Cá nhân tham gia thực hiện nhiệm vụ: Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm Nội dung tham gia chính Sản phẩm chủ
GIỚI THIỆU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
Giới thiệu
BIM được xem là phương tiện quan trọng và là hạt nhân của chuyển đổi số trong ngành Xây dựng, là công cụ chính để mô phỏng, phối hợp và quản lý dự án từ thiết kế đến thi công và vận hành BIM đã được áp dụng trên nhiều dạng công trình xây dựng và các lợi ích của công nghệ này đã được nghiên cứu và khẳng định [1], như tăng hiệu quả thiết kế, giảm rủi ro thi công, tối ưu chi phí và thời gian, cũng như cải thiện quản lý chất lượng và vận hành sau bàn giao Từ năm gần đây, việc áp dụng BIM ngày càng phổ biến, mở rộng phạm vi từ thiết kế sang quản lý dự án và vận hành toàn công trình.
Vào năm 2018, ISO 19650 đã chuẩn hoá quy trình quản lý thông tin nói chung và quy trình làm việc BIM nói riêng, tạo khung chuẩn cho quản trị dữ liệu và hợp tác dự án trong ngành xây dựng Ngoài việc áp dụng các tiêu chuẩn chung này, hầu hết các nước như Singapore, Hong Kong, Đức và Việt Nam đã xây dựng các hướng dẫn riêng để phù hợp với đặc thù quốc gia, bối cảnh pháp lý và thực tiễn làm việc của từng thị trường, nhằm đảm bảo quản lý thông tin BIM hiệu quả và tuân thủ yêu cầu địa phương.
Có nhiều kết quả nghiên cứu về BIM, bao gồm sách, sổ tay hướng dẫn và các báo cáo từ các dự án thí nghiệm được công bố [1], [4], [5], [6], [7] Phần lớn các nghiên cứu khẳng định rằng việc áp dụng BIM không chỉ mang lại lợi ích kinh tế trong thiết kế và xây dựng mà còn nâng cao hiệu quả vận hành dự án sau khi đi vào hoạt động Việc triển khai BIM giúp tối ưu hóa quản lý thông tin, tăng tính đồng bộ giữa các bên và rút ngắn thời gian thiết kế cùng với giảm thiểu thay đổi và chi phí liên quan, từ đó cải thiện hiệu suất toàn diện của chu trình dự án và vận hành.
Tại Việt Nam, lộ trình áp dụng BIM đã được chính phủ phê duyệt thông qua
Trong khuôn khổ Đề án 2500 từ năm 2016, các dự án thí điểm BIM được triển khai trong giai đoạn 2017-2024 với nguồn vốn từ Nhà nước và tư nhân; tuy nhiên trong số 32 dự án đăng ký thí điểm BIM, không có dự án nào thuộc lĩnh vực đường sắt mà phần lớn tập trung ở các công trình dân dụng, năng lượng và môi trường Các quyết định 347/2021-BXD và 348/2021-BXD hiện nay vẫn ở mức hướng dẫn chung về áp dụng BIM Do đó, nghiên cứu đề xuất các tiêu chuẩn, tài liệu và hướng dẫn BIM đáp ứng các yêu cầu đặc thù của hệ thống đường sắt đô thị tại TP Hồ Chí Minh là rất cần thiết để phục vụ công tác xây dựng, quản lý và vận hành dự án, mang lại lợi ích về kinh tế, an toàn và phát triển bền vững với môi trường.
Nhiệm vụ của đề tài
Đề tài nhằm nghiên cứu quy trình và xây dựng hướng dẫn ứng dụng công nghệ BIM để xây dựng và quản lý mô hình thông tin của hệ thống đường sắt đô thị, đáp ứng nhu cầu thực tế của MAUR trong bước đầu triển khai BIM cho quản lý tuyến số 1, số 2 và số 5 từ năm 2021, đồng thời hướng tới quản lý toàn bộ 8 tuyến trong dài hạn tại TP Hồ Chí Minh Dự án được thực hiện dựa trên tình hình thực tế và nhu cầu của Ban Quản lý đường sắt đô thị, xây dựng theo quy trình quản lý thông tin của ISO 19650 và được hiện thực hóa thông qua hai sản phẩm chính của đề tài.
1.2.1 Nội dung 1: Xây dựng mô hình BIM thí điểm (Pilot project)
Dự án thí điểm xây dựng mô hình BIM cho nhà ga trên cao Tân Cảng thuộc tuyến số 1 Bến Thành – Suối Tiên sẽ chuyển giao cho Ban ở định dạng IFC, chuẩn mở của BIM cho phép mọi nền tảng và công cụ BIM đọc và truy xuất dữ liệu khi cần IFC đảm bảo tính tương thích cao giữa các phần mềm và hệ thống quản lý mô hình, giúp dữ liệu và mô hình dễ tích hợp và chia sẻ Nhờ định dạng này, MAUR không cần phải mua bản quyền phần mềm của nền tảng BIM để tạo ra và vận hành mô hình.
Nhóm dự án chọn nhà ga trên caoTân Cảng vì các lý do sau:
Ga Tân Cảng thuộc tuyến Metro số 1, Bến Thành – Suối Tiên, đã hoàn thiện phần lớn giai đoạn thi công Tiến độ này phù hợp với mục tiêu của đề tài triển khai mô hình thí điểm dựa trên dữ liệu hồ sơ hoàn công và quét hiện trạng để thu thập thêm thông tin thực tế, từ đó tăng cường độ tin cậy và hiệu quả của quá trình triển khai hệ thống metro.
Ga Tân Cảng có quy mô tương đối lớn và sẽ là điểm kết nối quan trọng giữa tuyến số 1 và tuyến số 5 trong tương lai Việc hình thành mô hình vận hành tại nhà ga này sẽ mang lại lợi ích cho giai đoạn chuẩn bị đầu tư cũng như thiết kế các hạng mục của tuyến số 5 tại ga, từ đó đảm bảo việc kết nối giữa hai tuyến được triển khai đồng bộ và hiệu quả khi dự án đi vào giai đoạn triển khai.
Nhà ga Tân Cảng là một công trình dân dụng nằm trong hệ thống hạ tầng giao thông đường sắt đô thị, do đó các quy trình và hướng dẫn BIM áp dụng cho công trình dân dụng có thể được triển khai tại đây Đồng thời, tuyến ray đường sắt chạy qua nhà ga là một phần của công trình hạ tầng kỹ thuật, vì vậy việc chọn Nhà ga Tân Cảng làm mô hình thí điểm sẽ tổng hợp được các thành phần thuộc cả dự án dân dụng và dự án hạ tầng kỹ thuật, tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng dữ liệu sản phẩm của đề tài trong tương lai.
Các các lợi ích khi xây dựng mô hình BIM thí điểm bao gồm:
Đây là một dự án thí điểm nhằm nghiên cứu nhu cầu mức độ thông tin cần thiết của Ban, đánh giá bộ hướng dẫn LOD, mức độ LOD và hệ thống tổ chức thông tin được đề xuất từ nghiên cứu, từ đó xây dựng các hướng dẫn cụ thể để áp dụng khi Ban có nhu cầu số hóa hoặc triển khai BIM cho các hạng mục trong tổng thể 8 tuyến đường sắt đô thị Kết quả dự án sẽ xác định mức LOD phù hợp, chuẩn hóa hệ thống thông tin và quy trình tổ chức dữ liệu, nhằm tăng tính đồng bộ và hiệu quả của quá trình số hóa và quản lý dự án Các hướng dẫn được thiết kế để dễ áp dụng cho các hạng mục khác nhau trong 8 tuyến đường sắt đô thị và có thể mở rộng cho các dự án tương tự trong tương lai.
• Thiết lập mô hình BIM bao gồm các bộ môn kết cấu, kiến trúc và MEP, giúp cho Ban có thể sử dụng ở giai đoạn vận hành
Để nâng cao hiệu quả quản lý dự án và tối ưu quy trình thiết kế, cần xác định và xây dựng các đối tượng BIM có mức lặp lại và chuẩn hóa cao thành một bộ thư viện mẫu Những đối tượng này được chuẩn hóa thành mẫu chung, cho phép tái sử dụng cho các trạm khác hoặc các tuyến sau này, giúp tiết kiệm thời gian mô hình hóa, đảm bảo tính nhất quán và giảm thiểu sai sót trong quá trình triển khai Việc xây dựng thư viện đối tượng BIM chuẩn hóa sẽ tăng khả năng mở rộng cho các dự án hạ tầng và hỗ trợ quản lý dữ liệu xuyên suốt từ giai đoạn thiết kế đến thi công.
Đây có thể là một mô hình hỗ trợ được thiết kế nhằm tăng hiệu quả cho quá trình bảo trì trạm, đặc biệt tập trung vào các thiết bị khẩn cấp và hệ thống phòng cháy chữa cháy Mô hình giúp tối ưu quy trình bảo trì, giảm thời gian ngừng hoạt động và nâng cao độ sẵn sàng, độ tin cậy của thiết bị, từ đó tăng cường an toàn cho người dùng và tài sản trong mọi tình huống hỏa hoạn hoặc sự cố Triển khai mô hình bảo trì trạm dựa trên dữ liệu sẽ cho phép lên lịch bảo trì theo chu kỳ, theo dõi tình trạng thiết bị và nâng cao hiệu quả quản lý bảo trì nói chung.
