Ứng dụng mô hình thông tin và môi trường dữ liệu chung trong quản lý tiến độ thi công công trình

Cụ thể là hướng tới việc phát triển quy trình ứng dụng mô hình hóa thông tin công trình BIM trong một môi trường dữ liệu chung CDE giúp tăng hiệu quả trong việc trao đổi thông tin phục v

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Anh Thư

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THÔNG TIN VÀ MÔI TRƯỜNG DỮ LIỆU CHUNG TRONG QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH

 Khám phá quá trình trao đổi thông tin truyền thống trong quản lý tiến độ và giải thích quan

hệ nguyên nhân hệ quả của quá trình đó với hiệu quả trong quản lý tiến độ

 Xác định các giá trị của mô hình hóa thông tin công trình (BIM) và môi trường dữ liệu chung (CDE) trong việc tăng khả năng đổi thông tin giữa các bên tham gia dự án

 Đề xuất và áp dụng quy trình sử dụng mô hình hóa thông tin công trình (BIM) trong môi trường dữ liệu chung (CDE) để tăng hiệu quả trong quản lý tiến độ công trình

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới chương trình đào tạo Quản lý xây dựng, các quý Thầy, Cô đã tận trình truyền đạt kiến thức, tạo môi trường thuận lợi nhất trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn này

Với lòng kính trọng và biết ơn, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn đặc biệt tới Tiến sĩ Nguyễn Anh Thư đã hướng dẫn tận tình, khuyến khích và tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu này

Xin chân thành cảm ơn các đơn vị, cá nhân trong lĩnh vực quản lý xây dựng đã chia sẻ kinh nghiệm cũng như cung cấp nhiều thông tin quý giá về công tác lập và quản lý tiến độ hiện nay Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến gia đình và bạn bè đã động viên, hỗ trợ tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

Hiện tại, ngành xây dựng Việt Nam đang bước vào thời kỳ quá độ, nơi mà cách thức truyền thống đang dần được thay thế với việc ứng dụng các công nghệ hiện đại Việc ứng dụng công nghệ đang bắt đầu len lỏi trong khắp các lĩnh vực xây dựng từ khảo sát, thiết kế, thi công và đặc biệt là trong công tác quản lý xây dựng Trong đó, công tác quản lý tiến độ thi công luôn là bài toán hóc búa với tất cả các nhà thầu trong suốt vòng đời dự án Việc lập và quản lý tiến độ truyền thống chủ yếu dựa trên kinh nghiệm và thông tin có sẵn của các chuyên gia về tiến độ, nhưng không có nghĩa là nó mang lại hiệu quả

Ở Việt Nam việc ứng dụng công nghệ thông tin và mô hình hóa thông tin công trình (BIM) đang được đề cập rất nhiều, song tính ứng dụng thực tiễn chưa cao, đặc việc là trong công tác quản lý tiến độ Việc áp dụng mô hình thông tin công trình không chỉ là sử dụng phần mềm mà còn là quy trình và cách nhìn nhận của người tham gia

Vì vậy, nghiên cứu hướng tới việc khám phá quá trình trao đổi thông tin truyền thống trong quản lý tiến độ tại Việt Nam và giải thích quan hệ nguyên nhân hệ quả của quá trình đó với hiệu quả trong quản lý tiến độ Từ đó, đề xuất quy trình sử dụng mô hình hóa thông tin công trình (BIM) trong môi trường dữ liệu chung (CDE) nhằm cải thiện các điểm hạn chế trong công tác lập và quản lý tiến độ truyền thống

Từ khóa: BIM, Common data environment, Scheduling management, information

exchange

ABSTRACT

At present, Vietnam's construction industry is entering a transitional period, where traditional approach is gradually replaced with the application of modern technology The application of technology is beginning to penetrate in all areas of construction from survey, design, construction and especially in construction management In particular, schedule management is always a difficult problem with all contractors throughout project life cycle Schedules have traditionally been created based on past performance and other available industry data to generate a project timeline by one or more dedicated scheduling professionals, but does not mean that it is effective

In Vietnam, applying information technology and building information modelling (BIM) have been being a hot topic, but the practical values of BIM is not really clearly, especially

in the schedule management So we need to acknowledge that the application of BIM is not only in term of technology but it also about how process work and behaviour of all team members

The goal of this research is explore the information exchange between all stakeholders throughout the project life cycle in order to explains the causal relationship between the traditional process and the effectiveness of schedule management Based on the consequence, research prospose a procedure that applying building information model (BIM) into common data environment which aim to improve the limitations of tranditional schedule planning and management

Keywords: BIM, Common data environment, Scheduling management, information

exchange

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này hoàn toàn do tôi thực hiện Các đoạn trích dẫn trong nghiên

cứu đều được dẫn nguồn và các dữ liệu thu thập được hoàn toàn là dữ liệu thực và chính xác theo đúng quy trình nghiên cứu

Tp HCM, ngày … tháng … năm 2017

TÁC GIẢ

(Họ tên và chữ ký)

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.2 XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.2.1 Lý do dẫn đến nghiên cứu 2

1.2.2 Các câu hỏi nghiên cứu 3

1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3

1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 5

2.1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ TIẾN ĐỘ XÂY DỰNG 5

2.1.1 Các khái niệm về quản lý tiến độ xây dựng 5

2.1.2 Nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến tính hiệu quả trong quản lý tiến độ 10

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác quản lý tiến độ truyền thống tại Việt Nam 12

2.2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG BIM TRONG QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ XÂY DỰNG 14

2.2.1 Các khái niệm về mô hình hóa thông tin công trình (BIM) 14

2.2.2 Nghiên cứu về ứng dụng BIM trong công tác quản lý tiến độ 18

2.2.3 Tình hình ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý tiến độ xây dựng 20

2.3 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ MÔI TRƯỜNG DỮ LIỆU CHUNG 22

2.3.1 Các khái niệm về môi trường dữ liệu chung (CDE) 22

2.3.2 Nghiên cứu về ứng dụng BIM kết hợp với môi trường dữ liệu chung (CDE) trong quản lý tiến độ 25

2.3.3 Giải pháp môi trường dữ liệu dữ liệu chung 27

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

3.1 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP VÀ HÌNH THÀNH THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU 29

3.1.1 Chiến lược nghiên cứu 29

3.1.2 Quy trình nghiên cứu 30

3.1.3 Khung thời gian nghiên cứu 33

3.2 CHỌN MẪU 34

3.2.1 Lựa chọn kỹ thuật chọn mẫu và mẫu phù hợp nhất 34

3.2.2 Kiểm tra xem mẫu có đại diện cho tổng thể không 36

3.3 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP DỮ LIỆU 37

3.3.1 Phương pháp thu thập dữ liệu sơ cấp 37

3.3.2 Chất lượng dữ liệu và chuẩn bị cho cuộc phỏng vấn 39

3.3.3 Thiết lập câu hỏi 42

3.3.4 Quản lý các vấn đề về hậu cần và nguồn lực 42

3.4 THỦ TỤC PHÂN TÍCH DỮ LIỆU 42

3.4.1 Lựa chọn thủ tục phân tích dữ liệu định tính 42

3.4.2 Quá trình phân tích định tính 43

3.4.3 Công cụ phân tích định tính 43

CHƯƠNG 4 ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI THÔNG TIN ĐẾN HIỆU QUẢ QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ XÂY DỰNG VIỆT NAM 45

