Khả năng kết hợp mô hình thông tin công trình và sản xuất tinh gọn tại việt nam

KHẢ NĂNG KẾT HỢP MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH VÀ SẢN XUẤT TINH GỌN TẠI VIỆT NAM
Bài đăng trên Tạp chí Kinh tế Xây dựng ISSN 1859-4921 số 03/2018 (trang 20-30)
Nguyễn Bảo Ngọc1*, Nguyễn Thị Hiền2, Nhâm Sỹ Trung Kiên2, Đậu Thị Nguyệt Anh2, Trịnh Thị Trang2,
Hồng Đức Anh2

R
IP
T

Tóm tắt: Mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) và sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing) là hai khái niệm độc
lập, tuy nhiên khi được áp dụng trong các dự án xây dựng chúng lại cùng hướng đến một mục đích chung là
cải tiến quy trình, cải thiện chất lượng sản phẩm, gia tăng giá trị và giảm thiểu các lãng phí. Vấn đề đặt ra là
liệu có thể tận dụng sức mạnh hiệp lực từ việc tích hợp các ưu điểm riêng rẽ của hai khái niệm trên nhằm phát
huy tối đa tiềm năng từ các nguồn lực dự án, thỏa mãn mong muốn của khách hàng, góp phần giúp ngành
công nghiệp xây dựng Việt Nam bắt kịp đà phát triển với thế giới. Thông qua những đánh giá về mối liên hệ
cùng với sự tương tác giữa các chức năng BIM và nguyên tắc của Sản xuất tinh gọn, bài báo đã củng cố nhận
định “BIM hồn tồn có khả năng được áp dụng theo hướng tinh gọn”, đồng thời đề xuất mơ hình áp dụng BIM
theo hướng tinh gọn tại Việt Nam và đánh giá hiệu quả dự kiến của mơ hình này.
Từ khóa: mơ hình thơng tin cơng trình, BIM, tinh gọn, sản xuất tinh gọn, tích hợp, BIM tinh gọn.
A study on compatibility between Building Information Modelling and Lean Manufacturing:
Proposing the lean approach for BIM implementation in Vietnam

M

AN

U

SC

Abstract: Building Information Modelling and Lean Manufacturing are two independent concepts. However,

when adopted in construction projects, they are aimed at a common goal of improving processes, enhancing
product quality, increasing value and minimizing waste. The question is whether synergy can be utilized by
integrating the individual strengths of the two concepts to maximize the potential of the project resources, to
satisfy customer expectations, and to contribute to the construction industry in Vietnam to catch up with the
developed countries. Through the assessment of the relationship with the interaction between the BIM
functions and the lean manufacturing principles, the paper reinforces the notion that "BIM is fully capable of
being adopted in a lean direction". The paper thence proposes a model for BIM adoption in Vietnam as well
as evaluates its expected effectiveness.
Keywords: building information modelling, BIM, lean, lean manufacturing, integration, lean BIM.
1. Đặt vấn đề

AC

C

EP

TE

D

Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing) trong xây dựng được hiểu là việc thực thi các nguyên tắc tinh gọn
trong suốt quá trình xây dựng của dự án nhằm tối ưu hóa quy trình và nâng cao chất lượng sản phẩm, làm
thỏa mãn tối đa các yêu cầu của khách hàng. Nhiều nhận định cho rằng, để tối ưu hóa một dự án, thì phương
pháp tiếp cận thơng thường là chia q trình sản xuất của dự án xây dựng thành các giai đoạn riêng biệt, sau
đó, bằng cách lựa chọn tối ưu hóa một giai đoạn điển hình (thường là giai đoạn sản xuất rầm rộ nhất), toàn
bộ dự án sẽ được tối ưu hóa theo. Tuy nhiên, trên quan điểm của “Sản xuất tinh gọn”, quá trình sản xuất là
một dịng chảy liên tục, các giai đoạn có mối quan hệ với nhau và đều ẩn chứa sự lãng phí trong từng giai
đoạn. Do đó, việc tối ưu hóa dự án xây dựng là tối ưu hóa tồn bộ quy trình sản xuất, chứ khơng phải chỉ tập
trung vào một giai đoạn riêng lẻ. Trong khi đó, mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) tạo ra mơi trường làm việc

chung giữa các bên hữu quan của dự án, nơi mà mọi vấn đề liên quan đến chất lượng và mong muốn sẽ
được thảo luận chung, các ý kiến sẽ được ghi nhận và mọi quyết định sẽ dựa trên sự đồng thuận của các
bên. BIM không chỉ là sự cải tiến và cập nhật về mặt cơng nghệ, BIM cịn là sự thay đổi về môi trường giao
tiếp, cách thức trao đổi thông tin giữa các bên cũng như văn hóa làm việc, tơn trọng quy trình, đạt chất lượng
ngay từ lần đầu tiên nhằm giảm thiểu lãng phí, từ đó đáp ứng ở mức cao nhất các yêu cầu và mong muốn
của khách hàng.
Từ mục đích chung là nâng cao giá trị sản phẩm và làm thỏa mãn mong muốn của khách hàng (cả khách
hàng bên trong và khách hàng bên ngồi), có thể thấy Sản xuất tinh gọn và BIM nhiều khả năng tồn tại sự liên
hệ và có nhiều điểm tương đồng. Bài viết này sẽ xác định và xem xét mối liên hệ giữa các chức năng BIM và
nguyên tắc của Sản xuất tinh gọn, lấy cơ sở đánh giá khả năng tích hợp của hai khái niệm trên, từ đó đề xuất

1

Khoa Kinh tế và Quản lý xây dựng, Trường Đại học Xây dựng, e-mail

2

Khoa Kinh tế và Quản lý xây dựng, Trường Đại học Xây dựng


mơ hình tiếp cận BIM theo hướng tinh gọn tại Việt Nam đồng thời có những đánh giá ban đầu về hiệu quả
thực hiện.

