Ứng dụng công nghệ BIM và phần mềm NAVIS WORKS để nâng cao hiệu quả quản lý tiến độ thi công trong công trình xây dựng

CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

Cán bộ hƣớng dẫn khoa học : PGS.TS NGÔ QUANG TƢỜNG
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

PGS.TS. Ngô Quang Tƣờng
Luận văn Thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại Trƣờng Đại học Công nghệ TP. HCM
ngày 28 tháng 05 năm 2016
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ)

TT
1
2
3
4
5

Họ và tên
TS. Khổng Trọng Toàn
TS. Chu Việt Cƣờng
PGS.TS Nguyễn Thống
TS.Trần Quang Phú
TS. Nguyễn Văn Giang

Chức danh Hội đồng
Chủ tịch
Phản biện 1
Phản biện 2
Ủy viên

Ủy viên, Thƣ ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã đƣợc
sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

TS. Khổng Trọng Toàn


TRƢỜNG ĐẠI HỌC
KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHÒNG QLKH – ĐTSĐH

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: TRƢƠNG QUANG THÔNG
Ngày, tháng, năm sinh: 01/08/1985
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
công trình dân dụng và công nghiệp

Giới tính: nam
Nơi sinh:
MSHV: 1441870015

I. Tên đề tài

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIM VÀ PHẦN MỀM NAVIS

WORKS ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ THI CÔNG
TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
II. Nhiệm vụ và nội dung
1. Nhiệm vụ
Nhiệm vụ của luận văn là ứng dụng công nghệ
bim và phần mềm navis works để nâng cao hiệu quả quản lý tiến độ thi công trong công
trình xây dựng, từ đó xây dựng một
2. Nội dung
Với mục tiêu của đề tài ứng dụng công nghệ bim và phần mềm navis works để nâng
cao hiệu quả quản lý tiến độ thi công trong công trình xây dựng và qua nghiên cứu tài liệu
về các n

, tác giả đề xuất các nội dung nghiên cứu nhƣ sau:
Kiểm tra sự va chạm giữa các bộ phận trong công trình , điển hình nhƣ sự va chạm

giữa kết cấu và hệ thống điện nƣớc, Phòng cháy chữa cháy. Để từ đó có sự điều chỉnh
hợp lý và kịp thời trƣớc khi thi công ngoài công trình. Giảm đƣợc đáng kể về chi phí và
thời gian khi công trình đƣợc thi công xây dựng.
Trích xuất khối lƣợng tự động từ mô hình 3D-Bim.
Lập tiến độ, cân đối tài nguyên
Mô phỏng tiến độ bằng mô hình 4D


Kết luận

.
III. Ngày giao nhiệm vụ:
IV. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
V. Cán bộ hƣớng dẫn:
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

(Họ tên và chữ ký)

PGS. TS. Ngô Quang Tƣờng

17/3/2015
15/04/2016
PGS. TS. Ngô Quang Tƣờng
KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong Luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này
đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn
gốc.
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƢƠNG QUANG THÔNG


ii

LỜI CÁM ƠN

Xin chân thành cảm ơn PGS.TS Ngô Quang Tƣờng, là ngƣời thầy tận tình,
quan tâm, định hƣớng, giúp tôi xuyên suốt trong quá trình thực hiện luận văn này.
Xin cảm ơn Th.s Nguyễn Phƣớc Dự Ngƣời truyền cảm hứng cho tôi yêu
thích phần mềm Revit. Để từ đó tôi quyết tâm thực hiện đề tài này.
Xin Cảm ơn những lời động viên nhắc nhở của các anh Lê Phƣớc Thạnh,
Trần Khắc Thiên, Lê Chí Công, Đào Ngọc Thanh, Đỗ Minh Hiền. Chính những lời
động viên nhắc nhở của các anh đã giúp tôi có tinh thần vƣợt qua những giai đoạn khó
khăn để hoàn thành luận văn này.
Xin cảm ơn Công ty TNHH XD Trần Lâm, là nơi tôi đang công tác. Nhờ
Công ty, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện để tôi có thể thực hiện đƣợc luận văn này.
Xin cảm ơn gia đình tôi, vợ tôi là những ngƣời luôn đồng hành cùng tôi giúp đỡ tôi, để
tôi có thể yên tâm thực hiện luận văn này.
Một lần nữa xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp,
gia đình giúp đỡ tôi từ kiến thức, tài chính, tinh thần, thời gian. Để tôi có đủ điều kiện
thực hiện luận văn này. Kính chúc mọi ngƣời sức khỏe dồi dào, gặp nhiều thành công,
hạnh phúc trong cuộc sống.
Trƣơng Quang Thông


iii

TÓM TẮT
Ngày nay với sự phát triển vƣợt bậc của công nghệ thông tin, để giảm thiểu tối
đa chi phí, nhân công và thời gian ngày càng nhiều các công ty xây dựng trên thế giới
và tại Việt Nam ứng dụng công nghệ BIM (Building Information Modeling) vì những
lợi ích to lớn của nó mang lại trong cả vòng đời của một dự án.
Lập kế hoạch tiến độ thi công trong một dự án là một khâu khá quan trọng
trong một dự án xây dựng, để kiểm soát, quản lý, theo dõi một cách chặt chẽ trong suốt
quá trình thi công theo một kế hoạch đƣợc hoạch định trƣớc là điều không phải dễ dàng
và chiếm rất nhiều thời gian. Việc ứng dụng công nghệ BIM sẽ giải quyết đƣợc những

