Chào các anh/chị đồng nghiệp, các chuyên gia xây dựng, kiến trúc sư, kỹ sư, nhà thầu, chủ đầu tư và những ai đang ấp ủ giấc mơ về một ngành xây dựng Việt Nam hiện đại, hiệu quả và bền vững! Tôi, với hơn một thập kỷ lăn lộn trong ngành, chứng kiến biết bao đổi thay và thử thách, hôm nay muốn chia sẻ một giải pháp mà tôi tin rằng sẽ là “cú hích” mạnh mẽ cho công cuộc chuyển đổi số đang diễn ra: Scan to BIM Việt Nam.

Hãy cùng nhau khám phá cách công nghệ đột phá này không chỉ giúp chúng ta thoát khỏi những “cơn đau đầu” muôn thuở của phương pháp đo đạc thủ công. Nó còn mở ra một chân trời mới cho việc quản lý, thiết kế và thi công dự án. Đây không chỉ là một công nghệ, mà là một tư duy mới, một bước nhảy vọt cần thiết để ngành xây dựng Việt Nam vươn tầm thế giới.

Giới thiệu: Kỷ nguyên mới của ngành xây dựng Việt Nam với Scan to BIM

Ngành xây dựng Việt Nam đang ở một ngã ba đường đầy thách thức nhưng cũng tràn trề cơ hội. Chúng ta không thể mãi giữ những phương pháp truyền thống khi thế giới đang vùn vụt tiến lên với tốc độ ánh sáng của công nghệ.

Bối cảnh chuyển đổi số trong ngành xây dựng

Chuyển đổi số (CĐS) không còn là lựa chọn, mà là bắt buộc. Chúng ta đều hiểu rằng, để nâng cao hiệu quả, giảm chi phí và tối ưu hóa quy trình, việc áp dụng công nghệ mới là con đường duy nhất.

Hãy nhìn vào những gì đang diễn ra: Bộ Xây dựng Việt Nam đã định hướng rõ ràng về việc áp dụng BIM (Building Information Modeling) là một trong những trọng tâm của chiến lược chuyển đổi số quốc gia đến năm 2030. Điều này cho thấy tầm nhìn chiến lược và sự quyết tâm của các nhà quản lý trong việc hiện đại hóa ngành.

Trong bối cảnh đó, các công nghệ Contech (Construction Technology) đang nổi lên như những “người hùng” thầm lặng, định hình tương lai của ngành. Từ trí tuệ nhân tạo, Internet of Things (IoT) cho đến thực tế ảo (VR/AR), tất cả đều góp phần tạo nên một hệ sinh thái xây dựng thông minh hơn. Không phải ngẫu nhiên mà các sự kiện như Contech Vietnam, một sự kiện thương mại quốc tế hàng năm, luôn thu hút đông đảo sự quan tâm, nơi giới thiệu các giải pháp tiên tiến từ BIM đến công nghệ tự động hóa. Và trong số đó, Scan to BIM đang chứng minh vị thế đặc biệt của mình.

Xem thêm: Mô hình BIM 3D, 4D, 5D, 6D, 7D là gì?

Scan to BIM là gì và tầm quan trọng của nó?

Nói một cách đơn giản, Scan to BIM (Quét laser sang BIM) là quy trình chuyển đổi dữ liệu thực tế thu thập được từ công nghệ quét laser 3D (dưới dạng điểm đám mây) thành một mô hình BIM đầy đủ thông tin. Imagine: thay vì cầm thước, dây, sổ ghi chép, bạn có một thiết bị quét toàn bộ không gian, thu thập hàng triệu điểm dữ liệu chỉ trong vài phút, rồi từ đó “biến” chúng thành một mô hình 3D thông minh, chứa mọi thông tin cần thiết. Đó chính là Scan to BIM!

Công nghệ này đang thực sự thay đổi cuộc chơi vì nó giải quyết một trong những vấn đề cốt lõi mà chúng ta thường gặp phải: sự thiếu chính xác của dữ liệu hiện trạng. Bao nhiêu lần chúng ta phải đối mặt với bản vẽ cũ bị sai lệch, thiếu thông tin, hoặc thậm chí là không có bản vẽ nào cả?

