1.  Khái niệm BIM

BIM – Building Information Modeling: Mô hình thông tin công trình là một mô hình 3D có tham số (parametric) từ đó tạo ra các bản vẽ mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt, phối cảnh, các chi tiết, bảng thống kê vật liệu, …, tất cả các thành phần cần thiết để tạo nên hồ sơ thiết kế công trình.

Các bản vẽ được tạo từ BIM không phải là tập hợp của các đường, nét vẽ 2D tạo nên công trình mà là một tập hợp các phần tử có tham số và được tương tác với nhau tạo thành một mô hình có đầy đủ thông tin. Có thể dùng các tham số để thay đổi các phần tử công trình. Ví dụ: có thể tạo rất nhanh phần tử cửa thành các loại cửa khác nhau bằng cách thay đổi các tham số liên quan đến cửa. Mặt mạnh khác của BIM là các phần tử trong mô hình chia sẻ tương tác hai chiều với nhau – nếu một phần tử thay đổi tại một vị trí trong mô hình, thay đổi đó sẽ được hiển thị trong tất cả các hình chiếu (view) khác. Ví dụ, dịch chuyển vị trí cửa trên mặt bằng, cửa đó sẽ thay đổi vị trí trên tất cả các mặt đứng, mặt cắt, phối cảnh, … mà nó có mặt.

Ngành thiết kế hiện đại đang thay đổi từ quy trình xử lý hồ sơ bản vẽ 2D sang tận dụng các ưu thế của mô hình BIM và quản lý hồ sơ dựa trên mô hình.

1.1. Kế hoạch áp dụng BIM

Đối với từng cá nhân Kiến trúc sư và Kỹ sư, thử thách là thay đổi phương thức sản xuất để tự sản xuất ra các bản vẽ của hồ sơ thiết kế từ một mô hình thay vì vẽ chúng. Chúng ta giờ phải đối đầu với việc định nghĩa bước tiến tiếp theo. Công ty thiết kế có thể chọn cách thể hiện hồ sơ bản vẽ thiết kế đẹp hơn từ BIM, trong khi công ty khác có thể tận dụng BIM trong việc phân tích tối ưu hoá thiết kế. BIM mở ra rất nhiều khả năng mới để khai thác trong tương lai, như là tạo ra quy trình làm việc mới và các thay đổi tiềm tàng trong văn hoá, thói quen làm việc, đòi hỏi chúng ta phải tự hỏi mình những câu hỏi thiết yếu như sau:

Chúng ta muốn trở thành loại công ty, hãng thiết kế thế nào và kế hoạch sử dụng BIM ra sao?

Vì công nghệ đi sau BIM đang tiếp tục phát triển, tiềm năng của nó cũng không ngừng được mở rộng. Có một loạt các khả năng để khai thác BIM và danh sách các khả năng này không ngừng phát triển. Hình dưới đây là một số khả năng có tiềm năng từ một mô hình tích hợp duy nhất (integrated BIM):

Revit 9

Khi tiến tới bước kế tiếp với BIM – có thể là thể hiện bản vẽ đẹp và chi tiết hơn, tính toán thiết kế bền vững, hay quản trị toà nhà – điều quan trọng là định vị được công ty trong 3 mục tiêu chính trong việc khai thác BIM. 3 lĩnh vực cần quan tâm là:

  • Trực quan hoá (Visualization)
  • Phân tích mô hình (Analysis)
  • Chiến lược (Strategy)

1.1.1. Trực quan hoá

Trước hết, BIM tạo thêm không gian mới cho việc tạo các hồ sơ thiết kế bằng khả năng đồ hoạ 3D mạnh mẽ. Thông qua việc tạo một mô hình số của công trình, chúng ta có rất nhiều công cụ giao tiếp với nhiều khía cạnh của dự án. Từ mô hình tạo ra vô số hình chiếu, phối cảnh để trình bày kiến trúc hay khách hàng có thể dạo chơi theo một đường bất kỳ vào trong không gian ngôi nhà để xem xét. Cùng một mô hình đó có thể tạo ra phiên bản vật lý bằng các máy in 3D hay CAM hiện đại của một phần bất kỳ hay toàn bộ công trình.

Chức năng render cho các không gian kiến trúc, nội thất với vật liệu khác nhau được thực hiện nhanh chóng.

