Khám phá cách Bennett & Pless ứng dụng Tekla Structures, Tekla Structural Designer và Tekla PowerFab để tối ưu quy trình BIM, tăng hiệu quả phối hợp và rút ngắn tiến độ dự án 3–4 tuần.

“Việc chuyển từ quy trình làm việc dựa trên bản vẽ sang sử dụng mô hình đã giúp chúng tôi rút ngắn tiến độ từ 3–4 tuần. Điều này giúp thu hẹp đáng kể khoảng cách giữa các cập nhật thiết kế và hoạt động gia công chế tạo, cho phép chúng tôi đẩy nhanh tiến độ công việc.”

Eloy Rodriguez | Kỹ sư Dự án, SteelFab

Kể từ năm 1964, Bennett & Pless đã cung cấp các giải pháp kỹ thuật kết cấu cho nhiều dự án phức tạp. Khởi đầu là một công ty nhỏ có trụ sở tại Atlanta, Bennett & Pless đã phát triển trở thành đơn vị tư vấn kỹ thuật chuyên về kết cấu lớn nhất miền Nam Hoa Kỳ, sở hữu chuyên môn sâu rộng trong các dự án sản xuất công nghiệp phức tạp, công trình công nghiệp, cơ sở khoa học đời sống và trung tâm dữ liệu.

Trước nhu cầu ngày càng tăng đối với các dự án công nghiệp quy mô lớn đòi hỏi tiến độ triển khai nhanh, Bennett & Pless đã tìm kiếm những phương pháp nhằm cải thiện khả năng phối hợp giữa đội ngũ kỹ sư, đơn vị triển khai bản vẽ chi tiết và các đối tác gia công chế tạo.

Một dự án xây dựng nhà máy sản xuất dược phẩm gần đây đã mang đến cơ hội để công ty phát triển và ứng dụng phương pháp này. Với tổng diện tích hơn 1,4 triệu feet vuông (khoảng 130.000 m²) và tổng vốn đầu tư lên đến 4,1 tỷ USD, đây là dự án đầu tư lớn nhất trong lịch sử bang North Carolina thuộc lĩnh vực khoa học đời sống.

Hợp tác cùng các đối tác lâu năm là SteelFab và Southern Detailing Co., Bennett & Pless đã triển khai quy trình làm việc dựa trên mô hình, lấy dữ liệu kết cấu 3D được chia sẻ làm nền tảng. Thông qua việc ứng dụng Tekla Structural Designer, Tekla Structures và Tekla PowerFab trong hệ sinh thái giải pháp toàn diện của Trimble, nhóm dự án đã thiết lập một quy trình làm việc liên thông, kết nối xuyên suốt các giai đoạn thiết kế kỹ thuật, triển khai bản vẽ chi tiết và gia công chế tạo.

Quy trình này giúp giảm thiểu các công việc trùng lặp, nâng cao hiệu quả phối hợp và cho phép các nhóm đối tác triển khai công việc song song. Đồng thời, các bên có thể nhanh chóng thích ứng với những thay đổi của dự án, đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu trong suốt vòng đời dự án.

Quy trình làm việc truyền thống đã gây ra nhiều sự chậm trễ và làm gia tăng tính phức tạp trong quá trình phối hợp giữa Bennett & Pless và các đối tác. Các kỹ thuật viên thiết kế phải chuyển những thay đổi trong mô hình thành bản vẽ, sau đó trải qua nhiều bước phối hợp và phê duyệt trước khi được chuyển đến đơn vị gia công chế tạo. Khi thông tin đến tay đơn vị gia công, các nhóm thực hiện phải đối chiếu và xác định những thay đổi trên hàng trăm, thậm chí hàng nghìn bản vẽ theo cách thủ công.

“Có thể chỉ mất vài ngày kể từ khi chúng tôi cập nhật mô hình cho đến khi gửi bản vẽ đi, nhưng phải mất đến vài tuần để tất cả các bản vẽ được phê duyệt hoàn toàn.” — Michael Bain, P.E. | Kỹ sư kết cấu tại Bennett & Pless

Trong phần lớn trường hợp, các nhóm phụ trách công đoạn tiếp theo phải tái tạo mô hình kết cấu từ bản vẽ của kỹ sư thiết kế để phục vụ công tác triển khai bản vẽ chi tiết và gia công chế tạo. Việc lặp lại công việc này không chỉ làm chậm tiến độ mà còn tiềm ẩn nguy cơ phát sinh sai lệch giữa thiết kế và quá trình triển khai thực tế.

