Chyên mục [BIM tại Việt Nam] là nơi chúng tôi tổng hợp lại những câu chuyện xung quanh BIM tại Việt Nam, như 1 bức tranh toàn cảnh về vị trí của BIM trong ngành Xây dựng tại Việt Nam.
1 Hạn chế của CAD 2 chiều
Sự rời rạc trong cách truyền tải thông tin của hệ thống CAD[1] từ lâu đã là rào cản cho việc chia sẻ thông tin giữa các thành viên của dự án xây dựng. Nó thúc đẩy việc chuyên nghiệp hóa trong thiết kế tuy nhiên lại hạn chế việc hỗ trợ trao đổi thông tin qua lại giữa các thành viên của dự án. Các bản vẽ do một thành viên tạo ra, chưa hề được đánh giá một cách cẩn trọng xem liệu có phù hợp cho người khác sử dụng hay không, vẫn được chuyển cho các thành viên khác. Hơn thế nữa, các bản vẽ CAD chỉ đơn thuần là những hình vẽ minh họa. CAD rất ít hỗ trợ tự động hóa sản xuất và thiết kế. Nói cách khác, hệ thống CAD đơn thuần chỉ là giúp thay thế việc vẽ bằng tay bằng việc vẽ bằng máy vi tính.
Rõ ràng là, khi làm việc với hệ thống bản vẽ hai chiều CAD, dòng chảy của thông tin và công việc giữa các thành viên dự án được thực hiện lặp đi lặp lại và gây ra lãng phí. Sử dụng công cụ truyền tải thông tin là hệ thống các bản vẽ hai chiều rất cồng kềnh và bất tiện, thông tin được truyền tải từ các thành viên làm công việc trước (ví dụ như kiến trúc sư) xuống các thành viên làm công việc tiếp theo (tư vấn kết cấu hoặc tư vấn cơ, điện, nước) và ngược lại làm cho toàn bộ quá trình bị rời rạc và không đồng nhất. Quá trình truyền tải thông tin này là mảnh đất mầu mỡ cho các sai, lỗi xuất hiện và phát triển do thông tin về công trình được truyền tải qua lại có thể bị mất mát, sai lệch. Hơn nữa, do trong quá trình thực hiện dự án xây dựng, thường xuất hiện những thay đổi, càng làm rối hơn quá trình truyền tải thông tin này. Ví dụ, những thay đổi xuất phát từ phía chủ đầu tư sẽ kéo theo những thay đổi trong thiết kế kiến trúc. Những thay đổi trong thiết kế kiến trúc này, đến lượt chúng, lại dẫn đến thay đổi trong thiết kế kết cấu và thiết kế cơ điện. Rõ ràng là những thay đổi này, khiến việc thực hiện và phê duyệt thiết kế cũng được thực hiện lặp đi lặp lại trong tất cả các giai đoạn của dự án, tiêu tốn nhiều thời gian. Có thể nói, làm việc với hệ thống bản vẽ 2 chiều này gây lãng phí nhiều thời gian và công sức của các thành viên dự án xây dựng. BIM chính là giải pháp hữu hiệu cho vấn đề này.
2. Sự ra đời của BIM
Những năm đầu của thập kỷ 70, một công nghệ mới với thuật ngữ là Building Information Modelling (BIM) đã xuất hiện trong ngành công nghiệp xây dựng, đó là công nghệ sử dụng mô hình ba chiều (3D) để tạo ra, thể hiện, phân tích và truyền đạt thông tin của công trình.
Theo Viện Kiến trúc Hoa Kỳ, tên gọi Building Information Modelling (BIM) do Autodesk[2] đặt ra và được phổ biến rộng rãi bởi Jery Laiserin (một chuyên gia phân tích công nghiệp – công nghệ người Mỹ) nhằm mô tả mô hình không gian ba chiều thiết lập bằng công cụ máy tính, thể hiện các vật thể. Nó trợ giúp quá trình trao đổi và chia sẻ thông tin của công trình bằng cách số hóa. Tư vấn thiết kế cũng như các nhà thầu xây dựng có thể sử dụng các phần mềm BIM (chẳng hạn như Autodesk Revit Architectural, Revit Structure, Revit MEP, v.v.) để tạo nên một mô hình của công trình trên máy vi tính mà mô hình này sẽ giống hệt như công trình thực tế ở ngoài công trường. Mô hình không gian ba chiều này được liên kết với cơ sở dữ liệu thông tin của dự án, thể hiện tất cả các mối liên hệ về mặt không gian, các thông tin hình học, kích thước, số lượng, và cả cấu tạo vật liệu của các cấu kiện, bộ phận của công trình. Nó có thể được sử dụng để thể hiện toàn bộ vòng đời của một công trình xây dựng từ khâu thiết kế, thi công, cho đến khâu vận hành sử dụng.
2.1 Định nghĩa BIM
Rất nhiều người cho rằng BIM là về việc sử dụng phần mềm, quan điểm này không sai nhưng chưa đầy đủ. Thực tế công nghệ BIM không bó hẹp trong việc diễn tả một thiết kế kiến trúc hay việc tạo ra một mô hình ba chiều trình bày phối cảnh của công trình. BIM không đơn thuần chỉ là việc sử dụng các phần mềm tạo ra mô hình 3D mà còn là tiến trình tạo dựng và sử dụng mô hình kĩ thuật số cho công việc thiết kế, thi công và cả quá trình thực hiện dự án, vận hành. Phần mềm đơn giản chỉ là công cụ để tiến trình BIM được thực hiện. BIM chứa đựng những thay đổi mang tính cách mạng trong văn hóa làm việc, trong cách thông tin của công trình xây dựng được tạo ra, thể hiện, và sử dụng sau này. Do hợp nhất được thông tin từ tất cả các khía cạnh của quá trình xây dựng công trình nên BIM có thể làm tăng hiệu quả sử dụng và tính sẵn có của các thông tin này lên gấp nhiều lần.