khó khăn trên. Chính vì vậy đề tài nghiên cứu của tác giả hệ thống hóa và liên kết các
phần mềm từ Revit – Ms Excel – ADTPro – NaVis Works và đƣa ra một mô hình ứng
dụng một phần công công nghệ BIM đó là Mô Phỏng 4D Tiến độ thi công hay còn gọi
là 4D BIM để giúp cho các doanh nghiệp xây dựng tại Việt Nam thấy rõ đƣợc lợi ích
của công nghệ BIM mang lại. Đồng thời tác giả cũng hi vọng ngày càng nhiều các
doanh nghiệp xây dựng tại Việt Nam mạnh dạn đầu tƣ áp dụng công nghệ BIM để
nâng cao hiệu quả trong ngành xây dựng, từng bƣớc vƣơn lên ngang bằng với các
doanh nghiệp trên thế giới chỉ có nhƣ vậy mới có thể cạnh tranh đƣợc trong một môi
trƣờng ngày càng khốc liệt của ngành xây dựng.


iv

ABSTRACT
Nowadays, with the beyond development of Information Technology, to
save mostly labor cost and duration in controling construction projects, many
Construction Companies in the World (include Vietnam) apply Building
Information Modeling (B.I.M) technology because of its huge advantages.
Work Schedule takes an important part in handling a construction project.
It’s not easy and takes so much time to control, manage and folow strictly a
construction work schedule that planned. Therefore, applying B.I.M technology will
help us solve the above difficulties. To assist a number of Construction Companies
in Vietnam understand more about advantages of B.I.M, research topic of Writer
about applying a part of B.I.M technology is “Imitation 4D for Construction Work
Schedule or 4D B.I.M shortly”. Furthermore, the Writer realy hopes that in the
future many Construction Companies in Vietnam will apply B.I.M Technology, step
by step reach to the class of Construction Companies in the World. It seems the
only way to compete in a more and more difficult economic environment of
Construction Industry.

v

MỤC LỤC

Chƣơng I : Đặt Vấn đề ................................................................................................... 1
1.1 Giới thiệu chung ..................................................................................................... 2
1.1.1 Tình hình chung của ngành xây dựng hiện nay ........................................... 2
1.1.2 Tình hình ứng dụng công nghệ BIM của các nƣớc trên thế giới và Việt Nam
................................................................................................................................. 4
1.1.2.1 Những hạn chế của hệ thống CAD hai chiều ............................................. 4
1.1.2.2 Sự ra đời của BIM ....................................................................................... 5
1.1.2.3 BIM là gì ...................................................................................................... 5
1.1.2.4 So sánh quá trình làm việc giữa BIM ba chiều với CAD hai chiều hiện
nay ....................................................................................................................... 7
1.1.2.5 Ƣu và nhƣợc điểm khi sử dụng BIM .......................................................... 9
1.1.2.6 Tình hình ứng dụng công nghệ BIM các nƣớc trên thế giới ................... 13
1.1.2.5 Tình hình ứng dụng công nghệ BIM tại Việt Nam ................................. 14
1.2 Xác định vấn đề cần nghiên cứu .......................................................................... 14
1.3 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 15
1.4 Mục đích mong muốn của đề tài ......................................................................... 15
Chƣơng II : Tổng quan ................................................................................................. 17
2.1 Công trình nghiên cứu trƣớc đây liên quan đến đề tài trên thế giới ................. 17
2.2 Công trình nghiên cứu trƣớc đây liên quan đến đề tài ở Việt Nam .................. 20
Chƣơng III : Cơ sở lý thuyết ........................................................................................ 22
3.1 Mô hình 3D-BIM .................................................................................................. 22


vi

3.2 Mô hình 4D-BIM .................................................................................................. 23
3.3 Tiến độ thi công xây dựng ................................................................................... 24
Chƣơng IV Phạm vi và phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................... 27
4.1 Phạm vi nghiên cứu và ứng dụng ..................................................................... 27
4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................. 27
4.2.1 Quy trình nghiên cứu .................................................................................... 27
4.2.2 Xuất khối lƣợng sang Excel.......................................................................... 28
4.2.3 Gán thời gian và tài nguyên cho từng công tác trong ADTPro .................. 32
4.2.4 Lập tiến độ thi công ...................................................................................... 33
4.2.5 Kiểm tra sự va chạm của kết cấu ................................................................. 34
4.2.6 Mô phỏng tiến độ thi công bằng diễn hoạt 4D ............................................ 36
Chƣơng 5 : Ứng dụng thử nghiệm .............................................................................. 38
5.1 Tổng quan công trình nghiên cứu ........................................................................ 38
5.2 Xuất khôi lƣợng tự động từ mô hình 3D ............................................................. 39
5.3 Dùng ADTPro để tra định mức, nhập khối lƣợng gán tài nguyên và thời gian cho
từng công tác đồng thời kết xuất tiến độ sang MS Project ................................. 45
5.4 Mô phỏng 4D tiến độ thi công dùng Navis Works .............................................. 49
Chƣơng 6 : Kết luận và kiến nghị ................................................................................ 57
6.1 Kết luận .................................................................................................................. 57
6.2 Những hạn chế của đề tài ...................................................................................... 57
6.3 Kiến nghị ................................................................................................................ 58
Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 59
Phụ Lục ......................................................................................................................... 61


vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Hình 1.1 -Thu hút vốn FDI vào Việt Nam 6 tháng và cả năm (2012-2015) .................... 2

