BIM Việt Nam: 10 năm nhìn lại, 10 năm hướng tới

Mười năm trước, khi BIM bắt đầu được đưa vào chương trình chuyển đổi của ngành xây dựng Việt Nam, câu hỏi được đặt ra chủ yếu là: BIM là gì, sử dụng phần mềm nào, doanh nghiệp phải đầu tư bao nhiêu và liệu công nghệ này có thực sự phù hợp với Việt Nam hay không? Ngày 22 tháng 12 năm 2016, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 2500/QĐ-TTg phê duyệt Đề án áp dụng Mô hình thông tin công trình, gọi tắt là BIM, trong hoạt động xây dựng và quản lý vận hành công trình. Đề án đặt ra những kỳ vọng rất cụ thể: BIM phải góp phần nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả đầu tư; giảm chi phí xây dựng, giảm thời gian thiết kế và thi công, hạn chế những sửa đổi do xung đột thiết kế, đồng thời từng bước hình thành hành lang pháp lý và năng lực BIM cho ngành xây dựng Việt Nam.

Mười năm đã trôi qua. Nếu nhìn vào những màn hình máy tính tại các công ty thiết kế, những phòng BIM của các nhà thầu lớn hay các dự án hạ tầng và công trình cao tầng hiện nay, có thể thấy BIM không còn là một khái niệm xa lạ. Những mô hình ba chiều ngày càng chi tiết. Kiến trúc, kết cấu và hệ thống cơ điện có thể được đặt chung trong một không gian số. Những xung đột mà trước đây chỉ phát hiện khi ra công trường giờ có thể được nhận biết ngay từ giai đoạn thiết kế. Khối lượng có thể được bóc tách từ mô hình. Tiến độ có thể được mô phỏng. Công trường có thể được liên kết với dữ liệu số. Nhưng chính ở thời điểm BIM đã trở nên quen thuộc, một câu hỏi khác cần được đặt ra. Sau mười năm, Việt Nam đã thực sự chuyển từ việc tạo ra những mô hình ba chiều sang quản lý công trình bằng thông tin và dữ liệu hay chưa?

Để trả lời câu hỏi đó, trước hết cần trở lại với bản chất của BIM. BIM thường được nhìn thấy qua một mô hình 3D. Nhưng 3D chỉ là phần dễ nhìn thấy nhất. Một bức tường trong BIM không chỉ là một khối hình học. Nó có thể mang theo thông tin về loại tường, vật liệu, kích thước, yêu cầu kỹ thuật, khối lượng, mã phân loại, đơn giá, nhà sản xuất, thời gian thi công, lịch sử thay đổi và sau này là thông tin bảo trì. Một thiết bị điều hòa trong mô hình cũng không chỉ là một vật thể ba chiều. Đằng sau nó có thể là hàng chục trường dữ liệu phục vụ thiết kế, mua sắm, lắp đặt, nghiệm thu, vận hành và bảo trì. Vì vậy, chữ quan trọng nhất trong BIM có lẽ không phải là Mô hình( Model), mà là Thông tin (Information). 

BIM về bản chất là một phương thức tổ chức và quản lý thông tin công trình trong suốt vòng đời của tài sản xây dựng. Công nghệ giúp chúng ta tạo lập và xử lý thông tin, nhưng giá trị cuối cùng không nằm ở việc mô hình đẹp đến đâu. Giá trị nằm ở việc thông tin đó có giúp con người đưa ra quyết định nhanh hơn, chính xác hơn và có căn cứ hơn hay không. Có thể diễn đạt BIM bằng ba thành phần rất đơn giản: Data, Process và People – dữ liệu, quy trình và con người. Thiếu dữ liệu chuẩn, mô hình khó liên thông. Thiếu quy trình, mỗi bên sẽ làm BIM theo một cách khác nhau. Thiếu con người có năng lực, công nghệ dù hiện đại đến đâu cũng khó tạo ra giá trị. Vì vậy, BIM không phải mục tiêu cuối cùng. BIM là phương tiện để quản lý thông tin và hỗ trợ quyết định.