M

AN

U

SC

R
IP
T

2. Cách tiếp cận của bài báo

Nguồn: Đề xuất của nhóm tác giả

TE

D

Hình 1. Cách tiếp cận nghiên cứu

Hình 1 mơ tả cách tiếp cận nghiên cứu của bài báo, bằng cách đặt ra hai giả thuyết, đó là:
Giả thuyết 1: BIM và SXTG có khả năng tích hợp được với nhau;

EP

Giải thuyết 2: Quy trình BIM tinh gọn hiệu quả hơn quy trình BIM thơng thường.
Thơng qua việc nghiên cứu lý thuyết, sử dụng dữ liệu thứ cấp, nhóm tác giả đã kiểm định tính đúng đắn và
củng cố nhận định “BIM và SXTG hoàn toàn có khả năng tích hợp”. Mặt khác, qua khảo sát, nhóm tác giả đã

AC

C

xử lý, phân tích kết quả để chỉ ra các thuận lợi và khó khăn cho BIM và SXTG tại Việt Nam, lấy đó làm cơ sở
để xây dựng quy trình BIM tinh gọn. Bằng việc đặt ra tình huống giả định, tính tốn và so sánh hiệu suất 2 quy

trình BIM tinh gọn và BIM thơng thường bằng sơ đồ dòng chảy giá trị (Value stream mapping), bài báo cũng
đã chỉ ra các kết quả định lượng về hiệu quả khi sử dụng quy trình BIM tinh gọn, khẳng định giá trị và sự phù
hợp của quy trình BIM tinh gọn với điều kiện tại Việt Nam, đồng thời đưa ra các kết luận, khuyến nghị và giải
pháp nhằm sớm ứng dụng quy trình BIM tinh gọn vào các dự án thực tế.
3. Mơ hình thơng tin cơng trình (Building Information Modeling – BIM) và Sản xuất tinh gọn (Lean
Manufacturing)
3.1. Mơ hình thơng tin cơng trình (BIM)
BIM là khái niệm đang ngày một trở nên phổ biến trong ngành. Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về BIM, tuy
nhiên, chúng ta có thể hiểu đơn giản BIM q trình tạo lập, sử dụng mơ hình thơng tin trong các khâu thiết kế,
xây dựng và vận hành của cơng trình. Mơ hình thơng tin ở đây được hiểu là những mơ hình 3D được gán
thơng tin, đó là các mối liên hệ logic về mặt không gian, kích thước, số lượng, vật liệu và các bộ phận công


trình. Khơng chỉ vậy BIM kết hợp thơng tin các bộ phận cơng trình với các thơng tin khác (vd. định mức, đơn
giá, vật liệu, tiến độ thi công) nhằm tối ưu hóa thiết kế, thi cơng và quản lý vận hành cơng trình.
Khi sử dụng BIM ln địi hỏi các bộ phận thiết kế, thi công, quản lý dự án phải cùng làm việc, chia sẻ thông
tin, hợp tác với nhau để đưa ra mơ hình cơng trình tối ưu một cách nhanh nhất. Nhờ vào BIM, dự án sẽ được
đặt dưới một góc nhìn trực quan nhất, giúp dự án đạt chất lượng tốt với chi phí thấp hơn và giảm thời gian
thực hiện dự án. Song, BIM vẫn có những hạn chế nhất định. Cụ thể cơ hội – thách thức, chức năng của BIM
được thể hiện ở hai bảng dưới đây:
Bảng 1. Một số cơ hội – thách thức của BIM [12]

R
IP
T

Bảng 2. Các chức năng của BIM [13]

C

EP

TE

D

M

AN

U

1. Thiết kế vào lập kế hoạch tốt hơn
- Chức năng trực quan hóa cho phép hình dung cơng
trình khi hồn thành ngay từ khi chưa bắt đầu khởi cơng,
từ đó tạo điều kiện lựa chọn phương án thiết kế và lập
kế hoạch tối ưu nhất, phù hợp với điều kiện không gian
và nguồn lực
2. Hạn chế việc làm lại các cơng tác trước đó
- BIM cho phép bạn phát hiện khu vực ẩn chứa các vấn
đề tiềm tàng và giải quyết chúng trước khi các lỗi đó
được thực hiện. Điều này giúp giảm thời gian cũng như
chi phí cho việc sửa đổi, làm lại
3. Tiết kiệm vật liệu, hạn chế vật liệu tồn kho
- Hệ thống BIM sẽ kiểm tra và giám sát nguồn tài nguyên
cũng như cung cấp thông tin chi tiết những vật liệu cần
thiết trước khi bắt đầu xây dựng. Điều này giúp hạn chế
được việc đặt hàng dư thừa, cũng như chỉ bổ sung
nguyên vật liệu khi thực sự cần thiết, từ đó giảm được
lượng nguyên vật liệu tồn kho.

4. Hỗ trợ tiền chế các cấu kiện
- BIM cho phép khách hàng và đối tác dễ dàng chế tạo
các cấu kiện của dự án ở trong nhà máy (offsite), sau đó
chỉ cần tiến hành lắp dựng ngay mà không cần tốn thời
gian chờ đợi để sản xuất trên công trường, điều này sẽ
giảm được thời gian thi cơng và tiết kiệm chi phí.