Bước tiếp theo là đưa mô hình vào mô phỏng sự vận động. Các render của phối cảnh có thể được thực hiện theo thời điểm và không gian xung quanh mà còn mô phỏng được phản ứng của công trình với môi trường: ánh sáng, áp suất, nhiệt độ… Điều này cho phép dự báo chính xác sự vận hành của công trình mà chưa cần xây ngoài hiện trạng.

1.1.2. Phân tích mô hình

Giá trị đích thực của BIM là khả năng trao đổi dữ liệu của mô hình giữa phần mềm Revit với các phần mềm khác để tiến hành phân tích, ví dụ: xuất sang phần mềm Etabs để phân tích kết cấu, hay một phần mềm CFD để mô phỏng áp lực gió tác động lên công trình. Tận dụng tính năng này có thể tăng năng suất quá trình thiết kế lên rất nhiều do bản chất của quá trình phân tích thiết kế này là quy trình lặp đi lặp lại.

Ví dụ của quy trình này là áp dụng phân tích vật lý học kiến trúc: ánh sáng lên công trình.

Revit 2.jpg

 

Ứng dụng phân tích của BIM không chỉ áp dụng trong giai đoạn thiết kế mà còn trong giai đoạn quản lý vận hành toà nhà. Sau khi kết thúc quá trình xây dựng, việc khai thác mô hình BIM cho phép theo dõi, dự báo vận hành theo thời gian trong suốt quá trình sử dụng, quản lý toà nhà. Từ đó cho phép dự báo mở rộng, khai thác toà nhà trong tương lai.

Nó cũng cho phép chủ đầu tư chủ động hơn trong việc bảo trì toà nhà vì có thể dự báo được thiết bị nào đến thời kỳ cần bảo trì, thay thế.

Nó cho phép người quản lý tạo môi trường thoải mái hơn cho các cư dân, người sử dụng công trình tại một thời điểm do nắm rõ được lịch sử khai thác công trình và cho phép đưa ra những điều chỉnh để luôn giữ công trình vận hành ở mức độ tối ưu, tiết kiệm năng lượng nhất.

1.1.3. Chiến lược

Để tối đa hoá lợi ích đầu tư (thời gian, tiền bạc, công sức) vào quy trình làm việc dựa trên BIM, điều quan trọng là phải lên kế hoạch áp dụng cho tổ chức, công ty. Một chiến lược BIM tốt phải trả lời rõ 3 câu hỏi sau:

  • Quy trình sản xuất nào cần triển khai để đạt được mục tiêu của dự án?
  • Những con người nào là chủ chốt cho quy trình đó?
  • Cần đưa công nghệ và sự cố gắng nào vào văn phòng để hỗ trợ những con người và quy trình đó?

Mỗi công ty, đơn vị cần hỏi 3 câu hỏi trên ở cấp cao để cùng nhau hành động theo một mục tiêu mong muốn về năng lực cạnh tranh: tối ưu hoá thiết kế, hay thiết kế bền vững…

Đặt các câu hỏi trên ở cấp từng dự án để có thể xây dựng mô hình ở mức độ thích hợp từ những giai đoạn đầu của dự án cho việc khai thác cụ thể.

Ở cả hai cấp độ, công ty hay dự án, các quy trình cần phải thay đổi trong quá trình thực hiện để đạt được mục đích ban đầu. Kỹ thuật mô hình và quy trình tiến hành phải được ấn định từ đầu, tuỳ vào mục đích mô hình. Ví dụ mô hình dùng để phân tích sẽ có các điều kiện biên và các yêu cầu khác với mô hình để kiểm tra xung đột đường ống. Nếu mô hình dùng cho giai đoạn quản lý toà nhà, cần phải thêm rất nhiều thông tin về thiết bị.

Nếu không xác định cấp độ mô hình ngay từ đầu theo mục đích mong muốn, việc phải thêm các thông tin như ví dụ trên cho 1 dự án đã đi được nửa chặng đường với rất nhiều bản vẽ, chi tiết đã làm sẽ mất rất nhiều thời gian và có thể gây ra những lỗi không lường trước.

