Xây dựng 4.0

Ứng dụng BIM trong thiết kế và thi công các cấu kiện đúc sẵn tại Xuân Mai Corp

Ứng dụng BIM trong thiết kế và thi công các cấu kiện đúc sẵn tại Xuân Mai Corp

Tạp chí Xây dựng - Bộ xây dựngBIM là xu thế tất yếu, ngoài việc BIM là yêu cầu bắt buộc của cơ quan quản lý nhà nước, thì BIM thực sự là giải pháp rất hiệu quả giúp cho chuyển đổi số ngành Xây dựng.

TÓM TẮT

Công ty CP Đầu tư và xây dựng Xuân Mai (Xuân Mai Corp) áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) vào quy trình làm việc theo lộ trình cụ thể: (1) Bắt đầu đưa BIM vào thiết kế, trực quan hóa một số giai đoạn trước thi công, nghiên cứu áp dụng BIM tổng thể hơn; (2) Xây dựng lộ trình BIM tổng thể, phát triển các bộ công cụ phục vụ triển khai các dự án, thực hiện thí điểm tại 6 dự án nhà công nghiệp: (3) Chuẩn hóa quy trình, nâng cấp công cụ quản lý dự án và áp dụng đại trà cho các dự án công nghiệp và thực hiện thí điểm ở một số dự án cao tầng; (4) Áp dụng đại trà vào các dự án do Xuân Mai Corp là chủ đầu tư và nhiều dự án khác do Xuân Mai Corp là tổng thấu EPC. Nhờ đó, Xuân Mai Corp đã có được giải pháp hữu ích để giải quyết vấn đề từ thực tiễn để xây dựng thương hiệu Xuân Mai Corp không chỉ là một đơn vị phát triển bất động sản uy tín, mà còn là một tổng thầu EPC hàng đầu.

Từ khóa: Công ty CP Đầu tư và xây dựng Xuân Mai, mô hình thông tin công trình, thiết kế và thi công, cấu kiện đúc sẵn, tổng thầu EPC.

ABSTRACT

Xuan Mai Corp applies the Building Information Modeling (BIM) to the workflow according to a specific roadmap: (1) Start to include BIM in the design, visualize some pre-construction stages, study and apply BIM more generally; (2) Building an overall BIM roadmap, developing toolkits for project implementation, piloting at 6 industrial house projects; (3) Standardize processes, upgrade project management tools, and apply them to industrial projects, and pilot some high-rise projects; (4) Mass application in projects invested by Xuan Mai Corp and many other projects by Xuan Mai Corp as EPC general manager. Thanks to that, Xuan Mai Corp has obtained a useful solution to solve the problem from practice to build the brand Xuan Mai Corp not only as a prestigious real estate developer, but also as a top EPC contractor.

Keywords: Xuan Mai Corp, Building Information Modeling, design and construction, prefabricated components, EPC general contractor.

I. GIỚI THIỆU

Công ty CP Đầu tư và xây dựng Xuân Mai (Xuân Mai Corp) có tiền thân là nhà máy sản xuất bê tông tấm lớn từ năm 1983, đến nay phát triển theo 2 mục tiêu chính, trở thành một đơn vị phát triển bất động sản uy tín và là một tổng thấu EPC hàng đầu.

Xuân Mai Corp hiện có 8 công ty thành viên hoạt động trong lĩnh vực xây dựng từ công tác thiết kế, vận chuyển, sản xuất, thi công lắp dựng, cơ điện, quản lý vận hành.

Xuân Mai Corp có 3 nhà máy sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn đặt tại Hà Nội, Vĩnh Phúc và Bình Dương, với công suất thiết kế tấm tường Acotec đạt 1,2 triệu m3/năm, đáp ứng khả năng sản xuất các sản phẩm bê tông tiền chế như: cọc, cột, tường, dầm, sàn, vỉ kèo nhịp lớn, dầm cầu… 

Hệ thống Xuân Mai Corp.