Thách thức
1. Khơng hồn tồn phù hợp với một số bên
hữu quan trong dự án
- BIM vẫn còn đang mới, chưa được triển khai
rộng rãi, do đó khơng loại trừ khả năng một
hoặc một số bên không thể sử dụng được BIM
và các mơ hình BIM đã được thiết lập.
2. Các vấn đề pháp lý
- Các tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế của Việt
Nam không thống nhất với các tiêu chuẩn quốc
tế được sử dụng trong BIM.
3. Cần đầu tư lớn cho cơng nghệ
- BIM địi hỏi một sự đầu tư đáng kể vào công
nghệ mới. Việc đầu tư này sẽ tạo ra các lợi thế
nhất định cho doanh nghiệp. Tuy nhiên những
lợi thể này chỉ có thể có được khi công nghệ
được tận dụng và khai thác hết khả năng của
nó
4. Thiếu các chuyên gia
- Sự mới mẻ của BIM đồng nghĩa với việc có
rất ít chun gia làm việc trong lĩnh vực này.
Bên cạnh đó, việc đầu tư phần mềm cũng đi
cùng với việc phải đầu tư cho đào tạo và huấn

luyện bộ máy nhân sự. Còn chưa kể đến để
thực hiện BIM một cách thực chất, cần một sự
đồng bộ tồn diện từ quy trình, cơng nghệ, con
người và thậm chí là văn hóa doanh nghiệp.
Đây có thể xem là thách thức lớn nhất cho các
doanh nghiệp xây dựng Việt Nam

SC

Cơ hội

AC

Quá trình

Thiết kế

3

Vùng chức năng và chức năng

Mã chức
năng (hàng)3

Mô phỏng.
Đánh giá kiến trúc và chức năng.

1

Nhanh chóng tạo ra các lựa chọn để thay đổi thiết kế.

2

Tái sử dụng mơ hình để đánh giá và phân tích dự đốn.
Phân tích đánh giá và dự báo hiệu suất.

3

Tự động ước tính chi phí.

4

Đánh giá sự phù hợp với giá trị chương trình/khách hàng.

5

Sử dụng cho việc đọc hiểu Hình 1


Bảo đảm thơng tin và tính ngun vẹn của thiết kế.
Nguồn thông tin một chiều.

6

Tự động kiểm tra xung đột.

7

Tự động tạo ra các bản vẽ và tài liệu.

8

Phối hợp giữa đơn vị thiết kế và thi công

Thiết kế
Chế tạo chi tiết

Nhiều người dùng có thể chỉnh sửa độc lập một mơ hình.

9

Nhiều người dùng có thể xem, đọc mơ hình cơng trình với nhiều bộ
mơn (kiến trúc, kết cấu, cơ điện..) được tổng hợp hoặc tách rời.

10

Nhanh chóng tạo ra các đánh giá các phương án thay thế.
11

Mô phỏng quy trình thi cơng.
Trực quan tiến độ trong mơ hình 4D.
Giao tiếp trực tuyến
Trực quan được trạng thái của quá trình.

12
13
14

Giao tiếp trực tuyến thơng tin và quy trình sản phẩm.

15

Chế tạo thiết kế bằng cơng nghệ máy tính.

16

SC

Chuẩn bị thi cơng
và thi cơng

R
IP
T

Tạo ra các nhiệm vụ tự động.

Tích hợp với cơ sở dữ liệu của các bên tham gia vào dự án (chuỗi
cung ứng).
Cung cấp hình ảnh trạng thái của việc thu thập dữ liệu tại thời điểm/địa
điểm thu thập.

AN

U

17
18

Nguồn: Rafael Sacks và các cộng sự (2009) [13]

3.2. Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing)

Bảng 3. Các nguyên tắc của Sản xuất tinh gọn [13]

C

EP

TE

D

M

Thuật ngữ tinh gọn (Lean) xuất hiện lần đầu trong cuốn Cỗ máy làm thay đổi Thế giới (The Machine that
Changed the World) của Womack xuất bản năm 1990 [7]. Tuy nhiên, tư duy tinh gọn (Lean thinking) khởi thủy
từ Hệ thống sản xuất Toyota (TPS) từ những năm 1950, nó được triển khai xuyên suốt các hoạt động của
Toyota và được rất nhiều công ty, tập đoàn, tổ chức trên toàn thế giới học hỏi, ứng dụng. Về cơ bản, tinh gọn
có nghĩa là tạo ra đúng sản phẩm đúng lúc, đúng khối lượng, đúng nơi và đồng thời giảm thiểu lãng phí, trở
nên linh hoạt và cởi mở với các thay đổi. Các nguyên tắc của Sản xuất tinh gọn được thể hiện trong Bảng 3,
và đã được áp dụng trong rất nhiều lĩnh vực, trong đó có xây dựng. SXTG nhắm đến mục đích cao nhất: với
cùng một mức sản lượng đầu ra nhưng có đầu vào thấp hơn – ít thời gian hơn, ít mặt bằng hơn, ít nhân cơng
hơn, ít máy móc hơn, ít vật liệu hơn và ít chi phí hơn.

AC

Phạm vi
ngun tắc

Q trình
tiếp diễn

4

Ngun tắc

Mã ngun tắc (cột)4

Giảm sự biến đổi
Đạt chất lượng tiêu chuẩn ngay từ bước đầu tiên

A

Tập trung vào cải thiện chu trình sản xuất đầu tiên (hạn chế thay đổi)

B

Giảm thời gian chu kỳ
Giảm thời gian của chu kỳ sản xuất

C

Giảm hàng tồn kho

D

Giảm quy mơ gói cơng việc

E

Sử dụng cho việc đọc hiểu Hình 1


Tăng khả năng linh hoạt
Giảm thay đổi thời gian

F

Sử dụng đội tay nghề cao

G

Lựa chọn cách tiếp cần và sản xuất phù hợp
H

Phân cấp sản xuất

I

Chuẩn hóa

J

Liên tục cải tiến

K

Trực quan hóa ý tưởng sản xuất

L

Trực quan hóa q trình sản xuất

M

R
IP
T

Sử dụng hệ thống kéo

Thiết kế quy trình làm việc trơi chảy và nâng cao giá trị
Đơn giản hóa
Chỉ sử dụng công nghệ đáng tin cậy
Đảm bảo năng lực của hệ thống sản xuất