Do đó dù bất kỳ mục tiêu là gì, phải đặt ra và hiểu rõ mục tiêu mình muốn từ những giai đoạn đầu là điều kiện tiên quyết để thành công. Đó là tính chiến lược khi áp dụng BIM.

1.2. Đặt mục tiêu công ty về BIM

Bằng cách kết hợp 3 phần trên: Trực quan hoá (V), phân tích (A), chiến lược (S) theo những cách khác nhau sẽ tạo ra hướng đầu tư, phát triển cho công ty về BIM. Hiểu được rõ hướng đi của công ty là điều quan trọng nhất để lên kế hoạch cho thành công của các dự án tương lai.

BIM trên hết là một công cụ giao tiếp. Nó có thể hỗ trợ trong việc vẽ hồ sơ, phân tích thiết kế, nhưng mục tiêu trên hết là truyền giao được các ý tưởng thiết kế cho các nhóm có liên quan trong suốt quá trình thực hiện dự án thông qua giao tiếp.

Revit 3

Dưới đây là 3 ví dụ về khả năng áp dụng trong công ty của bạn.

1.2.1. Giai đoạn đầu

Revit 4

Mỗi khía cạnh của BIM được nhìn nhận một cách độc lập. Có rất ít sự chồng nhau trong 3 lĩnh vực trên và bất kỳ cái nào cũng có thể không cần dùng đến mà không làm ảnh hưởng tiêu cực lên các khía cạnh còn lại.

Công ty không cần thiết phải áp dụng những công cụ, quy trình mới và nhanh nhất đang có trên thị trường mà có thể chờ đợi các hãng khác áp dụng thử trước.

Trong giai đoạn này, chữ I trong BIM không phải là điều quan trọng nhất. Thông tin trong mô hình chỉ phục vụ cho mục đích chính là xuất bản hồ sơ thiết kế, ví dụ tạo các bảng thống kê vật liệu. Việc phân tích có thể dùng phần mềm và mô hình khác như ETABS.

1.2.2. Giai đoạn trung gian

Revit 5

Có sự gia tăng đáng kể mối liên hệ giữa 3 thành phần này như sơ đồ trên. Mỗi thành phần này được xem xét đồng thời cùng với nhau trong quy trình và đã phụ thuộc hơn vào nhau để đảm bảo thành công của mỗi khía cạnh.

Giai đoạn này, chữ I trong BIM là cực kỳ quan trọng, thông tin lấy ra từ mô hình mang tính ứng dụng cực mạnh và có kết cấu vững chắc.

Công ty nhìn thấy sự thay đổi trong công nghệ là công cụ giúp cải thiện quy trình hiện tại và gia tăng năng suất. Từ đó tạo ra những thị trường mới và thêm cơ hội để tăng trưởng.

1.2.3. Giai đoạn cuối

Revit 6

Giai đoạn này tập trung vào sự kết hợp tuyệt đối của 3 thành phần trong mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau. Các công ty ở giai đoạn này tạo ra các công cụ, công nghệ, quy trình mới chưa từng có trên thị trường. Lúc này sự đầu tư và mọi sự mạo hiểm được tưởng thưởng xứng đáng bằng lợi nhuận to lớn do sự dẫn dắt thị trường tạo ra. Không cần thiết phải tạo ra các công cụ tốt nhất trên thị trường mà điều quan trọng là đua nhau tạo ra thứ tốt nhất tiếp theo.

Chữ I trong BIM là phần cốt lõi trong chiến lược của công ty để đạt được thành công trong các dự án. Họ không đợi để làm theo thị trường mà làm việc để tạo ra những công cụ mới, từ đó dẫn dắt thị trường.

1.3. BIM ảnh hưởng thế nào đến văn hoá công ty?

Hiểu được vị trí của công ty và đích đến cần đạt được về cấp độ áp dụng BIM trong sản xuất, một điều cũng quan trọng cần hiểu là phải có một bước nhảy lớn trong văn hoá công ty. Với kinh nghiệm của những đơn vị đã áp dụng BIM, những khó khăn sẽ gặp phải không phải là học cách sử dụng phần mềm mới, mà hiểu rằng phần mềm đó sẽ thay đổi phương thức làm việc của công ty, và phải quản trị sự thay đổi đó thể nào. Chính khả năng chấp nhận và quản trị sự thay đổi đó trong tổ chức của công ty sẽ quyết định phần nào vị trí và level áp dụng BIM có thể của công ty.