4.1 GIAI ĐOẠN THU THẬP DỮ LIỆU 45

4.1.1 Đối tượng thu thập dữ liệu 45

4.1.2 Chuẩn bị phỏng vấn 46

4.1.3 Phỏng vấn sơ bộ 46

4.1.4 Nội dung phỏng vấn chính thức 47

4.2 GIAI ĐOẠN PHÂN TÍCH DỮ LIỆU 47

4.2.1 Cấu trúc đặt tên dữ liệu 47

4.2.2 Chèn và phân loại dữ liệu 47

4.3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 49

4.3.1 Thông tin chung 49

4.3.2 Trao đổi thông tin giữa các bên tham gia dự án trong giai đoạn tiền thi công 50

4.3.3 Quá trình cập nhật và trao đổi thông tin giữa các bên tham gia dự án trong giai đoạn thi công 58

4.3.4 Thông tin liên quan tới các ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý tiến độ 63

4.4 KẾT LUẬN 65

CHƯƠNG 5 QUY TRÌNH ỨNG DỤNG BIM VÀ CDE 69

5.1 XÁC ĐỊNH MỤC TIÊU VÀ ỨNG DỤNG BIM VÀ CDE 70

5.1.1 Mục tiêu và các ứng dụng của BIM 70

5.1.2 Mục tiêu và các ứng dụng của CDE 72

5.2 MÔ HÌNH THÔNG TIN CÔNG TRÌNH ĐỘC LẬP 73

5.2.1 Tổ chức nhân sự 75

5.2.2 Chiến lược công nghệ 76

5.2.3 Thiết lập dự án 77

5.2.4 Bản mẫu và thư viện 80

5.2.5 Quản lý chia sẻ công việc 84

5.2.6 Xác định hệ thống định vị 85

5.2.7 Hướng dẫn tạo lập mô hình 86

5.2.8 Hệ thống phân loại 88

5.2.9 Danh sách cấu kiện và mức độ chi tiết của mô hình 89

5.2.10 Trao đổi thông tin 90

5.2.11 Kiểm soát chất lượng mô hình 91

5.2.12 Bàn giao sản phẩm 92

5.3 QUY TRÌNH CHI TIẾT CÁC ỨNG DỤNG BIM CÒN LẠI 93

5.3.1 Mô hình điều kiện hiện trạng 95

5.3.2 Mô hình phối hợp thiết kế 97

5.3.3 Mô hình bố trí mặt bằng công trường 100

5.3.4 Mô hình mô phỏng tiến độ thi công 103

5.4 QUY TRÌNH TỔNG QUÁT KẾT HỢP BIM VÀ CDE 105

5.4.1 Công việc đang tiến hành (Work-In-Progress) 106

5.4.2 Không gian chia sẻ (Shared) 106

5.4.3 Tài liệu phát hành (Published documentation) 106

5.4.4 Hoàn thành (Achieve) 106

CHƯƠNG 6 ĐÁNH GIÁ QUY TRÌNH ỨNG DỤNG BIM VÀ CDE TRONG QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ XÂY DỰNG 107

6.1 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ QUY TRÌNH 107

6.1.1 Mục đích của quy trình 107

6.1.2 Tiêu chí chung của quy trình 107

6.1.3 Tiêu chí của quy trình tổng quan 108

6.1.4 Tiêu chí của quy trình chi tiết cho từng ứng dụng BIM 108

6.2 KHẢO SÁT Ý KIẾN CỦA CHUYÊN GIA 109

6.2.1 Phần câu hỏi chung 109

6.2.2 Phần câu hỏi về các yếu tố cần thiết của quy trình 110

6.3 KẾT LUẬN 111

CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 112

7.1 KẾT LUẬN CHUNG 112

7.2 ĐÓNG GÓP CỦA NGHIÊN CỨU 114

7.3 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA NGHIÊN CỨU 116

7.4 CÁC NGHIÊN CỨU TƯƠNG LAI 116

PHỤ LỤC 1: TÀI LIỆU THAM KHẢO 118

PHỤ LỤC 2: DANH MỤC HÌNH ẢNH TRONG NGHIÊN CỨU 121

PHỤ LỤC 3: DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG NGHIÊN CỨU 123

PHỤ LỤC 4: TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ LIÊN QUAN 124

PHỤ LỤC 5: HOẠCH ĐỊNH KẾ HOẠCH PHỎNG VẤN 126

PHỤ LỤC 6: THƯ MỜI PHỎNG VẤN 129

PHỤ LỤC 7: BẢNG PHỎNG VẤN CHÍNH THỨC 131

PHỤ LỤC 8: BẢNG KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ QUY TRÌNH 135

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 138

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

INTRODUCTION TO THE RESEARCH

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Ngày nay, ngành công nghiệp xây dựng đang đứng trước một sự chuyển đổi mô hình to lớn với việc ứng dựng công nghệ số trong suốt vòng đời công trình xây dựng Theo báo cáo của (Stephen

& Harvey, 2012) về giá trị thương mại của BIM tại khu vực Bắc Mỹ đã tăng đáng kể từ 28% (năm 2007) lên 74% (năm 2012) và còn tiếp tục tăng trong các năm tới Việc ảo hóa thiết kế và xây dựng (Virtual Design and Construction – VDC) cũng đưa ra những thách thức mới và vấn đề là làm sao xây dựng được mô hình công trình (BIM) phản ánh đầy đủ thông tin trong môi trường kỹ thuật số trước khi đưa chúng vào xây dựng thực tế Xa hơn nữa, việc quản lý và thi công thực tế cũng sẽ được số hóa với các công nghệ về điện toán đám mây (Cloud server), công nghệ in 3D (3D Printing), sử dụng robots và máy tự động trong thi công với các chương trình đặc thù cho từng giai đoạn

Tại Việt Nam, việc ứng dụng mô hình hóa thông tin (BIM) đã và đang phát triển rất nhanh chóng trong tất cả các bên tham gia vào dự án, từ chủ đầu tư, tư vấn thiết kế đến các nhà thầu Và ngày càng nhiều công trình được chủ đầu tư yêu cầu áp dụng BIM vào một hoặc nhiều giai đoạn của dự

án như công trình Nhà để xe quốc nội sân bay Tân Sơn Nhất, hay dự án cầu Thủ Thiêm 2…Điều

đó cho thấy, các bên ngày càng thấy rõ tầm quan trọng và lợi ích của việc ứng dụng công nghệ trong xây dựng

Hình 1-1 Yêu cầu ứng dụng BIM trong hợp đồng xây dựng (Stephen & Harvey, 2012)

6,2 5,4

Y Ê U C ẦU Ứ N G D Ụ N G B I M T R O N G

C ÁC H Ợ P Đ Ồ N G X ÂY D Ự N G

2009 2012

Đối với nhà thầu, việc ứng dụng công nghệ thông tin nói chung và mô hình hóa thông tin (BIM) nói riêng ngày càng đóng vai trò quan trọng Điều đó không chỉ giúp tăng hiệu quả trong khía cạnh

kỹ thuật mà còn trong cả khía cạnh quản lý Khi khả năng kiểm soát thông tin được nâng cao sẽ kéo theo việc tăng hiệu quả trong quản lý tiến độ, chất lượng và chi phí

Mục đích của nghiên cứu là xác định liệu việc ứng dụng công nghệ thông tin (cụ thể là BIM và CDE) có cải thiện hiệu quả trong công tác quản lý tiến độ của các nhà thầu hay không Từ đó đưa

ra các giải pháp thích hợp giúp nhà thầu tăng khả năng kiểm soát dự án Cụ thể là hướng tới việc phát triển quy trình ứng dụng mô hình hóa thông tin công trình (BIM) trong một môi trường dữ liệu chung (CDE) giúp tăng hiệu quả trong việc trao đổi thông tin phục vụ quản lý tiến độ áp dụng cho các nhà thầu xây dựng tại Việt Nam