“Tính thông minh” được đưa vào các đối tượng bao gồm giá trị biến đồ họa xác định trước và thông tin phi đồ họa, cung cấp cho kiến trúc sư, kĩ sư cơ-điện-nước, và nhà thầu khả năng biểu diễn hình học và mối quan hệ giữa các yếu tố công trình liên quan. Thông tin này khi đưa vào hệ thống dữ liệu tích hợp sẽ được cập nhật vào toàn bộ các bản vẽ thiết kế và danh mục của dự án. Khi d
ự án có một thay đổi được phê duyệt và tích hợp vào mô hình chung, tất cả các góc nhìn đồ họa (kết cấu, kiến trúc, chi tiết, và các bản vẽ cấu trúc khác), cũng như các thông tin phi đồ họa như tài liệu, thuyết minh, các danh mục sẽ tự động tương tác và cập nhật các thay đổi đó.
2.2 So sánh quá trình làm việc giữa BIM ba chiều với CAD hai chiều
Trong quá trình làm việc với CAD hai chiều hiện nay, các thành viên của dự án sử dụng các bản vẽ hai chiều (mặt bằng, hình chiếu, mặt cắt, v.v.) để trao đổi thông tin với nhau. Rõ ràng là việc trao đổi thông tin theo hình thức này sẽ không đạt hiệu quả cao bằng việc trao đổi thông tin sử dụng mô hình BIM ba chiều. Trong khi các hình vẽ hai chiều chỉ đơn thuần thể hiện hai đường kích thước của vật thể, mô hình BIM thể hiện rõ ràng ba đường kích thước hình khối không gian của các bộ phận của công trình. BIM vượt xa các bản vẽ CAD truyền thống bởi sự cung cấp thêm tính năng thông minh cho các thiết bị công trình (chẳng hạn như cửa sổ, tường hay máy lạnh trung tâm) cũng như cung cấp mối liên hệ về thông tin và không gian giữa công trình,
thiết bị, tải trọng, thời tiết và sự tương tác của các yếu tố này lên hệ thống. Hơn thế nữa, BIM truyền tải thông tin dưới dạng thông tin điện tử nên sẽ nhanh chóng, thuận tiện, và hiệu quả hơn nhiều so với các bản vẽ in hai chiều, đồng thời, các sai lỗi phát sinh sẽ được giảm nhiều.
Bên cạnh việc tăng cường khả năng trao đổi thông tin giữa các thành viên của dự án xây dựng, BIM cũng có thể giúp cho các thành viên tăng cường được tính thống nhất của công việc. Trong quá trình làm việc với bản vẽ hai chiều hiện nay, công việc thiết kế được thực hiện không thống nhất và lặp đi lặp lại. Mối liên hệ công việc giữa các thành viên không được coi trọng và không chặt chẽ. Những thay đổi xuất phát từ các thành viên làm công việc trước sẽ dẫn đến thay đổi trong thiết kế của các thành viên làm công việc sau. Các thành viên làm công việc sau sẽ phải cập nhật những thay đổi đó, rồi phải chuyển ngược lại cho các thành viên làm công việc trước kiểm tra và phê duyệt. Quá trình này tiêu tốn nhiều thời gian và tạo điều kiện cho các sai sót phát triển. Ngược lại, BIM, như là một mô hình của công trình thực trên thực tế, sẽ giúp cho mọi thành viên có thể dễ dàng tiếp cận với các thông tin của công trình. Công việc của các thành viên sẽ được thống nhất và kết hợp chặt chẽ. Tất các những thay đổi được tạo ra từ mỗi thành viên sẽ được tự động cập nhật trên mô hình. Điều này sẽ duy trì sự thống nhất và chính xác của tất cả các thông tin và bản vẽ thể hiện. Mô hình công trình sẽ trở thành trung tâm của toàn bộ quá trình thiết kế. Với BIM, các thay đổi sẽ được theo dõi chặt chẽ và chính xác hơn. Các quyết định sẽ được quyết định nhanh hơn. Tất cả những lỗi có khả năng xảy ra sẽ được chú ý, giải quyết, và cập nhật ngay vào mô hình. Điều này sẽ giúp tạo ra một hệ thống bản vẽ thi công chính xác tuyệt đối, đồng thời giảm thiểu tối đa nguy cơ phát sinh phí phát sinh, chậm tiến độ, và tăng chi phí xây dựng.
[1] CAD viết tắt cho Computer Aided Draft hoặc Computed Assisted Design, nghĩa là sử dụng máy tính hỗ trợ quá trình thiết kế và lập bản vẽ
[2] Autodesk là một công ty lớn của Mỹ, chuyên cung cấp các phần mềm đồ họa phục vụ cho công tác thiết kế và thi công xây dựng.
Phần 2 bài viết sẽ đi sâu hơn vào những lợi ích của chủ đầu tư, đơn vị quản lý dự án, tư vấn và và các bên liên quan khác