Từ những sản phẩm cấu kiện đúc sẵn, Xuân Mai Corp xây dựng các công trình dân dụng cao tầng, thấp tầng như: Khu phức hợp N05 - Trần Duy Hưng (Hà Nội), Thành phố giao lưu - Phạm Văn Đồng (Hà Nội), Chung cư Ecogreen -  Nguyễn Xiển (Hà Nội), Marina Plaza - Hạ Long (Quảng Ninh), Trung tâm thương mại chợ Mơ (Hà Nội), Chung cư cao cấp Eco Green (TP.HCM), Marina Square - Phú Quốc (Kiên Giang), Chung cư Paragon (Hà Nội); hay những công trình công nghiệp, trung tâm thương mại, bảo tàng như: Nhà máy Intel (TP.HCM), Nhà máy Nidec (Hà Nội), Mê Linh Plaza (Hà Nội), Nhà máy Kyocera (tỉnh Hưng Yên), Nhà máy Nissei (tỉnh Hải Dương), Bảo tàng Hà Nội.

II. VẤN ĐỀ ĐẶT RA

Đặc điểm cốt lõi của một dự án bê tông tiền chế là số lượng cấu kiện rất nhiều. Một dự án công nghiệp nhỏ có khoảng 1.000 cấu kiện; các dự án nhà cao tầng, nhà công nghiệp lớn có khoảng trên 10.000 cấu kiện.

Do đó, đặt ra vấn đề làm thế nào để quản lý được những cấu kiện này một cách hiệu quả, ngay từ trong công tác thiết kế, thay đổi thiết kế, tiến độ sản xuất, tiến độ thi công; đến quản lý khối lượng vật tư, vật liệu của dự án.

Các sản phẩm bê tông tiền được sản xuất tại các nhà máy của Xuân Mai Corp. 
Quản lý cấu kiện.

Có thể hình dung các cấu kiện tiền chế trong giai đoạn sản xuất tại nhà máy, sau khi vận chuyển ra công trường thi công giống như việc lắp ghép lego. Làm sao để ngay trong giai đoạn thiết kế phải đảm bảo được tính chính xác và chi tiết của các cấu kiện, không để xảy ra những va chạm, xung đột trong quá trình thi công.

Về tiến độ, do được sản xuất trước khi thực hiện thi công nên việc lắp dựng ngoài hiện trường rất nhanh, dẫn đến việc điều phối tiến độ thi công, sản xuất, thiết kế diễn ra liên tục, tức thì. Ví dụ, khi lắp dựng các cấu kiện tại công trường, khi có sự thay đổi tiến độ lắp dựng, sẽ kéo theo sự thay đổi của cả nhà máy sản xuất cấu kiện, cả thiết kế cấu kiện thậm chí thiết kế dự án... Xuân Mai Corp tìm thấy ở BIM như một giải pháp hữu ích để giải quyết vấn đề.

III. GIẢI PHÁP VÀ THỰC TIỄN ÁP DỤNG BIM TẠI XUÂN MAI CORP

3.1. Các giai đoạn áp dụng BIM

Trong thực tế, để có thể áp dụng giải pháp BIM vào quy trình làm việc, Xuân Mai Corp đã triển khai theo 4 giai đoạn: 

- Giai đoạn I (2014 - 2018): Bắt đầu đưa BIM vào thiết kế, trực quan hóa một số giai đoạn trước thi công, nghiên cứu áp dụng BIM tổng thể hơn.

- Giai đoạn 2 (2018 - 2020): Xây dựng lộ trình BIM tổng thể, phát triển các bộ công cụ phục vụ triển khai các dự án, thực hiện thí điểm tại 6 dự án nhà công nghiệp.

- Giai đoạn 3: (2020 - 2021): Chuẩn hóa quy trình, nâng cấp công cụ quản lý dự án và áp dụng đại trà cho các dự án công nghiệp và thực hiện thí điểm ở một số dự án cao tầng.

- Giai đoạn 4: (2021 đến nay): Áp dụng đại trà vào các dự án do Xuân Mai Corp là chủ đầu tư và nhiều dự án khác do Xuân Mai Corp là tổng thấu EPC.