1.2 XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.2.1 Lý do dẫn đến nghiên cứu

Hiện tại, ngành xây dựng Việt Nam đang bước vào thời kỳ quá độ, nơi mà cách thức truyền thống đang dần được thay thế với việc ứng dụng các công nghệ hiện đại Việc ứng dụng công nghệ đang bắt đầu len lỏi trong khắp các lĩnh vực xây dựng từ khảo sát, thiết kế, thi công và đặc biệt là trong công tác quản lý

Trong đó, tiến độ là một trong ba yếu tố then chốt trong quản lý xây dựng đã và đang áp dụng từng bước các công nghệ mới, từ cái giải pháp phần mềm (MS project, Primavera…) đến các giải pháp phần cứng (khai thác tối đa thiết bị cơ giới và máy thi công) Tuy đã có những thành tựu nhất định trong công tác quản lý tiến độ, nhưng các nhà thầu và chủ đầu tư vẫn đang đối mặt với rất nhiều vấn đề gây ra sự chậm trễ tiến độ cho dự án, điển hình như tuyến Metro số 1 và dự án đường sắt đoạn Cát Linh – Hà Đông, Nhổn – Ga Hà Nội, chậm trễ do tắc vốn và tăng tổng mức đầu tư hoặc tòa nhà Saigon One Tower đắp chiếu gần 6 năm cũng liên quan đến vấn đề sử dụng vốn vay Thoạt nhìn nguyên nhân gây chậm tiến độ trong các dự án hiện nay đều liên quan đến vốn, nhưng một trong những cốt lõi sâu xa có thể kể đến là việc chủ đầu tư không có một dữ liệu đáng tin cậy

về chi phí trong suốt vòng đời công trình từ đó có các kế hoạch về vốn Dữ liệu đáng tin cậy này phải xuất phát từ việc hình dung được mọi khía cạnh của dự án trước khi đưa nó vào xây dựng Và

một trong những biện pháp để hình dung được các thông tin của dự án là việc xây dựng một mô hình thông tin công trình ảo mà ta hay gọi là mô hình “BIM”

Mô hình BIM giúp các bên tham gia dự án có thể khám phá mọi khía cạnh của dự án, từ việc thiết

kế có tối ưu hay không, phát hiện các rủi ro của dự án như xung đột trong thiết kế sẽ làm phát sinh chi phí sau này đến việc hình dung được khối lượng và thời gian của tất cả các nguồn lực phục vụ cho dự án từ có những kế hoạch phù hợp về tài chính và quản lý

Một vấn đề nữa là làm sao có thể khai thác mô hình BIM một cách hiệu quả và đạt được các yêu cầu đề ra ở trên? Việc này phải kể đến việc trao đổi và kế thừa thông tin từ tất cả các bên tham gia

dự án trong tất cả các giai đoạn phải thật sự hiệu quả, sao cho dữ liệu đầu vào để tạo lập mô hình BIM là đáng tin cậy Vấn đề này có thể khắc phục bằng cách sử dụng một môi trường dữ liệu chung (CDE) trong suốt vòng đời dự án mà ở đó tất cả các bên tham gia dự án cùng phối hợp, chuyển giao thông tin lẫn nhau để đảm bảo thông tin được kiểm soát và kế thừa

1.2.2 Các câu hỏi nghiên cứu

 Quá trình trao đổi thông tin truyền thống trong quản lý tiến độ diễn ra như thế nào? Và quan hệ nguyên nhân hệ quả của quá trình đó với hiệu quả công tác quản lý tiến độ ra sao?

 Việc ứng dụng mô hình hóa thông tin công trình (BIM) mang lại hiệu quả như thế nào trong công tác quản lý tiến độ dự án?

 Môi trường dữ liệu chung (CDE) là gì? Tại sao phải cần có môi trường dữ liệu chung để tăng khả năng phối hợp thông tin giữa các bên?

 Mô hình hóa thông tin công trình (BIM) được sử dụng như thế nào trong môi trường dữ liệu chung (CDE) để tăng hiệu quả trong quản lý tiến độ?

1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu sẽ tập trung giải quyết các mục tiêu sau:

 Khám phá quá trình trao đổi thông tin truyền thống trong quản lý tiến độ và giải

thích quan hệ nguyên nhân hệ quả của quá trình đó với hiệu quả trong quản lý tiến độ

 Xác định mục tiêu ứng dụng mô hình hóa thông tin công trình (BIM) trong việc

tăng tính hiệu quả trong công tác quản lý tiến độ của các nhà thầu xây dựng

 Xác định giá trị của môi trường dữ liệu chung (CDE) trong việc tăng khả năng trao

đổi thông tin giữa các bên tham gia dự án

 Đề xuất và áp dụng quy trình sử dụng mô hình hóa thông tin công trình (BIM) trong

môi trường dữ liệu chung (CDE) để tăng hiệu quả trong quản lý tiến độ công trình

1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu dừng lại ở một số giới hạn sau:

 Phát triển quy trình áp dụng mô hình hóa thông tin công trình (BIM) và môi trường dữ liệu chung (CDE) vào công tác quản lý tiến độ thi công trong giai đoạn tiền thi công và thi công tại các công trình xây dựng tại Việt Nam

 Nghiên cứu này đứng trên quan điểm của nhà thầu xây dựng hoặc quản lý dự án muốn ứng dụng công nghệ thông tin để cải thiện tính hiệu quả trong việc quản lý tiến độ thi công

 Nghiên cứu sẽ căn cứ ý kiến của các kỹ sư, chuyên gia trong lĩnh vực lập và quản lý tiến

độ thi công cũng như việc ứng dụng BIM trong công tác quản lý thi công tại Việt Nam từ năm 2012 đến hiện tại, theo số liệu thứ cấp lấy từ các công ty xây dựng trong nước và nước ngoài

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

LITERATURE REVIEW

2.1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ TIẾN ĐỘ XÂY DỰNG

2.1.1 Các khái niệm về quản lý tiến độ xây dựng

2.1.1.1 Tiến độ

Tiến độ là một danh sách các hoạt động hoặc sự vật được lên kế hoạch thực hiện và thể hiện bằng mốc thời gian hoặc ngày khi chúng có dự định được xuất hiện hoặc được thực hiện (Cambridge Dictionary, 2017)

Theo (Hojjat & Asim, 2005) tiến độ là một công cụ quản lý thời gian cơ bản, bao gồm một danh sách thời gian mà tại đó công tác, sự kiện hoặc hành động được thực hiện Hoặc là một chuỗi các

sự kiện theo thứ tự thời gian mà trong đó các sự việc được dự kiến sẽ xảy ra Quá trình tạo lập tiến

độ là việc quyết định thứ tự các công tác sẽ xảy ra và làm sao để ràng buộc tài nguyên giữa các công tác khác nhau đó

(Hardin & McCool, 2015) cho rằng tiến độ trong xây dựng được định nghĩa là làm như thế nào để

dự án được lắp đặt với việc xác định các công tác và trình tự logic của chúng để thiết lập thời gian thực hiện và định hướng tổng thể cho quá trình thi công

2.1.1.2 Quản lý tiến độ xây dựng

Định nghĩa trên (Association for Project Management, 2017), quản lý tiến độ là quá trình phát triển, duy trì và truyền đạt thông tin tiến độ về thời gian và nguồn lực

Tiến độ còn là thời gian biểu cho một dự án, chương trình hoặc danh mục đầu tư Nó cho thấy làm thế nào công việc sẽ tiến triển trong một khoảng thời gian và có tính đến các yếu tố như nguồn lực hạn chế và dự toán không chắc chắn