Dữ liệu này có thể được sử dụng làm dữ liệu đầu vào cho quá trình mô phỏng dòng di chuyển của hành khách, giúp phân tích hành vi và tối ưu hóa quy trình vận hành Mô phỏng được áp dụng cho cả trường hợp vận hành bình thường và các sự cố như tắc nghẽn, hoảng loạn hoặc hỏa hoạn, nhằm đánh giá lưu lượng, thời gian di chuyển và an toàn của hành khách để cải thiện hiệu quả và sự chuẩn bị cho tình huống khẩn cấp.
• Dùng vào việc demo, training và hướng dẫn các bên liên quan
Việc xây dựng mô hình BIM thí điểm này phục vụ 2 mục đích:
Xây dựng mô hình BIM chuẩn với các cấu kiện chứa đầy đủ thông tin cần thiết cho vận hành và bảo trì sau này, nhằm làm cơ sở tham khảo cho các hạng mục còn lại trên tuyến 1 và các tuyến sắp triển khai Hệ thống tổ chức thông tin, chất lượng mô hình và mức độ phát triển (LOD) của mô hình thí điểm được thiết lập dựa trên nhu cầu cụ thể của MAUR, đồng thời tài liệu thông tin yêu cầu và bảng danh mục mô tả mức độ chi tiết của các cấu kiện được biên soạn trước Các tài liệu này được trao đổi và thống nhất trước khi tiến hành dựng hình thí điểm, tạo căn cứ triển khai, đánh giá và nghiệm thu.
Hai là thông qua quá trình xây dựng mô hình nói trên, nhóm nghiên cứu cùng
Ban rút ra cácyêu cầu cần thiết cho các tài liệu từ các bên liên quan, làm cơ sở để thực hiện Nội dung thứ 2
1.2.2 Nội dung 2: Nghiên cứu xây dựng bộ hướng dẫn BIM Để xây dựng Bộ hướng dẫn về mô hình hóa thông tin công trình nhằm phục vụ công tác xây dựng và quản lý dự án đường sắt đô thị tại Thành phố Hồ Chí Minh, nhóm nghiên cứu sẽ làm việc và trao đổi chặt chẽ với Ban Quản lý đường sắt đô thị để xác định năng lực hiện tại, nhu cầu và mục tiêu ứng dụng BIM của MAUR Hình 1.1 thể hiện quy trình nghiên cứu để đưa ra được Bộ hướng dẫn này
Quá trình trao đổi và làm việc với MAUR sẽ mở ra cơ hội cho nhóm nghiên cứu và MAUR cùng hình thành và xác định mục tiêu chiến lược về ứng dụng BIM trong giai đoạn xây dựng cũng như giai đoạn vận hành Hệ thống đường sắt đô thị (OIR – Organization Information Requirements) Từ đó xác định rõ các yêu cầu về thông tin dự án (PIR – Project Information Requirements) và yêu cầu thông tin tài sản (AIR – Asset Information Requirements) cho mô hình BIM.
Hình 1.1: Quy trình nghiên cứu
Đề tài phân tích các yêu cầu thông tin OIR, PIR, AIR và tổng kết kinh nghiệm từ quá trình xây dựng mô hình BIM thí điểm (Nội dung 1) để đáp ứng mục tiêu sử dụng BIM do MAUR đề ra Đồng thời đề xuất yêu cầu thông tin chuyển giao (EIR – Exchange Information Requirements) và bộ hướng dẫn dành cho các bên liên quan khi thực hiện hồ sơ, tài liệu của các hạng mục thuộc tuyến đường sắt đô thị, được thiết kế phù hợp với đặc thù công việc và quản lý của Ban Quản lý Đường sắt đô thị.
Bộ hướng dẫn này kế thừa từ các tiêu chuẩn có sẵn trên thế giới như BS EN ISO 19650, PAS 1192, LOD Specification 2019 và các tiêu chuẩn BIM của Hồng Kông (CIC BIM Standards), đồng thời tích hợp các nguyên tắc và thực hành BIM để bảo đảm tính nhất quán, khả dụng và khả năng interoperability giữa các bên tham gia dự án Bộ hướng dẫn cũng tuân thủ theo các hướng dẫn, quy định của các cơ quan quản lý liên quan nhằm hỗ trợ quản trị dự án xây dựng hiệu quả, nâng cao chất lượng thông tin và tối ưu hóa quy trình làm việc trong mô hình BIM.
Bộ Xây dựng đang đẩy mạnh ứng dụng BIM tại Việt Nam Tại một workshop về BIM, Viện Kinh tế Xây dựng cho biết tiêu chuẩn ISO 19650 phần 1 và phần 2 đã được dịch sang tiếng Việt Trong thời gian tới, ISO 19650 có thể trở thành một phần của hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam, từ đó việc Bộ hướng dẫn tuân thủ các quy định của ISO 19650 hiện nay sẽ là một bước đảm bảo sự tương thích của quản lý thông tin dự án với các tiêu chuẩn Việt Nam trong tương lai.
Cấu trúc nội dung báo cáo
Nội dung của các chương và mối liên hệ về mặt nội dung được trình bày như ở Hình 1
Hình 1.2: Bản đồ các chương nội dung trong báo cáo
Chương 2 trình bày về tình hình ứng dụng BIM đối với hệ thống đường sắt trên thế giới và hệ thống quản lý đường sắt đô thị tại thành phố Hồ Chí Minh Đề xuất quy trình xây dựng mục tiêu ứng dụng BIM dưới góc nhìn của tổ chức (OIR), góc nhìn đối với dự án cụ thể (PIR), và đối với quá trình quản lý tài sản (AIR) Từ đó làm việc và thảo luận với Ban để đưa ra OIR, PIR và AIR với tầm nhìn đến năm 2030
Chương 3 trình bày về thực trạng về các hệ thống mô tả nhu cầu mức độ thông tin tại Việt Nam và trên thế giới Đề xuất hệ thống thang đo về mức độ phát triển thông tin (LOD) phù hợp dưới góc nhìn chủ đầu tư và đưa ra một bộ các catalogue về LOD cho các cấu kiện thuộc hệ thống đường sắt đô thị Bộ catalogue về LOD sẽ được trình bày chi tiết tai Phụ lục A
Chương 4 trình bày tổng quan các hệ thống phân loại hiện nay đang được sử dụng tại Việt Nam và trên thế giới, phân tích và đề xuất hệ thống phân loại thông tin phù hợp với hệ thống đường sắt và bối cảnh áp dụng BIM tại Việt Nam Chi tiết về hệ thống phân loại được sắp xếp và tổng hợp được báo cáo chi tiết ở Phụ lục B
Chương 5 trình bày tổng quan khái niệm và quy trình làm việc với Môi trường dữ liệu chung (CDE-Common Data Environment), mối quan hệ giữa việc mục tiêu ứng dụng BIM và nhu cầu về CDE Từ đó dựa vào các mục tiêu BIM ứng dụng vào dự án được phát triển ở chương 2 để đề xuất các đặc tính kỹ thuật cần thiết của CDE cho dự án Bên cạnh đó, trong chương này, quy tắc đặt tên cho các tệp tin dữ liệu sử dụng trong dự án cũng được đề xuất Chi tiết cụ thể về các đặc tính kĩ thuật CDE và cách đặt tên các tệp tin bản vẽ và mô hình sẽ được trình bày cụ thể ở Phụ lục C
Chương 6 trình bày các khái niệm về Yêu cầu thông tin trao đổi (EIR-
Exchange Information Requirements), nhu cầu mức độ thông tin cần chuyển giao theo từng giai đoạn và cấu trúc nội dung tối thiểu cần đảm bảo của EIR
Theo ISO 19650, các bảng về mức độ thông tin cần thiết cho việc chuyển giao được xác định cho từng giai đoạn của dự án; các bảng này được trình bày chi tiết tại Phụ lục D và cấu trúc nội dung của EIR (Employer's Information Requirements) được mô tả trong Phụ lục E.
Chương 7 trình bày về khung kế hoạch triển khai BIM (BEP-BIM Execution
Kế hoạch này dựa trên quy trình quản lý thông tin được đề xuất theo ISO 19650 và được phát triển từ các thông tin thu thập và tổng hợp từ Chương 2 đến Chương 5 Trong kế hoạch này, yêu cầu thông tin cần trao đổi (EIR – Exchange Information Requirements) cho từng giai đoạn của dự án được xác định cụ thể và trình bày chi tiết tại Phụ lục F.