Nhìn lại mười năm, Việt Nam đã đạt được những bước tiến đáng kể. Từ một công nghệ chỉ được biết đến trong một bộ phận nhỏ của ngành xây dựng, BIM đã dần trở thành một nội dung quen thuộc trong các dự án lớn. Nhiều chủ đầu tư, đơn vị tư vấn và nhà thầu đã xây dựng đội ngũ BIM. Các vị trí như BIM Modeler, BIM Coordinator hay BIM Manager đã xuất hiện ngày càng phổ biến. Một thị trường đào tạo, tư vấn và cung cấp giải pháp BIM đã hình thành. Quan trọng hơn, BIM đã từng bước đi từ khuyến khích, thí điểm sang một bộ phận của hệ thống quản lý đầu tư xây dựng. Sau Quyết định 2500 năm 2016, Việt Nam tiếp tục xây dựng các hướng dẫn, tiêu chuẩn và lộ trình áp dụng. Quyết định 258/QĐ-TTg năm 2023 đánh dấu một bước chuyển quan trọng khi BIM bắt đầu được triển khai theo lộ trình bắt buộc đối với những nhóm công trình nhất định. Ở cấp độ dự án, giá trị của BIM cũng ngày càng rõ hơn. Phối hợp thiết kế tốt hơn, phát hiện xung đột sớm hơn, trực quan hóa phương án, hỗ trợ bóc tách khối lượng, mô phỏng tiến độ và phối hợp thi công là những lợi ích đã được nhiều doanh nghiệp ghi nhận.

Nhưng “có BIM” chưa đồng nghĩa với “BIM thực chất”. Hãy thử đặt một số câu hỏi rất đơn giản đối với một dự án tuyên bố đang áp dụng BIM. Mục tiêu sử dụng BIM của dự án là gì?Chủ đầu tư cần những thông tin nào? Ai có trách nhiệm tạo ra những thông tin đó? Thông tin phải được tạo ở giai đoạn nào? Dữ liệu nào phải bàn giao? Dữ liệu được kiểm tra bằng tiêu chí nào? Nếu thay đổi phần mềm, dữ liệu có tiếp tục sử dụng được hay không? Khối lượng lấy từ mô hình có thể kết nối với mã công tác, định mức và hệ thống quản lý chi phí hay không? Và cuối cùng, khi công trình hoàn thành, dữ liệu BIM có thực sự được chuyển sang phục vụ quản lý tài sản và vận hành công trình hay lại kết thúc cùng với hợp đồng BIM?

Nếu một dự án không trả lời được những câu hỏi đó, BIM rất dễ trở thành một mô hình ba chiều được tạo ra để đáp ứng yêu cầu của hồ sơ. Đây có lẽ là ranh giới quan trọng nhất giữa BIM hình thức và BIM thực chất. BIM hình thức bắt đầu bằng câu hỏi: phải dựng mô hình gì? BIM thực chất bắt đầu bằng câu hỏi: chúng ta cần thông tin gì để đưa ra quyết định? Từ câu hỏi đó mới xác định dữ liệu cần có, ai cung cấp, cung cấp khi nào, cấu trúc thế nào, kiểm tra bằng cách nào và cuối cùng thông tin được sử dụng cho quyết định nào. Chuỗi logic của BIM vì thế phải được đảo lại. Không phải Model rồi mới tìm xem có thể sử dụng dữ liệu vào việc gì. Mà phải bắt đầu từ Purpose – mục đích. Từ mục đích xác định Decision – quyết định cần hỗ trợ. Từ quyết định xác định Requirement – yêu cầu thông tin. Sau đó mới đến Data, Model, Validation và cuối cùng là Use. Khi nhìn BIM dưới góc độ đó, những điểm nghẽn của Việt Nam cũng trở nên rõ ràng hơn.

Điểm nghẽn đầu tiên là BIM vẫn dễ bị đồng nhất với phần mềm và mô hình 3D. Chúng ta có thể đào tạo rất nhiều người sử dụng phần mềm nhưng điều đó chưa tự động tạo ra năng lực quản trị thông tin. Điểm nghẽn thứ hai nằm ở phía người đặt hàng. Nếu chủ đầu tư không xác định rõ mình cần thông tin gì, nhà thầu BIM rất khó biết phải tạo dữ liệu nào ngoài những yêu cầu chung chung như “lập mô hình BIM”.Điểm nghẽn thứ ba là tiêu chuẩn hóa dữ liệu. Một cấu kiện có thể được gọi bằng nhiều tên, sử dụng nhiều mã và nhiều hệ thuộc tính khác nhau giữa thiết kế, dự toán, thi công và vận hành. Con người có thể hiểu rằng những cách gọi đó đang nói về cùng một đối tượng. Máy tính thì không dễ dàng như vậy. Đây là lý do hệ thống phân loại, định danh đối tượng, từ điển dữ liệu và các mẫu thuộc tính trở nên quan trọng.Bài toán này đặc biệt rõ khi BIM đi vào quản lý chi phí.