Scan to BIM là câu trả lời cho những “cơn ác mộng” đó, nó khắc phục triệt để hạn chế của đo đạc thủ công tốn kém, dễ sai sót, và bản vẽ truyền thống không đủ chiều sâu thông tin. Như một nghiên cứu đã chỉ ra, Scan to BIM giúp tái tạo chính xác hiện trạng công trình và hỗ trợ thiết kế, cải tạo, quản lý hiệu quả.

Cơ sở công nghệ: Từ Quét Laser đến Điểm Đám Mây

Để hiểu rõ hơn về Scan to BIM, chúng ta cần tìm hiểu “cái gốc” của nó: công nghệ quét laser 3D và dữ liệu điểm đám mây.

Công nghệ quét Laser 3D (3D Laser Scanning) hoạt động như thế nào?

Bạn có bao giờ tự hỏi, làm thế nào mà một chiếc máy có thể “nhìn” và “ghi nhớ” mọi chi tiết của một tòa nhà phức tạp đến vậy? Tất cả là nhờ vào công nghệ quét laser 3D.

Nguyên lý hoạt động của nó khá thú vị: máy quét phát ra tia laser đến bề mặt vật thể, sau đó đo thời gian tia laser phản xạ trở lại. Từ đó, nó tính toán khoảng cách cực kỳ chính xác. Quá trình này lặp đi lặp lại hàng triệu lần mỗi giây, tạo ra một “bức tranh” 3D hoàn chỉnh của môi trường xung quanh mà không cần bất kỳ sự tiếp xúc vật lý nào. Công nghệ này thường được gọi là LiDAR (Light Detection and Ranging).

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại thiết bị quét laser 3D phổ biến, phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau:

• Máy quét mặt đất (Terrestrial Laser Scanners): Thường được đặt cố định trên tripod, cho độ chính xác cực cao, lý tưởng cho việc quét chi tiết các tòa nhà, nhà xưởng, đường hầm.
• Máy quét gắn trên UAV (Drone-mounted Laser Scanners): Gắn trên máy bay không người lái, phù hợp để quét các khu vực rộng lớn, địa hình phức tạp, hoặc các cấu trúc cao mà con người khó tiếp cận.
• Máy quét cầm tay (Handheld Scanners): Linh hoạt, dễ di chuyển, thích hợp cho việc quét các chi tiết nhỏ hoặc không gian chật hẹp.
• Máy quét gắn trên ROV (Remotely Operated Vehicle): Dùng cho các môi trường đặc biệt như dưới nước hoặc khu vực nguy hiểm.

Hiểu về Điểm Đám Mây (Point Cloud) và vai trò của nó

Sau khi quá trình quét hoàn tất, “sản phẩm” mà chúng ta thu được chính là Điểm Đám Mây (Point Cloud). Đừng bị cái tên lạ tai này đánh lừa nhé.

Điểm đám mây chỉ đơn giản là một tập hợp khổng lồ các điểm dữ liệu 3D trong không gian, mỗi điểm mang theo tọa độ X, Y, Z và đôi khi cả thông tin màu sắc (RGB). Khi nhìn tổng thể, các điểm này kết hợp lại sẽ tái hiện chính xác hình dạng, kích thước và bề mặt của vật thể hoặc toàn bộ không gian đã được quét.

Tầm quan trọng của dữ liệu điểm đám mây chính xác là không thể phủ nhận. Đây chính là “nguyên liệu thô” để chúng ta tạo ra mô hình BIM chất lượng cao. Nếu dữ liệu điểm đám mây không chính xác, mô hình BIM của bạn cũng sẽ “sai bét nhè”, dẫn đến những hậu quả khó lường về sau. Một đám mây điểm chất lượng cao sẽ đảm bảo mô hình BIM phản ánh đúng 100% hiện trạng thực tế, từ đó cung cấp nền tảng vững chắc cho mọi công đoạn tiếp theo của dự án.