Q
S

Đảm bảo các yêu cầu
Tự kiểm tra

U

Tập trung lựa chọn nguyên tắc, nguyên lý

T
U
V

W

Thiết lập, mở rộng mạng lưới đối tác

X

M

Quyết định dựa trên xem xét tất cả các lựa chọn

D

Phát triển
đối tác

P
R

Xác minh và xác nhận
Giải quyết
vấn đề

O

Đảm bảo thu thập đầy đủ thông tin u cầu

AN

Q trình
tạo giá trị

SC

Sử dụng hệ thống xử lí song song

N

TE

4. Khả năng tích hợp giữa Mơ hình thơng tin cơng trình và sản xuất tinh gọn, thuận lợi, khó khăn của
việc tiếp cận BIM theo hướng tinh gọn tại Việt Nam
4.1. Khả năng và lợi ích khi tích hợp BIM – SXTG

AC

C

EP

Trên thế giới, một xu hướng lớn trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực những năm gần đây là sự tích hợp. Có thể
kể đến như trong giáo dục, điển hình hiện nay là xu hướng tích hợp liên môn; trong công nghiệp, xử lý sinh
học của nước thải công nghiệp giấy và bột giấy bằng men giàu năng lượng được kết hợp với sản xuất biodiesel
làm nhiên liệu vận tải bền vững; trong nơng nghiệp, tích hợp đa cảm biến và chỉ số cho việc kiểm soát hạn
hán nơng nghiệp [8]; trong y tế, mơ hình kiến trúc phân tán tích hợp hồ sơ sức khỏe cá nhân OmniPHR [4],…
Ngành xây dựng nói riêng, khơng phải là ngoại lệ, xu hướng tích hợp đang có chiều hướng gia tăng: Quy trình
Xây dựng Tích hợp trong cơng trình xanh [1] ; Nghiên cứu thí nghiệm về hiệu suất cắt của các khe xây dựng
đơn giản tích hợp với bê tơng siêu cao (UHPC) [3]; Tích hợp BIM – IKBMS (Hệ thống Quản lý Tòa nhà dựa
trên Kiến trúc Tích hợp bằng ứng dụng NIM BIM) để theo dõi hiệu quả năng lượng sau khi hoàn thành xây
dựng [2]; Tích hợp RFID (Nhận dạng qua tần số vơ tuyến) với các công nghệ khác trong xây dựng [6],...đang
là các hoạt động tích hợp được chú ý và sử dụng rộng rãi. Mặt khác, việc đưa Lean và BIM vào các công tác

của ngành xây dựng ở Việt Nam đang là vấn đề cấp thiết. Liệu rằng việc tích hợp giữa BIM và SXTG có tạo
ra cơng cụ mới đóng góp vai trị quan trọng cho ngành xây dựng Việt Nam trong việc bắt kịp với ngành xây
dựng thế giới về phát triển công nghệ, năng suất, hiệu quả…
Điểm chung dễ nhận thấy nhất của Lean và BIM là đều làm tăng tối đa giá trị của sản phẩm bằng cách hợp
tác, phối hợp giữa các bên, liên tục cải tiến và nâng cao năng suất của quy trình sản xuất. BIM tạo ra mơi
trường hồn hảo để ứng dụng các giá trị cốt lõi của lý thuyết Lean vào trong ngành xây dựng. Sau đây là ma
trận thể hiện khả năng tích hợp giữa các nguyên tắc Lean và các chức năng của BIM.


Giảm
Giảm chu phạm
Giảm sự
Tăng tính
kì sản vi
biến đổi
linh hoạt
xuất cơng
việc

Tái sử dụng dữ liệu mơ
hình để phân tích dự báo

3
4
5
6

Duy trì tính tồn vẹn của
thơng tin và mơ hình thiết kế 7

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

1,2
22

1,2

11

9
10
1
11

22
12
12

12

12

22

Tự động tạo ra các bản vẽ
8 11
và dữ liệu
Phát hiện xung đột ngay
9
trong quá trình thiết kế
10 2,1
Nhanh chóng tạo ra và
11 14
đánh giá các phương án thi
12
cơng thay thế
13 2

Có thể giao tiếp, trao đổi
14
trực tuyến
15 18
16 19
17
18

O

P

Q

3

1
9

N

7

7

Tập
trung
sự lựa
chọn
nguyên

tắc

R

S

4

Xây
Kiểm Quyết
Đảm
dựng
tra
định dựa
bảo
mạng
Xác một trên xem
các
lưới
nhận cách xét tất
yêu
cộng
trực cả các
cầu
sự rộng
tiếp lựa chọn
lớn
T

U

V

W

11

5

6

4

X

8

51

1

8

1

16
16
1

1

11

5
5
5
12

22 (52) 53

54

23
24

36

33

25 (29)
15

25 (29)

40
29

25 (29)
26 30 30
26 30 30
27

28
30 30

20
21

Đảm
bảo
nắm bắt
trọn vẹn
yêu cầu
của
khách
hàng

36

31

(41)
17

34
34

32

35
34

40 40
34
38 34

38

39

54

43

(41)
37

R
IP
T

Chức năng BIM
Trực quan hóa
1
Nhanh chóng tạo ra các lựa
chọn để thay đổi thiết kế
2

Lựa chọn
Chuẩn Liên Sử dụng
cách tiếp
Thiết kế quy trình

hóa tục quản lý
cận sản
làm việc trơi chảy và
quy
cải
trực
xuất phù
nâng cao giá trị
trình tiến
quan
hợp

56

44

40
(42)
(42)

SC

Các nguyên tắc Lean

46

49

47

45

(42)
(42)

47
47

48

49

47

48

49
50

U

Hình 2. Ma trận thể hiện mối liên hệ giữa sản xuất tinh gọn và BIM [5]

AN

Ghi chú: Các ơ có số nằm trong ngoặc đơn phản ánh sự mâu thuẫn giữa sản xuất tinh gọn và BIM.