–

..................................................................................................... 7

–

................................................................................................... 7

–

............................................................................................. 23

–

............................................................................................. 24

–

........................................................................... 25

–

..................................... 30

–

............................................................. 31

–

..................................................... 35

- Revit export sang Navis works ........................................................................ 36
- kiểm tra sự va chạm giữa các bộ phận trong công trình trên Navis Works . 36
- Giai đoạn Phần móng đang trong quá trình thi công ..................................... 37
- Giai đoạn phần móng và đà kiềng đã hoàn thành đang triển khai thi công
phần cột tầng 1 .................................................................................................................... 38
- Phối cảnh hạng mục nhà kho-căn tin ................................................................. 39
- Kết quả xuất sang MS Project từ ADT Pro .............................................. 48
- Xuất từ 3d Revit sang Navis Works ......................................................... 49
- Import Ms Project vào Navis Works ........................................................ 50
-

.......................... 51

-

2013, 2014 và 20153
- Kết quả xuất sang Excel phần móng .............................................................. 31
- Kết quả xuất sang phần đà kiềng .................................................................... 32
- Kết quả xuất sang phần cột tầng 1.................................................................. 32

- Tra định mức trên ADTPro ...................................................................... 33
- Gán thời gian cho từng công tác trên ADTPro. Xuất sang Microsoft
Project 34
–

................................................................ 40
..................................................................... 40

viii

–

.................................................................................. 41

- Bảng tổng hợp khối lƣợng toàn bộ công trình ........................................ 45
- Bảng tra định mức và nhập khối lƣợng trên ADT Pro ............................ 46


ix

STT

Từ viết tắt

1

BIM

2

FDI

Diễn giải
building information modeling
Foreign Development Invesment

1

CHƢƠNG I : ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Giới thiệu chung:
1.1.1 Tình hình chung của ngành xây dựng hiện nay :
Từ năm 2001 đến nay nền kinh tế của Việt Nam đã hội nhập chung với nền kinh
tế của khu vực và thế giới, điểm nhấn chính là kể từ ngày 11/01/2007 Việt Nam chính
thức trở thành thành viên của tổ chức thương mại quốc tế ( WTO). Hiện nay các doanh
nghiệp xây dựng Việt Nam ngày càng cải thiện chất lượng và trình độ xây dựng tốt
hơn, làm chủ được công nghệ thi công, công nghệ thiết kế các công trình nhà cao tầng,
công trình ngầm, công trình vượt khẩu độ lớn.
Hiện nay các tòa nhà chọc trời đua nhau mọc lên cũng chính là một tín hiệu vui
cho nền kinh tế Việt Nam nói chung và ngành xây dựng Việt Nam nói riêng, chúng ta
đang dần dần hoàn thiện trình độ xây dựng hiện đại ngang tầm với thế giới, tiêu biểu
một số công trình như : Bitexco Financial Tower 68 tầng là tòa nhà cao nhất thành phố
Hồ Chí Minh, Keangnam Landmark Tower 72 tầng là tòa nhà cao nhất Việt Nam…
Sự sụt giảm của ngành bất động sản giai đoạn năm 2008 đến năm 2012 đã tác động
mạnh mẽ đến ngành xây dựng. Đến năm 2013 ngành xây dựng có dấu hiệu phục hồi
với tốc độ phát triển vừa phải nhờ vào gói tín dụng 30,000 tỷ trong giai đoạn năm
2013-2014, hỗ trợ lãi suất. Đến nay từ năm 2014 đến năm 2015 có thể nói là điểm khởi
đầu chu kỳ tăng trưởng mới của ngành xây dựng bởi vì Chính Phủ tiếp tục tập trung
phát triển cơ sở hạ tầng, bất động sản phát triển mạnh, và dòng vốn FDI tiếp tục tăng ở
mức tiếp tục.


2

Thu hút vốn FDI vào Việt Nam 6 tháng và cả năm (2012-2015). Đơn vị: Tỷ USD

Hình 1.1 :Thu hút vốn FDI vào Việt Nam 6 tháng và cả năm (2012-2015)

oạch và Đầu Tưaa)
Theo Tổng cục thống kê tình hình kinh tế xã hội 6 tháng đầu năm 2015: Trong khu
vực công nghiệp và xây dựng, ngành công nghiệp tăng 9,53% so với cùng kỳ năm
trước, cao hơn nhiều mức tăng cùng kỳ của một số năm trước, trong đó công nghiệp
chế biến, chế tạo đạt mức tăng cao với 9,95%, góp phần quan trọng vào mức tăng
trưởng chung (đóng góp 1,57 điểm phần trăm); ngành khai khoáng tăng cao ở mức


3

8,18% (cùng kỳ năm trước giảm 1,13%). Ngành xây dựng tăng 6,60%, cao hơn mức
tăng 6,11% của cùng kỳ năm 2014.
Bảng 1.1 Tốc độ tăng tổng sản phẩm trong nƣớc
6 tháng các năm 2013, 2014 và 2015