Quá trình lập tiến độ bắt đầu với công việc cần thiết để cung cấp các yêu cầu của các bên liên quan Điều này bao gồm các công việc kỹ thuật tạo ra kết quả đầu ra, công việc quản lý thay đổi

mang lại lợi ích và hoạt động quản lý để vận hành các khía cạnh như quản lý rủi ro và quản lý các bên liên quan

(Snyder, 2013) cho rằng kế hoạch quản lý tiến độ là một phần trong kế hoạch quản lý dự án Nó đề cập tới việc làm thế nào để tiến độ dự án được phát triển, theo dõi và kiểm soát Lập kế hoạch quản

 Quá trình dự toán nguồn lực cần thiết

 Quá trình dự toán quãng thời gian và nỗ lực

 Quá trình cập nhật, quản lý và kiểm soát tiến độ

Hơn nữa, kế hoạch quản lý tiến độ có thể bao gồm thông tin với mức độ chi tiết và thời gian được quy định trong cấu trúc phân chia công việc WBS và cung cấp các thông tin dưới đây:

 Danh sách các công tác

 Đặc tính các công tác

 Sơ đồ phối hợp

 Yêu cầu nguồn lực cho công tác

 Cấu trúc phân chia công việc (WBS)

 Ước lượng thời gian của các công tác

 Tiến độ dự án

 Lịch trình

2.1.1.3 Công tác lập và quản lý tiến độ dự án

Theo (Holohan, 2017) có sáu bước căn bản để lập và quản lý tiến độ dự án, như sau:

 Bước 1: Xác định các công việc cần đưa vào tiến độ

Thiết lập hệ thống phân chia công việc (Work Breakdown Structure -WBS) rồi chia nhỏ các hoạt động ra để có thể lên được tiến độ làm việc cho chúng Xem xét từng gói công việc WBS và xác định những công việc nào là công việc cần thiết để tạo nên các gói công việc đó Ví dụ gói công việc trong WBS là “Thi công móng”, vậy thì các công việc cần để lập tiến độ sẽ bao gồm: “Ép cọc BTCT 300x300”, “Đào đất”, “Cốt thép móng”, "Cốp pha móng", và rồi “Bê tông móng”

Hình 2-1 Bố trí phân cấp của một điển hình (Hojjat & Asim, 2005)

Hình 2-2 Ví dụ về cấu trúc phân chia công việc trong công trình dân dụng (Hojjat & Asim, 2005)

 Bước 2: Lên trình tự cho các công việc

Lên thứ tự công việc bằng cách sắp xếp theo một tuần tự nhất định Trong một số trường hợp, hai hay nhiều công việc có thể được thực hiện song song Đây là bước để chúng ta nhìn vào các việc phụ thuộc về mặt tiến độ như có công việc phải kết thúc rồi mới bắt đầu công việc khác, có khi công việc bắt đầu cùng nhau, có khi công việc kết thúc cùng nhau, v.v nhằm tìm ra những mối quan hệ giữa công việc này với công việc khác khác Ví dụ, ép cọc trước sau đó mới tiến hành đào đất và tiếp theo là thi công cốt thép, cốp pha, bê tông móng

Hình 2-3 Các ràng buộc về trình tự công tác (Hojjat & Asim, 2005)

 Bước 3: Định lượng tài nguyên cần có cho các công tác

Định lượng được những nguồn tài nguyên cần sử dụng để đạt được mục tiêu của mỗi công việc đề

ra Việc này bao gồm định lượng được số lượng nhân công, vật tư, chi phí cố định và các máy móc thiết bị để thực hiện công việc Các nguồn tài nguyên này cần được chọn lựa trước khi tính đến lượng thời gian thực hiện các công việc đó

Hình 2-4 Sơ đồ ước lượng tài nguyên cần có cho các công tác

(Project Management Institute, Inc., 2013)

 Bước 4: Tính toán thời gian cần để thực hiện các công việc

Phân tích thời gian để hoàn thiện được một công việc trong kế hoạch Một số công cụ sau để làm việc này như:

o Tham khảo ý kiến chuyên gia: tham khảo ý kiến của một người đã có kinh

nghiệm và thành thạo trong việc ước tính thời gian cần thiết để hoàn thành một công việc nhất định

o So sánh các dự án tương đương: đây là cách tiếp cận thông qua nghiên cứu các

dự án tương đồng với dự án đang thực hiện trong cùng một tổ chức, từ đó dự đoán một công việc nên được thực hiện trong bao lâu

o Ước lượng tham số hóa (Parametric Estimating): Việc này chỉ đơn giản là nêu

lên một ước tính để biết rằng với lượng tài nguyên ước tính như trong bước 3 thì một công việc mất bao nhiêu ngày

Hình 2-5 Mô tả và thời gian thực hiện công tác xây dựng nhà thép (Hojjat & Asim, 2005)

 Bước 5: Xây dựng tiến độ

Bước này là quy trình trong đó các công việc đã được xếp theo tiến độ, các nguồn lực tài nguyên cần thiết và thời gian của mỗi công việc đã được sử dụng để đưa ra một kế hoạch tổng thể Những công cụ sử dụng trong quy trình này bao gồm phương pháp Đường găng (Critical Path Method), rút ngắn tiến độ, các viễn cảnh nếu - thì, cân bằng nguồn lực cũng như chuỗi găng CCM (Critical Chain Methods) Khi tiến độ đã được xây dựng thì nó sẽ trở thành khung tham chiếu để đưa ra cái nhìn tổng thể về kế hoạch và tiến độ thực tế sau này

Bước 6: Theo dõi và quản lý tiến độ

Việt theo dõi cũng như quản lý các tiến độ đã được đề ra được thực hiện xuyên suốt cả dự án và sẽ đảm bảo rằng tất cả các công việc đạt được đều trùng khớp với những kế hoạch được đề ra Việc quản lý tiến độ đòi hỏi việc sử dụng hệ thống báo cáo tiến độ, hệ thống kiểm soát thay đổi tiến độ,

ví dụ như việc sử dụng yêu cầu thay đổi tiến độ (Project Change Requests), quản lý công việc và các phương pháp phân tích khác để xác định có cần thêm hoạt động gì để đưa tiến độ đi đúng quỹ đạo của nó hay không

2.1.2 Nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến tính hiệu quả trong quản lý tiến độ Viết về các yếu tố trong việc lập kế hoạch quản lý tiến độ, (Snyder, 2013) cho rằng có 11 yếu tố sau đây:

 Phương pháp lập tiến độ: xác định phương pháp lập tiến độ sẽ sử dụng trong dự án, liệu

đó là phương pháp đường găng, phương pháp sơ đồ mạng hay một số phương án khác

 Công cụ lập tiến độ: xác định công cụ lập tiến độ sẽ sử dụng trong dự án, bao gồm phần

mềm lập tiến độ, phần mềm báo cáo, phần mềm đo lường sự tiến triển của dự án

 Mức độ chính xác của việc ước lượng thời gian: Diễn tả mức độ chính xác cần thiết cho

việc ước lượng Mức độ chính xác có thể tiến triển theo thời gian khi thông tin được biết thêm

 Đơn vị đo lường: Thể hiện việc ước lượng thời gian sẽ là ngày, tuần, tháng hoặc những

đơn vị khác trong đo lường

 Ngưỡng phương sai: Thể hiện liệu các công tác, gói công việc hoặc dự án có đúng tiến độ

hay không và yêu cầu các hành động phòng ngừa hoặc hành động chỉnh sửa

 Thông tin và định dạng của báo cáo tiến độ: Soạn thảo các thông tin về tiến độ yêu cầu

về tình trạng và báo cáo tiến trình Nếu định dạng báo cáo đặc biệt được sử dụng chèn một bản copy hoặc tham chiếu đến dạng về mẫu cụ thể