D

M

Từ ma trận đánh giá khả năng tích hợp như Hình 2, có thể thấy, các chức năng của BIM và những nguyên
tắc của sản xuất tinh gọn có mức độ tương tác cao và phần lớn cùng hướng theo chiều tác động có lợi cho
dự án xây dựng (cụ thể có 50 tương tác tích cực). Điều này chứng tỏ rằng BIM và Lean hoàn tồn có khả
năng tích hợp để cùng thực thi trong một dự án, sự hiệp lực từ những ưu điểm của hai nguyên tắc sẽ tạo nên
sức mạnh cộng hưởng, góp phần nâng cao chất lượng và giá trị cho sản phẩm của dự án xây dựng. Ba lợi
ích nổi bật nhất khi tích hợp BIM và SXTG được biểu diễn trực quan trong Hình 3.
1. BIM góp phần thực hiện các mục đích của sản xuất tinh gọn

AC

C

EP

TE

Chức năng kiểm tra xung đột của BIM (clash detection) cho phép phát hiện sớm những va chạm khi phối hợp
mơ hình từ các bộ mơn riêng biệt, từ đó có những giải pháp xử lý kịp thời ngay từ bước đầu, giúp hạn chế
lãng phí ở khâu làm lại (rework) hay trễ tiến độ do ngưng sản xuất để chờ giải pháp xử lý. Điều này gần như
không thể thực hiện được ở phương pháp 2D truyền thống, dù cho có thực thi các nguyên tắc tinh gọn trong
quá trình thực hiện, do các bản vẽ 2D rất khó có thể hình dung và phát hiện xung đột ở bước đầu, không
được mô phỏng trực quan và hỗ trợ bởi các công cụ kiểm tra xung đột tự động. Với phương pháp truyền
thống này, va chạm chỉ có thể được phát hiện khi ở giai đoạn sản xuất, xây dựng dự án. Bên cạnh đó, chức
năng tự động cập nhật các bộ mơn riêng biệt vào mơ hình giúp người sử dụng, khách hàng dễ dàng đánh giá,
bổ sung thêm thông tin và yêu cầu, giúp tăng giá trị sản phẩm và làm thỏa mãn yêu cầu của khách hàng.
2. BIM tạo điều kiện thực thi các công cụ của sản xuất tinh gọn

Quy trình của sản xuất tinh gọn sẽ được thực thi một cách tốt hơn nhờ vào các chức năng của BIM hỗ trợ
thực hiện các công cụ của sản xuất tinh gọn. Việc thực thi công cụ “thiết phương án sản xuất tối ưu” trong xây

dựng ngày càng trở nên khó khăn với các dự án có quy mô lớn, phức tạp. Việc lập phương án và so sánh
các để chọn ra phương án tối ưu là khá khó khăn và phức tạp với các phương pháp 2D truyền thống. Bằng
việc sử dụng công nghệ của BIM 4D, kế hoạch sản xuất và tiến độ được mô phòng một cách trực quan, tương
ứng với từng phương án, từ đó giúp dễ dàng đánh giá, so sánh lựa chọn, hiệu quả của từng phương án sẽ
được định lượng một cách chính xác và thể hiện trực quan ngay trên mơ hình.
3. Quy trình của sản xuất tinh gọn tạo điều kiện thúc đẩy áp dụng và thực thi BIM


R
IP
T

SC

Hình 3. Lợi ích khi tích hợp BIM và Sản xuất tinh gọn

Nguồn: Đề xuất của nhóm tác giả

M

AN

U

Mơi trường, văn hóa làm việc theo các nguyên tắc của sản xuất tinh gọn đòi hỏi sự hợp tác và chia sẻ thông
tin giữa các bên cũng như việc tuân thủ nguyên tắc và sự đồng thuận. Điều này đặc biệt hữu ích và thuận lợi
cho việc sử dụng BIM khi mà trong q trình thực hiện, sự thành cơng của dự án BIM phụ thuộc phần lớn vào
sự tham gia, chia sẻ thông tin của các bên và sự tuân thủ ngun tắc (work flow), quy trình khi dựng mơ hình
(điều này được minh chứng qua việc cần địi hỏi sự tham gia sớm của các bên vào dự án để có sự phối hợp,
chia sẻ thơng tin liên tục để từ đó tạo được giá trị sản phẩm làm thỏa mãn yêu cầu của khách hàng ngay từ

bước đầu, giảm lãng phí do làm lại. Việc tuân thủ nguyên tắc góp phần làm giảm sai lệch, hư hỏng trong q
trình tạo lập mơ hình vì q trình thực hiện BIM có liên quan và sử dụng đến nhiều phần mềm, nhiều cơng
cụ).
4.2. Thuận lợi và khó khăn trong việc áp dụng BIM tinh gọn vào các dự án xây dựng tại Việt Nam

AC

C

EP

TE

D

Trong điều kiện Việt Nam hiện nay, việc áp dụng BIM tinh gọn sẽ có những thuận lợi nhất định như: Từ các
đơn vị quản lý nhà nước đến các doanh nghiệp xây dựng đã bước đầu nhận thức được lợi ích của việc ứng
dụng BIM đem lại, chính phủ cũng đã ban hành những văn bản pháp luật hướng dẫn cho việc áp dụng BIM
trong xây dựng [9, 11], thị trường xây dựng đang phát triển với sự có mặt của nhiều doanh nghiệp nước ngồi,
thuận lợi cho việc cập nhật cơng nghệ.

Hình 4. Tương quan các rào cản của BIM tại Việt Nam dưới 6 góc nhìn
Nguồn: Số liệu từ cuộc điều tra khảo sát của nhóm tác giả diễn ra từ 21/1 đến 22/3/2018


Di chuyển
5
4
Vận chuyển

Dự trữ/ Tồn kho

3
2
1
0

Thao tác thừa

R
IP
T

Khuyết tật/ Sửa sai

Sản xuất thừa
Chờ đợi
Nhà thầu (thi công, thiết kế, khảo sát, TVGS)

Chủ đầu tư; Doanh nghiệp đầu tư, phát triển bất động sản
Cơ sở Giáo dục

SC

Cơ quan Quản lý Nhà nước

Hình 5. Nhận thức về lãng phí của đối tượng khảo sát tại các vị trí làm việc khác nhau

U

Nguồn: Số liệu từ cuộc điều tra khảo sát của Nhóm nghiên cứu đề tài KT-2017-45 [10]

AN

Bên cạnh những thuận lợi đó thì việc áp dụng BIM tinh gọn trong thực tiễn sẽ gặp phải những khó khăn, thách
thức bao gồm tồn bộ khó khăn khi áp dụng BIM (xem Hình 4) và thực hiện các nguyên tắc của Sản xuất tinh
gọn:

M

- Thiếu sự hỗ trợ của hệ thống pháp luật, chính sách và những ràng buộc của tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt
Nam.
- Thiếu nguồn nhân lực có chất lượng đã được đào tạo về BIM.