Quy trình Scan to BIM chi tiết

Để biến một công trình thực tế thành một mô hình BIM thông minh, chúng ta cần thực hiện một quy trình bài bản và chuyên nghiệp. Quy trình Scan to BIM nhìn chung bao gồm 4 bước chính, từ thu thập dữ liệu đến tích hợp mô hình.

Bước 1: Thu thập dữ liệu Point Cloud bằng quét Laser 3D

Đây là bước đầu tiên và cũng là nền tảng cho toàn bộ quá trình. Nó đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng:

• Kế hoạch quét và chuẩn bị hiện trường: Trước khi “vác” máy ra hiện trường, đội ngũ kỹ sư phải lập kế hoạch chi tiết, xác định các vị trí đặt máy quét, số lượng lần quét cần thiết để bao phủ toàn bộ khu vực, và các điểm kiểm soát (control points) để đảm bảo độ chính xác. Hiện trường cần được chuẩn bị, dọn dẹp vật cản nếu cần để tia laser có thể tiếp cận mọi bề mặt.
• Thực hiện quét với thiết bị chuyên dụng: Máy quét laser 3D được triển khai tại hiện trường. Thiết bị sẽ tự động phát tia laser và ghi lại hàng triệu điểm dữ liệu 3D, tạo ra một “bản sao kỹ thuật số” của công trình trong thời gian thực. Tùy vào quy mô và độ phức tạp của dự án, quá trình này có thể mất từ vài giờ đến vài ngày.

Bước 2: Xử lý và tiền xử lý dữ liệu Point Cloud

Dữ liệu thô thu được từ máy quét thường rất lớn và chưa thể sử dụng ngay. Chúng ta cần “gọt giũa” nó:

• Đăng ký và căn chỉnh dữ liệu: Nếu bạn quét một công trình từ nhiều vị trí khác nhau, bạn sẽ có nhiều “đám mây điểm” riêng lẻ. Bước này là để “ghép” chúng lại với nhau một cách chính xác, tạo thành một bộ dữ liệu hoàn chỉnh, liền mạch của toàn bộ công trình. Quá trình này cần độ chính xác cao để đảm bảo không có sai lệch.
• Làm sạch và lọc nhiễu: Đám mây điểm thường chứa các điểm “nhiễu” không mong muốn (ví dụ: người đi lại, phương tiện, cây cối, hoặc các vật thể không liên quan). Chúng ta cần sử dụng phần mềm chuyên dụng để loại bỏ những điểm này, chỉ giữ lại những thông tin cần thiết về cấu trúc công trình. Điều này giúp tối ưu hóa dữ liệu và giảm tải cho các bước sau.

Bước 3: Chuyển đổi Point Cloud thành Mô hình BIM

Đây là “trái tim” của quy trình Scan to BIM, nơi dữ liệu thô được “biến hình” thành mô hình thông minh:

• Dựng mô hình 3D từ đám mây điểm: Các kỹ sư BIM sẽ sử dụng phần mềm chuyên dụng như Autodesk Revit, ArchiCAD, Bentley MicroStation, hoặc những phần mềm tương tự để dựng các đối tượng BIM (tường, cột, dầm, cửa, hệ thống MEP…) trực tiếp trên nền tảng đám mây điểm. Họ sẽ “vẽ” lại từng chi tiết dựa trên dữ liệu hiện trạng chính xác, thay vì dựa vào các bản vẽ 2D cũ kỹ.
• Thêm thông tin chi tiết (vật liệu, kích thước, đặc tính kỹ thuật): Không chỉ dừng lại ở mô hình 3D hình học, yếu tố quan trọng nhất của BIM là thông tin. Các kỹ sư sẽ gán các thông tin phi hình học vào từng đối tượng, ví dụ: loại vật liệu, kích thước chi tiết, đặc tính kỹ thuật, thông số kỹ thuật của thiết bị, lịch sử sửa chữa… Điều này làm phong phú mô hình BIM, biến nó thành một “ngân hàng dữ liệu” sống động của công trình.