Đóng góp của

Tốc độ tăng so với

các khu vực

cùng kỳ năm trước (%)

vào tăng trưởng

Tổng số
Nông, lâm nghiệp và
thủy sản
Công nghiệp và xây
dựng

Dịch vụ
Thuế sản phẩm trừ
trợ cấp sp

6 tháng năm

6 tháng năm

6 tháng năm

6 tháng

2013

2014

năm 2015

4,90

5,22

6,28

6,28

2,06

2,90

2,36

0,42

4,97

5,12

9,09

2,98

6,13

5,82

5,90

2,22

5,33

7,19

5,60

0,66

2015 (Điểm
phần trăm)

(Theo Tổng cục Thống kê)
Với triển vọng và xu hướng phát triển của ngành xây dựng trong những năm tới,
để dần hoàn thiện vươn lên bắt kịp trình độ xây dựng với các nước trong khu vực và thế
giới , các doanh nghiệp xây dựng trong nước bắt buột phải nắm bắt ứng dụng công nghệ
mới, công nghệ thông tin để tìm ra giải pháp hoạt động một cách tốt nhất nhằm giảm chi
phí, giá thành, thời gian, kiểm soát tiến độ chặt chẽ nhằm tạo lợi thế lớn trong quá trình
cạnh tranh ngày càng gay gắt như hiện nay. Một trong những công nghệ có thể giúp cho
các doanh nghiệp xây dựng kiểm soát tất cả các giai đoạn trong xây dựng, tối ưu về thời


4

gian và chi phí xây dựng đó là công nghệ BIM (Building Information Modeling) .
1.1.2 Tình hình ứng dụng công nghệ Bim ở các nƣớc trên thế giới và Việt Nam:
1.1.2.1 Những Hạn chế của hệ thống CAD hai chiều :Trích nguồn : Tài liệu
nghiên cứu phục vụ cho giảng viên khoa Kinh tế và Quản lý Xây dựng –
Trường Đại học Xây dựng – Nguyễn Thị Nha Trang-Năm 2014).
Sự rời rạc trong cách truyền tải thông tin của hệ thống CAD từ lâu đã là rào cản
cho việc chia sẻ thông tin giữa các thành viên của dự án xây dựng. Nó cổ vũ cho
việc chuyên nghiệp hóa trong thiết kế trong khi lại sao nhãng việc hỗ trợ trao
đổi thông tin qua lại giữa các thành viên của dự án. Các bản vẽ do một thành
viên tạo ra, chưa hề được đánh giá một cách cẩn trọng xem liệu có phù hợp cho
người khác sử dụng hay không, vẫn được chuyển cho các thành viên khác. Hơn
thế nữa, các bản vẽ CAD chỉ đơn thuần là những hình vẽ minh họa. CAD rất ít hỗ
trợ tự động hóa sản xuất và thiết kế. Nói cách khác, hệ thống CAD đơn thuần chỉ
là giúp thay thế việc vẽ bằng tay bằng việc vẽ bằng máy vi tính.
Rõ ràng là, khi làm việc với hệ thống bản vẽ hai chiều CAD, dòng chảy của
thông tin và công việc giữa các thành viên dự án được thực hiện lặp đi lặp lại và
gây ra lãng phí. Sử dụng công cụ truyền tải thông tin là hệ thống các bản vẽ hai

chiều rất cồng kềnh và bất tiện, thông tin được truyền tải từ các thành viên làm
công việc trước (ví dụ như tư vấn kiến trúc) xuống các thành viên làm công việc
tiếp theo (tư vấn kết cấu hoặc tư vấn cơ, điện, nước) và ngược lại làm cho toàn
bộ quá trình bị rời rạc và không đồng nhất. Quá trình truyền tải thông tin này là
mảnh đất mầu mỡ cho các sai, lỗi xuất hiện và phát triển do thông tin về công
trình được truyền tải qua lại có thể bị mất mát, sai lệch. Hơn nữa, do trong quá
trình thực hiện dự án xây dựng, thường xuất hiện những thay đổi, càng làm rối
hơn quá trình truyền tải thông tin này. Ví dụ, những thay đổi xuất phát từ phía
chủ đầu tư sẽ kéo theo những thay đổi trong thiết kế kiến trúc. Những thay đổi
trong thiết kế kiến trúc này, đến lượt chúng, lại dẫn đến thay đổi trong thiết kế
kết cấu và thiết kế cơ điện. Rõ ràng là những thay đổi này, khiến việc thực hiện
và phê duyệt thiết kế cũng được thực hiện lặp đi lặp lại trong tất cả các giai đoạn
của dự án, tiêu tốn nhiều thời gian. Có thể nói, làm việc với hệ thống bản vẽ 2


5

chiều này gây lãng phí nhiều thời gian và công sức của các thành viên dự án xây
dựng.
Ngoài ra, bản vẽ thiết kế tạo ra bởi công cụ CAD 2D truyền thống cũng thường
xuất hiện những lỗi mà chỉ được phát hiện trong quá trình thi công – ví dụ: hệ
thống ống dẫn thường bị vướng
1.1.2.2 Sự ra đời của Bim :( Trích nguồn : Tài liệu nghiên cứu phục vụ cho giảng
viên khoa Kinh tế và Quản lý Xây dựng – Trường Đại học Xây dựng – Nguyễn Thị
Nha Trang-Năm 2014).
Những năm đầu của thập kỷ 70, một công nghệ mới với thuật ngữ là
Building Information Modeling (BIM) đã xuất hiện trong ngành công nghiệp xây
dựng, đó là công nghệ sử dụng mô hình ba chiều (3D) để tạo ra, phân tích và
truyền đạt thông tin của công trình.
Theo Viện Kiến trúc Hoa Kỳ, tên gọi Building Information Modeling