Trước áp lực tiến độ gấp rút cùng những yêu cầu liên tục thay đổi, Bennett & Pless cần đẩy nhanh quá trình triển khai nhưng vẫn đảm bảo sự phối hợp đồng bộ với các đối tác triển khai bản vẽ chi tiết và gia công chế tạo. Thay vì tiếp tục phụ thuộc vào quy trình làm việc dựa trên bản vẽ truyền thống, công ty mong muốn thử nghiệm một phương pháp cộng tác hiệu quả hơn, lấy mô hình làm nền tảng.

“Chúng tôi đã liên hệ với SteelFab và đặt câu hỏi: ‘Chúng ta có thể làm gì để tinh gọn quy trình? Liệu chúng ta có thể chia sẻ mô hình và cùng nhau xem xét trực tiếp trên đó không?’ Vấn đề thực sự nằm ở việc tìm ra phương thức cộng tác mới nhằm nâng cao hiệu quả cho toàn bộ nhóm dự án. Thay vì chỉ trao đổi thông tin thông qua các bộ bản vẽ PDF, chúng tôi có thể phối hợp trực tiếp trên mô hình, qua đó giúp tất cả các bên tiết kiệm thời gian và chi phí.” — Michael Bain

Những cuộc trao đổi ban đầu này đã thúc đẩy Bennett & Pless, SteelFab và Southern Detailing Co. cùng nghiên cứu phương pháp chia sẻ và luân chuyển dữ liệu kết cấu một cách liền mạch giữa các nhóm tham gia dự án.

Để duy trì tính nhất quán trong suốt dự án, Bennett & Pless đã triển khai quy trình làm việc tích hợp trong hệ sinh thái Trimble. Đội ngũ kỹ sư sử dụng Tekla Structural Designer để thiết kế, Tekla Structures để triển khai bản vẽ chi tiết và Tekla PowerFab để quản lý gia công chế tạo. Quy trình làm việc liên thông này đảm bảo tất cả các bên liên quan trong dự án luôn làm việc với dữ liệu mới nhất.

Thiết kế và kỹ thuật kết cấu

Sử dụng Tekla Structural Designer làm nền tảng cho công tác thiết kế kết cấu và cộng tác, Bennett & Pless đã phát triển một mô hình toàn diện, thể hiện đầy đủ ý đồ thiết kế, bao gồm dữ liệu hình học, hệ khung kết cấu và tải trọng.

Việc áp dụng phương pháp làm việc dựa trên mô hình đã chuyển đổi quy trình từ việc bàn giao thông tin qua từng giai đoạn riêng biệt sang trao đổi dữ liệu 3D liên tục. Nhờ đó, các nhóm thiết kế, triển khai bản vẽ chi tiết và gia công chế tạo có thể xem xét các cập nhật, đặt câu hỏi và thực hiện điều chỉnh gần như theo thời gian thực, đảm bảo sự phối hợp đồng bộ và duy trì tiến độ khi dự án có những thay đổi.

“Không phải là có ít câu hỏi hơn, mà là chúng tôi có thể giải quyết chúng nhanh hơn rất nhiều.” – Michael Bain.

Điều này cho phép nhóm dự án thiết kế và phân tích các yêu cầu kỹ thuật phức tạp, xử lý tải trọng động đất và tải trọng gió lớn, thực hiện phân tích dao động và đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về độ võng đối với hệ mặt dựng kính quy mô lớn, tất cả trong cùng một môi trường làm việc. Ngoài ra, mặc dù dự án được thiết kế theo hệ đơn vị mét, các nhóm gia công chế tạo lại sử dụng hệ đơn vị Anh và mô hình đã hỗ trợ việc chuyển đổi giữa hai hệ đơn vị này.

Cuối cùng, Bennett & Pless cũng có thể tách riêng và chia sẻ các phần cụ thể của kết cấu dưới dạng những mô hình độc lập.