Tài liệu tham khảo
[1] R Sacks, C Eastman, G Lee, and P Teicholz, A Guide to Building Information Modeling for owners, designers, engineers, contractors, and facility managers, 3rd ed 2018
[2] BCA Singapore, Common Data Environment (CDE) - Data Standard
[3] CIC Hong Kong, CIC BIM Standards - General, 2nd ed 2020
[4] VDI, Blatt 1: Building Information Modeling - Grundlagen 2019
[5] CIC Vietnam, Decision No 348/QD-BXD: General Guide for BIM Application 2021
[6] CIC Vietnam, Decision No 347/QD-BXD: Detail Guide for BIM Application for Building and Infrastructure Projects 2021
[7] A Borrmann, M Hochmuth, M Kửnig, T Liebich, and D Singer,
“Germany ’ s governmental BIM init iative – Assessing the performance of the BIM pilot projects,” no Statsbygg 2013, pp 871–878, 2016
Quyết định số 2500/QĐ-TTg của Chính phủ Việt Nam phê duyệt Đề án áp dụng mô hình thông tin công trình BIM trong hoạt động xây dựng và quản lý vận hành công trình, đánh dấu bước chuyển đổi số quan trọng cho ngành xây dựng Việt Nam Đây là khuôn khổ để ứng dụng BIM nhằm cải thiện quy trình thiết kế, thi công và vận hành, từ đó tăng hiệu quả dự án, tối ưu chi phí và rút ngắn thời gian triển khai Việc triển khai BIM giúp chuẩn hóa dữ liệu, nâng cao chất lượng quản lý dự án và vận hành công trình, đồng thời tăng cường phối hợp giữa các bên tham gia và tối ưu vòng đời công trình Quyết định được ban hành trong năm 2016 (vol 2500), thể hiện cam kết của Chính phủ Việt Nam với đổi mới công nghệ thông tin và hiện đại hóa hoạt động xây dựng.
MỤC TIÊU VÀ ĐỊNH HƯỚNG VỀ ỨNG DỤNG BIM
Tổng quan về ứng dụng của BIM đối với hệ thống đường sắt đô thị
2.1.1 Tình hình ứng dụng BIM đối với các hệ thống đường sắt trên thế giới
Có thể nói, hạ tầng đường sắt đóng vai trò then chốt trong sự phát triển kinh tế và hoạt động sản xuất – kinh doanh bằng cách kết nối các vùng miền và lãnh thổ, thúc đẩy thông thương và rút ngắn thời gian di chuyển giữa các địa phương, thậm chí cả trong nội ô thành phố Việc phát triển vùng và lãnh thổ gắn liền với phát triển cơ sở hạ tầng đường sắt là xu thế tất yếu và ngày càng nhận được sự quan tâm của các quốc gia trên thế giới vì nó tăng cường giao thương, thu hút đầu tư và nâng cao hiệu quả vận tải.
Bavoux cho rằng trong cuộc đua toàn cầu nhằm cải thiện dịch vụ hậu cần và tăng cường trao đổi hàng hóa, đường sắt có độ tin cậy cao hơn khi đối mặt với bất trắc và hiểm họa khí hậu Đường sắt có thể rút ngắn thời gian giao hàng và giảm thiểu gián đoạn chuỗi cung ứng, từ đó đảm bảo an toàn tương đối trong thu hoạch cao điểm và hạn chế lãng phí.
Trong bối cảnh Cách mạng công nghệ số bùng nổ, BIM ngày càng được quan tâm và ứng dụng rộng rãi trong ngành đường sắt trên toàn cầu Nhiều tổ chức đường sắt quốc gia đã tuyên bố BIM là phương thức bắt buộc nhằm nâng cao chất lượng thiết kế và thi công, đồng thời giảm chi phí và thời gian triển khai dự án Để đạt được các mục tiêu này, nhiều quốc gia và tổ chức đã công bố kế hoạch tổng thể và thiết lập các tiêu chuẩn bắt buộc triển khai BIM hiệu quả cho các dự án đường sắt, ví dụ như Bộ tiêu chuẩn BIM đường sắt của Trung Quốc (China Railway BIM and Standard) và Lộ trình ứng dụng BIM trong đường sắt đến năm 2030 của Hàn Quốc (Railway BIM 2030 Roadmap of South Korea).
Thực tế trong những năm qua cho thấy, nhiều quốc gia trên thế giới cũng đã và đang ứng dụng BIM cho một số giai đoạn của dự án nhằm tăng độ chính xác của thông tin, giảm chi phí thiết kế, xây dựng và vận hành, bảo trì Bảng 2.1 tổng hợp tình hình ứng dụng BIM cho dự án đường sắt tại một số quốc gia chính trên thế giới trong thập niêm vừa qua
Bảng 2.1: Tổng hợp tình hình áp dụng BIM tại các dự án đường sắt của các nước trên thế giới [6]
TT Quốc gia Mô tả dự án Mục tiêu ứng dụng BIM
Ga West Kowloon lớn nhất HongKong, 4 triệu khách/tuần
Giảm thiểu rủi ro trong quá trình thiết kế và xây dựng: Kiểm tra xung đột, điều phối thiết kế
Xây dựng lại đường sắt bị phá hủy do động đất
Tổng mức đầu tư: 112 triệu USD
Thiết kế, bóc khối lượng, ước lượng chi phí, kết hợp GIS để tối ưu kế hoạch cho các tuyến cũ và mới
Bảo trì các tuyến đường sắt hiện hữu
12 dự án trong đó có 6 dự án ngầm Thiết kế và thi công 2012
Dự án đường sắt nối London và Birmingham Thiết kế, Xây dựng, Bảo trì
Mục tiêu: ứng dụng BIM hoàn toàn sau 2020 2016
Ngoài ra, một số dự án đương sắt khác đã triển khai ứng dụng BIM và đã chứng minh được vai trò và tầm quan trong của công nghệ mới này thông qua các dự án cụ thể sau:
Mọlarbanan Cục Quản lí vận tải Thủy Điển Công ty Vectura
Trong năm 2016, hiệu quả ở giai đoạn thiết kế sơ bộ và thiết kế thi công được tăng cường nhờ áp dụng phân phối dự án tích hợp (IPD), giúp nâng cao hiệu suất và chất lượng công trình, đồng thời cải thiện triển khai dự án và phát hiện sai sót thiết kế trước khi thi công Việc đồng bộ thiết kế với quy hoạch xây dựng, kết hợp với các kỹ thuật xây dựng tinh gọn và sự tích hợp với hệ thống quản lý vận hành cơ sở cho phép dự toán chi phí dự án ngay từ giai đoạn thiết kế và tái sử dụng dữ liệu qua các giai đoạn khác nhau trong quy trình Đối với công trình đường sắt, mọi đơn vị thiết kế CAD có thể xem mô hình 3D chung từ đầu dự án, giúp quan sát vị trí các đối tượng trong môi trường 3D và hỗ trợ mô hình 4D để tăng hiểu biết về công trình Nhờ các phương pháp làm việc này, chất lượng được cải thiện và thời gian thi công được rút ngắn nhờ hiệu quả làm việc tăng lên.
Việc cải tiến quá trình phối hợp trong thiết kế và tăng cường giao tiếp giữa các nhóm thực hiện dự án giúp trao đổi thông tin một cách hiệu quả và nhận diện sớm các va chạm thiết kế Phát hiện va chạm sớm cho phép giảm thiểu việc chỉnh sửa và thiết kế lại, tiết kiệm thời gian và chi phí Nhờ quy trình được kết nối chặt chẽ, tiến độ triển khai trên công trường được đảm bảo, chất lượng dự án được nâng cao và hoàn thành đúng tiến độ, đồng thời hạn chế tối đa việc đội vốn.
Bảo trì đường sắt SNCF (các khu vực Metz và Strasbourg và các khu căn tin trong khuôn khổ dự án Charles de Gaulle Express)
SNCF SNCF; Dassault Systèmes Pháp
Đẩy mạnh nâng cao kiến thức cho đội ngũ cán bộ tham gia dự án nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả công việc; tăng hiệu quả kinh tế trong quá trình nghiên cứu, cải tạo hoặc xây dựng và trong công tác bảo trì đường ray, nhà ga để tối ưu hóa chi phí và nguồn lực; duy trì các yêu cầu nội bộ về sự an toàn của người dùng như một chuẩn mực xuyên suốt các giai đoạn triển khai [9].
Crossrail Limited Bechtel Civil Limited
Việc áp dụng môi trường ảo và BIM cho thiết kế và triển khai chế tạo trực tiếp từ BIM giúp tiết kiệm 25% lãng phí, hạn chế tối đa lỗi trong phối hợp thiết kế và đạt mức độ sai lệch tuyệt đối bằng 0; rút ngắn thời gian triển khai dự án từ 12–16 tuần, tạo dựng lòng tin cho các bên tham gia, và tối ưu ROI từ 3:1 đến 12:1, đồng thời giảm thiểu 70% phản ánh trong quá trình triển khai dự án.
Năm 2018, nhờ môi trường dữ liệu dùng chung và làm việc chung trên cùng một mô hình 3D, các nhóm thiết kế từ các lĩnh vực khác nhau có thể hợp tác và phối hợp hiệu quả hơn, từ đó tiết kiệm thời gian và tối ưu hóa chi phí đồng thời ngăn ngừa xung đột giữa các bộ phận Việc xem trước kết quả trước khi xây dựng giúp cải thiện quản lý cơ sở vật chất và nâng cao chất lượng công trình.
Trên thực tế từ các dự án triển khai BIM cho thấy BIM mang lại lợi ích cho hầu hết các giai đoạn của dự án tham gia, bao gồm thiết kế, thi công và vận hành Nói cách khác, BIM hữu ích cho cả vòng đời dự án, ở mỗi giai đoạn có những chức năng và lợi ích riêng biệt nhưng bổ sung cho nhau Trong thiết kế, BIM tối ưu hóa mô hình và thông tin, tăng tính trực quan và giảm sai lệch; trong thi công, BIM hỗ trợ lên kế hoạch, quản lý tiến độ và chi phí, đồng thời giảm rủi ro thi công; sau vận hành, BIM giúp quản lý dữ liệu, bảo trì và vận hành hiệu quả hơn Do đó BIM là công cụ liên tục hỗ trợ từ thiết kế đến vận hành, nâng cao hiệu suất và chất lượng dự án.
