Mô hình thông tin kỹ thuật số (BIM)
BIM là công nghệ số hóa phần mềm sử dụng mô hình 3 chiều (3D) để tạo ra đối tượng, phân tích đối tượng, và truyền tải thông tin công trình theo dạng số.
Mô hình không gian ba chiều là một mô hình hoàn toàn số hoá, 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. BIM 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.
Mức độ phát triển của BIM trên mọi lĩnh vực
và trong ngành xây dựng kiến trúc (AEC) (2016-2021)
Nguồn: Worldwide CAD Trends 2016
Trên thế giới, BIM đã có sự phát triển mạnh mẽ trong những năm qua. Tại thời điểm năm 2016, mới có khoảng 19% người dùng CAD (thiết kế được hỗ trợ bởi máy tính) chuyên nghiệp trong tất cả các lĩnh vực công nghiệp hiện sử dụng BIM và số lượng được dự báo sẽ tăng lên 29% trong 3-5 năm tới. Việc sử dụng BIM trong ngành Kiến trúc, Kỹ thuật và Xây dựng (AEC) sẽ tiếp tục tăng trưởng từ 38% vào năm 2016 đến mức dự đoán 54% vào năm 2021.
Việc áp dụng BIM phổ biến hơn ở các công ty lớn (30%) và lần lượt ở các công ty có quy mô vừa (15%) và nhỏ (13%). Theo khu vực, mức sử dụng BIM cao nhất ở Châu Âu, Trung Đông và Châu Phi (22%) và khu vực Bắc Mỹ (20%), tiếp theo là Châu Á-Thái Bình Dương (11%).
Thực tế áp dụng BIM ở Việt Nam
Ở Việt Nam, BIM cũng được chú trọng triển khai và xây dựng lộ trình thực hiện từ những năm 2017, với kế hoạch đến năm 2021 sẽ chính thức áp dụng rộng rãi. Tuy nhiên lộ trình đặt ra cho việc áp dụng công nghệ số hóa trong xây dựng không tương thích với môi trường phát triển đặt ra cho mô hình này.
Hiện nay ở Việt Nam cơ sở pháp lý vẫn thiếu và chưa đồng bộ, còn gây ra nhiều khó khăn khi áp dụng BIM đối với các chủ thể tham gia dự án đầu tư xây dựng. Áp dụng BIM đòi hỏi chi phí đầu tư lớn cho cơ sở vật chất ban đầu, phần mềm ứng dụng, cho đào tạo và duy trì hoạt động của cơ sở vật chất so với phương pháp truyền thống. Vì thế dù không phải công nghệ quá mới tại Việt Nam nhưng mức độ phát triển còn hạn chế.
Ngoài ra, những công trình xây dựng đã ứng dụng BIM vào quản lý và xây dựng còn vô cùng hạn chế, đa phần là các dự án tư nhân, sử dụng vốn nước ngoài với chủ yếu là cấu trúc hạ tầng đơn giản, kết cấu giống nhau. Số ít những công trình lớn phức tạp như tòa nhà Landmark 81 do tập đoàn Vingroup đầu tư có phạm vi áp dụng cho toàn bộ phần xây thô bộ khung kết cấu công trình.
Công nghệ thực tế tăng cường (AR) và thực tế hỗn hợp (MR)
Những công nghệ kết hợp thế giới thật và thế giới số hiện nay đang ngày càng trở nên phát triển tại thị trường Việt Nam. Tuy nhiên, chúng được ứng dụng vào ngành giải trí và du lịch là chủ yếu.
AR (Augmented Reality)
Augmented Reality (AR), một công nghệ vẫn còn khá mới mẻ tại Việt Nam. Công nghệ thực tế tăng cường cho phép kết nối những đồ vật ảo vào thế giới thật, làm tăng mô phỏng thực tế. AR được ứng dụng nhiều trong các hoạt động giải trí, tuy nhiên xu hướng hiện nay đang dần dịch chuyển sang các ngành công nghiệp trọng điểm hơn như ngành xây dựng. Thực tế tăng cường được tích hợp vào việc quản lý công trường xây dựng và xác định các hệ thống tiện ích hoặc các cơ sở hạ tầng khác có thể bị chôn vùi phía sau tường, sàn nhà hoặc các chướng ngại khác.
Tỷ lệ tăng trưởng thị trường thực tế tăng cường theo khu vực (2019-2024)
Nguồn: Mordor Intelligence
Phân khúc thị trường Bắc Mỹ dự kiến sẽ tăng trưởng đáng kể trong giai đoạn dự báo, do sự thống trị của Hoa Kỳ trong thị trường phần mềm toàn cầu. Khu vực châu Á- Thái Bình Dương tăng trưởng ở mức cao nhất do có sự chuyển dịch về công nghệ chậm hơn so với các khu vực khác trên thế giới. Dự kiến trong vòng từ 3-5 tới, thực tế tăng cường sẽ trở thành xu hướng trong các ngành công nghiệp, bao gồm cả lĩnh vực xây dựng.