 Quá trình xác định tất cả công tác: Mô tả các công tác được xác định như thế nào

 Quá trình hướng dẫn trình tự công tác: Mô tả hướng dẫn cho trình tự công tác bằng

cách tạo sơ đồ công việc

 Quá trình dự toán nguồn lực cần thiết: Thể hiện làm như thế nào mà nguồn lực được

ước lượng, phân bổ và quản lý trên công cụ lập tiến độ

 Quá trình dự toán quãng thời gian và công sức: Thể hiện kỹ thuật dự toán sẽ được sử

dụng để cho ra ước lượng vể công sức hoặc thời gian

 Quá trình cập nhật, quản lý và kiểm soát tiến độ: Phác thảo quá trình cho việc cập nhật

tiến độ, bao gồm sự thường xuyên cập nhật, sự cho phép và quản lý phiên bản

Cũng theo (Hardin & McCool, 2015) các thông tin chủ chốt cần thiết trong công tác quản lý tiến

độ thi công, bao gồm:

 Xây dựng chính xác và logic tiến độ thi công

 Hướng dẫn chi tiết trình tự thi công để giảm thiểu rủi ro khi lắp dựng

 Quản lý vật liệu và thiết bị được vận chuyển đúng hẹn

 Quản lý quy mô và năng suất của tổ đội để phù hợp với thời gian hoàn thành dự kiến

 Sử dụng phương pháp tiến độ tinh gọn để nâng cao năng suất giữa các điểm mốc

 Xác định danh mục các công việc thực hiện và phần trăm chi phí cho thầu phụ

 Xác định nguyên nhân gây ra sự trì hoãn làm giảm thiểu năng suất

 Điều chỉnh tiến độ theo tình hình thực tế dựa trên phản hồi từ công trường

 Ban hành các biện pháp thúc đẩy công việc dựa trên tình hình tiến độ

 Báo cáo chủ đầu tư về tình hình xây dựng

Theo nghiên cứu của (Slorup & Andersson, 2010), thách thức lớn nhất trong việc lập tiến độ bắt nguồn từ giai đoạn đầu của dự án xây dựng Và thách thức chính là việc xây dựng tiến độ tổng đáng tin cậy, vấn đề bao gồm:

 Chi tiết hóa tiến độ dự án chủ yếu dựa trên các phỏng đoán từ giai đoạn đầu

 Tiến độ được xây dựng dựa vào kinh nghiệm cá nhân và trực giác làm hạn chế tính chính xác và sự tin cậy, đồng thời gây khó khăn trong việc chia sẻ kiến thức một cách hệ thống làm cơ sở cho việc cải thiện tiến độ về sau

 Hạn chế những thông tin cần thiết do dữ liệu thiết kế và thi công bị chồng lắp, thiếu đồng

bộ và thiếu sự phối hợp Điều này gây ra khó khăn trong việc xử lý một lượng lớn thông tin trong quá trình thiết kế, thi công

Công tác quản lý tiến độ thi công luôn là bài toán hóc búa với tất cả các nhà thầu trong quản lý xây dựng Việc lập và quản lý tiến độ truyền thống chủ yếu dựa trên kinh nghiệm và thông tin có sẵn của các chuyên gia tiến độ, nhưng không có nghĩa là nó mang lại hiệu quả Theo thống kê của (Miller, Strombom, Lammarino, & Black, 2009), quản lý tiến độ dự án theo truyền thống không chính xác tới 70% so với thời gian thực Vậy tại sao chúng ta vẫn tiếp tục cách cũ?

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác quản lý tiến độ truyền thống tại Việt Nam Theo báo cáo của (Hoa Binh Corporation, 2016), các yếu tố chính ảnh hưởng đến tiến độ các công trình xây dựng tại nhà thầu Hòa Bình bao gồm:

 Tổ chức thi công

o Bố trí mặt bằng thi công không hợp lý

o Chia sẻ thông tin dự án giữa chủ đầu tư và nhà thầu kém

o Không lượng trước được thời gian chờ betong đạt cường độ để tháo hệ Shoring

o Định lượng về nhân công, khối lượng thi công không chính xác

o Tần suất các báo cáo về tình hình dự án thấp

o Kế hoạch tiến độ và cập nhật trễ

o Thay đổi nhân sự, thầu phụ của nhà thầu khi đang thi công

 Kỹ thuật thi công

o Thi công sai bản vẽ

o Chậm đưa ra biện pháp thi công

o Lỗi, sai phạm quá nhiều

o Không lường trước được xung đột khi đang thi công

o Sai sót trong việc thiết kế, tính toán biện pháp thi công

 Kế hoạch vật tư

o Dự báo khối lượng vật tư theo mốc thời gian không chính xác

o Thiếu máy móc, thiết bị, vật tư trên công trường hoặc trên thị trường

o Máy móc thiết bị hỏng hoặc bị lỗi trong quá trình thi công, vật tư không đạt chất lượng

 Chủ đầu tư

o Chủ đầu tư hay tư vấn giám sát chậm trả lời, phê duyệt hồ sơ cho nhà thầu

o Bản vẽ thiết kế bị lỗi hoặc không đầy đủ

o Điều kiện thực tế công trường khác với hồ sơ mời thầu

o Yêu cầu thay đổi (Variation Order) của chủ đầu tư

o Sai sót khi khảo sát địa chất

o Nhà thầu khác (thầu phụ) trễ tiến độ

o Công trình tạm dừng do tranh chấp

 An toàn lao động

o Tai nạn trong quá trình thi công

o Lắp lưới chống rơi, lan can an toàn tại vị trí các lỗ mở không đầy đủ

o Biện pháp an toàn không phù hợp

 Bất khả kháng

o Thiên tai, lũ lụt

o Chiến tranh

Dựa vào các báo cáo của (Hoa Binh Corporation, 2016) thì có thể cho thấy việc lập và quản lý tiến

độ theo cách truyền thống còn tồn tại nhiều vấn đề:

 Chi tiết hóa tiến độ dự án chủ yếu dựa trên các phỏng đoán từ giai đoạn đầu

 Thiếu các thông tin đầu vào đáng tin cậy do thiếu sự hình dung về toàn bộ dự án

 Trao đổi thông tin giữa các bên thiếu đồng bộ và thiếu sự phối hợp

 Hạn chế những thông tin cần thiết do dữ liệu thiết kế và thi công bị chồng lắp

 Quá trình cập nhật, quản lý và kiểm soát tiến độ theo tình hình thực tế còn hạn chế

Với các vấn đề trên cho thấy sự cần thiết trong việc ứng dụng công nghệ thông tin vào công tác quản lý tiến độ nói riêng và công tác quản lý dự án nói chung để tăng khả năng hình dung toàn bộ thông tin dự án ngay từ gia đoạn đầu và giúp tăng hiệu quả trong việc phối hợp và trao đổi thông tin giữa các bên trong suốt vòng đời dự án

2.2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG BIM TRONG QUẢN LÝ TIẾN

ĐỘ XÂY DỰNG

2.2.1 Các khái niệm về mô hình hóa thông tin công trình (BIM)

2.2.1.1 Mô hình hóa thông tin công trình

Theo (Chuck , Paul, Rafael, & Kathleen, 2011), thuật ngữ BIM là một thuật ngữ phổ biến đƣợc sử dụng bởi các nhà phát triển phần mềm để mô tả các khả năng mà sản phẩm của họ cung cấp Nhƣ vậy, định nghĩa cấu thành công nghệ BIM là vấn đề có thể thay đổi và gây nhầm lẫn Để đối phó với sự nhầm lẫn này, hữu ích hơn nếu mô tả các giải pháp mô hình là việc không sử dụng công nghệ thiết kế BIM Chúng bao gồm các công cụ tạo ra các loại mô hình sau:

 Các mô hình chỉ chứa dữ liệu 3D và không có các đặc tính của đối tƣợng: Các mô đồ này chỉ sử dụng cho việc trực quan hóa đồ họa và không có tính thông minh trong mức độ đối tƣợng (ví dụ nhƣ công cụ Google’s SketchUp)

 Các mô hình không có sự hỗ trợ của hành vi Đây là những mô hình xác định đối tƣợng nhƣng không thể điều chỉnh vị trí hoặc tỷ lệ của chúng vì chúng không sử dụng tham số thông minh

 Các mô hình bao gồm nhiều tệp tham chiếu CAD 2D phải được kết hợp để thể hiện công trình Việc này không thể đảm bảo các tính năng của mô hình 3D bao gồm tính nhất quán, bóc tách được và hiển thị mức độ tùy biến với các đối tượng trong đó

 Các mô hình cho phép thay đổi kích thước trong một chế độ xem và nó không được tự động được phản ánh trong các chế độ xem khác Điều này cho phép các lỗi trong mô hình

Trong đó:

 Từ “Building” đại diện cho tất cả các giai đoạn liên quan tới vòng đời dự án

 Từ “Information” là định nghĩa cơ bản của BIM, đại diện cho tất cả những loại thông tin

hình học và phi hình học

 Từ “Modelling” hay xa hơn là “Management” đại diện cho cách thiết lập và quản lý

thông tin trong suốt vòng đời dự án

2.2.1.2 Nền tảng các ứng dụng của BIM (The fundamental uses of BIM)

(Hardin & McCool, 2015) cho biết nền tảng các ứng dụng của BIM là sơ đồ hóa mức độ phát triển của mô hình với việc xác định rõ mục đích sử dụng của mô hình Từ đó, có các chiến lược về việc lựa chọn các công cụ, công nghệ cũng như về nhân sự và quy trình phù hợp để đạt được mục đích

đề ra

Có 5 nền tảng ứng dụng của BIM hay mức độ phát triển của mô hình BIM, bao gồm:

 3D - Sử dụng mô hình trong phối hợp (Model-Based Coordination)

 4D - Sử dụng mô hình trong tiến độ (Model-based Scheduling)

 5D - Sử dụng mô hình trong dự toán (Model-based Estimating)

 6D - Sử dụng mô hình trong quản lý thiết bị (Model-based Facilities Management)

 7D - Sử dụng mô hình trong phân tích (Model-based Analysis)

2.2.1.3 Mức độ phát triển của mô hình thông tin công trình

(National Building Specification, 2014) giới thiệu về mức độ phát triển mô hình BIM được thể hiện từ mức 0 đến mức độ 3, bao gồm:

 Mức độ 0: dạng đơn giản nhất, chỉ sử dụng bản vẽ 2D CAD

 Mức độ 1: dạng mô hình đơn lẻ, là hỗn hợp 3D CAD và 2D để soạn thảo bản vẽ và gán thông tin sản phẩm chỗ mỗi bộ phận riêng biệt Các ứng dụng của BIM mức độ 1 bao gồm:

o Trực quan hóa thiết kế (3D)

o Phân tích, tính toán thiết kế

o Phối hợp mô hình các bộ phận

o Phân tích xung đột thiết kế và thứ tự thi công

o Mô phỏng (4D, 5D)

o Quản lý hoàn công (6D)

 Mức độ 3: dạng mô hình tích hợp, điều này thể hiện sự hợp tác đầy đủ giữa tất cả các bộ môn bằng cách sử dụng một mô hình dự án chia sẻ duy nhất và được tổ chức trong một kho lưu trữ tập trung Tất cả các bên có thể truy cập và sửa đổi mô hình Lợi ích là nó loại

bỏ các nguy cơ cho thông tin xung đột Các ứng dụng của BIM mức độ 3 bao gồm:

o Lưu trữ, đồng bộ dữ liệu trực tuyến

o Truy cập và kết nối thông tin mọi lúc mọi nơi

o Cập nhật và chia sẻ thông tin đa phương

o Quản lý và phân tích dữ liệu

o Thực tế ảo công trình tại công trường (on-site)

2.2.1.4 Mức độ chi tiết của mô hình hóa thông tin công trình (Level of development)

Mức độ chi tiết (LOD) của mô hình thông tin công trình được định nghĩa theo AIA E203 là một tiêu chuẩn tham khảo cho các bên tham gia trong ngành công nghiệp xây dựng về việc xác định rõ ràng mức độ thể hiện hình học và nội dung thông tin thực tế của mô hình hóa thông tin công trình (BIM) trong các giai đoạn khác nhau quá trình thiết kế và thi công (Hardin & McCool, 2015)

 LOD100: Các đối tượng trong mô hình được thể hiện hình học dưới dạng ký hiệu hoặc mô hình chung chung

 LOD200: Các đối tượng trong mô hình được thể hiện hình học dưới dạng mô hình tương đối về hệ thống, tổ hợp với các thông tin về số lượng, kích thước, hình học, vị trí, hướng

 LOD300: Các đối tượng trong mô hình được thể hiện hình học dưới dạng mô hình cụ thể

về hệ thống, tổ hợp với các thông tin về số lượng, kích thước, hình học, vị trí, hướng

 LOD350: Đối tượng được thể hiện cụ thể với số lượng, kích cỡ, kích thước, vị trí và hướng Các đối tượng thể hiện chi tiết các kết nối với các thành phần xây dựng khác

 LOD400: Các đối tượng trong mô hình được thể hiện hình học dưới dạng mô hình cụ thể

về hệ thống, tổ hợp với các thông tin về số lượng, kích thước, hình học, vị trí, hướng Kèm theo các chi tiết, cấu tạo và thông tin lắp đặt Các thông tin không phải hình học cũng được thêm vào các đối tượng trong mô hình

Hình 2-6 Ví dụ về mức độ chi tiết của đối tượng đường “road”

2.2.2 Nghiên cứu về ứng dụng BIM trong công tác quản lý tiến độ

Hiện tại rất nhiều nhà thầu đã nhìn ra giá trị của việc tích hợp mô hình thông tin công trình và dữ liệu quản lý tiến độ Việc tạo lập một mô hình mô phỏng tiến độ phối hợp giữa thầu chính và các nhà thầu phụ rất cần thiết đảm bảo tính chính xác và hiệu quả Thuật ngữ “BIM 4D”, “mô hình mô phỏng” hay “diễn họa trình tự thi công” theo (Hardin & McCool, 2015) được sử dụng để mô tả việc liên kết các đối tượng hình học của mô hình 3D công trình trong môi trường ảo với dữ liệu tiến độ thay vì sử dụng Gantt chart truyền thống Việc này giúp tạo ra một đoạn phim mô tả quá trình thi công, giúp người quản lý phát hiện ra những điểm bất hợp lý (Sequenced clash detection),

ví dụ khi dầm được thi công mà không có chống đỡ từ bất cứ đối tượng nào Mặt khác ở mức độ cao hơn, mô hình và tiến độ có thể kèm theo các thông tin về chi phí, nguồn lực và được cập nhật theo tình hình thực tế, giúp nhà quản lý đưa ra quyết định tối ưu và là cơ sở để thanh quyết toán sau này