Bên cạnh các dự án đường sắt ứng dụng BIM để triển khai trong thực tế, nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy lợi ích của việc áp dụng BIM trong các dự án đường sắt là không thể phủ nhận và được các chuyên gia đánh giá cao Đồng tác giả với Bensalah [1] cho rằng việc tích hợp BIM vào dự án đường sắt có thể mang lại nhiều lợi thế như tăng tính cộng tác giữa các nhóm, tiết kiệm thời gian và tối ưu hóa chi phí, đồng thời ngăn ngừa xung đột giữa các nhóm triển khai Những phân tích này cũng làm rõ các rủi ro và hạn chế mà dự án có thể gặp phải khi triển khai BIM trong đường sắt.
Kinh nghiệm thực tiễn cho thấy việc ứng dụng BIM không chỉ là một quá trình chuyển đổi công nghệ mà còn là một cuộc cách mạng trong quy trình quản lý dự án, đòi hỏi sự tham gia đầy đủ của tất cả các bên liên quan, cam kết kiên định, quản lý thay đổi hiệu quả và áp dụng phương pháp hợp tác trong suốt quá trình triển khai.
Xét về mặt tổng thể dự án, Bensalah [1] cho rằng, việc tích hợp BIM vào các dự án đường sắt có nhiều lợi thế nổi trội:
Hỗ trợ quyết định cho phép chúng ta đưa ra các lựa chọn phù hợp ngay từ đầu nhờ các phương pháp mô phỏng, thử nghiệm và tích toán giá trị của công trình Nhờ đó, dự án có thể tối ưu hóa chi phí và đảm bảo tính nhất quán của thông tin giữa các bên liên quan Việc phát hiện mâu thuẫn và hạn chế lặp lại công việc ở các giai đoạn thiết kế và thi công giúp giảm thiểu tối đa nguy cơ trễ tiến độ Các kết quả từ mô phỏng và thử nghiệm cung cấp cơ sở dữ liệu tin cậy để quản trị rủi ro và tối ưu hiệu quả thực hiện dự án.
BIM giúp làm chủ các giai đoạn thực hiện dự án bằng cách tối ưu hóa việc lập kế hoạch, xác định nhu cầu và nguồn cung cấp một cách đồng bộ, đồng thời lường trước những khó khăn có thể phát sinh Đây là lợi thế chính của mô hình thông tin xây dựng, cho phép phối hợp nhịp nhàng giữa thiết kế, thi công và vận hành, giảm thiểu rủi ro, cắt giảm chi phí và rút ngắn thời gian triển khai Việc tích hợp dữ liệu và dự báo khối lượng vật liệu, lịch trình và nguồn lực từ sớm giúp đưa ra quyết định hiệu quả hơn và đảm bảo tiến độ dự án được duy trì.
Yêu cầu thông tin tổ chức (Organization Information Requirement - OIR)
Yêu cầu thông tin của tổ chức (OIR - Organization Information Requirement) là tập hợp các thông tin mô tả các yêu cầu mà một tổ chức đặt ra cho hệ thống quản lý tài sản và các chức năng của tổ chức ở cấp độ tổ chức, không chỉ ở cấp độ quản lý tài sản hay cấp độ dự án OIR thể hiện các yêu cầu thông tin ở mức cao, có liên quan mật thiết đến cơ cấu tổ chức, hoạt động kinh doanh, chiến lược và phát triển của tổ chức Mỗi cơ quan, đơn vị hoặc tổ chức có nhu cầu thông tin khác nhau, và OIR giúp khách hàng cùng các bên liên quan hiểu rõ những thông tin mà cơ quan, đơn vị hoặc chủ đầu tư cần nắm được để ra quyết định và quản lý tài sản hiệu quả.
OIR là tập hợp tài liệu chứa thông tin cần thiết để một công ty vận hành danh mục tòa nhà của mình, nhằm đảm bảo hoạt động hiệu quả và quản lý các hệ thống một cách trơn tru Tài liệu này có thể bao gồm thông tin liên quan đến hệ thống cơ điện, cấp thoát nước, phòng cháy chữa cháy, thông gió và hệ thống lạnh, phục vụ cho công tác vận hành, bảo trì và nâng cấp, đồng thời cũng có thể là tập hợp các yêu cầu về thiết kế nội thất.
Ngoài ra, khi các hợp đồng được thiết lập và sử dụng cho mục đích quản lý tài sản hoặc khi các hướng dẫn được trao cho một đội ngũ quản lý tài sản, cùng với các hoạt động đi kèm, yêu cầu thông tin tài sản AIR cần được chuẩn bị kỹ lưỡng Các hoạt động này được xây dựng dựa trên yêu cầu thông tin của tổ chức OIR nhằm đảm bảo tính đầy đủ và phù hợp cho công tác quản lý tài sản.
(b) Tầm quan trọng của OIR
Như đã trình bày, yêu cầu thông tin của tổ chức đóng vai trò thiết yếu và có liên quan mật thiết đến các yêu cầu thông tin khác như yêu cầu thông tin về tài sản (Asset Information Requirements – AIR), yêu cầu thông tin dự án (Project Information Requirement – PIR) và yêu cầu trao đổi thông tin (Exchange Information Requirement – EIR); các yếu tố này được minh họa cụ thể trong sơ đồ sau, cho thấy cách mỗi thành phần thông tin liên kết với tài sản, dự án và quy trình trao đổi thông tin để đảm bảo quản lý thông tin đồng bộ và hiệu quả.
Hình 2.4: Mối liên hệ giữa OIR với AIR, EIR, AIM và PIM
Tầm quan trọng của OIR:
• Tối ưu hóa chiến lược quản lý tài sản và tối ưu hóa / ưu tiên (các) kế hoạch quản lý tài sản
• Đánh giá lợi ích tài chính của các hoạt động cải tiến theo kế hoạch
• Mô hình hóa tài sản để hỗ trợ việc ra quyết định vận hành
• Xác định tác động về hoạt động và tài chính của việc tài sản không có sẵn hoặc hỏng hóc
• So sánh chi phí vòng đời của các khoản đầu tư vốn thay thế
• Xác định hết thời hạn bảo hành
• Xác định thời điểm kết thúc vòng đời của tài sản
Xác định chi phí cho các hoạt động cụ thể theo phương pháp chi phí dựa trên hoạt động (ABC) cho phép phân bổ chi phí một cách chính xác hơn dựa trên mức độ phát sinh và nguồn lực tiêu thụ của từng hoạt động Ví dụ điển hình là ước tính tổng chi phí duy trì cho các tài sản hoặc hệ thống tài sản cụ thể, nơi chi phí được gắn cho từng hoạt động như bảo dưỡng, sửa chữa và vận hành để xác định chi phí duy trì thực tế của mỗi tài sản hoặc nhóm tài sản Phương pháp này giúp tối ưu hóa ngân sách và cải thiện quyết định quản lý tài sản bằng cách cung cấp cái nhìn rõ ràng về chi phí của từng hoạt động.
• Thu thập / tính toán giá trị thay thế tài sản
• Thực hiện phân tích tài chính về thu nhập và chi tiêu theo kế hoạch
Thu thập và tính toán tác động tài chính cùng với nguồn lực của việc chệch khỏi kế hoạch giúp đánh giá tác động tới khả năng sẵn có và hiệu suất của tài sản Việc phân tích các chi phí phát sinh và sự phân bổ nguồn lực khi có sự chệch kế hoạch cho phép dự báo ngân sách, nhân sự và thời gian dừng máy một cách chính xác hơn Những quyết định chệch kế hoạch có thể làm thay đổi thời gian bảo trì, dẫn tới rủi ro bảo dưỡng không kịp thời và tăng chi phí vận hành hoặc sửa chữa sau này Ví dụ, trì hoãn bảo trì một máy phát điện sáu tháng có thể gây ra tác động tài chính đáng kể và ảnh hưởng đến hiệu suất cũng như độ sẵn sàng của hệ thống, do đó cần đánh giá kỹ lưỡng để tối ưu hóa nguồn lực và hiệu quả vận hành.
• Đánh giá hoạt động tài chính tổng thể
• Đảm nhận việc xác định, đánh giá và kiểm soát các rủi ro liên quan đến tài sản đang thực hiện
Dựa trên chức năng và tầm quan trọng của OIR, cũng như mối quan hệ với các thông tin và bộ phận liên quan, đặc biệt là yêu cầu thông tin tài sản (AIR), yêu cầu thông tin trao đổi (EIR) và yêu cầu thông tin dự án (PIR), quá trình xác định thông tin cần thiết cho OIR được thực hiện từ giai đoạn đầu của dự án Khi một mô hình thông tin được tạo ra, nó sẽ cho thấy ngay mức độ thông tin cần thiết cho OIR ở giai đoạn xác định dự án thông qua các dòng thông tin liên quan, giúp xác định rõ lượng và loại dữ liệu cần thu thập và trao đổi, từ đó tối ưu hóa quản lý thông tin và bảo đảm sự nhất quán giữa OIR và các yêu cầu liên quan.
