vào bốn trụ cột quan trọng trong triển khai BIM

BIM là một công nghệ mới, yêu cầu người thiết kế phải làm quen với quy trình làm việc hiện đại, điều này tạo ra thách thức cho những ai đã quen với phương pháp truyền thống Để áp dụng hiệu quả BIM, người thiết kế cần không chỉ có kiến thức chuyên môn mà còn phải nắm vững các kỹ năng liên quan đến BIM Việc xây dựng nền tảng đào tạo tích hợp, bao gồm các khóa học ngắn hạn và dài hạn, offline và online, cũng như các bài giảng e-learning, sẽ góp phần nâng cao năng lực cho nguồn nhân lực tại tỉnh Quảng Nam.

Công nghệ BIM yêu cầu người thiết kế làm việc chủ yếu với mô hình 3D trên máy tính, vì vậy việc chọn lựa công nghệ phù hợp về cấu hình phần cứng và phần mềm là rất quan trọng Nền tảng môi trường dữ liệu chung dựa trên đám mây sẽ được khảo sát, cùng với các công nghệ số như AI và Machine Learning (ML) sẽ được nghiên cứu và khuyến nghị cho từng bên khi triển khai BIM.

Quy trình áp dụng BIM vào dự án yêu cầu sự hợp tác chặt chẽ giữa các bên liên quan Nghiên cứu và đề xuất bộ chỉ dẫn kỹ thuật cụ thể cho các bên dựa trên các hướng dẫn mới của Bộ Xây dựng, phù hợp với bối cảnh hạ tầng và nguồn lực của tỉnh Quảng Nam Đây được xem như một nghiên cứu riêng, bổ sung cho tỉnh Quảng Nam từ các chỉ dẫn của Bộ.

Pháp lý: Hệ thống các quy chuẩn, tiêu chuẩn quốc tế và các văn bản pháp quy

Việt Nam đã xây dựng và hệ thống hóa các hướng dẫn cho các bên liên quan trong việc áp dụng BIM cho các dự án cụ thể tại từng giai đoạn nhất định.

Sau đây là đề xuất lộ trình ứng dụng BIM trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng:

Hình 4.7 Lộ trình thúc đẩy ứng dụng BIM

Hình 4.8 Sơ đồ cấu trúc hướng dẫn áp dụng BIM

Lập ban chỉ đạo BIM về cơ sở hạ tầng tại sở xây dựng tỉnh Quảng Nam:

Hình 4.9 Sơ đồ bản chỉ đạo BIM tại tỉnh Quảng Nam

Ban chỉ đạo BIM có trách nhiệm học hỏi kinh nghiệm và định hướng áp dụng BIM vào các dự án thực tiễn phù hợp với điều kiện của tỉnh Để thực hiện mục tiêu này, ban chỉ đạo sẽ thành lập 3 nhóm chính: nhóm hướng dẫn BIM, nhóm pháp lý hợp đồng và nhóm BIM manager Mục đích của các nhóm này là đào tạo và nâng cao nhận thức về BIM cho những người tham gia quản lý, hỗ trợ các dự án của công ty mới bắt đầu ứng dụng BIM, đồng thời xác định tiêu chuẩn và thông lệ tốt nhất về BIM.

Ban chỉ đạo cần xây dựng lộ trình và chính sách rõ ràng, đồng thời tổ chức đào tạo con người để thúc đẩy ứng dụng BIM Cần thành lập trung tâm công nghệ để cung cấp hướng dẫn và mở lớp đào tạo miễn phí, giúp nâng cao khả năng áp dụng BIM Nhóm hướng dẫn BIM sẽ chịu trách nhiệm xây dựng quy trình và hướng dẫn cụ thể cho tỉnh Nhóm pháp lý và hợp đồng sẽ đảm nhiệm việc xây dựng khung pháp lý và điều khoản hợp đồng cho các doanh nghiệp ứng dụng BIM trong dự án xây dựng Cuối cùng, nhóm BIM manager sẽ kiểm tra và đánh giá quy trình, chính sách cũng như hướng đào tạo, từ đó hoàn thiện quy trình và chính sách BIM cho ngành cơ sở hạ tầng.

Sau khi hoàn thiện hệ thống quản lý nhà nước về ứng dụng BIM trong ngành cơ sở hạ tầng kỹ thuật, cơ quan quản lý đã nâng cao năng lực triển khai BIM thông qua việc học hỏi từ các chuyên gia trong và ngoài nước Để tăng cường nhận thức, cơ quan này đã tổ chức các hội thảo và thực hiện đào tạo cho tất cả các đơn vị tham gia vào dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng, theo mô hình đào tạo để xuất.

Hình 4.10 Mô hình đào tạo ban chỉ đạo BIM

Khung đào tạo đề xuất này hướng đến tất cả các cơ quan quản lý nhà nước, đơn vị tư nhân, chủ đầu tư, và các đơn vị tư vấn thiết kế, thi công liên quan đến BIM Các khóa hội thảo cần có sự tham gia của các chuyên gia BIM cả trong và ngoài nước để đảm bảo chất lượng đào tạo cho chủ đầu tư.

Để đảm bảo ứng dụng BIM trong dự án đầu tư hạ tầng, các chủ đầu tư cần có đề xuất từ ban đầu nhằm được định hướng và hỗ trợ đúng quy trình Việc lựa chọn đơn vị tư vấn thiết kế cũng cần yêu cầu thực hiện BIM trong hợp đồng, với mức độ thực hiện phụ thuộc vào từng giai đoạn của dự án Đồng thời, chủ đầu tư nên thành lập phòng quản lý dự án để triển khai xây dựng Mô hình BIM hiệu quả.

Hình 4.11 Công việc thực hiện dự án của chủ đầu tư

Hình 4.12 Mô hình thực hiện dự án của chủ đầu tư

Việc lựa chọn mức độ áp dụng BIM phù hợp cho từng giai đoạn dự án là rất quan trọng, vì cần cân nhắc hiệu quả mang lại mà không nhất thiết phải sử dụng cấp độ BIM cao Trong quá trình thực hiện dự án, chủ đầu tư nên tổ chức hội thảo có sự tham gia của cơ quan quản lý nhà nước, đơn vị tư vấn và nhà thầu Điều này giúp phân tích và đánh giá vai trò của từng giai đoạn BIM, từ việc lập kế hoạch đến phân chia vai trò cho các bộ phận và cá nhân thực hiện.

Tạo lập môi trường dữ liệu (CDE) trên phần mềm Autodesk BIM360 giúp lưu trữ toàn bộ quá trình thực hiện và nội dung dự án, từ giai đoạn triển khai thiết kế thi công đến vận hành dự án Việc này không chỉ hỗ trợ quản lý hiệu quả mà còn cung cấp dữ liệu quý giá cho các dự án trong tương lai.

Để triển khai BIM hiệu quả, chủ đầu tư cần đào tạo nguồn nhân lực và thành lập phòng quản lý dự án công nghệ BIM trước khi bắt đầu dự án Nhân sự phải có kiến thức và kỹ năng cần thiết để áp dụng BIM vào hạ tầng kỹ thuật Đội ngũ quản lý dự án công nghệ BIM cần thực hiện tốt vai trò của mình trong việc giám sát và quản lý dự án, đảm bảo quá trình thi công diễn ra suôn sẻ và kịp thời giải quyết các mâu thuẫn phát sinh.