Bước 4: Tích hợp và ứng dụng mô hình BIM

Sau khi có mô hình BIM hoàn chỉnh, chúng ta sẽ đưa nó vào các ứng dụng thực tiễn:

• Nhập mô hình BIM vào các nền tảng quản lý dự án: Mô hình BIM có thể được tích hợp vào các phần mềm quản lý dự án (như Navisworks cho phát hiện xung đột, hoặc các nền tảng quản lý vòng đời công trình – FM/CAFM) để hỗ trợ từ giai đoạn thiết kế, phân tích hiệu suất năng lượng, lập kế hoạch thi công, đến quản lý tài sản và bảo trì trong suốt vòng đời công trình.

Những lợi ích đột phá của Scan to BIM

Không chỉ là một công nghệ “hay ho”, Scan to BIM mang lại những lợi ích thực sự đột phá, giúp các dự án xây dựng tối ưu hóa từ A đến Z.

Độ chính xác vượt trội và giảm thiểu sai sót

Đây là lợi ích dễ thấy và quan trọng nhất. Scan to BIM cho phép chúng ta tái hiện hiện trạng công trình với độ chính xác cao đến từng milimet, nắm bắt mọi chi tiết phức tạp mà phương pháp đo đạc thủ công khó có thể đạt được. Hàng triệu điểm dữ liệu thu thập được loại bỏ gần như hoàn toàn lỗi của con người, giảm thiểu đáng kể sai sót trong thiết kế, cải tạo hoặc lập kế hoạch bảo trì.

Không còn cảnh “đo đi đo lại” hay những bất ngờ khó chịu khi thi công mà bản vẽ không khớp với thực tế. Scan to BIM giúp tái hiện chính xác hiện trạng, giảm thiểu sai sót.

Tiết kiệm thời gian và chi phí dự án

Thời gian là vàng, chi phí là bạc. Scan to BIM giúp giảm đáng kể thời gian khảo sát thực địa và lập bản vẽ so với phương pháp truyền thống. Một công trình mà trước đây cần cả tuần để đo đạc thủ công, giờ đây có thể hoàn thành việc quét chỉ trong vài giờ. Thời gian thu thập và xử lý dữ liệu nhanh hơn đồng nghĩa với việc đẩy nhanh tiến độ dự án.

Hơn nữa, nhờ độ chính xác cao và khả năng phát hiện xung đột sớm, Scan to BIM giúp giảm chi phí phát sinh do sai sót thiết kế, làm lại (rework) trên công trường. Việc tối ưu hóa quy trình từ đầu đến cuối giúp tiết kiệm đáng kể ngân sách.

Nâng cao hiệu quả quản lý và cộng tác

Mô hình BIM được tạo ra từ Scan to BIM là một nguồn dữ liệu thống nhất, toàn diện và dễ hiểu. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc cộng tác chặt chẽ giữa các bên liên quan: kiến trúc sư, kỹ sư kết cấu, MEP, nhà thầu, chủ đầu tư. Mọi người đều làm việc trên cùng một nền tảng dữ liệu, giảm thiểu hiểu lầm và tăng cường sự phối hợp.

Mô hình BIM còn là công cụ đắc lực trong quản lý tài sản (Asset Management) và bảo trì định kỳ. Với thông tin chi tiết về từng bộ phận, chúng ta có thể lên kế hoạch bảo trì hiệu quả, theo dõi vòng đời công trình với độ chính xác cao, kéo dài tuổi thọ và tối ưu hóa vận hành.

Số hóa công trình cũ và bảo tồn di sản

Đây là một ứng dụng vô cùng ý nghĩa của Scan to BIM. Với các công trình cũ, đặc biệt là những công trình có tuổi đời hàng chục, hàng trăm năm, việc thiếu bản vẽ gốc, hoặc bản vẽ bị lỗi thời, sai lệch là điều rất phổ biến. Scan to BIM giúp lập hồ sơ kỹ thuật số chính xác cho những công trình này, tạo ra một “bản sao kỹ thuật số” hoàn hảo.