1.3.1. Có thể đoán được <> Sự đổi mới

Để hiểu được quy trình thay đổi, hãy nghĩ về nó như một tổng của sự vui vẻ theo thời gian, như trên đồ thị dưới đây:

Revit 7

Quy trình của bất kỳ sự thay đổi nào, dù là áp dụng phương thức sản xuất mới hoặc các công cụ mới trong văn phòng đến sự thoả mãn cá nhân, ví dụ dùng một cái smartphone mới, có thể được biểu diễn bằng đường cong trên đồ thị.

Lấy ví dụ đơn giản về cái smartphone mới ở trên. Khi mới mua nó, có một sự gia tăng trong sự hài lòng của cá nhân người mua. Chiếc điện thoại mới với nhiều chức năng như màn hình màu, cho phép gửi và nhận email, chơi game, tìm cây ATM gần nhất. Khi người dùng quen dần với chiếc điện thoại, sự hài lòng cũng ngày một tăng lên.

Tới một điểm nào đó, sự hài lòng đạt tới đỉnh điểm đầu tiên, sau đó nó sẽ đi xuống ngắn hạn. Đó là khi bạn được yêu cầu làm việc gì đó trong một khoảng thời gian giới hạn hoặc sử dụng các chức năng mới nằm ngoài vùng an toàn của mình – và khi mọi điều bắt đầu không theo như kế hoạch dự kiến. Ví dụ của chiếc smartphone, điều này có thể xảy ra khi lần đầu tiên bạn đồng bộ điện thoại với tài khoản email công việc tại văn phòng, thay vì hoạt động như mong muốn, nó lại tạo ra các tài khoản trùng tên trong danh bạn điện thoại của mình hoặc làm xáo trộn nó: tên của mọi người trong danh bạ không còn tương ứng với số điện thoại hay địa chỉ email chính xác nữa. Hệ thống bạn từng tin tưởng là chiếc điện thoại giờ trở nên khó đoán.

Trong quy trình áp dụng BIM cũng vậy, có thể ví dụ bạn đang có một deadline cho thiết kế kỹ thuật, hoặc phải vẽ một cái thang trang trí trong một khoảng thời gian giới hạn. Bạn biết điều đó là có thể thực hiện được về mặt kỹ thuật, nhưng cá nhân bạn chưa từng làm việc đó trước đây.

Đó là điểm khi mức độ stress của bạn tăng lên và sự hài lòng bắt đầu giảm xuống, đó là điểm chấm trên biểu đồ. Tại điểm này bạn đứng trước ngã ba đường: có nên quay về với công nghệ cũ (chiếc điện thoại cục gạch) và chọn con đường an toàn nơi mọi điều có thể dự đoán và nắm bắt được. Hay nên gồng mình tiến tới theo con đường làm chủ sự đổi mới.

Đối với bất kỳ hệ thống nào, dù nó không hiệu quả ra sao, nếu có thể dự đoán được đều có sự an toàn nhất định nếu duy trì hệ thống cũ.

Do vậy khi lựa chọn mức độ áp dụng BIM cho công ty của mình, cần hiểu thứ cần quản trị trong quá trình này là những thứ có thể dự báo (an toàn) đối nghịch với sự đối mới trong khi cố gắng duy trì mức độ hài lòng và nhuệ khí của cá nhân cũng như toàn nhóm ở mức độ dự án hay là công ty.

1.3.2. Sự tiến hoá <> Cách mạng

Khi đang trong quá trình quản trị sự thay đổi mà bạn có thể chịu đựng được, là nhà quản trị, bạn phải cân nhắc mức độ mà thay đổi đó ảnh hưởng lên nhóm của mình. Sự tiến bộ và đổi mới là quá trình lặp và phải qua một vài chu kỳ mới có thể đạt được trình độ hoàn hảo của kỹ thuật và phương thức sản xuất. Khi làm việc ở những dự án có quy mô lớn, điều đó có thể là thử thách thực sự. Quá trình thay đổi và tạo ra những phương pháp làm việc mới dùng BIM là một sự tiến hoá, không phải một cuộc cách mạng.