Hình 2.5: Cách xác định thông tin trong OIR qua các giai đoạn
Trong quản trị thông tin, các quyết định quan trọng đại diện cho yêu cầu thông tin của tổ chức và giúp ưu tiên cải thiện chất lượng dữ liệu Yêu cầu thông tin tài sản đại diện cho các tài sản của tổ chức và các yếu tố liên quan, từ đó hỗ trợ quản lý nguồn lực, đánh giá giá trị và đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu.
Theo chuẩn ISO 19650, có 73 sản phẩm thông tin tài sản được xác định là thiết yếu cho các quyết định quan trọng ở hai giai đoạn vận hành/bảo trì và mua lại Yêu cầu thông tin dự án (PIR) đại diện cho các sản phẩm thông tin tài sản cần thiết khi có các quyết định quan trọng trong giai đoạn mua lại, đảm bảo thông tin đầy đủ cho quá trình ra quyết định Yêu cầu trao đổi thông tin (EIR) đại diện cho các sản phẩm thông tin tài sản được yêu cầu khi có các quyết định quan trọng ở cả hai giai đoạn mua lại và vận hành, bảo trì, nhằm tối ưu hóa trao đổi dữ liệu và tuân thủ chuẩn quản lý thông tin tài sản.
Việc xác định các yếu tố chính góp phần hình thành OIR giúp xác định đúng yêu cầu thông tin cho tổ chức OIR phù hợp với từng đơn vị Đối chiếu với nhu cầu chuyển đổi số tại MAUR trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu đề xuất xác định các yêu cầu thông tin cho OIR ở mỗi đơn vị xung quanh các nhiệm vụ liên quan khi triển khai ứng dụng BIM.
• Tối ưu hóa chiến lược chuyển đổi số và kế hoạch quản lý tài sản
• Mô hình hoá giúp quản lí tốt quá trình thi công theo kế hoạch
• Mô hình hóa tài sản để hỗ trợ việc ra quyết định
• Mô hình hóa tài sản giúp việc khai thác, vận hành và quản lý tài sản tốt hơn
• Xác định thời điểm hết hiệu lực bảo hành
• Xác định thời điểm kết thúc giá trị kinh tế của tài sản.
Yêu cầu thông tin dự án (Project Information Requirement - PIR)
Yêu cầu thông tin dự án PIR là tập hợp các yêu cầu thông tin ở mức cao, được hình thành từ một phần các yêu cầu thông tin cấp tổ chức OIR, trong đó OIR cung cấp đầu vào cho PIR nhưng không phải là nguồn thông tin duy nhất PIR tập trung vào thông tin mà Chủ đầu tư (Appointing Party) cần tại các thời điểm quyết định quan trọng trong quá trình bàn giao dự án thiết kế và xây dựng Khi soạn thảo PIR, Chủ đầu tư nên xem xét kỹ kế hoạch triển khai của dự án và gắn kết những quyết định quan trọng với tiến độ, chi phí, chất lượng và quản lý rủi ro, nhằm đảm bảo thông tin được cung cấp đầy đủ để hỗ trợ quyết định và tối ưu hoá sự phối hợp giữa các bên tham gia trong quá trình bàn giao.
Trong khuôn khổ dự án, Mục 74 xác định các điểm quyết định mấu chốt dựa theo kế hoạch và các mốc thời gian quan trọng Các điểm quyết định này giúp xác định thời điểm cung cấp thông tin, tức là khi nào thông tin phải được chuyển đến Chủ đầu tư, từ đó giảm thiểu tối đa việc thay đổi thông tin vào phút cuối và đảm bảo tiến độ dự án.
Về vấn đề này, ISO 19650-2 đưa ra danh sách các điểm cần xem xét khi tạo PIR:
• Mục đích dự kiến thông tin sẽ được sử dụng bởi Chủ đầu tư;
• Kế hoạch triển khai dự án;
• Lộ trình mua sắm dự kiến;
• Số lượng các điểm quyết định quan trọng, mấu chốt trong toàn bộ dự án;
• Các quyết định Chủ đầu tư cần thực hiện tại mỗi thời điểm quyết định quan trọng;
Những câu hỏi Chủ đầu tư cần câu trả lời để đưa ra quyết định sáng suốt là nền tảng cho quá trình triển khai dự án Sau khi được xem xét, yêu cầu thông tin dự án xác định nội dung của Mô hình thông tin dự án (PIR) dựa trên các yếu tố cần đánh giá và ràng buộc liên quan đến ngân sách, tiến độ và chất lượng Điểm quyết định mấu chốt trong PIR có thể là việc quyết định có xây dựng thêm công trình phụ hay không, dựa trên dự toán chi phí do nhà thầu giao lại cho Chủ đầu tư vào cuối giai đoạn thiết kế ý tưởng; hoặc quyết định cắt bỏ hạng mục công trình, điều chỉnh thiết kế và phạm vi công việc để phù hợp ngân sách và kế hoạch thi công Quá trình đó đòi hỏi Chủ đầu tư cân nhắc kỹ lưỡng chi phí, thời gian, rủi ro và lợi ích nhằm đảm bảo tính khả thi của dự án và tối ưu hóa hiệu quả vốn đầu tư.
Bảng tổng hợp dưới đây trình bày rõ sự tham gia của BIM trong suốt vòng đời dự án và cách công nghệ này hỗ trợ xác định thông tin cho PIR Từ giai đoạn lên ý tưởng và thiết kế đến thi công và vận hành, BIM cung cấp dữ liệu liên tục, cải thiện phối hợp, tăng tính minh bạch và khả năng truy xuất nguồn gốc thông tin Nhờ đó, PIR có được cái nhìn toàn diện về hiệu suất và tuân thủ yêu cầu, giúp tối ưu quản lý dự án và vận hành bền vững.
Bảng 2.5: Bảng liệt kê các đầu mục công việc và sự tham gia của BIM trong suốt vòng đời của dự án
Các công việc chính của đơn vị tư vấn Các hoạt động chính của BIM
Giai đoạn Chuẩn bị đầu tư
Xác định rõ nhu cầu và mục tiêu của chủ đầu tư và của dự án là bước nền tảng để xây dựng chiến lược phát triển bền vững, bao gồm phân tích vòng đời dự án và thiết lập kế hoạch quản lý cơ sở vật chất (PMCS) phù hợp với phạm vi đầu tư và thời gian triển khai Quá trình này đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến tính bền vững, như hiệu quả vận hành, tối ưu hóa chi phí vòng đời và các ràng buộc có thể liên quan đến tương lai của dự án, bao gồm yêu cầu pháp lý, môi trường, tài chính và công nghệ, nhằm đảm bảo khả năng thích ứng và đạt được mục tiêu lâu dài.
Chuẩn bị các nghiên cứu khả thi và đánh giá các lựa chọn nhằm cung cấp cho khách hàng thông tin đầy đủ để ra quyết định có nên triển khai dự án hay không Quá trình này giúp so sánh các phương án, ước lượng chi phí và lợi ích, đồng thời nhận diện rủi ro liên quan Kết quả là khách hàng có căn cứ vững chắc để quyết định chấp nhận hay từ chối triển khai dự án.
Chúng tôi tư vấn cho chủ đầu tư về mục đích và lợi ích của BIM, làm rõ ý nghĩa của BIM và các mức độ ứng dụng 4D (thời gian), 5D (chi phí) và 6D (quản lý tài sản), đồng thời đánh giá các phần mềm BIM phù hợp với dự án Nhóm Tích hợp xác định phạm vi dịch vụ cho toàn bộ dự án và cho từng nhà thiết kế, bao gồm các yêu cầu đối với chuyên gia BIM và quy trình bổ nhiệm người quản lý mô hình BIM, nhằm đảm bảo sự phối hợp hiệu quả, tối ưu chi phí và tiến độ, cũng như quản lý tài sản trong vòng đời dự án.
• Xác định trách nhiệm dài hạn, bao gồm cả quyền sở hữu mô hình
• Xác định đầu vào và đầu ra của BIM và phạm vi của các bên tham gia sau khi thống nhất (Soft Landings)
• Xác định phạm vi và thực hiện các cuộc khảo sát và báo cáo điều tra BIM
Hồ sơ kết thúc giai đoạn 1
Trên cơ sở dữ liệu xác định ban đầu, dự án tiến hành hoàn thiện và phát triển thành Bản tóm tắt thiết kế sơ bộ do đơn vị tư vấn hoặc chủ đầu tư thực hiện, đồng thời xác lập các yêu cầu và ràng buộc chính; bản tóm tắt này xác định phương pháp lựa chọn nhà thầu, tính bền vững của dự án và các thủ tục cần thiết để triển khai BIM, đồng thời xây dựng lộ trình triển khai, cơ cấu tổ chức dự án và phạm vi hoạt động của các đơn vị tư vấn cũng như các bên tham gia, bao gồm xác định trách nhiệm của các bên.
Tiến hành thiết kế sơ bộ và chuẩn bị các dữ liệu bổ sung Thỏa thuận kế hoạch chất lượng bao gồm BIM và các
• Cuộc họp trước khi bắt đầu BIM
Các công việc chính của đơn vị tư vấn Các hoạt động chính của BIM giao thức kiểm soát thay đổi trong quá trình triển khai thực hiện
Chuẩn bị thiết kế cơ sở là bước khởi động quan trọng, bao gồm phát thảo các đề xuất về cấu trúc, môi trường, hệ thống dịch vụ và cảnh quan, đồng thời phác thảo thông số kỹ thuật, kế hoạch chi phí và năng lượng sơ bộ để đảm bảo tính khả thi và tối ưu chi phí đầu tư.