(BIM) được Autodesk đặt ra (Autodesk là một công ty lớn của Mỹ, chuyên cung cấp
các phần mềm đồ họa phục vụ cho công tác thiết kế và thi công xây dựng) và được
phổ biến rộng rãi bởi Jery Laiserin (một chuyên gia phân tích công nghiệp
(Technology Industry Analyst) người Mỹ) để mô tả mô hình không gian ba chiều
thiết lập bằng công cụ máy tính để thể hiện các vật thể. Nó trợ giúp quá trình trao đổi
và chia sẻ thông tin của công trình bằng cách số hóa. Các nhà tư vấn thiết kế cũng
như các nhà thầu xây dựng có thể sử dụng các phần mềm BIM (chẳng hạn như
Autodesk Revit Architectural, Revit Structure, Revit MEP, v.v.) để tạo nên một mô
hình của công trình trên máy vi tính mà mô hình này sẽ giống hệt như công trình thực
tế ở ngoài công trường. Mô hình không gian ba chiều này được liên kết với cơ sở dữ
liệu thông tin của dự án, thể hiện tất cả các mối liên hệ về mặt không gian, các thông
tin hình học, kích thước, số lượng, và cả cấu tạo vật liệu của các cấu kiện, bộ phận
của công trình. Nó có thể được sử dụng để thể hiện toàn bộ vòng đời của một công
trình xây dựng từ khâu thiết kế, thi công, cho đến khâu vận hành sử dụng.[1]

1.1.2.3 Bim là gì?
Khi nói về BIM nhiều người nghĩ rằng đơn giản nó là một sản phẩm phần
mềm, thực tế công nghệ BIM không bó hẹp trong việc diễn tả một thiết kế kiến trúc


6

hay việc tạo ra một mô hình ba chiều trình bày phối cảnh của công trình sau khi công
trình đã được thiết kế xong. BIM không đơn thuần chỉ là một mô hình 3D! BIM là
tiến trình tạo dựng và sử dụng mô hình kĩ thuật số cho công việc thiết kế, thi công và
cả quá trình thực hiện dự án. Phần mềm đơn giản chỉ là cơ cấu để tiến trình BIM được
thực hiện. BIM chứa đựng những thay đổi mang tính cách mạng trong việc thông tin
của công trình xây dựng được tạo ra, thể hiện, và sau này được sử dụng trong quá
trình xây dựng. Do hợp nhất được thông tin từ tất cả các khía cạnh của quá trình xây
dựng công trình nên BIM có thể làm tăng hiệu quả sử dụng và tính sẵn có của các

thông tin này lên gấp nhiều lần. .[1]

Hình 1.2 : Mô Hình BIM
Tiến trình BIM liên quan đến các bên tham gia trong toàn bộ vòng đời (life
cycle) của dự án (kiến trúc sư, kĩ sư, nhà thầu, chủ công trình, quản lý thiết bị, v.v),
tất cả những người góp sức và trao đổi thông qua việc chia sẻ mẫu thiết kế.


7

Hình 1.3 : Tiến trình BIM
Những mẫu thiết kế này bao gồm sự kết hợp giữa mô hình thông minh 2D và
3D trước đây sử dụng để lập bản vẽ thiết kế công trình, cùng với các yếu tố ngoại vi
như vị trí địa lý và điều kiện thực tế ở địa phương, cho đến dữ liệu ảo của công trình
cung cấp nguồn cho mọi thông tin phục vụ việc thiết kế công trình.
„‟Sự thông minh‟‟ được đưa vào vật thể bao gồm giá trị biến đồ họa xác định
trước và thông tin phi đồ họa, cung cấp cho kiến trúc sư, kĩ sư cơ-điện-nước, và nhà
thầu khả năng biểu diễn hình học và mối quan hệ giữa các yếu tố công trình liên quan.
Thông tin này khi đưa vào hệ thống dữ liệu tích hợp sẽ được cập nhật vào
toàn bộ các bản vẽ thiết kế và danh mục của dự án. Khi dự án có một thay đổi được
phê duyệt và tích hợp vào mô hình kết quả của BIM, tất cả các góc nhìn đồ họa (sơ
đồ, kiến trúc, chi tiết, và các bản vẽ cấu trúc khác), cũng như các thông tin phi đồ họa
như tài liệu thông tin về kiến trúc và các danh mục sẽ tự động phản hồi và cập nhật
các thay đổi đó.[1]
1.1.2.4 So sánh quá trình làm việc giữa BIM ba chiều với CAD hai chiều
hiện nay
Trong quá trình làm việc với CAD hai chiều hiện nay, các thành viên của dự án sử
dụng các bản vẽ hai chiều (mặt bằng, hình chiếu, mặt cắt, v.v.) để trao đổi thông tin
với nhau. Rõ ràng là việc trao đổi thông tin theo hình thức này sẽ không đạt hiệu quả