Revit 8

Hình minh hoạ là 2 chiếc xe đạp. Bên trái là hình ảnh của chiếc xe đạp cổ phổ biến năm 1892, mặc dù không phải là chiếc xe đạp đầu tiên được phát minh ra vào năm 1817 ở Paris, nó thể hiện rất nhiều ý tưởng phôi thai và nhiều bộ phận tiêu biểu cho chiếc xe đạp mà chúng ta hình dung phổ biến hiện nay: 2 bánh, tay lái, bộ peđan để sinh lực. Hình ảnh bên phải là ý tưởng thiết kế năm 2006 của sinh viện đại học Australia. Nó được thiết kế để trợ giúp người tàn tật hay những người không có khả năng lái xe đạp bình thường. Ý tưởng cơ bản là chiếc xe có thể tự cân bằng ở tốc độ thấp và các bánh xe luôn giữ góc nghêng. Khi xe di chuyển nhanh hơn, tốc độ quay của bánh tăng lên, các bánh sẽ nằm thẳng đứng và người lái xe có thể đạt tốc độ nhanh hơn và thăng bằng của xe được tạo ra bởi người lái. Khi xe đi chậm lại, các bánh lại nghiêng trở lại để tăng tính cân bằng. Chiếc xe bên phải vẫn sở hữu những đặc điểm chung của một chiếc xe đạp, nó chỉ là sự tiến hoá của chiếc xe đạp sau rất nhiều vòng lặp cải tiến.

Quy trình cải tiến tương tự cũng được áp dụng cho BIM, bạn càng tiến hành nhiều quy trình lặp để cải tiến, sản xuất với BIM càng trở nên dễ dàng và năng suất hơn.

1.3.3. Tập trung đầu tư vào BIM

Một giả định phổ biến là công ty lớn sẽ có đầu tư lớn hơn vào BIM so với công ty nhỏ để nhanh chóng đạt được giai đoạn cuối của BIM. Mặc dù đúng là công ty lớn có nhiều nguồn lực hơn, nhưng tỷ lệ đầu tư thường cho thấy sự tương đồng. Chúng ta đã may mắn chứng kiến nhiều công ty trên thế giới áp dụng Revit trong những năm qua, và mỗi trong số họ đã tập trung vào những ứng dụng khác nhau của phần mềm để thể hiện được chiến lược cá nhân của họ một cách tốt nhất. Mặc dù quy mô của các công ty này rất khác nhau, kể cả ở cấp độ sẵn sàng chấp nhận rủi ro, sự đầu tư của họ vào BIM hầu hết cho thấy sự bằng nhau. Tỷ lệ đầu tư thống kê được bằng khoảng 1% quy mô của các công ty này. Ví dụ công ty có 1000 người, điều đó có nghĩa là có khoảng 10 người làm việc full-time với Revit. Nếu công ty có 10 người, có nghĩa là đầu tư 1 người với 5 tuần làm việc full trong năm.

Điều cốt yếu để tối ưu hoá 1% đầu tư này là tập trung vào các nguồn lực của công ty. Vì công nghệ đằng sau BIM vẫn đang tiếp tục mở rộng, cơ hội để chuyên môn hoá cũng mở rộng như vậy. Do đó bạn cần lựa chọn một cách chiến lược để tập trung các nỗ lực và hướng đi cho công ty.

Nếu sự đầu tư tiếp tục được duy trì tập trung, dù ở bất kỳ quy mô lớn hay nhỏ của công ty, BIM có thể tạo nên một đòn bẩy tiềm năng. Nhận diện sự quan trọng của việc trực quan hoá, hay khả năng phân tích mô hình, hay chiến lược là quan trọng với công ty sẽ giúp định hướng bạn lựa chọn lĩnh vực cần tập trung đầu tư trong thực tế công việc. Không có câu trả lời sai nào cho bất kỳ hướng đi nào bạn chọn. Chỉ cần lựa chọn con đường phản ánh khả năng chấp nhận rủi ro của công ty để tập trung đầu tư vào một lĩnh vực chuyên môn hoá tại thời điểm hiện tại.

Comments

comments

Tuannm

- VNCC - Tổng Công ty Tư vấn xây dựng Việt Nam - CTCP Phó giám đốc - VP Kết cấu 3 - CDSE Sáng lập