3.2. Đào tạo nhân lực

Giai đoạn 2014 - 2018 khi BIM được nhắc nhiều hơn tại Việt Nam, Xuân Mai Corp đã tìm hiểu và áp dụng BIM cho đơn vị thiết kế. Xuân Mai Corp đã mở ra rất nhiều khóa đào tạo để tìm hiểu về BIM Tool.

3.3. Những thuận lợi 

Sau các khóa đào tạo đã có những kết quả nhất định như: Làm ra các hồ sơ thiết kế, đưa các yếu tố 3D BIM vào hồ sơ thiết kế, các bản vẽ chi tiết cấu kiện được thể hiện trên 3D BIM giúp cho các đơn vị sản xuất, thi công hình dung ra một cách trực quan.

Các mô hình 3D BIM cũng giúp cho các đơn vị thiết kế quản lý, kiểm soát, thiết kế tốt hơn so với phương pháp làm 2D truyền thống.

Các đơn vị kiến trúc, kết cấu MEP có thể dễ dàng phối hợp với nhau, từ đó giảm thiểu những xung đột, va chạm trong quá trình sản xuất cấu kiện và thi công xây dựng công trình sau này.

Thiết kế với BIM.
Trực quan hóa biện pháp thi công.

Với mô hình 3D BIM, các đơn vị có thể có những diễn họa trực quan biện pháp thi công giúp cho chủ đầu tư, các kỹ sư, công nhân ở công trường dễ dàng hình dung ra biện pháp thi công và tiến độ thi công. Trong các buổi họp về thiết kế, họp về tiến độ cũng trực quan hơn, thời gian tương tác, chuẩn bị tài liệu giảm bớt đi rất nhiều. các đơn vị sản xuất thi công có thể đóng góp ngay ý kiến cho đơn vị thiết kế trong quá trình thiết kế.

Từ mô hình BIM cũng giúp cho việc trực quan hóa công tác bóc tách khối lượng, một số khối lượng có thể trích xuất ra từ mô hình BIM phục vụ cho quá trình chào thầu cũng như quyết toán về sau.

3.4. Tìm hướng đi mới

Ngoài những ứng dụng thiết kế, trực quan, Xuân Mai Corp đã nỗ lực mong muốn tìm ra hướng đi khác, để áp dụng BIM hiệu quả hơn nữa cho tất cả các bên.

Bằng trải nghiệm khi triển khai BIM, Xuân Mai Corp đã rút ra những yêu cầu cốt lõi cho 4 trụ cột áp dụng BIM:

Tiến trình: Sự trao đổi, phối hợp cần thuận tiện; thông tin đưa ra cần chính xác, chỉ đưa ra những thông tin cần thiết, không cần quá sâu, không cần quá nhiều; ưu tiên sự tự động hóa.

Công nghệ: Yêu cầu bám sát tiến trình đã đặt ra, phục vụ tối đa tiến trình và dễ dàng triển khai đại trà, không yêu cầu quá cao về hạ tầng kỹ thuật (vì thực tế hạ tầng kỹ thuật của chúng ta với những công trường, nhà máy không phải là quá cao) và an toàn thông tin.

Con người: Có trách nhiệm và những kỹ năng cần thiết.

Chính sách: Pháp lý, hợp đồng, nhất quán trong việc đưa ra yêu cầu.

3.4.1. Xây dựng tiến trình

Mục tiêu của việc xây dựng tiến trình là đưa ra một tiến trình bảo đảm thông tin chính xác, cần thiết, trao đổi và phối hợp thuận tiện.

Xuân Mai Corp thành lập Phòng BIM riêng. Từ đó, xây dựng tiến trình BIM đầu tiên là các cán bộ phòng BIM, để làm được một quy trình hiệu quả thì người xây dựng phải trực tiếp hiểu được công tác đang triển khai. 