8

cao bằng việc trao đổi thông tin sử dụng mô hình BIM ba chiều. Trong khi các hình
vẽ hai chiều chỉ đơn thuần thể hiện hai đường kích thước của vật thể, mô hình BIM
thể hiện rõ ràng ba đường kích thước hình khối không gian của các bộ phận của công
trình. BIM đi xa hơn các bản vẽ CAD truyền thống bởi sự cung cấp thêm tính năng
thông minh cho các thiết bị công trình (chẳng hạn như cửa sổ, tường hay máy lạnh
trung tâm) cũng như cung cấp mối liên hệ về thông tin và không gian giữa công trình,
thiết bị, tải trọng, thời tiết,.. và sự tương tác của các yếu tố này lên hệ thống. Hơn thế
nữa, BIM truyền tải thông tin dưới dạng thông tin điện tử nên sẽ nhanh chóng, thuận
tiện, và hiệu quả hơn nhiều so với các bản vẽ in hai chiều, đồng thời, các sai lỗi phát
sinh sẽ được giảm nhiều.
Bên cạnh việc tăng cường khả năng trao đổi thông tin giữa các thành viên của dự án
xây dựng, BIM cũng có thể giúp cho các thành viên tăng cường được tính thống nhất
của công việc. Trong quá trình làm việc với bản vẽ hai chiều hiện nay, công việc thiết
kế được thực hiện không thống nhất và lặp đi lặp lại. Mối liên hệ công việc giữa các
thành viên không được coi trọng và không chặt chẽ. Những thay đổi xuất phát từ các
thành viên làm công việc trước sẽ dẫn đến thay đổi trong thiết kế của các thành viên
làm công việc sau. Các thành viên làm công việc sau sẽ phải cập nhật những thay đổi
đó, rồi phải chuyển ngược lại cho các thành viên làm công việc trước kiểm tra và phê
duyệt. Quá trình này tiêu tốn nhiều thời gian và tạo điều kiện cho các sai sót phát
triển. Ngược lại, BIM, như là một mô hình của công trình thực trên thực tế, sẽ giúp
cho mọi thành viên có thể dễ dàng tiếp cận với các thông tin của công trình. Công
việc của các thành viên sẽ được thống nhất và kết hợp chặt chẽ. Tất các những thay
đổi được tạo ra từ mỗi thành viên sẽ được tự động cập nhật trên mô hình. Điều này sẽ
duy trì sự thống nhất và chính xác của tất cả các thông tin và bản vẽ thể hiện. Mô hình
công trình sẽ trở thành trung tâm của toàn bộ quá trình thiết kế. Với BIM, các thay
đổi sẽ được theo dõi chặt chẽ và chính xác hơn. Các quyết định sẽ được quyết định
nhanh hơn. Tất cả những lỗi có khả năng xảy ra sẽ được chú ý, giải quyết, và cập nhật

ngay vào mô hình. Điều này sẽ giúp tạo ra một hệ thống bản vẽ thi công chính xác
tuyệt đối, đồng thời giảm thiểu tối đa nguy cơ phát sinh phí phát sinh, chậm tiến độ,
và tăng chi phí xây dựng.[1]


9

1.1.2.5 Ƣu nhƣợc điểm khi sử dụng BIM.
Ƣu điểm
-

Tăng khả năng phối hợp thông tin

-

Thiết kế dễ hình dung hơn

-

Linh hoạt trong sử dụng

-

Cải thiện quá trình tính toán chi

- Chi phí đào tạo và chi phí cho phần
mềm
- Thêm nhiều việc phải tiến hành trước
khi công trình được xây dựng
- Phá hỏng tiến trình mua sắm và xây

phí
-

Nhƣợc điểm

Giảm chi phí và thời gian lắp đặt

dựng

Phân tích ƣu khuyết điểm khi sử dụng BIM
+ Ƣu điểm :
 Tăng khả năng phối hợp thông tin (tăng sự hợp tác giữa các
bên có liên quan) Vì mô hình kĩ thuật số từ BIM mô tả công trình một cách
thống nhất, nó có thể cải thiện đáng kể sự phối hợp thông tin ở các giai
đoạn thiết kế, thi công và toàn bộ vòng đời (life cycle) của công trình. BIM
cung cấp một cái nhìn tổng thể rõ ràng về công trình giúp các bên liên quan
đến dự án đưa ra các quyết định phù hợp, giảm thiểu rủi ro và nâng cao hiệu
quả công việc.
BIM cho phép sự hợp tác chưa từng có trong hoạt động thiết kế. BIM
tạo ra cho tất cả các nhà thầu cơ hội ngồi lại với nhau và làm việc về các
vấn đề trước khi bắt đầu xây dựng. BIM được sử dụng để xây dựng các mô
hình không gian ba chiều thiết kế riêng biệt. Tư vấn kiến trúc phát triển mô
hình kiến trúc riêng. Tư vấn kết cấu xây dựng mô hình kết cấu. Tư vấn
điện, nước, cơ khí xây dựng mô hình cho mạng lưới kỹ thuật điện, nước, và
điều hòa không khí. Sau đó, các mô hình riêng biệt này được tích hợp vào
một mô hình tổng hợp, thống nhất. Là mô hình kĩ thuật số thống nhất nên
các kiến trúc sư, kĩ sư cơđiện-nước, nhà thầu, và chủ đầu tư ở mỗi khâu
khác nhau trong vòng đời của công trình có thể thêm thông tin vào nó, xuất
thông tin từ nó hoặc chỉnh sửa thông tin trong nó để hỗ trợ cho công việc

của họ.
Tất cả các thành viên của dự án xây dựng sẽ làm việc cùng với nhau
trong một không gian chung để tìm ra các xung đột giữa các bộ phận, cấu