“Hệ kết cấu chính có tính đồng nhất giữa các tòa nhà, nhưng một số thành phần, chẳng hạn như kết cấu thép mặt dựng, lại có sự khác biệt. Chúng tôi có thể gửi riêng mô hình chỉ bao gồm phần kết cấu thép mặt dựng, cho phép các nhóm ở công đoạn tiếp theo đối chiếu trực tiếp với mô hình của họ, thay vì phải xác định thủ công những thay đổi tại hàng chục vị trí khác nhau.” – Michael Bain.

Triển khai bản vẽ chi tiết

Thay vì trao đổi thông tin thông qua bản vẽ, Bennett & Pless đã xây dựng một mô hình kết cấu 3D thống nhất và chia sẻ trực tiếp với các đối tác ở những công đoạn tiếp theo, cho phép dữ liệu kết cấu được trao đổi liền mạch giữa các giai đoạn thiết kế kỹ thuật, triển khai bản vẽ chi tiết và gia công chế tạo.

Trong trường hợp này, mô hình Tekla Structural Designer do đội ngũ kỹ sư tạo ra được Southern Detailing đưa vào Tekla Structures để kiểm tra, xác thực và sử dụng làm nền tảng ban đầu cho công tác triển khai bản vẽ chi tiết.

“Thay vì tái tạo mô hình phục vụ gia công chế tạo từ các bản vẽ, chúng tôi phát triển trực tiếp trên mô hình thiết kế kỹ thuật. Điều này mang lại một nền tảng ban đầu chính xác và giúp đảm bảo mô hình bàn giao cho SteelFab phù hợp với ý đồ thiết kế, đồng thời sẵn sàng phục vụ công tác gia công chế tạo.” – Robert Krohn, Chủ sở hữu Southern Detailing Co.

Điều này cho phép các nhóm triển khai bản vẽ chi tiết bắt đầu công việc trực tiếp từ chính dữ liệu kết cấu đã được sử dụng trong quá trình thiết kế.

“Họ không phải bắt đầu lại từ đầu. Họ bắt đầu với một hệ kết cấu đã được xây dựng hoàn chỉnh.” – Michael Bain.

Gia công chế tạo

Sau khi hoàn tất công tác triển khai bản vẽ chi tiết, dữ liệu mô hình được chuyển trực tiếp vào Tekla PowerFab để hỗ trợ quản lý gia công chế tạo, theo dõi vật tư và quy trình sản xuất. Nhờ thông tin được duy trì xuyên suốt từ giai đoạn thiết kế đến triển khai bản vẽ chi tiết, SteelFab có thể quản lý vật tư, theo dõi tiến độ và phối hợp các hoạt động gia công chế tạo mà không cần xử lý lại dữ liệu.

“Tính liên tục này mang lại lợi thế rất lớn. Chúng tôi không cần nhập lại thông tin hay tìm cách đối chiếu dữ liệu giữa các hệ thống khác nhau. Dữ liệu đã có sẵn, vì vậy chúng tôi có thể chuyển thẳng sang giai đoạn gia công chế tạo mà không cần thực hiện thêm các bước trung gian.” – Eloy Rodriguez, Kỹ sư Dự án tại SteelFab.

Khi có những cập nhật, khả năng nhận biết sớm các thay đổi trong mô hình cho phép SteelFab đưa ra quyết định nhanh hơn, giảm thiểu khoảng thời gian chờ giữa những thay đổi thiết kế và quá trình chuẩn bị gia công chế tạo. Trong một số trường hợp, nhóm dự án có thể bắt đầu lập kế hoạch vật tư và thậm chí tiến hành đặt hàng dựa trên dữ liệu mô hình. Phương pháp này cũng có thể được mở rộng khi phạm vi dự án phát triển, bao gồm nhiều tòa nhà.

“Nhiều tòa nhà sử dụng chung một hệ kết cấu, vì vậy chúng tôi đã tận dụng mô hình ban đầu để lập đơn đặt hàng thép từ nhà máy. Điều này cho phép chúng tôi tiến hành chuẩn bị vật tư cho nhiều tòa nhà dựa trên chính mô hình đầu tiên đó.” – Robert Krohn.

Phối hợp và cộng tác

Trước khi ứng dụng các giải pháp của Trimble, Bennett & Pless thường phải cập nhật mô hình và chờ hoàn tất quá trình phối hợp với các bộ môn kiến trúc và cơ điện (MEP) trước khi phát hành bản vẽ.

