Mô hình hóa thông tin cho cầu (BrIM) đưa kỹ thuật cầu đến với công nghệ 4.0

Ngành công nghiệp hạ tầng đang thực hiện số hóa mạnh mẽ để theo kịp các đổi mới trong tương lai và tăng hiệu quả dưới áp lực ngày càng tăng của chi phí, tiến độ và các vấn đề về phát triển bền vững. Mô hình thông tin xây dựng (BIM) đã trở thành một công cụ được sử dụng rộng rãi cho các kỹ sư và công ty xây dựng để cải thiện mức độ thông tin trong quá trình thiết kế và xây dựng, đạt được mức độ hợp tác cao hơn và dễ dàng hơn trong chuyển giao dự án. Hiện nay, một thuật ngữ BIM được mở rộng cho công trình cầu được gọi là BrIM (Mô hình thông tin cầu) đang mở đường cho thực tiễn ứng dụng BIM trong xây dựng công trình cầu.

Mô hình thông tin cầu (BrIM) là gì?

Mặc dù BIM có thể được sử dụng trong các loại dự án xây dựng khác nhau, nhưng việc sử dụng nó trong xây dựng cầu đã bị hạn chế. Thay vì kiến trúc dọc, cầu là đường đi ngang và các dự án thường phức tạp. Giống như một phiên bản BIM được tùy chỉnh để phù hợp với các dự án cầu, BrIM cung cấp một cách đầy đủ các đặc tính vật lý và thông tin của cầu, cung cấp một nguồn dữ liệu cho toàn bộ vòng đời của nó.

Mô hình thông tin cầu (BrIM) gia tăng chất lượng thiết kế với thông tin chính xác, dữ liệu nhất quán và cải thiện khả năng thể hiện các kết cấu phức tạp. BrIM cho phép cung cấp thông tin chính xác cho các cấu kiện tiền chế và hỗ trợ phối hợp giữa các bộ môn. Cuối cùng dẫn đến các giải pháp tối ưu hóa cho tất cả các bên liên quan trong dự án cũng như lưu trữ thông tin cho bảo trì.

Thứ nhất: BrIM là tiêu chuẩn hóa dữ liệu giao tiếp phối hợp

Tận dụng tối đa các công cụ đòi hỏi phải tiêu chuẩn hóa. Thông tin chuẩn xác có thể được sử dụng và giữ ở định dạng chung khi được chuyển giao quy trình, tiếp nối các giai đoạn dự án.

Chia sẻ dữ liệu thông qua việc sử dụng bất kể phần mềm nào cho phép phối hợp ở cấp độ cao. Từ đó thúc đẩy việc tạo gia các quy trình mở, có thể tương tác và lặp lại có lợi cho tất cả các bên dự án.

Việc tiêu chuẩn hóa phải là một nỗ lực toàn cầu. BuildingSmart hiện đang mở rộng các tiêu chuẩn IFC toàn cầu để bao gồm cả các thuộc tính của cầu(IFC cấp 4), nhằm đáp ứng các nhu cầu cụ thể của ngành công nghiệp cầu đường.

Thứ hai: BrIM là về công nghệ

BIM và BrIM có thể được kết nối với các công nghệ hiện đại khác, như in 3D, rô bốt, phân tích dữ liệu lớn, thực tế tăng cường và ảo hóa, Internet of Things (IoT), công nghệ giám sát và cộng tác theo thời gian thực trên nền tảng điện toán đám mây

Một ứng dụng BIM sử dụng tham số, có nghĩa là các tham số của các đối tượng được tương tác với nhau. Ứng dụng tham số giúp các bên liên quan tạo, thu thập, lưu trữ và chia sẻ dữ liệu chính xác và nhất quán để hỗ trợ toàn bộ vòng đời dự án.

Trên hết, một môi trường dữ liệu dự án mở hỗ trợ các định dạng dữ liệu được tiêu chuẩn hóa, chẳng hạn như Trimble Connect, là cần thiết. Nền tảng cho phép thiết kế cầu được chuyển đổi giữa các loại phần mềm khác nhau, đảm bảo việc quản lý dữ liệu diễn ra theo cách thực sự hợp tác và cởi mở. Tất cả các thay đổi, sửaxóa đều được hiển thị và ghi lại, không có dữ liệu nào bị mất hoặc bị ghi đè và các mô hình có thể được điều chỉnh mà hầu như không bị gián đoạn quy trình làm việc.

Tận dụng tối đa lợi thế của BrIM là một sự thay đổi trong tư duy. Giấy chỉ là một thứ mang dữ liệu, nhưng bản thân dữ liệu luôn phát triển trong suốt quá trình tạo lập, sử dụng và quản lý, khi đó cần đến BrIM.

Khi các dự án cầu lớn bao gồm các giai đoạn khác nhau từ lập kế hoạch đến vận hành và ngừng hoạt động, BrIM có thể cho phép cải thiện quy trình đáng kể. Ví dụ, công việc thiết kế, tạo lập mô hình như công trình thực giúp giảm chi phí xây dựng và cải thiện bóc tách khối lượng.