Xem xét lộ trình lựa chọn nhà thầu
• Chia sẻ mô hình ban đầu với nhóm thiết kế để phân tích chiến lược và thẩm định các phương án
• Dữ liệu BIM được sử dụng để phân tích hiệu suất môi trường và khu vực
• Xác định các phần tử trong mô hình chính và tạo các đối tượng tham số cấp khái niệm cho tất cả các phần tử chính
• Cho phép nhóm thiết kế truy cập vào dữ liệu BIM
• Đồng ý mức độ thực hiện công việc cụ thể
Hồ sơ kết thúc giai đoạn 2
Phát triển thiết kế cơ sở bằng cách sử dụng dữ liệu BIM để tích hợp toàn diện các chiến lược thiết kế, hệ thống dịch vụ, môi trường, cảnh quan và sinh thái, đồng thời xác định thông số kỹ thuật, kế hoạch chi phí và năng lượng Việc áp dụng BIM cho quá trình lên ý tưởng và triển khai giúp tối ưu hóa sự tương tác giữa các yếu tố kỹ thuật và môi trường, nâng cao tính bền vững và hiệu quả vận hành của dự án Dữ liệu BIM cung cấp cơ sở cho phân tích chi phí, phân bổ nguồn lực và quản lý năng lượng, từ đó tạo điều kiện cho ra quyết định thiết kế chính xác và tối ưu hóa chi phí dài hạn.
Hoàn thành bản tóm tắt dự án Đơn xin cấp phép xây dựng
• Chia sẻ và tích hợp dữ liệu để phối hợp thiết kế và phân tích chi tiết bao gồm liên kết dữ liệu giữa các mô hình
• Tích hợp / phát triển các thành phần thiết kế chung / riêng
• Dữ liệu BIM được sử dụng để phân tích hiệu suất môi trường và khu vực
• Chia sẻ dữ liệu để phối hợp thiết kế, phân tích kỹ thuật và bổ sung dữ liệu đặc tả
• Xuất dữ liệu cho ưng dụng lập kế hoạch
Hồ sơ kết thúc giai đoạn 3
Chuẩn bị thiết kế kỹ thuật và các thông số kỹ thuật đầy đủ để đảm bảo sự phối hợp nhịp nhàng giữa các thành phần và đối tượng của dự án, đồng thời tận dụng dữ liệu BIM và thông tin liên quan nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn luật định Việc tích hợp BIM cho phép quản lý và kiểm soát các yêu cầu kỹ thuật, giảm thiểu xung đột thiết kế và tối ưu hóa tiến độ thi công Các tiêu chuẩn về tính bền vững và an toàn xây dựng được xem xét từ sớm ở giai đoạn thiết kế, nhằm đánh giá và cải tiến hiệu suất của công trình Kết quả là một nền tảng đồng bộ giữa thiết kế, thông số kỹ thuật, dữ liệu BIM và các tiêu chuẩn pháp lý, hỗ trợ quản lý dự án và nâng cao chất lượng công trình.
Các công việc chính của đơn vị tư vấn Các hoạt động chính của BIM
Giai đoạn Tiền thi công
Phát triển dữ liệu BIM nhằm tích hợp hiệu suất thiết kế cụ thể vào mô hình, từ đó tối ưu hóa quy trình thiết kế và tăng tính đồng bộ giữa các bên Cần xem xét kỹ lưỡng thông tin BIM do các nhà thầu và chuyên gia cung cấp và đảm bảo các dữ liệu này được tích hợp đầy đủ vào dữ liệu BIM của dự án, nhằm nâng cao chất lượng thiết kế, tiết kiệm thời gian và cải thiện quản lý thông tin dự án.
Hoàn thiện chi tiết dữ liệu BIM để kết thúc giai đoạn phối hợp đầu vào và cho phép bắt đầu thực hiện công việc cụ thể, đáp ứng điều kiện cần thiết để lập hồ sơ thầu hoặc đấu thầu; quá trình này bao gồm chuẩn hóa dữ liệu BIM, kiểm tra tính khớp giữa các môn thiết kế, phối hợp các hệ thống và tài liệu liên quan nhằm bảo đảm sự nhất quán và khả thi khi triển khai thi công Đồng thời, hồ sơ và đơn xin phê duyệt theo luật định được chuẩn bị đầy đủ để đảm bảo tuân thủ các quy định pháp lý và tăng khả năng tham gia quá trình thầu.
• Xuất dữ liệu phục vụ cho việc phân tích kiểm soát công trình
• Chia sẻ dữ liệu để kết thúc phối hợp thiết kế và phân tích chi tiết với các nhà thầu phụ
• Mô hình hóa, tích hợp và phân tích chi tiết
Xây dựng các đối tượng tham số cho mức sản xuất của tất cả các yếu tố chính, đảm bảo tính linh hoạt và khả năng dự báo cho toàn bộ hệ thống sản xuất Việc triển khai nên được thực hiện khi phù hợp và có đủ thông tin, có thể dựa trên dữ liệu từ nhà cung cấp cấp 2, thầu phụ hoặc nhà cung cấp để đảm bảo nguồn dữ liệu đáng tin cậy và đồng nhất.
• Đặc điểm kỹ thuật nhúng vào mô hình
• Đánh giá cuối cùng và ký tên ra khỏi mô hình
• Cho phép truy cập vào mô hình BIM cho (các) nhà thầu
• Tích hợp thông tin mô hình công việc cụ thể về hiệu suất của nhà thầu phụ vào dữ liệu mô hình BIM
• Xem xét trình tự xây dựng (4D) với nhà thầu
Hồ sơ kết thúc giai đoạn 4
Thẩm định hồ sơ thầu để đảm bảo đủ chi tiết để có thể đấu thầu cho dự án
Xác định và đánh giá các nhà thầu và
/ hoặc chuyên gia tiềm năng cho dự án
Thu thập và thẩm định hồ sơ dự thầu; trình các khuyến nghị cho chủ đầu tư
Các công việc chính của đơn vị tư vấn Các hoạt động chính của BIM
9 Tập kết thiết bị, vật tư
Ký hợp đồng xây dựng, chỉ định thầu
Thu xếp bàn giao mặt bằng cho nhà thầu • Đồng ý về thời gian và phạm vi thống nhất giữa các bên
• Phối hợp và phát hành dữ liệu mô hình bản ghi BIM ‘Kết thúc xây dựng’
• Sử dụng dữ liệu BIM 4D / 5D cho mục đích quản lý hợp đồng
Hồ sơ kết thúc giai đoạn 5
10 Thi công và hoàn thành
Quản lý hợp đồng xây dựng để hoàn thành thực tế
Làm rõ và giải quyết các truy vấn thiết kế khi chúng phát sinh
Hỗ trợ chuẩn bị cho việc vận hành, đào tạo, bàn giao, giám sát và bảo trì trong tương lai
Giai đoạn Đưa vào sử dụng & Vận Hành
11 Báo cáo hoàn thành, hoàn công
Quản lý hợp đồng xây dựng sau khi hoàn thành thực tế và kiểm tra lần cuối
Hỗ trợ người sử dụng công trình thành phẩm trong giai đoạn sở hữu ban đầu
• Dữ liệu mô hình BIM về quản lý tài sản được cập nhật khi có sự thay đổi về tài sản
• Nghiên cứu thông tin đối tượng tham số chứa trong dữ liệu mô hình BIM
Hồ sơ kết thúc giai đoạn 6
12 Bảo trì, bảo dưỡng Đánh giá hiệu suất dự án đang sử dụng và so sánh với dữ liệu BIM
Phân tích dữ liệu BIM để sử dụng cho các dự án trong tương lai, theo dõi phản hồi và nghiên cứu
Phần 2.4 khái quát Mục đích sử dụng BIM nhằm giúp nắm bắt khả năng ứng dụng BIM, xác định mục tiêu và cấp độ ưu tiên của ứng dụng BIM trong các hoạt động suốt vòng đời dự án, từ đó hỗ trợ xác định PIR (Yêu cầu thông tin dự án) cho dự án BIM và nâng cao hiệu quả quản lý thông tin.
Yêu cầu thông tin tài sản (Asset Information Requirement - AIR)
Yêu cầu thông tin tài sản (AIR) là một phần của quy trình BIM nhằm xác định dữ liệu đồ họa và phi đồ họa, cũng như thông tin và tài liệu cần thiết cho quản lý và vận hành lâu dài của một tài sản được xây dựng ISO 19650 định nghĩa AIR là các yêu cầu thông tin liên quan đến hoạt động của một tài sản; từ đó AIR kết nối dữ liệu thiết kế, thi công và vận hành để tối ưu vòng đời tài sản Trong bối cảnh quản lý thông tin dự án, AIR đảm bảo các bên nhận được dữ liệu đúng lúc, đúng định dạng và phù hợp với yêu cầu vận hành sau khi tài sản đi vào khai thác.