(Slorup & Andersson, 2010) nhận định, có một số lợi thế nhất định trong việc trực quan hóa tiến

độ bằng giả lập 4D nhưng lập tiến độ trên BIM vẫn khá mơ hồ và chưa giới hạn mục tiêu cụ thể Việc hoạch định và triển khai công nghệ là cần thiết và phù hợp với nhu cầu hiện tại, nhưng rõ

ràng ứng dụng BIM trong tiến độ chưa thể giải quyết những thách thức hiện tại nếu không thực hiện việc tái cơ cấu về quy trình, phương pháp làm việc và định mức

Sự tham gia của nhà thầu phụ, nhà cung cấp ngay từ thời điểm bắt đầu dự án là rất quan trọng trong sự thành công của ứng dụng BIM trong tiến độ bằng việc thiết lập nền tảng tập trung để phối hợp và trao đổi thông tin giữa tư vấn thiết kế, thầu phụ, nhà cung cấp và thầu chính

Và nếu lập tiến độ không dựa trên số liệu cụ thể và thông tin đầu vào từ giải pháp thi công thực tế của dự án thì hầu như không thể đạt được mục tiêu ứng dụng BIM trong tiến độ

Áp dụng thư viện các quy trình cho phép kinh nghiệm từ các dự án trước được chuyển giao và tái

sử dụng trong dự án mới Nó có khả năng làm tăng tính hiệu quả và thúc đẩy chuyển giao kiến thức một cách có hệ thống cũng như giải quyết các thách thức hiện tại của việc quá tải thông tin Quy trình ứng dụng BIM trong tiến độ phải cho phép thông tin được lấy từ giai đoạn thiết kế để kỹ

sư lập tiến độ, nhà thầu phụ và nhà cung cấp có thể lọc những chi tiết không cần thiết và thay thế bằng những dữ liệu dễ hiểu hơn

Trường hợp áp dụng BIM tại Việt Nam va cụ thể trong quản lý thi công cầu Hương Lộ 2, (Tu, 2015) một lần nữa khẳng định các lợi ích cũng như hạn chế của BIM trong quản lý tiến độ xây dựng công trình hạ tầng tại Tp HCM (Tu, 2015) đã chỉ ra được 16 nhân tố với 4 nhân tố cản trở nhất là:

 Thiếu tiêu chuẩn, quy tắc cho việc phối hợp các bên tham gia dự án

 Thiếu quy định pháp luật về việc áp dụng BIM

 Chi phí phần mềm và nâng cấp phần cứng cao

 Thiếu quy trình, tiêu chuẩn về BIM

Và 5 nhóm nhân tố cản trở là:

 Khó khăn về xây dựng, quản lý dữ liệu

 Thiếu quy định, hướng dẫn của Nhà Nước

 Khó thay đổi quy trình, phối hợp và nhân sự

 Khó khăn do chi phí phần mềm, phần cứng và thiếu yêu cầu

 Khó khăn do đặc trưng xây dựng hạ tầng

Với các nghiên cứu về ứng dụng BIM trong quản lý tiến độ trong và ngoài nước, có thể thấy rằng ứng dụng BIM trong quản lý tiến độ có một số lợi thế nhất định so với phương pháp truyền thống, tuy nhiên vấn đề lớn nhất của việc ứng dụng BIM hiện nay là:

 Thiếu sự phối hợp và trao đổi thông tin giữa tất cả các bên tham gia dự án;

 Thiếu nguồn thông tin đầu vào sát với điều kiện thực tế thông qua việc khảo sát, chuyển giao và kế thừa kiến thức giữa các dự án và các bên tham gia dự án;

 Thiếu quy trình, tiêu chuẩn đồng bộ cho việc ứng dụng BIM

Để giải quyết các vấn đề trên, xét thấy cần một nền tảng công nghệ thông tin chung cho tất cả các bên tham gia dự án cùng làm việc và trao đổi dữ liệu Nền tảng đó phải xây dựng trên một quy trình, tiêu chuẩn đồng bộ mà tất cả các bên phải tuân thủ và phối hợp chặt chẽ

2.2.3 Tình hình ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý tiến độ xây dựng

Khuynh hướng phối hợp trong quản lý xây dựng đang ngày càng phổ biến với việc nhà thầu đã nhận thức được giá trị của việc cập nhật phản hồi liên tục từ thực tế công trường về dữ liệu tài chính, kế hoạch công tác và an toàn lao động Theo đó là sự phát triển của các công cụ phối hợp trong quản lý tiến độ, bao gồm cả chức năng dự toán và kiểm tra mã hóa Thêm vào đó, là sự phát triển của công nghệ di động, cho phép tích hợp với mô hình hóa thông tin công trình (BIM) giúp nhà thầu phối hợp tốt hơn và kiểm soát tiến độ hiệu quả hơn

2.2.3.1 Pull Plan – Adept software

Một bước tiến lớn trong việc tạo lập tiến độ thi công là khả năng phối hợp phát triển tiến độ giữa các bên tham gia dự án bằng hình thức “Pull plan” và phương pháp tiến độ tinh gọn

Hình 2-7 Giao diện Pull Plan, công cụ lập tiến độ tinh gọn

Một giải pháp tổng thể áp dụng cho quy mô toàn doanh nghiệp để lập kế hoạch, quản lý và kiểm soát dự án Giúp doanh nghiệp đạt được những mục tiêu cam kết về ngân sách và thời gian thông qua việc tối ưu hóa tiến độ, nguồn lực và chi phí từ các dự án riêng lẻ đến tập dự án Là một trong những giải pháp ưu việt cho việc lập kế hoạch, quản lý và kiểm soát tập dự án, dữ liệu của các dự

án được lưu trữ trên cơ sở dữ liệu tập chung và có thể truy xuất thông qua mạng LAN hay Internet

Hình 2-8 Giao diện Primavera Project Management P6

2.2.3.3 Microsoft Project

Microsoft Project (MSP hoặc WinProj) là một phần mềm quản lý dự án được được thiết kế để hỗ trợ quản lý dự án trong việc phát triển các kế hoạch, phân công nguồn lực cho dự án, theo dõi tiến

độ, quản lý ngân sách và phân tích khối lượng công việc

Hình 2-9 Giao diện Microsoft Project 2016

2.3 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ MÔI TRƯỜNG DỮ LIỆU CHUNG

2.3.1 Các khái niệm về môi trường dữ liệu chung (CDE)

2.3.1.1 Môi trường dữ liệu chung (CDE)

Môi trường dữ liệu chung (CDE) được định nghĩa đầu tiên trong tài liệu PAS1192 và BS1192 của (Construction Industry Council, 2016) Các tài liệu này phác thảo những việc mà các tổ chức trong ngành xây dựng và kỹ thuật cần phải làm để đạt được BIM mức độ 2 trong dự án của họ Mục tiêu

là tất cả các cơ quan chính phủ trung ương ở Anh sẽ chấp nhận BIM mức độ 2 cho việc phối hợp

dự án vào năm 2016

Môi trường dữ liệu chung (CDE) là nguồn thông tin duy nhất cho dự án, được sử dụng để thu thập, quản lý và phổ biến tài liệu, mô hình đồ họa và dữ liệu phi đồ hoạ cho toàn bộ nhóm dự án (tức là tất cả các thông tin dự án dù được tạo ra trong môi trường BIM hoặc trong một định dạng dữ liệu thông thường) Việc tạo ra một nguồn thông tin đơn giản này tạo điều kiện cho sự hợp tác giữa các thành viên của nhóm dự án và giúp tránh trùng lắp và những sai lầm