Đặc biệt, trong lĩnh vực bảo tồn di sản, Scan to BIM cho phép phục dựng chính xác các di tích, nhà cổ, hoặc các công trình bị hư hỏng, giữ nguyên giá trị lịch sử và kiến trúc. Việc số hóa này cũng đặc biệt hữu ích cho các dự án cải tạo, nâng cấp, nơi hồ sơ bản vẽ gốc thường đã lỗi thời hoặc không còn tồn tại.

Ứng dụng thực tiễn của Scan to BIM trong các dự án xây dựng

Scan to BIM không chỉ là lý thuyết, nó đang được ứng dụng rộng rãi và mang lại hiệu quả rõ rệt trong nhiều loại dự án khác nhau.

Cải tạo và nâng cấp công trình hiện hữu

Đây là lĩnh vực mà Scan to BIM tỏa sáng nhất. Khi cải tạo một tòa nhà cũ, việc có một bản vẽ hiện trạng chính xác là yếu tố then chốt. Scan to BIM giúp tạo ra một bản sao kỹ thuật số hoàn hảo, từ đó các kiến trúc sư và kỹ sư có thể dễ dàng tái thiết kế, nâng cấp, mở rộng hoặc thay đổi công năng một cách hiệu quả mà không lo sai lệch.

Nó giúp chúng ta “nắm trong tay” toàn bộ thông tin về cấu trúc, hệ thống MEP, vật liệu… để đưa ra quyết định tối ưu.

Quản lý cơ sở hạ tầng và đô thị

Trong quy hoạch và quản lý đô thị, Scan to BIM cũng đóng vai trò quan trọng. Nó hỗ trợ lập bản đồ 3D chính xác của các thành phố, quản lý hệ thống cơ sở hạ tầng ngầm và nổi (cầu đường, hệ thống thoát nước, điện, viễn thông – MEP). Với mô hình 3D chi tiết, các nhà quản lý có thể dễ dàng đưa ra quyết định về quy hoạch, bảo trì và phát triển hạ tầng một cách thông minh hơn.

Kiểm tra, giám sát tiến độ và phát hiện xung đột

Scan to BIM không chỉ dùng cho hiện trạng ban đầu. Trong quá trình thi công, chúng ta có thể thực hiện quét định kỳ để:

• Xác minh mô hình đã xây dựng: So sánh mô hình BIM thiết kế với thực tế xây dựng để kiểm tra độ chính xác, đảm bảo công trình đang được thi công đúng như dự kiến.
• Theo dõi tiến độ dự án: Quét thường xuyên giúp cập nhật tiến độ thi công, đo lường khối lượng công việc hoàn thành và so sánh với lịch trình.
• Phát hiện xung đột (clash detection): Bằng cách kết hợp mô hình đám mây điểm của hiện trạng với các mô hình thiết kế của các bộ môn (kiến trúc, kết cấu, MEP), chúng ta có thể nhanh chóng xác định các xung đột tiềm ẩn giữa các thành phần công trình ngay giai đoạn thiết kế hoặc khi thi công, tránh được những lỗi phát sinh tốn kém.

Thách thức khi triển khai Scan to BIM tại Việt Nam và giải pháp

Mặc dù mang lại vô vàn lợi ích, việc triển khai Scan to BIM tại Việt Nam vẫn đối mặt với một số thách thức nhất định.

Thách thức về chi phí đầu tư và kỹ năng nhân lực

• Chi phí đầu tư ban đầu: Thiết bị quét laser 3D chuyên dụng và phần mềm xử lý dữ liệu, mô hình BIM thường có chi phí đầu tư ban đầu khá cao. Điều này có thể là một rào cản lớn đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại Việt Nam.
• Yêu cầu kỹ năng chuyên sâu: Để khai thác hiệu quả Scan to BIM, cần có đội ngũ kỹ sư và chuyên gia được đào tạo bài bản về xử lý dữ liệu point cloud, dựng mô hình BIM, và quản lý dự án BIM. Nguồn nhân lực có kinh nghiệm trong lĩnh vực này ở Việt Nam vẫn còn hạn chế.