D

- Rào cản về mặt tài chính: tốn kém chi phí cho việc đào tạo nhân sự ban đầu về sử dụng các phần mềm BIM,
chi phí mua bản quyền các phần mềm.

EP

TE

- Các vấn đề nội tại của các cơ quan đơn vị: việc áp dụng gặp phải rào cản rất lớn về nhận thức của các bên
có liên quan. Trong giai đoạn hiện nay các bên liên quan như chủ đầu tư, nhà thầu, tư vấn,… từ chối áp dụng
do những khó khăn, phức tạp và tốn kém đưa lại.
- Với văn hóa làm việc, thói quen cá nhân, ngại thay đổi và thiếu chia sẻ của người Việt Nam thì việc áp dụng
những nguyên tắc của Sản xuất tinh gọn vào quy trình thực hiện BIM sẽ gặp phải khó khăn rất lớn.

Nhà thầu (thi công, thiết kế, khảo sát, TVGS)

Chủ đầu tư; Doanh nghiệp đầu tư, phát triển bất động sản

HỒN
KHƠNG
TỒN
CẦN THIẾT
KHƠNG
CẦN THIẾT

BÌNH
THƯỜNG

20%
42%
20%
10%

07%
00%
00%
10%

00%
00%
00%
00%

Cơ quan Quản lý Nhà nước

CẦN THIẾT

73%
58%
60%
70%

Cơ sở Giáo dục

00%
00%
20%
10%

AC

C

- Nhận thức về lãng phí theo quan điểm của XDTG còn chưa đầy đủ, đồng thời tư duy về cải tiến các quy
trình, cách thức làm việc cịn nhiều hạn chế (xem Hình 5, 6).

RẤT CẦN
THIẾT

Hình 6. Mức độ nhận thức tầm quan trọng của việc tìm ra các lãng phí và cải tiến quy trình với vai trị là quản
lý cấp cao tại mỗi tổ chức, doanh nghiệp.


5. Đề xuất quy trình thực hiện BIM theo hướng tinh gọn tại Việt Nam và đánh giá hiệu quả dự kiến
5.1. Đề xuất quy trình thực hiện BIM theo hướng tinh gọn

R
IP
T

Hạn chế của việc sử dụng BIM tại Việt Nam xuất phát từ thực tiễn môi trường làm việc chung của các bên
hữu quan chưa được chú trọng, các bên tham gia vào dự án chưa có ý thức phối hợp và cộng tác, chỉ mong
muốn hoàn thành cơng việc của mình mà khơng chú ý đến các q trình sau đó. Bên cạnh đó, nhiều đơn vị
thực hiện BIM chỉ tập trung vào xây dựng quy trình tổng quan, chưa thực sự coi trọng việc thực thi các nguyên
tắc của sản xuất tinh gọn vào từng bước trong quá trình thực hiện BIM. Mặt khác, việc lầm tưởng thực hiện
BIM chỉ là sử dụng công nghệ với mục đích dựng mơ hình 3D chứ khơng phải là sự diễn ra đồng thời của hai
yếu tố bắt buộc là thay đổi văn hóa làm việc và cập nhật, ứng dụng cơng nghệ đã khiến quy trình làm BIM tại
Việt Nam hiện nay trở nên phức tạp, kém hiệu quả. Có nhiều đơn vị triển khai BIM trong khi chưa xây dựng
rõ ràng Bản kế hoạch thực hiện BIM (BIM Execution Plan) khiến cho quá trình thực hiện BIM được tiến hành
mà khơng có một mục đích, mong muốn xác định, dẫn đến khả năng sản phẩm BIM của dự án không đạt giá
trị như kỳ vọng, gây tổn thất lãng phí cho các bên tham gia.
Bảng 4. Mức độ hiểu biết về BIM của các đơn vị (ĐV: %) [14]

14,3
20,4
32,7
10,2
22,4

D

M

AN

Mức độ tự tin về BIM

Rất tự tin/rất thành thạo
Hơi tự tin/hơi thành thạo
Bình thường
Khơng thành thạo lắm
Khơng thành thạo
Nhận thức và sử dụng
Đã biết và đang sử dụng
Mới tiếp cận
Chưa tiếp cận và chưa sử dụng

Chủ đầu
tư

Tư vấn
quản lý

Tư vấn
thiết kế

6,7
20
40
20
13,3

0
11,8
17,6
35,3
35,3

12,1
12,1
33,3
18,2
21,2

40
33,3
26,7

0
58,8
41,2

33,3
48,5
15,2

SC

Nhà thầu

U

Loại tổ chức

42,9
40,8
16,3

AC

C

EP

TE

Dựa vào số liệu khảo sát tình hình sử dụng BIM cho thấy, hiện nay, các đơn vị như nhà thầu, tư vấn thiết kế,
tư vấn quản lý dự án, chủ đầu tư mới đang ở bước đầu của việc thực hiện BIM tại các dự án, do đó chưa thể
đáp ứng ngay được một đơn vị tư vấn vừa có năng lực thiết kế lại vừa có năng lực triển khai BIM. Trước thực
trạng này, việc thuê riêng một đơn vị tư vấn BIM độc lập, có khả năng xây dựng quy trình, tạo dựng mơ hình
và quản lý nguồn thơng tin BIM là phương án khả dĩ nhất cho việc sớm thúc đẩy áp dụng BIM rộng rãi tại Việt
Nam. Trên quan điểm này, bài báo đề xuất quy trình thực hiện BIM tích hợp tư tưởng, nguyên tắc của sản
xuất tinh gọn trong từng bước thực hiện, xuyên suốt các quá trình của dự án như trình bày trong hình 7.


