Các công ty kỹ thuật đang kết nối các quy trình từ thiết kế, xây dựng tới chế tạo dựa trên Mô hình Thông tin Xây dựng (Building Information Modeling – BIM).
Mô hình Thông tin Xây dựng đang được áp dụng ngày càng nhiều trên toàn cầu do chính phủ và các chủ sở hữu tư nhân lớn muốn thể chế hóa những lợi ích của BIM bao gồm thời gian hoành thành các dự án nhanh và đảm bảo hơn, với chất lượng đáng tin cậy hơn và chi phí thấp hơn. Theo báo cáo về “Giá trị kinh doanh của BIM trong ngành xây dựng tại thị trường lớn trên toàn cầu“, trong năm 2013, BIM đã áp dụng tại hơn 70 phần trăm các công ty tại Bắc Mỹ. Các công ty kỹ thuật hàng đầu đều nhận thấy rằng BIM mang đến cơ hội để định hình lại các dự án hệ sinh thái, thay đổi quy trình công việc để thu được những kết quả quan trọng.
Một động lực chính của sự phát triển này là việc các công ty kỹ thuật đang tìm kiếm những nguồn đầu tư tốt hơn từ BIM. Ngay cả với một tỷ lệ áp dụng cao của BIM và các chủ dự án nhìn thấy sự phối hợp tốt hơn với ít yêu cầu thông tin hơn trong quá trình thiết kế, các kỹ sư vẫn không nhận thức được đầy đủ về tài chính. Các yếu tố bên ngoài khác bao gồm số lượng dự án xây dựng giảm, thời gian yêu cầu dự án ngắn hơn, và kinh phí dành thiết kế thấp hơn. Một số công ty đã cố gắng cắt giảm chi phí thông qua sáp nhập và mua lại hoặc gia công các dịch vụ nhất định. Những công ty khác lại đang khai thác sức mạnh của công nghệ như điện thoại di động và điện toán đám mây nhằm hợp lý hoá các quy trình như hợp tác đa ngành và phân tích cấu trúc và thiết kế.
Các chuyên gia về kỹ thuật kết cấu có thể phải đối mặt với những thách thức khi giá trị các dự án tăng dẫn đến chi phí cao hơn. Một cơ hội rõ ràng là cần phải kết nối các thiết kế và xây dựng trên BIM một cách tốt hơn. Kỹ sư kết cấu là người duy nhất đủ điều kiện đóng một vai trò chiến lược trong việc kết nối các thiết kế kết cấu cho quá trình xây dựng. Họ có khả năng để giải quyết vấn đề không chỉ là hình thức và yêu cầu chức năng (an toàn và bảo trì xây dựng ) mà còn các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng thi công chế tạo và xây dựng ngay từ trên mặt trước của thiết kế.
Để thực hiện chiến lược này, các doanh nghiệp xây dựng cấu trúc đang ngày càng cung cấp các dịch vụ xây dựng không theo cách truyền thống là được thực hiện bởi các kỹ sư kết cấu. Những dịch vụ này bao gồm:
– cung cấp một mô hình BIM cho nhà thầu hoặc nhà chế tạo để tính toán khối lượng;
– triển khai trước các chi tiết và kết nối quan trọng để giúp truyền đạt ý định thiết kế chi tiết có thể được cung cấp cho các nhà chế tạo hoặc nhà thầu; và
– cung cấp các mô hình 3D cấu trúc chi tiết và / hoặc bản vẽ phân phối (mô hình, bản vẽ, các file CNC) cho các nhà chế tạo.
Việc cung cấp các chi tiết về cấu trúc là để sắp xếp các quá trình từ thiết kế tới chế tạo để thu được lợi ích dự án lớn hơn, chẳng hạn như giảm thiểu chất thải thông qua các sự phối hợp tốt hơn trong thiết kế và tạo ra các dữ liệu đáng tin cậy hơn giữa các bên liên quan.
Chiến lược trong thực tế
Khi các kỹ sư khám phá cung cấp dịch vụ bổ sung, họ cần phải các đồng nghiệp của họ đang làm gì. Trong thập kỷ qua, các công ty kỹ thuật kết cấu đã cung cấp chi tiết và dịch vụ xây dựng vào nhiều lĩnh vực kết cấu , bao gồm cả kết cấu thép, bê tông đúc tại chỗ, bê tông đúc sẵn, thép tạo hình nguội.