10

kiện của công trình, đồng thời tìm ra giải pháp cho các xung đột đó một
cách thích hợp và hữu dụng nhất để tạo ra được một hệ thống bản vẽ thi
công có tính chính xác cao, dẫn đến việc giảm tối đa các chi phí phát sinh ở
trên công trường. Như vậy, với BIM, các thành viên của dự án xây dựng
không còn làm việc một cách tách biệt trong môi trường riêng của mình
nữa, mà làm việc trên khối thông tin thống nhất của công trình. Những
thay đổi trên mô hình BIM tổng hợp sẽ đƣợc tự động cập nhật trên các
mô hình thành phần, trên các bản vẽ, bảng thống kê, tiêu chuẩn, v.v.,
giúp duy trì tính thống nhất của dòng thông tin. Với việc sử dụng BIM,
các thành viên của dự án có thể rõ ràng nắm bắt được các thành viên khác
đang làm gì với công trình một cách rõ ràng và do đó họ có nhiều ảnh
hưởng hơn đối với công việc của các thành viên khác. Điều này đặc biệt
hữu ích trong trường hợp "đụng độ" có thể dẫn đến việc "chồng chéo mặt
trận công tác (stacking of trades )" - khu vực mà hai nhà thầu khác nhau dự
kiến lắp đặt thiết bị hoặc vật liệu trong cùng một không gian, đôi khi cùng
một thời gian. Trên thực tế, để giải quyết tình hình này thì phải yêu cầu một
nhà thầu dỡ bỏ vật liệu và lắp đặt lại hoặc phải đợi chờ để có được mặt
bằng thi công. Tuy nhiên nếu đưa các vấn đề về “đụng độ” này vào trong
mô hình BIM thì vấn đề này hoàn toàn có thể lường trước được và có thể
đưa ra giải pháp xử lý trước khi các công việc được tiến hành.
Hơn thế nữa, các thành viên của dự án có thể sử dụng BIM để khám
phá các phương án thi công khác nhau, trình tự thi công, hoặc tính có thể thi
công được của các bộ phận công trình cũng như toàn bộ công trình. Đồng

thời, do BIM tạo ra mô hình không gian 3 chiều với đầy đủ các thông
tin về các bộ phận của công trình từ hình dạng, kích thƣớc, cho đến cấu
tạo vật liệu, hoàn thiện, nên các thành viên của dự án có thể dễ dàng
tính toán khối lƣợng, giúp xây dựng dự toán và tiến độ của công trình.
BIM còn có thể được sử dụng để khám phá việc bố trí mặt bằng của thiết bị
cẩu lắp, vật liệu, cũng như các công trình tạm ở trên công trường… để là


11

xây dựng nên một kế hoạch thi công công trình giúp làm tăng giá trị và
giảm lãng phí.
 Thiết kế dễ hình dung hơn
Trong giai đoạn thiết kế ý tưởng, BIM được sử dụng để truyền tải ý tưởng
thiết kế đến chủ đầu tư. Những hiệu ứng hình ảnh không gian ba chiều có sẵn
trong BIM giúp cho việc truyền tải ý tưởng kiến trúc được thực hiện một cách
có hiệu quả hơn rất nhiều. Không chỉ đơn thuần thể hiện hình ảnh đẹp,
BIM còn trình bày một cách hoàn chỉnh và đầy đủ về công trình cần xây
dựng bao gồm hình dạng, kích thƣớc, cấu tạo vật liệu, hoàn thiện, và
nhiều thông tin khác nữa. Thông qua BIM, chủ đầu tư của dự án có thể dễ
dàng khái quát hình dạng của công trình, các khoảng không gian quan trọng,
và sự hòa hợp của công trình với cảnh quan xung quanh. Chủ đầu tư có thể dễ
dàng nhìn ra được công trình của mình sẽ thực tế trông như thế nào trong
tương lai. BIM giúp cho chủ đầu tư không chỉ hiểu được ý tưởng thiết kế một
cách tốt hơn mà còn dễ dàng phản hồi thông tin đến nhà tư vấn kiến trúc để
tư vấn kiến trúc có thể sửa đổi thiết kế sao cho đáp ứng yêu cầu của chủ đầu
tư. Hơn thế nữa, BIM còn được sử dụng để đánh giá nhiều phương án thiết kế
khác nhau, giúp cho việc xem xét và ra quyết định được chính xác hơn.
Đối với các nhà thầu thì mô hình BIM là tương đối dễ hiểu và hiển thị được
chiều sâu và cao độ một cách rõ ràng và dễ hình dung. Trên một bản vẽ

không sử dụng công nghệ BIM, nhà thầu có thể không nhìn ngay ra được một
lối vào trên bản vẽ sẽ trông như thế nào khi nó được hoàn thành. Tuy nhiên,
trên một mô hình BIM, lối vào này sẽ xuất hiện trên màn hình máy tính giống
như hình ảnh nó sẽ được thực hiện trên thực tế.
Những mẫu công trình ảo được tạo ra trong tiến trình BIM cũng cung cấp lợi
ích rất lớn cho kĩ sư cơ-điện lạnh để tối ưu hóa cách bố trí hệ thống HVAC
(Heating, Ventilation and Air Conditioning: Nhiệt, Thông gió và Điều hòa
không khí) với không gian hạn chế của công trình. Hoặc thay thế bộ tuần
hoàn khí ở phòng kĩ thuật, hoặc sắp xếp lại ống dẫn, khả năng xây dựng nên