AIR là tập hợp các yêu cầu về dữ liệu và thông tin của tổ chức liên quan đến các tài sản mà tổ chức đó chịu trách nhiệm, được định nghĩa trong PAS 1192-3 Trong quy trình BIM, các thông tin này bao gồm những dữ liệu cần thiết để vận hành và duy trì một tài sản đã xây dựng suốt vòng đời của nó Tài liệu AIR giúp xác định rõ các yêu cầu cung cấp và quản lý thông tin về tài sản đã xây dựng, phù hợp với kế hoạch quản lý tài sản tổng thể của tổ chức như được thể hiện trong Yêu cầu về thông tin của tổ chức (OIR).
Thông tin tài sản sau khi được xác định sẽ góp phần hình thành Mô hình thông tin tài sản (AIM), phục vụ cho quản lý tài sản hiệu quả Dữ liệu và thông tin được đối chiếu để đáp ứng AIR và AIM, do đó sẽ chứa đầy đủ thông tin theo kế hoạch quản lý tài sản cho hoạt động và bảo trì vòng đời của tài sản AIR được quy định như một phần của hợp đồng hoặc như hướng dẫn cho các nhóm nội bộ trong dự án và có thể sử dụng dữ liệu từ AIM liên quan đến các hoạt động quản lý tài sản đang thực hiện AIR cũng phải chỉ định rõ dữ liệu và thông tin cần được thu thập và đưa vào AIM, nhằm đảm bảo sự nhất quán và đầy đủ của quá trình quản lý tài sản.
Trách nhiệm cung cấp dữ liệu và AIR có thể được phân bổ cho cả chủ sở hữu tài sản, nhà điều hành và cả chuỗi cung ứng
Theo ISO 19650, AIR tập trung vào ba khía cạnh của thông tin tài sản:
• Góc độ quản lý: Xác định các tiêu chuẩn thông tin và phương pháp sản xuất và thủ tục được sử dụng bởi nhóm giao hàng
• Góc độ thương mại: Xác định các tiêu chuẩn thông tin và các phương pháp và thủ tục sản xuất sẽ được sử dụng bởi nhóm giao hàng
Ở góc độ kỹ thuật, bài viết nêu chi tiết các thông số kỹ thuật thông tin cần thiết để đáp ứng đầy đủ các yêu cầu thông tin của tổ chức liên quan đến tài sản Việc xác định và mô tả rõ ràng các thông số như định dạng dữ liệu, chuẩn mã hóa, độ tin cậy, tính toàn vẹn và bảo mật dữ liệu tài sản giúp tăng khả năng tích hợp với hệ thống quản lý tài sản và bảo đảm tuân thủ các chuẩn công nghệ và yêu cầu báo cáo Đồng thời, thông tin kỹ thuật cũng đề cập đến các yêu cầu về hiệu suất, khả dụng, mở rộng và an toàn dữ liệu, nhằm hỗ trợ quyết định và quản lý tài sản một cách chính xác và kịp thời.
Ngoài ra còn có góc độ về tài chính, pháp lý được mô tả cụ thể sau:
Loại thông tin Ví dụ về yêu cầu thông tin
Loại tài sản ảnh chụp
Số nhận dạng (số thông số kỹ thuật, số sản phẩm, số sê-ri)
Vị trí Diện tích sàn Bảo hành và thời hạn bảo hành Truy cập lập kế hoạch và lịch làm việc Lịch trình bảo trì và kiểm tra
Hồ sơ về bảo trì theo kế hoạch và ngoài kế hoạch Tiêu chuẩn, quy trình và thủ tục
Nội dung độc hại hoặc chất thải Các quá trình kết thúc cuộc sống
Sự miêu tả Thông tin chi tiết về nhà cung cấp Thời gian dẫn đầu
Tình trạng Các chỉ số hiệu suất chính Mục tiêu hoặc tiêu chuẩn hiệu suất Các tiêu chí không tuân thủ và các hành động cần thực hiện
Sự chỉ trích đối với tổ chức Chi tiết phụ tùng
Loại thông tin Ví dụ về yêu cầu thông tin
Dữ liệu kỹ thuật Thông số thiết kế
Sự phụ thuộc lẫn nhau Ngày và dữ liệu vận hành
Dữ liệu hoạt động Kết thúc
Yêu cầu dịch vụ Kết quả đầu ra
Giá gốc Chi phí vận hành Chi phí bảo trì dự kiến Chi phí bảo trì trước đây Giá trị thay thế
Tác động của thời gian ngừng hoạt động
Quyền sở hữu Phân giới bảo trì Hướng dẫn công việc Thông tin hợp đồng Đánh giá rủi ro và các biện pháp kiểm soát
Để xác định AIR, chủ sở hữu tài sản và nhà vận hành cần chỉ định các giao thức chia sẻ thông tin, dữ liệu và các hệ thống sẽ được triển khai Trong một dự án vốn, các giao thức này được quy định trong EIR (Engineering Information Requirements) Trong quá trình vận hành và bảo trì tài sản, các giao thức này phải được ghi lại trong Kế hoạch quản lý tài sản.
Chiến lược quản lý tài sản nên được xác định ở cấp độ tổ chức thay vì áp dụng cho từng tài sản riêng lẻ Vì vậy, yêu cầu thông tin tài sản (AIR) cần được phát triển từ các yêu cầu thông tin của OIR OIR mô tả những thông tin mà hệ thống quản lý tài sản của một tổ chức và các chức năng liên quan cần có.
83 của tổ chức Do đó, OIR không dành riêng cho bất kỳ dự án hoặc tài sản cụ thể nào và nó nó được xem như là một cơ sở để tạp ra EIR
Mối quan hệ giữa OIR, AIR và EIR được minh họa qua sơ đồ sau:
Hình 2.6: Mối quan hệ giữa OIR, AIR và EIR (b) Quy trình xác định AIR
Mục tiêu cốt lõi của việc thiết lập quy trình xác định AIR đó là:
• Tìm kiếm, lọc và sắp xếp thông tin về tài sản
• Xử lý dữ liệu luôn thay đổi liên quan đến quản lý tài sản
• Tổng hợp dữ liệu để cung cấp thông tin chi tiết về các mẫu và xu hướng hữu ích cho việc ra quyết định chiến lược
• Liên kết với các phần tử khác của AIM: tài liệu, mô hình 3D ảo và dữ liệu
• Đăng ký tài sản có cấu trúc tốt, bao gồm dữ liệu tài sản phù hợp với nhu cầu của tổ chức
• Cung cấp kho lưu trữ các bản vẽ, tài liệu và tệp được tổ chức tốt, bao gồm cả sách hướng dẫn xây dựng
• Cung cấp mô hình được xây dựng chính xác (với dữ liệu không phải đồ họa tối thiểu)
• Tất cả các thành phần được điều phối và liên tục tham chiếu chéo, với sự trùng lặp dữ liệu tối thiểu và tất cả được trình bày ở định dạng phù hợp với hệ thống và khả năng quản lý của tổ chức
Các đối tượng sau đây được khuyến khích tham gia để đảm bảo sự thành công của quá trình xác định AIR:
Vai trò Quản lý thông tin có thể được đảm nhiệm riêng biệt hoặc được bổ sung bởi Người quản lý BIM, Tư vấn trưởng, Người quản lý dự án hoặc một người có trình độ phù hợp khác Nên để một người đảm nhận vai trò này trong giai đoạn bàn giao và vận hành ban đầu của tài sản nhằm tạo điều kiện cho một quá trình bàn giao suôn sẻ và quản lý tài sản một cách liên tục Cần lưu ý về thời gian chuyển giao thông tin và đào tạo kiến thức từ nhóm thiết kế và xây dựng sang nhóm vận hành để bảo đảm họ nắm vững các hệ thống và vận hành tài sản một cách hiệu quả.
Quản lý tài sản AM/FM là đại diện của nhóm chịu trách nhiệm vận hành và bảo trì tài sản sau khi bàn giao Trường hợp những người này không thể tham gia, người đại diện cao nhất của tổ chức bắt buộc tham gia Các bước trong Quy trình xác định AIR được thực hiện nhằm đảm bảo tính chính xác và minh bạch của quá trình, bao gồm xác định tiêu chí, thu thập dữ liệu và đánh giá kết quả.
Hình 2.7: Quy trình xác định AIR
Bước 1: Cân nhắc chiến lược
Trong bước này, các yêu cầu tổng thể về OIR được xem xét nhằm cung cấp bối cảnh toàn diện cho quyết định về AIR OIR giúp xác định và ưu tiên thông tin AM / FM dựa trên mức độ quan trọng của chúng đối với tổ chức, từ đó tối ưu hóa quy trình ra quyết định và phân bổ nguồn lực Những yêu cầu này có thể phát sinh vì các lý do liên quan đến mục tiêu và rủi ro của tổ chức, sự thay đổi trong môi trường hoạt động, cũng như nhu cầu đảm bảo tính đầy đủ, phù hợp và tuân thủ thông tin AM / FM.
• Hoạt động kinh doanh chiến lược
• Quản lý tài sản chiến lược
• Lập kế hoạch danh mục đầu tư
• Nghĩa vụ lập pháp và quy định
Ở bước này, cần phân tích mục tiêu, chính sách và hệ thống liên quan đến quản lý tài sản, đánh giá nguồn lực và các ràng buộc của tổ chức để xây dựng một khuôn khổ nhất quán cho việc thiết lập ưu tiên và đánh giá giá trị tương đối của các lựa chọn Việc này kết nối mục tiêu chiến lược với quản trị tài sản, xác định các tiêu chí đánh giá và cách ưu tiên các giải pháp phù hợp với nguồn lực thực tế và hạn chế, từ đó tối ưu hóa lợi ích và giảm thiểu rủi ro Kết quả là có một khuôn khổ chuẩn hóa cho quyết định đầu tư và phân bổ tài sản, đảm bảo các quyết định được so sánh trên cùng căn cứ và mục tiêu.