Các cán bộ BIM của Xuân Mai Corp xuống trực tiếp công trường, nhà máy trong thời gian khoảng 4 tháng để nắm bắt được hết các quy trình, các thông tin mà các bên cần. Ví dụ, bên thi công cần những thông tin gì từ bên sản xuất, thiết kế; hay đơn vị sản xuất cần những thông tin gì từ thiết kế và sẽ cung cấp hay cần những thông tin gì từ bên thi công…

Những thông tin mà các bên yêu cầu được Xuân Mai Corp tập hợp lại, mỗi thông tin trả lời cho câu hỏi: Thông tin là gì, khi nào được khai báo, khai báo bằng cách nào, dùng cho ai, ai là người khai thác…

Tiến trình trao đổi, phối hợp thông tin tại Xuân Mai Corp.

Khi đã tập hợp được những thông tin cần thiết, Xuân Mai Corp xây dựng tiến trình trao đổi, phối hợp thông tin trên nền tảng BIM, bám vào tiến trình làm việc hiện tại, đồng thời tham khảo thêm tiến trình theo ISO 19650. Việc xây dựng tiến trình bảo đảm không chỉ phục vụ trong nội bộ Xuân Mai Corp, mà khi kết hợp với các đơn vị khác thì tiến trình này vẫn phù hợp. Bên cạnh đó, tiến trình cũng phải bảo đảm mức độ tự động hóa cao. 

3.4.2. Áp dụng công nghệ

Để các bên có thể phối hợp tốt với nhau, cần phải xây dựng một môi trường trao đổi chung (CDE). Để xây dựng được CDE, khi đã có khái niệm về tiến trình xây dựng, Xuân Mai Corp bắt đầu áp dụng công nghệ, tự phát triển CDE và bám sát theo tiến trình đã đặt ra.

Ví dụ, quy định về một CDE phải đáp ứng đầy đủ một số yêu cầu như: Lưu trữ được thông tin (cả những thông tin hình học và phi hình học), phân quyền linh hoạt, kiểm soát chặt chẽ, định danh dữ liệu không bị trùng lặp, có các tiêu chuẩn như đặt tên theo quy định, có các trường thông tin bổ sung, theo dõi các thay đổi, kiểm soát phiên bản bảo mật, tích hợp thêm các ứng dụng vào API, cũng như cảnh báo, nhắc nhở… CDE tại Xuân Mai Corp là môi trường trao đổi chung cho tất cả các đơn vị thành viên.

Xây dựng môi trường trao đổi chung (CDE).

Sau đó, xây dựng một loạt các ứng dụng, từ các add-in, tool cho đến các phần mềm chạy trên máy tính, các ứng dụng mobile để khai thác thông tin từ CDE. Các ứng dụng này tập trung vào cụ thể chuyên môn của từng đơn vị. Người làm quản lý sẽ có modul của người làm quản lý; cán bộ HSE có những modul về quản lý an toàn; hay đơn vị thi công có những modul quản lý thi công. Có thể nói, dựa trên nền tảng BIM, CDE chung, Xuân Mai Corp đã thực hiện việc số hóa toàn bộ các quy trình làm việc, giúp cho các đơn vị phối hợp, làm việc với nhau rất hiệu quả.

Với công tác quản lý cấu kiện, trước đây khi sản xuất cấu kiện, việc đầu tiên là cần kiểm soát tài liệu với nhiều phiên bản, việc quản lý rất khó khăn. Nhưng, với hệ thống CDE, giúp cho việc tìm kiếm rất dễ dàng và luôn cập nhật tình trạng mới nhất.

Nhờ nền tảng CDE, Xuân Mai Corp thực hiện được việc số hóa và lưu trữ thông tin tất cả các giai đoạn của mỗi cấu kiện bằng việc đánh mã QR Code. Với mã QR Code này có thể kết nối dữ liệu với các ứng dụng trong hệ thống CDE, tem QR Code được in ra dễ dàng và được dán trực tiếp lên cấu kiện. Qua từng giai đoạn sản xuất, vận chuyển hay thi công thì mã QR Code luôn cung cấp thông tin lên môi trường BIM, CDE chung.