R
IP
T
SC
U
AN
M
D
TE
EP

AC

C

Hình 7. Quy trình thực hiện BIM theo hướng tinh gọn tại Việt Nam mà nhóm tác giả đề xuất


5.2. Đánh giá hiệu quả dự kiến của quy trình thực hiện BIM theo hướng tinh gọn so với quy trình thực
hiện BIM hiện nay tại Việt Nam
Để đánh giá hiệu quả quy trình BIM theo hướng tinh gọn, bài báo sử dụng cơng cụ vẽ sơ đồ dịng chảy giá trị
(Value Stream Mapping), bằng cách so sánh tỷ số giữa thời gian tạo giá trị trên tổng thời gian thực hiện dự
án BIM để so sánh, làm rõ hiệu quả của quy trình đề xuất. Sơ đồ chuỗi giá trị giả định đánh giá hai quy trình
cùng thực hiện trên một cơng trình dân dụng có quy mơ 13 tầng nổi, 3 tầng hầm, tổng mức đầu tư khoảng
200 tỷ, diện tích xây dựng là 650m2, nhân lực thực hiện BIM của hai dự án là như nhau với số lượng là 10
người. Tùy thuộc vào năng lực của nhà thầu, yêu cầu của chủ đầu tư, điều kiện hợp đồng,…mà thời gian thực
hiện các công việc của các dự án là khác nhau. Thời gian thực hiện các công việc trong sơ đồ được thu thập
từ phương pháp chuyên gia, lựa chọn chuyên gia từ các đơn vị phù hợp.

TE

D

M

AN

U

SC

R

IP
T

a. Các bước thực hiện BIM hiện nay tại Việt Nam

EP

Hình 8. Các bước thực hiện BIM hiện nay tại Việt Nam và hiệu quả
Thực tế tại Việt Nam hiện nay, do hạn chế nhận thức về BIM cũng như vai trò và chức năng của quản lý giao

C

tiếp, trao đổi thông tin chưa được chú trọng đã khiến việc thực hiện BIM bắt đầu khá muộn, phải đến giai đoạn
chuẩn bị đấu thầu, do mong muốn đạt tỷ lệ thắng thầu cao hoặc do chủ đầu tư yêu cầu, lúc này BIM mới được

AC

thực hiện. Mặt khác, trong giai đoạn này, do thời gian hạn chế cũng như mục đích chỉ muốn tạo lập mơ hình
3D, vì vậy q trình này khơng được coi là thực hiện BIM, khi mà mơ hình dựng lên hầu như khơng có thông
tin và gần như phải làm lại từ đầu để phục vụ thi cơng và kiểm sốt khối lượng trong các giai đoạn sau. Điều
này gây ra lãng phí về thời gian cũng như chi phí do việc phải làm lại nhiều lần, không tận dụng được sản
phẩm của quá trình trước. Bên cạnh đó, việc thực hiện BIM ở giai đoạn sau đấu thầu cũng khá phức tạp và
tốn thời gian, chi phí do chủ đầu tư chưa có nhận thức cao về BIM đòi hỏi đơn vị tư vấn BIM phải thực hiện
nhiều công việc cùng một lúc, dẫn đến quá trình thực hiện phức tạp và kém hiệu quả.


AN

U

SC

R
IP
T

b. Quy trình thực hiện BIM theo hướng tinh gọn

Hình 9. Các bước thực hiện BIM theo hướng tinh gọn đề xuất và hiệu quả

TE

D

M

Bằng việc nâng cao nhận thức và kiến thức về BIM, trong quy trình BIM tinh gọn, các bên tham gia (đặc biệt
là khách hàng) đã hiểu và biết nhiệm vụ, vai trị của mình trong quy trình BIM, khơng tốn thời gian cho các
q trình không tạo ra giá trị (thu thập RFI của các bên liên quan). Bên cạnh đó, việc tuân thủ nguyên tắc làm
việc chung của sản xuất tinh gọn, môi trường giao tiếp của các bên được cải thiện, hiệu quả hơn. BIM được
triển khai từ bước đầu với việc tư vấn BIM có thể tiếp cận ngay từ bản vẽ cơ sở, từ đó rút ngắn thời gian
dựng, cập nhật và sửa lỗi mơ hình do các cơng việc đều làm song song và gối đầu.

EP

Quy trình BIM thơng thường được thể hiện trên Hình 8 cho thấy khoảng thời gian khơng tạo ra giá trị là khá
lớn, có tới 66/718 ngày, chiếm 9,2%, nguyên nhân xuất phát từ việc giành thời gian để thu thập RFI, dựng mơ
hình sau giai đoạn đấu thầu. Trong khi đó, với quy trình BIM tinh gọn thể hiện trên Hình 9, đơn vị tư vấn BIM
đã không phải thu thập RFI (chủ đầu tư đã tự mình thực hiện sau khi được nâng cao kiến thức và hiểu biết về

C

BIM) và tiếp cận để thực hiện mơ hình BIM từ rất sớm (ngay từ giai đoạn thiết kế cơ sở) đã giúp giảm khoảng
thời gian khơng tạo ra giá trị, chỉ cịn 26/662 ngày, chiếm 3,93%. Ngoài ra, nhờ tổ chức thực hiện song song,