12

hệ thống HVAC ảo và mô phỏng ảo 3D nó có thể đảm bảo cho mọi thiết bị sẽ
phù hợp khi lắp đặt.
 Tính linh hoạt
Với BIM, rất dễ dàng để điều chỉnh thiết kế. Khi có một sự thay đổi ở mô
hình BIM thì nó sẽ tự động cập nhật tất cả các bản vẽ thành phần mà bị ảnh
hưởng bởi sự thay đổi đó. Ví dụ, nếu tiền sảnh được bố trí thêm vào tầng một
trên mô hình BIM, tất cả các bản vẽ thể hiện tầng một cũng sẽ hiển thị các
chi tiết cần thiết để xây dựng tiền sảnh. Một khi sự thay đổi được thực hiện
với mô hình BIM thì sẽ không cần thiết phải có những sự điều chỉnh thủ công
trên từng bản vẽ thành phần nữa. Các nhà thiết kế đơn giản chỉ cần in bản vẽ
xây dựng mới ra.
 Cải thiện tính toán chi phí
BIM có thể đơn giản hóa và giúp việc tính toán chi phí do thông tin có tính
chiều sâu và chính xác mà nó cung cấp. Mối liên hệ dễ dàng với vật liệu và
số chi tiết lắp đặt có thể xuất ra từ mô hình có thể cải thiện tốc độ và độ chính
xác của việc ước tính, đưa ra những thay đổi về kiểu dáng thiết kế vì vậy các
vấn đề về chi phí có thể được giải quyết một cách chủ động

 Giảm chi phí lắp đặt
Trước khi quá trình lắp đặt tiến hành, BIM sẽ giúp xác định những chi tiết
không thích hợp, ví dụ như các phần của bản thiết kế chiếm vị trí trùng nhau.
Từ đó nhà thiết kế có thể điều chỉnh sớm hơn để giảm hay triệt tiêu các thay
đổi trong quá trình lắp đặt.
Mô hình BIM có thể được sử dụng để làm sẵn các chi tiết của công trình,ví
dụ như là ống dẫn một cách đáng tin cậy. Điều này sẽ giúp tiết kiệm chi phí
liên quan đến lắp ráp và lắp đặt.
+ Nhƣợc điểm :
 Chi phí đào tạo và chi phí cho software
Việc sử dụng BIM yêu cầu cần phải có sự đào tạo cẩn thận. Việc sử dụng
phần mềm hỗ trợ tạo lập mô hình bao giờ cũng đi kèm các chi phí như cấp


13

phép, chi phí mua phần mềm và đào tạo. Một nhà thầu muốn áp dụng BIM có
thể cần phải nâng cấp hệ thống máy tính của mình để sử dụng hiệu quả phần
mềm BIM.
 Thêm nhiều việc phải tiến hành trƣớc khi công trình đƣợc
xây dựng
BIM đòi hỏi phải nỗ lực nhiều hơn ở giai đoạn đầu của dự án. Khi BIM được
sử dụng, đó sẽ không hiệu quả nếu như nhà thầu chỉ đơn thuần gửi kế hoạch
công việc của riêng mình và sau đó tiến hành xây dựng. Điều tiên quyết là
Nhà thầu xây dựng phải làm việc với các nhà thiết kế và các nhà thầu khác để
tạo ra mô hình hợp tác giữa các bên.
 Phá hỏng tiến trình mua sắm và xây dựng
Mặc dù một trong những lợi thế của việc sử dụng mô hình BIM là những sự
điều chỉnh có thể được thực hiện nhanh chóng, tuy nhiên BIM lại có thể phá
hỏng tiến trình cung ứng vật tư và thi công xây dựng chung ( general

procurement and construction process ) khi đặt hàng các mặt hàng (items)
đòi hỏi phải có thời gian đợi chờ lâu. Ví dụ, một nhà thầu có thể cần phải đặt
hàng vật tư dựa trên kích thước được ghi trong bản vẽ thiết kế mà từ khi đặt
hàng đến khi nhận được hàng này có thể mất vài tuần hoặc vài tháng. Tuy
nhiên nếu các nhà thầu khác nhập thêm thông tin công việc của mình vào mô
hình trong quá trình đó, làm kích thước có sự thay đổi, thì nhà thầu đầu tiên
có thể không có đủ thời gian để đặt hàng vật tư.
1.1.2.6 Tình hình ứng dụng công nghệ BIM ở các nƣớc trên thế giới.
Báo cáo SmartMarket năm 2012 của McGraw Hill cho thấy rằng tỷ lệ chấp
nhận công nghệ BIM tại Mỹ là 72%, tại Hàn Quốc là 58%, tại Trung Đông là 25% [2]
Theo một báo cáo năm 2010 của của McGraw Hill sử dụng công nghệ BIM ở Tây Âu
là 38%. [3]. Tại Anh theo báo cáo của The National Building Specification (NBS) tỷ lệ
dùng công nghệ BIM năm 2012 là 31% [4]. Tại Nam Bán Cầu theo một báo cáo quốc
gia của Masterspec states tại New Zealand tỷ lệ sử dụng công nghệ BIM là 34% trong
khi ở Úc là 19% [5].