Số hóa và lưu trữ thông tin mỗi cấu kiện.

Hoặc khi xuất hàng ra, thực hiện công tác kiểm đếm các cấu kiện, chỉ cần quét mã là xong đơn xuất hàng. Hay những công tác đánh giá năng suất lao động, kiểm kê số lượng công nhân ra vào công trường, hoàn toàn có thể quản lý được toàn bộ thời gian thực và quản lý tự động.

Đặc biệt, hệ thống CDE rất minh bạch, giúp cho công tác quản lý, điều phối thuận lợi hơn rất nhiều. Với hệ thống CDE, cuối mỗi ngày sẽ có một bản tổng hợp, đánh giá báo cáo về các công tác, gửi email cho toàn bộ hệ thống về tiến độ công việc, đánh giá tốc độ công việc, đưa ra nhận định đến thời điểm nào mới đạt yêu cầu từ việc đánh giá tự động… Giúp cho công tác quản lý tiến độ rất hiệu quả.

Định kỳ theo thời gian, các đơn vị thanh tra của Xuân Mai Corp sẽ thanh tra công trường, có thể áp dụng mô hình BIM, công cụ BIM với camera hay flycam để kiểm tra thực tế dự án so với báo cáo hằng ngày.

3.4.3. Con người và chính sách

Xuân Mai Corp lựa chọn ra những con người có trách nhiệm, đào tạo cho họ những kỹ năng cần thiết để thực hiện công việc. Đa số các cán bộ đều có trách nhiệm và có năng lực triển khai những kỹ năng cần thiết. Tuy nhiên, tồn tại một số rào cản như có những người không ủng hộ, nhưng cần đánh giá sự không ủng hộ đó xuất phát từ nguyên nhân gì, do bản thân người cán bộ, do công nghệ, hay do quy trình của doanh nghiệp gây khó khăn cho công tác triển khai. Nếu do công nghệ hay quy trình của doanh nghiệp thì phải thay đổi.

Bên cạnh đó, những chính sách đặt ra bảo đảm hỗ trợ và đưa ra những yêu cầu cụ thể, vừa đủ, nhất quán kèm theo những nội dung khác giúp cho nhân lực có thể triển khai.

VI. KẾT LUẬN

BIM là xu thế tất yếu, ngoài việc BIM là yêu cầu bắt buộc của cơ quan quản lý nhà nước, thì BIM thực sự là giải pháp rất hiệu quả giúp cho chuyển đổi số ngành Xây dựng.

Tuy nhiên, tùy vào mỗi tổ chức, đơn vị cần có cách tiếp cận BIM một cách hợp lý, xây dựng lộ trình tổng thể để giải quyết các vấn đề, bài toán phát triển của doanh nghiệp; tạo cầu nối với cơ quan chức năng hay các doanh nghiệp khác.

Do 1 trong 4 trụ cột về BIM là công nghệ, việc áp dụng BIM phải liên tục cập nhật, thay đổi theo công nghệ mới và cũng phải tiếp nhận, phát triển công nghệ mới vào tiến trình thực hiện BIM của doanh nghiệp.

Bên cạnh đó, phải có những chính sách khuyến khích phát triển ứng dụng BIM không chỉ riêng trong từng đơn vị, doanh nghiệp mà cần có từ phía các cơ quan quản lý nhà nước.

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. ISO (the International Organization for Standardization), BS EN ISO 19650‑2:2018 - Organization and digitization of information about buildings and civil engineering works, including building information modelling (BIM) - Information management using building information modelling Part 2: Delivery phase of the assets.
2. CDE Sub Group, Asset Information Management - Common Data Environment: Functional Requirements, UK Government BIM Working Group, 2018.
3. CDE Sub Group, Asset Information Management - Common Data Environment: Functional Requirements, UK Government BIM Working Group, 2018.

 

Ý kiến của bạn

Chủ đề bạn có thể quan tâm