AC

gối đầu giữa hai công tác là phát triển bản vẽ thiết kế và lập, chỉnh sửa mơ hình BIM (điều này khơng thể thực
hiện ở quy trình BIM thông thường do ở giai đoạn chuẩn bị đấu thầu việc lập mơ hình BIM mới được tiến
hành) đã giúp tổng thời gian thực hiện của quy trình BIM tinh gọn chỉ mất 662 ngày, trong khi quy trình BIM
thơng thường cần tới 718 ngày để hồn tất, từ đó cho thấy hiệu quả rõ rệt của quy trình BIM tinh gọn về mặt
giảm thiểu lãng phí và rút ngắn tổng thời gian thực hiện, điều này hoàn toàn phù hợp và tuân theo các nguyên
tắc của sản xuất tinh gọn.
6. Kết luận và đề xuất giải pháp
Các phân tích trên cho thấy, Sản xuất tinh gọn và Mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) hồn tồn có khả năng
tích hợp, việc triển khai BIM chính là thực thi các nguyên tắc tinh gọn trong từng bước thực hiện dự án. Thực
tế, việc áp dụng BIM trong các dự án xây dựng tại Việt Nam hiện nay chưa đạt được hiệu quả như mong
muốn nguyên nhân xuất phát từ nhận thức, kiến thức về BIM chưa được nâng cao cũng như sự chậm chạp
trong việc thay đổi văn hóa vầ cập nhật xu hướng, chưa hướng đến các nguyên tắc của Sản xuất tinh gọn.


Do đó, để các dự án BIM tại Việt Nam có thể đạt được hiệu quả mong muốn, sớm thúc đẩy rộng rãi BIM trong
tồn ngành xây dựng thì việc xây dựng quy trình áp dụng, cách thức phối hợp và giao tiếp giữa các bên là
nhiệm vụ hàng đầu. Bên cạnh đó khơng thể thiếu sự hỗ trợ từ nhà nước, ý thức tự học hỏi, làm chủ công
nghệ của mỗi cá nhân, doanh nghiệp. Giải pháp về các trang thông tin điện tử và các chuyên san kiến thức
dễ hiểu, gần gũi về BIM (website vietnambim.net, diễn đàn congdongbim.vn, chuyên san BIM học thường
thức) là phương pháp khả dĩ cho việc nâng cao nhận thức, trình độ BIM tại Việt Nam hiện nay. Ngoài các vấn
đề về lý luận và giả thiết khoa học, bài báo cũng đưa ra những gợi ý về quy trình áp dụng BIM theo hướng
tinh gọn, chỉ rõ thuận lợi, khó khăn khi áp dụng cũng như đánh giá sơ bộ hiệu quả của quy trình so với việc
thực hiện BIM hiện đang được áp dụng tại Việt Nam. Do hạn chế về thời gian về nguồn lực, các mức độ đánh

giá chỉ dừng lại ở lý thuyết. Tuy nhiên, với một điều kiện về nguồn lực và thời gian khác, nhóm tác giả sẽ kiểm
chứng việc áp dụng quy trình thực hiện BIM theo hướng tinh gọn vào thực tế, từ đó củng cố và làm rõ lợi ích

R
IP
T

mà Lean – BIM tích hợp mang lại, góp phần thúc đẩy tốc độ triển khai, mức độ áp dụng và nâng cao chất
lượng thực hiện BIM trong ngành xây dựng Việt Nam.
Tài liệu tham khảo

6.
7.
8.
9.
10.

SC

U

AN

AC

11.

M

5.

D

4.

TE

3.

EP

2.

Yong Han Ahn và các cộng sự. (2016), "Integrated construction process for green building", Procedia
Engineering. 145, tr. 670-676.
Ali GhaffarianHoseini và các cộng sự. (2017), "Application of nD BIM Integrated Knowledge-based
Building Management System (BIM-IKBMS) for inspecting post-construction energy efficiency",
Renewable and Sustainable Energy Reviews. 72, tr. 935-949.
Hyun-O Jang và các cộng sự. (2017), "Experimental study on shear performance of plain construction
joints integrated with ultra-high performance concrete (UHPC)", Construction and Building Materials.
152, tr. 16-23.
Alex Roehrs, Cristiano André da Costa và Rodrigo da Rosa Righi (2017), "OmniPHR: A distributed
architecture model to integrate personal health records", Journal of biomedical informatics. 71, tr. 7081.
Rafael Sacks và các cộng sự. (2010), "Interaction of lean and building information modeling in
construction", Journal of construction engineering and management. 136(9), tr. 968-980.
Enrique Valero và Antonio Adán (2016), "Integration of RFID with other technologies in construction",
Measurement. 94, tr. 614-620.
James P Womack và các cộng sự. (1990), Machine that changed the world, Simon and Schuster.
Xiang Zhang và các cộng sự. (2017), "Multi-sensor integrated framework and index for agricultural
drought monitoring", Remote sensing of environment. 188, tr. 141-163.

Bộ Xây dựng (2017), Quyết định số 204/QĐ-BXD ngày 21/3/2017 của Bộ Xây dựng về việc Ban hành
Kế hoạch thực hiện Đề án áp dụng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) trong hoạt động xây dựng và
quản lý vận hành cơng trình, chủ biên.
Nhóm SV ĐH Xây dựng (2017), Nghiên cứu thực trạng nhận thức về các lãng phí trong dự án xây
dựng ở Việt Nam dưới góc nhìn của Xây dựng Tinh gọn (Lean Construction).
Chính phủ (2016), Quyết định số 2500/QĐ-TTg ngày 22/12/2016 của Thủ tướng Chính ohur phê duyệt
Đề án áp dụng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) trong hoạt động xây dựng và quản lý vận hành cơng
trình, chủ biên.
David Mineer (2015), Pros & Cons of Using a BIM Model for your Next Project, truy cập ngày, tại trang
web />Rafael Sacks và các cộng sự. (2009), "The Interaction of Lean and Building Information Modeling in
Construction", Journal of Construction Engineering and Management.
Nhóm SVĐHXD (2018), Nghiên cứu khả năng tích hợp xây dựng tinh gọn (Lean Construction) và mơ
hình thơng tin cơng trình (BIM): đề xuất cách tiếp cận BIM tinh gọn phù hợp với điều kiện Việt Nam.

C

1.

12.
13.
14.


A
C
C
E
P
T
E

D
M
A
N
U
S
C
R
I
P
T
Scanned with CamScanner