Ngành hạ tầng đang từng bước số hóa để bắt kịp đổi mới công nghệ trong tương lai và nâng cao hiệu suất trong bối cảnh chi phí leo thang, tiến độ gấp rút và áp lực về tính bền vững ngày càng lớn. Building Information Modeling (BIM) đã trở thành công cụ được sử dụng rộng rãi trong giới kỹ sư và doanh nghiệp xây dựng nhằm nâng cao chất lượng thiết kế và thông tin thi công, cải thiện mức độ cộng tác và tối ưu quy trình triển khai dự án cho đến cả giai đoạn vận hành công trình. Hiện nay, người anh em của nó – BrIM (Bridge Information Modeling) – đang mở đường để phương pháp này định hình vị thế trong lĩnh vực xây dựng cầu.
BrIM (Bridge Information Modeling) là gì?
Mặc dù BIM có thể áp dụng cho nhiều loại công trình, nhưng việc sử dụng trong xây dựng cầu còn khá hạn chế. Khác với kiến trúc theo phương đứng, cầu là các tuyến đường ngang và bản chất dự án là các công trình thi công nặng. BrIM – phiên bản tùy biến của BIM cho các dự án cầu – cung cấp mô hình thể hiện đầy đủ các đặc điểm vật lý và chức năng của tài sản cầu, đồng thời là nguồn dữ liệu xuyên suốt vòng đời công trình.
BrIM giúp nâng cao chất lượng thiết kế nhờ thông tin chính xác, tài liệu thống nhất và khả năng thi công được cải thiện. BrIM hỗ trợ chế tạo chính xác trước và cung ứng vật liệu theo tiến độ, đồng thời thúc đẩy hợp tác giữa các chuyên ngành. Kết quả là các giải pháp tối ưu cho tất cả bên liên quan và lưu trữ thông tin phục vụ bảo trì dự phòng.
Firstly: BrIM is about data standardization
Giao tiếp minh bạch và cộng tác ở mức cao là động lực then chốt của cả BIM và BrIM. Để phát huy tối đa công cụ, cần phải chuẩn hóa dữ liệu. Dữ liệu chuẩn hóa có thể sử dụng và duy trì ở định dạng thích hợp khi chuyển tiếp giữa các giai đoạn, giúp tích hợp các bước trong quy trình.
Việc chia sẻ dữ liệu bất kể phần mềm nào đang sử dụng là chìa khóa để cộng tác hiệu quả. Vì vậy, việc nâng cao khả năng của BrIM để tạo ra quy trình mở, tương thích và có thể lặp lại là lợi ích cho tất cả các bên dự án.
Chuẩn hóa nên là một nỗ lực mang tính toàn cầu. BuildingSmart hiện đang mở rộng tiêu chuẩn IFC toàn cầu để bao gồm cả phương pháp xây cầu (IFC cấp độ 4), nhằm đáp ứng nhu cầu đặc thù của ngành cầu.
Thứ hai: BrIM là về công nghệ
BIM và BrIM có thể kết nối với các công nghệ hiện đại khác như in 3D, xây dựng tự động, phân tích dữ liệu lớn, thực tế tăng cường và mô phỏng, Internet Vạn Vật (IoT), giám sát không dây, cộng tác đám mây và theo thời gian thực.
Một ứng dụng BIM đúng nghĩa phải là dạng tham số, tức các tham số của đối tượng sẽ xác định tương tác giữa chúng. Ứng dụng tham số giúp các bên tạo, thu thập, lưu trữ và chia sẻ dữ liệu nhất quán, chính xác để hỗ trợ xuyên suốt vòng đời công trình.
Bên cạnh đó, một nền tảng dữ liệu mở hỗ trợ định dạng dữ liệu chuẩn hóa – ví dụ như Trimble Connect – là điều cần thiết. Nền tảng này cho phép chuyển dữ liệu thiết kế cầu giữa các phần mềm khác nhau, đảm bảo quản lý dữ liệu thực sự cởi mở và cộng tác. Mọi thay đổi hoặc xóa bỏ đều được ghi lại và hiển thị rõ ràng, không có dữ liệu bị mất hoặc bị ghi đè, và mô hình có thể thích ứng mà hầu như không gây gián đoạn đến quy trình làm việc.
Quan trọng nhất: BrIM là về con người
Chuyển đổi sang BrIM giúp tinh gọn quy trình và định hình văn hóa doanh nghiệp theo hướng dựa trên mô hình. Tuy nhiên, yếu tố quan trọng nhất (và có lẽ cũng là thử thách nhất) là đảm bảo con người được hỗ trợ trong quá trình chuyển đổi. Quản lý thay đổi và xây dựng năng lực BIM xuyên suốt chuỗi giá trị là điều thiết yếu. Hiện nay, tình trạng thiếu người dùng BIM có kỹ năng đang ảnh hưởng đến tiến độ dự án tại các quốc gia mà ngành xây dựng đang phát triển mạnh.