Thách thức về khối lượng dữ liệu và quy trình làm việc

• Khối lượng dữ liệu đám mây điểm lớn: Dữ liệu từ quét laser 3D có thể lên tới hàng gigabyte, thậm chí terabyte. Điều này đòi hỏi máy tính cấu hình mạnh, phần mềm xử lý hiệu quả và hạ tầng lưu trữ đáng kể.
• Thay đổi quy trình làm việc truyền thống: Việc áp dụng Scan to BIM đòi hỏi các doanh nghiệp phải điều chỉnh quy trình làm việc hiện có, tích hợp công nghệ mới vào chuỗi giá trị dự án. Điều này có thể gặp phải sự kháng cự từ một số thành viên trong đội ngũ đã quen với phương pháp cũ, đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ và khả năng thích ứng cao.

Giải pháp và khuyến nghị

Để vượt qua những thách thức này, tôi có một số khuyến nghị sau:

• Đào tạo và phát triển đội ngũ: Đầu tư vào đào tạo là yếu tố then chốt. Các doanh nghiệp nên tổ chức các khóa học nội bộ hoặc gửi nhân viên tham gia các chương trình đào tạo chuyên sâu về Scan to BIM, xử lý dữ liệu đám mây điểm và phần mềm BIM.
• Hợp tác với các đơn vị chuyên nghiệp: Thay vì đầu tư toàn bộ ban đầu, các doanh nghiệp có thể hợp tác với các đơn vị cung cấp dịch vụ và công nghệ uy tín như NexContech.vn (tên ví dụ), những đơn vị có sẵn kinh nghiệm, thiết bị và đội ngũ chuyên gia. Điều này giúp giảm rủi ro và tối ưu hóa chi phí.
• Thử nghiệm dự án thí điểm: Bắt đầu với các dự án thí điểm quy mô nhỏ để làm quen với công nghệ, tích lũy kinh nghiệm và đánh giá hiệu quả trước khi áp dụng toàn diện. “Đi từ nhỏ đến lớn” luôn là cách tiếp cận an toàn và hiệu quả.
• Đầu tư vào hạ tầng công nghệ: Nâng cấp hệ thống máy tính, phần mềm và giải pháp lưu trữ để đáp ứng yêu cầu xử lý khối lượng dữ liệu lớn.

Kết luận: Tương lai của Scan to BIM trong ngành xây dựng số

Nhìn chung, Scan to BIM không chỉ là một công nghệ xu hướng, mà là một công cụ thiết yếu cho bất kỳ doanh nghiệp xây dựng nào muốn đón đầu kỷ nguyên số.

Scan to BIM: Công cụ thiết yếu cho chuyển đổi số

Với khả năng tạo ra mô hình hiện trạng chính xác đến từng chi tiết, Scan to BIM là giải pháp mạnh mẽ giúp tối ưu hóa quy trình, cải thiện kết quả dự án và giảm thiểu rủi ro. Nó không chỉ là một phần mềm hay thiết bị, mà là một phương pháp luận toàn diện giúp chúng ta “nhìn rõ” công trình hơn bao giờ hết.

Với định hướng của Bộ Xây dựng Việt Nam đến 2030, Scan to BIM chắc chắn sẽ đóng một vai trò không thể thiếu trong chiến lược chuyển đổi số của ngành. Đây chính là mảnh ghép quan trọng để chúng ta xây dựng những công trình không chỉ bền vững về vật chất mà còn thông minh về mặt dữ liệu.

Tôi tin rằng, đã đến lúc các doanh nghiệp xây dựng Việt Nam cần mạnh dạn hơn nữa trong việc nghiên cứu và áp dụng công nghệ Scan to BIM. Hãy xem đây là một khoản đầu tư chiến lược, không phải chi phí. Đầu tư vào công nghệ là đầu tư vào tương lai, vào năng lực cạnh tranh và vào sự phát triển bền vững của chính doanh nghiệp bạn.

Đừng ngần ngại khám phá, học hỏi và hợp tác. Ngành xây dựng Việt Nam đang đứng trước cơ hội vàng để bứt phá. Hãy cùng nhau nắm bắt cơ hội này, để Scan to BIM thực sự trở thành chìa khóa mở lối cho một kỷ nguyên xây dựng thông minh và thịnh vượng hơn!