MR (Mixed Reality)
Một loại áp dụng công nghệ cao hơn là Thực tế hỗn hợp (MR). MR hoạt động tương tự như thực tế tăng cường AR theo nghĩa một vật thể ảo được chiếu vào một không gian thực. Tuy nhiên, MR cho phép các thành phần ảo được neo vào các điểm cụ thể được chia tỷ lệ theo kích thước của đối tượng thực tế. MR là sự kết hợp của thực tế ảo VR và thực tế tăng cường AR, làm tăng tương tác của thế giới số và thế giới thực.
Quy mô thị trường thực tế hỗn hợp (2015-2022)
Nguồn: Global Forecast to 2022
Thị trường thực tế hỗn hợp toàn cầu được định giá 382,6 triệu USD vào năm 2019 và dự kiến CAGR là 47,9% trong giai đoạn dự báo (2020-2025). Việc áp dụng MR ngày càng tăng trong phân khúc xây dựng, kiến trúc hiện đang là xu hướng trong ngành, điều này ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển thị trường.
MR và BIM
Hỗn hợp Thực tế kết hợp với Mô hình thông tin xây dựng có khả năng phát triển ngành xây dựng lên một tầm cao mới. Các mô hình xây dựng được chuyển đổi thành dạng không gian ba chiều, sau đó được chiếu lên môi trường xây dựng hiện có và được gắn vào vị trí mong muốn. Kỹ sư xây dựng có thể tương tác với mô hình như những tòa nhà thực sự, giúp loại bỏ sự cần thiết của hoạt động đo lường, đánh giá kế hoạch, đệ trình RFI, v.v. Sự tích hợp này có khả năng phản ánh những thay đổi được thực hiện trong môi trường ảo trở lại mô hình BIM và ngược lại.
Trí tuệ nhân tạo (AI) và Bản sao kỹ thuật số (Digital twins)
Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence)
AI (trí tuệ nhân tạo) được áp dụng vào xây dựng để cho phép bảo trì dự đoán, cải thiện kiểm soát chất lượng, giảm thời gian thiết kế và giảm chất thải. Công nghệ AI có thể tự động hóa một số nhiệm vụ nhất định thông qua quá trình mô phỏng con người và thu thập thông tin. Từ đó AI thực hiện các hoạt động mới và khác nhau dựa trên sự tính toán của những hành động trước đó.
Trong ngành xây dựng, AI được ứng dụng đáng kể, nhưng sự ảnh hưởng đột ngột của đại dịch COVID-19 đã những gây ra tác động tiêu cực. Theo một báo cáo mới của Báo cáo và Dữ liệu, Trí tuệ nhân tạo toàn cầu (AI) trong thị trường Xây dựng được dự báo sẽ đạt 4,51 tỷ USD vào năm 2026, với tăng trưởng CAGR là 24,1% trong giai đoạn đại dịch.
Những thay đổi trong quy trình và chính sách tại các công ty xây dựng tập trung ngày càng cao vào việc triển khai các công nghệ như AI và IoT dự kiến sẽ làm thúc đẩy những ứng dụng số hóa này tăng trưởng mạnh sau dịch COVID-19.
Bản sao kỹ thuật số (Digital twins)
Digital twins là một bản sao kỹ thuật số của một vật thể thực tế, được tạo ra từ các luồng dữ liệu thu thập được từ các cảm biến gắn trong vật thể đó. Như vậy, bản sao số là hình ảnh phản chiếu song song của vật thể theo thời gian thực. Trong một số trường hợp, công nghệ này còn có thể tái hiện vòng đời sản phẩm khép kín, đưa sản phẩm về giai đoạn pháp triển để tối ưu hóa liên tục các sản phẩm trong tương lai.
Theo IDC, vào năm 2020, 30% trong số 2000 công ty lớn nhất toàn cầu sẽ sử dụng dữ liệu từ Digital Twins để cải thiện năng suất của tổ chức lên tới 25%.
Bản sao kỹ thuật số sẽ là một công cụ hữu ích trong ngành xây dựng như cung cấp thông tin chẩn đoán hoặc tiên lượng, tính toán giảm điện năng tiêu thụ, giảm lượng khí thải… làm tăng lợi tức đầu tư. Công nghệ giúp tạo ra những bản sao cấu trúc của công trình xây dựng được tạo ra, dễ dàng lắp ráp tháo rời và tái sử dụng.