“Có thể mất đến hai tuần từ khi chúng tôi cập nhật mô hình cho đến khi gửi bản vẽ, do phải chờ các bộ môn khác. Với quy trình làm việc dựa trên mô hình, khoảng thời gian chờ đợi đó đã được loại bỏ. Chúng tôi có thể gửi ngay mô hình cập nhật cho SteelFab và đến khi bản vẽ được phát hành, họ chỉ cần xác nhận rằng tất cả các thay đổi đã được cập nhật đầy đủ. Điều này có thể giúp tiết kiệm nhiều ngày, thậm chí nhiều tuần cho mỗi lần đệ trình hồ sơ.” – Michael Bain.

Trong dự án này, phương pháp trên đã được áp dụng trong những điều kiện đặc biệt khắt khe. Ban đầu được lên kế hoạch mở rộng một cơ sở hiện hữu, dự án sau đó đã được mở rộng đáng kể về quy mô và chuyển sang một khu đất mới chưa được phát triển ở gần đó.

“Thay đổi này về cơ bản khiến quá trình thiết kế phải bắt đầu lại từ đầu, nhưng toàn bộ tiến độ dự án vẫn phải được rút ngắn đáng kể để đáp ứng thời hạn của chủ đầu tư. Quy trình làm việc tích hợp đã mang lại lợi ích rất lớn. Nó cho phép chúng tôi tiếp tục triển khai công việc, nhanh chóng chia sẻ các bản cập nhật và duy trì sự phối hợp đồng bộ với đơn vị triển khai bản vẽ chi tiết và đơn vị gia công chế tạo, bất chấp việc phải khởi động lại quá trình thiết kế.” – Michael Bain.

Khi thiết kế tiếp tục được điều chỉnh, Bennett & Pless cập nhật mô hình kết cấu tương ứng. Tekla Structures tự động đánh dấu những khác biệt quan trọng giữa các phiên bản mô hình, giúp các nhóm nhanh chóng nhận biết những thay đổi mà không cần rà soát bản vẽ.

“Việc có ngay một báo cáo thể hiện những thay đổi mà không cần phải đọc qua 20, 40 hay 80 trang bản vẽ là một lợi thế rất lớn. Chúng tôi có thể lập tức xác định những gì đã thay đổi và đưa ra phương án xử lý, giúp việc duy trì tiến độ dự án trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.” – Eloy Rodriguez.

“Việc chuyển từ quy trình làm việc dựa trên bản vẽ sang sử dụng mô hình đã giúp chúng tôi tiết kiệm được 3–4 tuần. Điều này giúp rút ngắn khoảng thời gian giữa các cập nhật thiết kế và hoạt động gia công chế tạo, cho phép chúng tôi đẩy nhanh tiến độ đáng kể.” – Eloy Rodriguez.

Nhờ khả năng trao đổi thông tin trực tiếp hơn và giải quyết các vấn đề nhanh chóng hơn, Bennett & Pless cùng các đối tác đã duy trì tiến độ và sự phối hợp đồng bộ trong suốt quá trình triển khai một dự án phức tạp, có tiến độ gấp rút và liên tục thay đổi.

“Điều này cho phép chúng tôi tiếp tục triển khai công việc bất chấp những thay đổi vốn thường gây ra sự chậm trễ.” – Michael Bain.

Cuối cùng, quy trình làm việc liên thông mới cũng tăng cường khả năng cộng tác giữa tất cả các bên liên quan và góp phần đảm bảo quá trình triển khai dự án diễn ra thuận lợi.

“Thay vì làm việc riêng lẻ, chúng tôi đã thiết lập được một quy trình cộng tác chặt chẽ hơn nhiều giữa các nhóm thiết kế kỹ thuật, triển khai bản vẽ chi tiết và gia công chế tạo. Nhìn chung, mặc dù dự án có quy mô lớn, tính phức tạp cao và liên tục thay đổi, toàn bộ quá trình triển khai vẫn diễn ra rất suôn sẻ từ đầu đến cuối.” – Robert Johel, Phó Chủ tịch tại SteelFab.

– Nguồn: Trimble