Mô hình cầu như công trình thực cho phép thực hiện hình ảnh 3D trực quan cho biện pháp thi công (ván khuôn, giáo,…), khối đổ bê tông, lắp dựng ảo, điều kiển máy tự động,…

Định dạng kỹ thuật số được chuẩn hóa đảm bảo việc áp dụng nhanh chóng các công cụ phần mềm cũng như giảm thiểu rủi ro .

Sự trực quan hóa và cập nhật liên tục với hình ảnh và mô phỏng từng bước của quá trình xây dựng giúp các bên liên quan giao tiếp dễ dàng hơn. Trên hết, mô hình này cho phép thể hiện tiến độ dự án cho quy trình làm việc hiệu quả hơn.

Trước đây, các bên tham gia các dự án khác nhau không nhất thiết phải nhận thức được hết những thay đổi trong quá trình triển khai dự án, nhưng với mô hình được liên tục cập nhật và phát triển, mọi thông tin đều rõ ràng cho các bên. Mô hình tương tác với các giải pháp khác, công cụ xây dựng kỹ thuật số và máy móc chế tạo, cho phép các dự án xây dựng hiệu quả và có lợi nhuận. Hợp tác chặt chẽ với tất cả các bên dự án, bao gồm cả khách hàng, làm tăng thêm hiệu quả.

Các công cụ BrIM cũng lưu trữ và cập nhật dữ liệu ngoài quy trình thiết kế, cung cấp cho các kỹ sư và bên chức năng thông tin liên quan để tiến hành chế tạo, xây dựng, vận hành, bảo trì và kiểm tra. Giá trị cốt lõi của BrIM nằm ở việc tiêu thụ, chia sẻ và tái sử dụng dữ liệu, vì tất cả các bên tham gia dự án có thể tối ưu hóa các quy trình của họ trong suốt vòng đời của cầu.

Cho đến nay, ngành công nghiệp cầu đã phụ thuộc rất nhiều vào giấy với các bản in tài liệu, tụt hậu so với việc sử dụng BIM hiện nay trong ngành xây dựng. Chuyển từ trao đổi dữ liệu dựa trên tài liệu sang các mô hình dữ liệu tích hợp và được kết nối có thể cải thiện đáng kể thời gian và giảm chi phí dự án.

Do đó, việc thiết lập các tiêu chuẩn kỹ thuật số và các quy trình chung giúp cho phép sử dụng BrIM làm tài liệu tham khảo trong các hợp đồng. Điều này có thể được thực hiện một cách hiệu quả nhất với phần mềm BrIM tối ưu và có cấu trúc tham số với tất cả các loại vật liệu và kích cỡ.

Thứ ba: Yếu tố con người

Việc chuyển đổi BrIM đang đưa các quy trình theo hướng thiết kế và thi công dựa trên mô hình. Tuy nhiên, khía cạnh quan trọng nhất (và có lẽ là thách thức nhất) là phát triển nguồn nhân lực cho chuyển đổi số. Quản lý thay đổi và xây dựng các kỹ năng BIM trong suốt chuỗi giá trị là rất cần thiết. Hiện vẫn đang thiếu những người dùng BIM có kỹ năng, cản trở việc chuyển giao dự án tại các quốc gia, nơi ngành công nghiệp xây dựng đang bùng nổ.

Thứ tư: Quản trị BIM

Hiện tại, các công ty thiết kế cầu và các chủ đầu tư đang bị tụt lại phía sau do những hiểu biết hạn chế về những ứng dụng của BrIM, mặc dù BrIM được xây dựng có thể thay đổi đáng kể giai đoạn bảo trì. Lý do cho vấn đề này là BIM được coi là một phần mềm thiết kế 3D hoàn toàn và các ứng dụng BIM hỗ trợ quản lý chưa được coi trọng.

BIM là một bước chiến lược thiết yếu trong việc số hóa ngành công nghiệp hạ tầng. Việc chuyển đổi cần phải xảy ra từ trên xuống; ban lãnh đạo cao nhất phải nghĩ về BrIM như một người tạo ra giá trị và lợi thế cạnh tranh, chứ không phải là một yếu tố chi phí. Ngành công nghiệp cũng cần chuyển đổi sang hợp tác giữa các ngành, các loại dự án mới.

ĐỌC THÊM ỨNG DỤNG CỦA BIM TRONG CÁC DỰ ÁN HẠ TẦNG GIAO THÔNG

HSD Việt Nam là đơn vị tư vấn, đào tạo và chuyển giao các sản phẩm phần mềm Tekla Structures, Vico Office của Hãng Trimble tại Việt Nam. Mọi yêu cầu tư vấn hoặc hỗ trợ kỹ thuật Tekla Structures, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi tại Hà Nội: 024.3512.2447 hoặc Tp.HCM: 028.3636.2923, hoặc email: info@hsdvn.com.vn