Bước 2: Phạm vi và cấu trúc ban đầu
Việc phác thảo sơ bộ phạm vi và cấu trúc tổng thể của AIM từ những bước đầu giúp duy trì tầm nhìn chiến lược, giảm nguy cơ bị chôn vùi trong chi tiết và mất đi cái nhìn về những yếu tố quan trọng sẽ ảnh hưởng đến các giai đoạn tiếp theo của quy trình Điều này tối ưu hóa nguồn lực, tăng tính nhất quán giữa các bước và cải thiện hiệu quả triển khai AIM.
Các yếu tố ảnh hưởng đến phạm vi tổng thể của AIM cần được xem xét bao gồm:
Phạm vi dự án xác định bản chất và phạm vi dữ liệu tài sản yêu cầu, ảnh hưởng trực tiếp đến loại dữ liệu và phương pháp thu thập dữ liệu Đối với công trình dành cho tài sản mới, thông tin cần thu thập chủ yếu đến từ quá trình thiết kế và xây dựng Ngược lại, khi các công trình nhằm thay đổi, nâng cấp hoặc mở rộng một tài sản hoặc cơ sở hiện có, cần thu thập thông tin về các tài sản hiện có để đảm bảo dữ liệu đầy đủ và chính xác.
Ưu tiên tổ chức là chìa khóa để bảo đảm các hoạt động AM/FM được thực hiện hiệu quả suốt vòng đời của tài sản Ví dụ, ưu tiên của một nhà phát triển bất động sản về việc thu thập và quản lý thông tin tài sản có thể khác xa so với ưu tiên của nhà điều hành hệ thống giao thông công cộng, vốn chú trọng tính sẵn sàng, an toàn và liên tục của dịch vụ Sự khác biệt này cho thấy tầm quan trọng của một khung quản lý tài sản linh hoạt, giúp tối ưu hóa quá trình thu thập dữ liệu và hỗ trợ các quyết định vận hành phù hợp với mục tiêu kinh doanh và ngữ cảnh sử dụng tài sản.
Tài liệu tham khảo
[1] Bensalah, M., Elouadi, A., & Mharzi, H (2019) Overview: the opportunity of BIM in railway Smart and Sustainable Built Environment
[2] Bavoux, J.J (2000), Les réseaux ferroviaires dans les pays en développement: une structuration encore souvent déficiente, Flux, 16 (41), pp.17-27
[3] Họuòler, M., Esser, S., & Borrmann, A (2021) Code compliance checking of railway designs by integrating BIM, BPMN and DMN Automation in Construction, 121
[4] G Ge, China Railway BIM and Standards, 2015, pp 1–34 https://syncandshare.lrz.de/download/MktrQlVFTm1CTHBLS3lNcW5MQVd z/IFC%20Rail%2BRoad/2015-12-19/3a_IfcRail_CRBIM_Slides_2015-10- 13.pdf?inline [accessed 2021]
[5] G Lee, Railway BIM 2030 Roadmap of South Korea, 2018, pp 1–31 http://big.yonsei.ac.kr/railbim/reports/RailBIM2030Roadmap_Full_Eng_Fina l.pdf [accessed 2021]
[6] Korean Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2018) Rail BIM
2030 Roadmap Available at http://big.yonsei.ac.kr/railbim/reports/RailBIM2030Roadmap_Full_Eng_Fina l.pdf
[7] Norberg, A (2012) Implementing Building Information Modeling within the railway sector (Master's thesis)
Nuttens, De Breuck, Cattor, Decock, and Hemeryk (2018) investigate the use of BIM models in the design of large rail infrastructure projects and identify the key factors that determine successful implementation The paper emphasizes early, cross-disciplinary collaboration, clearly defined BIM objectives, standardized data exchange and interoperability, and robust governance, along with ongoing training and change management It argues that integrating BIM across the project lifecycle improves design quality, reduces risk, shortens delivery times, and enhances lifecycle asset management and sustainability for rail initiatives, as reported in the International Journal of Sustainable Development and Planning, 13(1), 73–83.
[9] Landes, B (2016), Interview to mediaconstruct.fr in 16/03/2016, available at: www.mediaconstruct.fr/sinformer/blog-du-bim/post/4709/adopter-le-bim- en-pratique-point [accessed, 2021]
[10] Smith, S (2014), Building information modelling – moving Crossrail, UK, forward, Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Management, Procurement and Law, 167 (3), pp.141-151
[11] Bensalah, M., Elouadi, A and Mharzi, H (2018b), BIM integration to railway projects - case study, Contemporary Engineering Sciences, 11 (44), pp 2181-2199
[12] Kaewunruen, S., & Lian, Q (2019) Digital twin aided sustainability-based lifecycle management for railway turnout systems Journal of Cleaner Production, 228, pp.1537-1551
[13] Thủ tướng Chính phủ (2015) Quyết định số 134/QĐ-TTg ngày 26/01/2015
[14] Chính phủ (2015) Nghị quyết số 26/NQ-CP ngày 15/4/2015
[15] Bộ Chính trị (2014) Nghị quyết số 36-NQ/TW ngày 01/7/2014
[16] Sở GTVT, Sở Xây dựng (2014) Công văn số 4405/SGTVT-XD ngày 23/6/2014
[17] Viện Kinh tế xây dựng (2016) Đề án BIM: 2500/QĐ-TTg ngày 22/12/2016
[18] Bộ Xây dựng (2017) Quyết định số 1056/QĐ-BXD ngày 11/10/2017
[19] Bộ Xây dựng (2017) Quyết định số 1057/QĐ-BXD ngày 11/10/2017
[20] UKBIM Alliance (2019) Information Management according to BS EN ISO 19650- Guidance Part 1: Concepts, Version 2 Available at https://www.ukbimalliance.org/wp-content/uploads/2019/03/Information-
Management-according-to-BS-EN-ISO-19650-Guidance-Part-1-Concepts- 1.pdf [Accessed 2021]
[21] AIA (2013) Digital Practice Documents - Guide, Instructions and Commentary AIA
[22] Olsen, P B (2015) A Practical Guide to BIM in Construction and Infrastructure Projects MT Hứjgaard
[23] BSI (2020) Information Management According to BS EN ISO 19650 - Guidance Part 2: Processes for Project Delivery UK BIM Alliance
[24] Thủ tướng Chính phủ (2013), Phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2020 và tầm nhìn sau năm
Ban Quản lý đường sắt đô thị Thành phố Hồ Chí Minh (MRB) công bố Kế hoạch triển khai thực hiện các nhiệm vụ trọng tâm năm 2021 của các dự án đường sắt đô thị Kế hoạch tập trung đẩy nhanh tiến độ, tăng cường quản lý dự án và tối ưu nguồn lực để bảo đảm an toàn, chất lượng và hiệu quả đầu tư trong thi công và vận hành các tuyến đường sắt đô thị Nội dung chính của kế hoạch bao gồm quy hoạch, thiết kế, thi công, giám sát chất lượng và quản lý vận hành, với các thời hạn, phân bổ nguồn lực và cơ chế phối hợp giữa các bên liên quan nhằm đạt được sự đồng bộ giữa các tuyến và đáp ứng nhu cầu đi lại của người dân TP.HCM.
Bộ Xây dựng (2021) công bố Tài liệu hướng dẫn chi tiết áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) đối với công trình dân dụng và hạ tầng kỹ thuật đô thị, nhằm chuẩn hóa việc triển khai BIM trên các dự án xây dựng và đô thị Tài liệu trình bày nguyên tắc, quy trình và tiêu chuẩn BIM, từ khởi tạo dữ liệu đến quản lý thông tin suốt vòng đời dự án, giúp nâng cao chất lượng thiết kế, thi công và vận hành, đồng thời tối ưu hóa chi phí, tiến độ và sự phối hợp giữa các bên liên quan Nội dung còn nêu rõ yêu cầu về dữ liệu, định dạng, phần mềm hỗ trợ, và cơ chế tích hợp thông tin giữa các hệ thống nhằm triển khai BIM đồng bộ cho công trình dân dụng và hạ tầng kỹ thuật đô thị.
[27] Bộ xây dựng (2021), Tài liệu hướng dẫn chung áp dụng mô hình thôgn tin công trình (BIM)
[28] Chủ tịch UBND Thành phố Hồ Chính Minh (2020), Quyết định, số 2393/QĐ-UBND ngày 03/7/2020
[29] Ban Quản lý Đường sắt đô thị Thành phố Hồ Chính Minh (2021), Kế hoạch triển khai thực hiện các nhiệm vụ trọng tâm năm 2021
[30] BIM Standard/Guidelines, https://hkacid.com/resources/bim-standard/
[31] Chủ tịch UBND Thành phố Hồ Chí Minh (2007), Quyết định, số 119/2007/QĐ-UBND ngày 13/9/2007
[32] Thủ tướng Chính phủ (2013), Quyết định, số 568/QĐ-TTg ngày 08/4/2013