Một điểm nghẽn khác nằm ở khả năng kiểm chứng. Hiện nay rất nhiều yêu cầu BIM vẫn được viết trong Word, PDF hoặc Excel để con người đọc. Trong khi đó mô hình lại nằm trong các hệ thống phần mềm khác nhau. Kết quả là quá trình kiểm tra vẫn phụ thuộc nhiều vào con người.Tương lai của BIM phải tiến đến một bước xa hơn: yêu cầu mà con người hiểu được đồng thời phải từng bước trở thành yêu cầu mà máy cũng có thể đọc và kiểm tra. Requirement không nên mãi chỉ nằm trong PDF. Nó phải từng bước trở thành Structured Requirement, sau đó là Machine-readable Requirement. Khi đó máy tính có thể tự động trả lời những câu hỏi rất cụ thể: đối tượng này đã có đủ thuộc tính chưa, giá trị có nằm trong phạm vi cho phép không, không gian này có đáp ứng yêu cầu không, mô hình có tuân thủ quy tắc được đặt ra hay không?Đây cũng là nơi những tiêu chuẩn và công nghệ mở như IFC, IDS, BCF, hệ thống phân loại, Data Dictionary và Rule Engine bắt đầu có ý nghĩa lớn hơn nhiều so với câu chuyện lựa chọn một phần mềm BIM cụ thể.

Kinh nghiệm quốc tế cho thấy những quốc gia đi trước cũng đã trải qua sự chuyển dịch này. Tại Anh, câu chuyện BIM ngày càng được đặt trong một khung rộng hơn là Information Management – quản lý thông tin. Câu hỏi quan trọng không còn chỉ là mô hình được dựng bằng phần mềm nào mà là thông tin nào được yêu cầu, ai tạo ra nó, khi nào phải cung cấp, ai kiểm tra, ai phê duyệt và nó phục vụ quyết định nào. ISO 19650 phản ánh khá rõ cách tiếp cận đó. Singapore đi theo một con đường khác nhưng cũng cho thấy một bài học tương tự. BIM được gắn với quá trình số hóa quản lý nhà nước. Thông qua CORENET X, Singapore hướng tới việc sử dụng mô hình BIM phối hợp cho quy trình phê duyệt liên cơ quan. Họ đồng thời phát triển những yêu cầu dữ liệu phù hợp với bối cảnh quốc gia trên nền tảng IFC và OpenBIM.

Điều đáng học ở đây không phải là sao chép một hệ thống của Anh hay Singapore. Bài học lớn hơn là vai trò của Nhà nước. Nhà nước không nhất thiết phải tự phát triển phần mềm BIM. Nhưng Nhà nước cần xác định được dữ liệu nào cần thiết cho quản lý, dữ liệu đó phải được cấu trúc như thế nào, tiêu chuẩn trao đổi là gì và máy tính có thể kiểm chứng chúng ra sao. Khi đó thị trường có thể sử dụng nhiều phần mềm khác nhau, nhưng dữ liệu vẫn có khả năng trao đổi và sử dụng lâu dài.

Đây cũng chính là vấn đề chủ quyền dữ liệu công trình.Một quốc gia không nhất thiết phải tự viết Revit, Archicad hay mọi phần mềm BIM để có năng lực tự chủ. Điều quan trọng hơn là có khả năng làm chủ Requirement, Classification, Data Dictionary, Property Data Template, IFC, IDS, BCF, Rule, API và hạ tầng quản trị dữ liệu của mình. Phần mềm có thể thay đổi. Nhà cung cấp có thể thay đổi. Nhà thầu có thể thay đổi. Nhưng dữ liệu công trình cần tồn tại trong hàng chục, thậm chí hàng trăm năm. Vì vậy, sau mười năm triển khai BIM, Việt Nam có lẽ đang đứng trước một bước ngoặt. Giai đoạn đầu chủ yếu giải quyết câu hỏi: làm BIM như thế nào?Giai đoạn tiếp theo cần trả lời một câu hỏi khó hơn: quản trị dữ liệu công trình như thế nào?

Nếu coi năm 2035 là một mốc nhìn về phía trước, con đường phát triển BIM của Việt Nam có thể được hình dung qua bốn bước chuyển. Giai đoạn đầu là chuẩn hóa. Việt Nam cần tiếp tục hoàn thiện hệ thống yêu cầu thông tin, hướng dẫn BIM, quy trình CDE, tiêu chuẩn quản lý thông tin; đồng thời phát triển hệ thống phân loại, định danh, từ điển dữ liệu và các mẫu thuộc tính phù hợp với đặc thù ngành xây dựng Việt Nam.