(Moscardi, 2017) cho rằng môi trường dữ liệu chung (CDE), có thể được định nghĩa là một ứng dụng, sẵn có trong môi trường điện toán đám mây, có thể truy cập từ bất kỳ thiết bị nào (PC, máy tính bảng hoặc điện thoại thông minh) từ đó có khả năng quản lý dự án, tổ chức thi công, quản lý thông tin vận hành với cùng một cấu trúc và duy nhất để thúc đẩy hợp tác giữa các bên tham gia dự

án

2.3.1.2 Lợi ích của môi trường dữ liệu chung (CDE)

Lợi ích của việc áp dụng CDE có thể liệt kê trong PAS 1192-2:2013 như sau:

 Quyền sở hữu thông tin được giữ nguyên cho người khởi tạo, mặc dù thông tin được chia

sẻ và tái sử dụng, chỉ có người khởi tạo mới thay đổi được nó;

 Chia sẻ thông tin làm giảm thời gian và chi phí cho việc sản xuất các thông tin mang tính phối hợp chung;

 Tài liệu có thể được tạo ra nhiều hơn từ sự kết hợp khác nhau giữa các file mô hình

2.3.1.3 Các giai đoạn trong môi trường dữ liệu chung

Theo (Mohsen, 2016) khái quát cơ bản của CDE bao gồm bốn không gian chính như sau: Công việc đang thực hiện - Work in Progress (WIP); Thông tin được chia sẻ - Shared; Tài liệu được xuất bản – Published documentation; Hoàn thành – Achieve

Quá trình chuyển giao các mô hình / tài liệu BIM thông qua CDE cần được rõ ràng và đồng ý từ tất

cả các bên liên quan trong giai đoạn đầu của dự án BIM

Hình 2-10 Môi trường dữ liệu chung (Mohsen, 2017)

 Công việc đang thực hiện - Work in Progress (WIP): là không gian làm việc của CDE cho mỗi bộ môn theo cấu trúc phân chi của dự án, trong đó các thành viên trong dự án sẽ sử dụng phần mềm để tạo, lưu trữ và tích hợp gói công việc của riêng họ

 Không gian chia sẻ - Shared: là nơi mà các thành viên trong dự án đến từ các bộ môn khác nhau có thể chia sẻ công việc của họ, xác nhận rằng dữ liệu đã được kiểm tra và phát hành trên môi trường dữ liệu chung để sẵn sàn cho việc phối hợp với các bộ phận khác

 Tài liệu phát hành – Published documentation: là khu vực mà các bên tham gia các giai đoạn tiếp theo được cung cấp các sản phẩm đã được chính thức kiểm tra, phê duyệt bởi từng bộ môn Dựa vào đó các phạm vi công việc rộng hơn sẽ được thực hiện

 Hoàn thành – Achieve: là khu vực mà dữ liệu đã ban hành được lưu trữ sau khi có xác nhận của chủ đầu tư, mục đích để các dữ liệu cuối cùng được sử dụng như dữ liệu hoàn công và truy xuất trong quá trình vận hành và bảo trì sau này

Các luồng công việc của CDE được cấu hình để cho phép các thành viên nhóm dự án truy cập các

mô hình / tài liệu BIM của dự án chỉ khi được cho phép CDE cho phép rá soát sớm và phối hợp

kiểm tra nội dung ở mức cao trước khi chia sẻ thông tin, nhóm dự án có trách nhiệm xem xét các

mô hình / tài liệu trước khi đi qua nhiều cổng

Hình 2-11 Luồng công việc được tổ chức trong CDE (Mohsen, 2016)

2.3.2 Nghiên cứu về ứng dụng BIM kết hợp với môi trường dữ liệu chung (CDE) trong

 Cho phép các lựa chọn của dữ liệu được chấp thuận mới nhất từ khu vực được chia sẻ

 Giảm kiểm tra phối hợp (đảm bảo mô hình chính xác và các vấn đề như xung đột giữa các

mô hình đã được giải quyết) là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất thiết kế chi tiết

 Tái sử dụng thông tin để hỗ trợ lập kế hoạch xây dựng, dự toán, lập kế hoạch chi phí, quản

lý cơ sở vật chất và nhiều hoạt động cần thiết khác

 Giảm thời gian và chi phí sản xuất thông tin phối hợp

"Big Data – dữ liệu lớn" đã được thảo luận rất nhiều, tuy nhiên, dữ liệu phải được hiểu rõ, các định dạng chung phải được sử dụng, để được đánh giá và cải thiện vì lợi ích của tập thể Ngày nay, vấn

đề không phải ở chỗ thiếu khối lượng dữ liệu, mà là thiếu thông tin có thể sử dụng được, điều này

sẽ thúc đẩy năng suất cao hơn

BIM là công cụ giúp quản lý hiệu quả vòng đời dự án thông qua công nghệ số Nó có thể đem lại những lợi ích to lớn cho tất cả các bên liên quan Tuy nhiên, nó chỉ có thể đại được mục tiêu trên trong trường hợp tồn tại một môi trường dữ liệu chung, them vào đó là quy trình quản lý tinh gọn

“LEAN” và công nghệ hỗ trợ Sự tương quan giữa BIM, LEAN, và CDE được thể hiện trong hình dưới đây

Hình 2-12 Sự tương quan giữa BIM, LEAN, và CDE (Boxall, 2017)

Môi trường dữ liệu chung là yếu tố then chốt để cung cấp chất lượng cải tiến, sửa chữa, bảo trì và các sản phầm đầu ra trong xây dựng mới đúng tiến độ và đạt cơ sở ngân sách

Kết quả nghiên cứu về hiện trạng ngành xây dựng của (McKinsey Global Institute (MGI) , 2017) chỉ ra rằng chỉ có 2% các dự án xây dựng trên toàn cầu được giao đúng hạn, đạt ngân sách, và cho thấy sự hài lòng của tất cả các bên tham gia dự án và chủ đầu tư Và lật ngược lại kết quả trên sẽ cho thấy thông tin tiêu cực với 98% mức độ không hài long Trong đó, đa số ý kiến đòi hỏi phải chia sẻ thông tin kịp thời và chính xác minh bạch và nhanh nhất có thể, không bị gián đoạn giữa tất

cả các bên tham gia dự án và đảm bào trong suốt vòng đời của công trình

Thông tin phải rõ ràng, được tổng hợp, phân phối, cập nhật và chỉnh sửa cho tất cả các bên tham gia, làm rõ mục đích và mục tiêu ứng dự án ngay từ đầu Để làm việc này thông tin chỉ có thể được tạo ra, lưu trữ và duy trì một cách có hiệu quả trong một môi trường dữ liệu chung CDE

Mục tiêu chính của việc tạo ra dữ liệu trong môi trường quản lý dự án thông qua BIM là cung cấp thông tin, kiến thức và sự hiểu biết tốt hơn để tất cả các bên tham gia dự án có thể đưa ra các quyết định tốt hơn và nâng cao hiệu quả

2.3.3 Giải pháp môi trường dữ liệu dữ liệu chung

2.3.3.2 HxGN SMART Build

HxGN SMART Build là một giải pháp công nghệ thông tin cho việc quản lý xây dựng bằng cách tích hợp mô hình, lịch biểu và thông tin về chi phí để tối ưu hóa việc lập kế hoạch và thực hiện dự

án Giải pháp này cung cấp thông tin về tiến độ xây dựng theo dòng thời gian thực, cho phép đưa

ra các quyết định thông tin tốt hơn nhằm quản lý dự án đúng tiến độ và ngân sách thông qua mô hình trực quan trong một môi trường đám mây

Hình 2-14 Giao diện HxGN SMART Build