Tận dụng tối đa BrIM đòi hỏi sự thay đổi trong tư duy: tài liệu in chỉ là biểu hiện của dữ liệu, còn dữ liệu bản thân có thể liên tục phát triển trong suốt quá trình phát triển dự án.
Chia sẻ là yếu tố cốt lõi của cộng tác hiệu quả
Vì các dự án cầu lớn bao gồm nhiều giai đoạn từ quy hoạch đến vận hành và tháo dỡ, BrIM có thể mang lại những cải tiến quy trình đáng kể. Ví dụ: thiết kế sẵn sàng thi công giúp giảm chi phí xây dựng và cải thiện công tác bóc tách khối lượng.
Mô hình cầu có thể thi công hỗ trợ các hoạt động như:
-
trực quan hóa 3D
-
lập kế hoạch giàn giáo
-
ván khuôn và đổ bê tông
-
lắp dựng ảo
-
điều khiển máy móc tự động
-
quản lý vật tư thông minh
Định dạng kỹ thuật số được chuẩn hóa đảm bảo khả năng tích hợp nhanh với các công cụ phần mềm, đồng thời giảm rủi ro hiểu sai.
Hình ảnh mô phỏng thực tế và cập nhật liên tục cùng với trình tự thi công từng bước giúp quá trình giao tiếp với cơ quan chức năng dễ dàng hơn. Ngoài ra, mô hình cũng giúp rút ngắn tiến độ dự án nhờ luồng công việc hiệu quả hơn.
Làm việc với BrIM loại bỏ khoảng trống trong dữ liệu chia sẻ. Trước đây, các bên tham gia dự án không nhất thiết nắm rõ thay đổi và diễn biến trong quá trình, nhưng với mô hình được cập nhật liên tục và phát triển, không ai bị bỏ lại phía sau. Mô hình tương tác với các công cụ xây dựng kỹ thuật số và máy móc chế tạo, giúp các dự án xây dựng diễn ra hiệu quả và mang lại lợi nhuận. Sự hợp tác chặt chẽ giữa tất cả các bên, kể cả chủ đầu tư, góp phần nâng cao hiệu quả.
Trước đây, các bên tham gia dự án không nhất thiết phải biết về những thay đổi và phát triển trong quy trình, nhưng với mô hình liên tục được cập nhật và phát triển thì không ai bị bỏ lại phía sau.
Các công cụ BrIM cũng lưu trữ và cập nhật dữ liệu vượt ra ngoài giai đoạn thiết kế, cung cấp thông tin cần thiết cho kỹ sư và cơ quan chức năng để thực hiện chế tạo, thi công, vận hành, bảo trì và kiểm tra. Giá trị cốt lõi của BrIM nằm ở khả năng sử dụng, chia sẻ và tái sử dụng dữ liệu, giúp các bên tối ưu hóa quy trình trong suốt vòng đời cây cầu.
Lợi ích của bạn là gì?
Cho đến nay, ngành cầu vẫn phụ thuộc nhiều vào tài liệu in ấn như bản vẽ giấy, và đi sau ngành xây dựng vốn đã phổ biến BIM. Việc chuyển từ giao tiếp qua tài liệu sang mô hình dữ liệu tích hợp và kết nối có thể cải thiện đáng kể dòng chảy công việc và giảm chi phí.
Vì vậy, thiết lập các tiêu chuẩn số và quy trình thống nhất sẽ tạo điều kiện đưa BrIM vào điều khoản hợp đồng. Điều này đạt hiệu quả cao nhất khi sử dụng phần mềm BrIM tối ưu – như Tekla Structures với khả năng tham số thông minh, phù hợp với cầu thuộc mọi vật liệu, loại hình và kích thước.
Việc chuyển từ giao tiếp dựa trên tài liệu sang các mô hình dữ liệu tích hợp và kết nối có thể cải thiện đáng kể tiến độ của dự án và giảm chi phí.
Hiện nay, các công ty thiết kế và kỹ thuật đang đi đầu, trong khi chủ sở hữu cầu vẫn tụt lại phía sau – mặc dù dữ liệu BrIM “as-built” có thể cách mạng hóa giai đoạn bảo trì. Lý do là BIM vẫn bị xem là phần mềm thiết kế 3D đơn thuần, và các ứng dụng BIM hỗ trợ quản lý cầu thông minh vẫn đang ở giai đoạn đầu. Ngoài ra, vẫn cần các dự án thí điểm chứng minh BrIM là công cụ tạo giá trị chứ không chỉ là chi phí phát sinh.
BIM là một bước chiến lược quan trọng trong quá trình số hóa ngành hạ tầng. Sự chuyển đổi này cần bắt đầu từ cấp quản lý cao nhất – nơi họ cần nhìn nhận BrIM là công cụ tạo giá trị và lợi thế cạnh tranh, không phải chỉ là chi phí. Ngành cũng cần thoát khỏi cách làm việc rời rạc, hướng đến hợp tác liên chuyên ngành, hợp đồng tích hợp tốt hơn và các loại hình dự án mới.
Nguồn: Tekla