OpenBIM, IFC, BCF và IDS cần được nhìn nhận không chỉ như những thuật ngữ kỹ thuật mà như những thành phần của khả năng liên thông dữ liệu quốc gia. Bước tiếp theo là làm cho dữ liệu có thể được máy đọc và kiểm chứng. Các yêu cầu hiện nằm trong văn bản cần từng bước được cấu trúc hóa. Những quy định phù hợp có thể được chuyển thành quy tắc kiểm tra. Automated Model Checking cần tiến từ nghiên cứu và thử nghiệm sang những ứng dụng có giá trị thực tế. Sau đó là liên thông dữ liệu xuyên vòng đời.

BIM cần kết nối với GIS, quản lý tài sản, quản lý chi phí, IoT, Digital Twin và các nền tảng dữ liệu đô thị. Một thông tin được tạo ra ở giai đoạn thiết kế không nên phải nhập lại ở giai đoạn thi công. Một dữ liệu đã được kiểm chứng trong quá trình xây dựng không nên biến mất khi bàn giao công trình. Mục tiêu cuối cùng là hình thành một Digital Thread – một mạch dữ liệu có khả năng nối các quyết định xuyên suốt vòng đời tài sản. Và chính trên nền tảng đó, AI mới thực sự có đất để phát huy giá trị.

AI có thể đọc hồ sơ, truy vấn mô hình, hỗ trợ kiểm tra, phát hiện bất thường, bóc khối lượng, phân tích phương án và hỗ trợ quản lý tài sản. Nhưng có một nguyên tắc không thể đảo ngược. AI không thể biến dữ liệu hỗn loạn thành một hệ thống quản trị đáng tin cậy chỉ bằng việc trở nên thông minh hơn. Nếu tên gọi không thống nhất, đối tượng không có định danh, thuộc tính không chuẩn hóa, dữ liệu không có nguồn gốc, yêu cầu không máy đọc được và kết quả không được kiểm chứng thì AI chỉ đang xử lý một nền dữ liệu thiếu tin cậy với tốc độ nhanh hơn. Bởi vậy, BIM và AI không phải hai cuộc cách mạng tách biệt. BIM có thể trở thành cơ thể dữ liệu của công trình.AI có thể trở thành một lớp trí tuệ hoạt động trên cơ thể đó.Nhưng giữa chúng phải tồn tại một hạ tầng dữ liệu đáng tin cậy.

Đến năm 2035, thành công của BIM Việt Nam vì thế không nên chỉ được đo bằng số lượng dự án có mô hình 3D, số lượng người sử dụng phần mềm hay số doanh nghiệp có bộ phận BIM. Một thước đo có ý nghĩa hơn là: dữ liệu công trình của Việt Nam có được chuẩn hóa hay không; có thể trao đổi giữa các hệ thống hay không; có thể được máy đọc và kiểm chứng hay không; có thể tái sử dụng từ thiết kế sang thi công, vận hành và quản lý đô thị hay không; và Nhà nước có đủ khả năng quản trị dữ liệu đó mà không phụ thuộc hoàn toàn vào một phần mềm hay một nhà cung cấp cụ thể hay không.

Mười năm trước, câu hỏi của Việt Nam là có nên áp dụng BIM hay không. Ngày nay, câu hỏi đó về cơ bản đã được vượt qua. Câu hỏi cho mười năm tiếp theo là BIM nào, dữ liệu nào, tiêu chuẩn nào, ai tạo ra dữ liệu, ai kiểm chứng, ai chịu trách nhiệm và dữ liệu đó có còn sử dụng được sau khi phần mềm, nhà thầu và thậm chí dự án đã kết thúc hay không? Nếu giai đoạn 2016–2026 là hành trình đưa BIM vào ngành xây dựng Việt Nam, thì giai đoạn 2026–2035 cần là hành trình đưa Việt Nam từ BIM đến quản trị dữ liệu công trình. Xa hơn nữa, đó có thể là bước khởi đầu cho một Hạ tầng Dữ liệu Công trình Việt Nam – nơi dữ liệu từ quy hoạch, thiết kế, dự toán, thi công, nghiệm thu, vận hành đến đô thị có khả năng kết nối với nhau.

Và khi đó, BIM sẽ không còn được nhìn nhận đơn giản là một mô hình ba chiều. BIM trở thành một phần của hạ tầng số của ngành xây dựng. Một hạ tầng trong đó con người và máy tính có thể cùng hiểu một đối tượng, cùng truy xuất một nguồn dữ liệu và cùng kiểm chứng một yêu cầu. Đó cũng có thể là nguyên tắc cho giai đoạn BIM tiếp theo của Việt Nam: Chỉ mô hình hóa những gì cần được nhìn thấy. Cấu trúc hóa mọi thứ cần được biết. Kiểm chứng mọi thứ cần được tin cậy. Và chỉ sử dụng cho quyết định những gì có thể truy xuất, kiểm chứng và giải trình.