Những kết quả đạt được trong ngành công nghiệp kết cấu thép là một ví dụ hiển nhiên. Trong khi các nhà chế biến thép đã sử dụng mô hình 3D để thúc đẩy việc chế tạo và xây dựng lợi ích nội bộ kể từ đầu những năm 1990, các đội ngũ phối hợp BIM đã trở nên quen thuộc với các mô hình dữ liệu 3D phong phú từ các tàu ngầm thép phối hợp với các bộ phận khác. Ngoài ra, các kỹ sư đang chia sẻ mô hình BIM của họ với các nhà chế tạo thép để giúp tạo ra các đơn đặt hàng nhà máy sớm và bắt tay vào quá trình chi tiết ngay từ đầu.
Sự sẵn sàng của ngành công nghiệp
Đây là thời điểm để bắt đầu khám phá các mô hình cung cấp mới. Trước tiên là sự đổi mới quy trình làm việc cho ngành công nghiệp kết cấu thép. Sự tích hợp của kết cấu chi tiết từ đầu giai đoạn thiết kế sẽ tối ưu hóa chuỗi cung ứng thép hơn nữa.
Xu hướng thứ hai là sự áp dụng công cụ hợp tác dựa trên điện toán đám mây. Các điện toán đám mây sự cho phép hợp tác mọi lúc mọi nơi. Thực hiện quy trình công việc dựa trên điện toán đám mây sẽ mang lại lợi ích riêng cho từng quá trình phân tích, kiểm tra mã, tạo dữ liệu, rà soát tổng và kết hợp. Đây là loại hình hợp tác đang diễn ra giữa các kiến trúc sư và nhà thiết kế, cũng như với các nhà thầu nói chung và các nhà thầu phụ thực hiện đề tránh xung đột trong hợp tác. Những công nghệ tương tự có thể được tận dụng trong thiết kế chi tiết cho công việc chế tạo.
Các công ty hàng đầu đã chuyển giao kết hợp dịch vụ thiết kế và chi tiết lại với nhau trong nhiều năm nay và một số trường hợp thành công nhất đang trở nên nổi bật trong lĩnh vực cung cấp dịch vụ kết cấu chi tiết. Các cuộc tìm hiểu về việc tích hợp thiết kế kết cấu và chi tiết đã chỉ ra những mô hình kinh doanh khả thi và thực hiện tốt nhất. Các công ty có thể bắt đầu một cuộc thảo luận nội bộ về cách cơ cấu tổ chức của họ để đưa các chuyên gia kết cấu chi tiết tham gia sớm và cách cung cấp sản phẩm cho khách hàng. Ngoài ra, sự tham gia ngay từ đầu của các nhà chế tạo có thể mang lại lợi ích lớn cho dự án. Chuyên môn trong lĩnh vực sẽ được tham gia để quyết định các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chi phí như tình trạng nguyên liệu, tối ưu hóa cửa hàng, giao hàng và hậu cần tại chỗ.
Việc chi trả và đào tạo về phần mềm, cũng như thuê các chuyên gia kết cấu chi tiết chất lượng có thể là một thách thức, việc đánh giá những lợi ích mà các quy trình công việc mang lại để tối đa hóa lợi nhuận là rất quan trọng. Người sử dụng các phần mềm BIM hiện tại có thể xác định được công cụ tốt nhất phù hợp với nhu cầu của họ. Ngoài ra, việc tìm kiếm các khoản đầu tư cho kết cấu chi tiết giúp thu hồi chi phí cho phần mềm và đào tạo một cách nhanh chóng hơn. Các yếu tố như khả năng sử dụng phần mềm và kích thước của cơ sở cộng đồng có thể ảnh hưởng đến sự dễ dàng trong việc tìm kiếm, tuyển dụng và duy trì các thành viên của đội ngũ mới.
Các công ty kỹ thuật kết cấu được tham gia vào giải quyết những thách thức ngành công nghiệp bằng cách áp dụng một số chiến lược. Nhiều công ty sẽ có một chiến lược để xác định lại vai trò của các kỹ sư kết cấu bằng cách tích hợp các khía cạnh quan trọng của thiết kế kết cấu – những gì sẽ được xây dựng và cách thức xây dựng. Đây là quan điểm của người xây dựng tổng thể thực hiện bởi một trong những kỹ sư vĩ đại nhất, Leonardo da Vinci, bên cạnh nhiều tên tuôi thiết kế hiện đại lớn từ các ngành công nghiệp khác, chẳng hạn như Vignelli Associates. Việc áp dụng phương pháp vào ngành xây dựng đang ngày càng năng động là rất hợp lý, khi các kỹ sư kết cấu có thể mang đến giá trị riêng biệt trong một nhóm với kết nối tốt hơn giữa quá trình thiết kế và xây dựng dựa trên BIM và quá trình chế tạo.
Michael Gustafson, quản lý chiến lược ngành công nghiệp kỹ thuật kết cấu tại Autodesk
