CÁC CÔNG NGHỆ CƠ BẢN ỨNG DỤNG TRONG CHUYỂN ĐỔI SỐ NGÀNH XÂY DỰNG

Tóm tắt: Lĩnh vực xây dựng chiếm 30 – 40% tổng vốn đầu tư xã hội. Do đó, việc chuyển đổi số trong ngành này không những sẽ tạo ra giá trị thặng dư vô cùng to lớn cho xã hội, mà còn tối ưu năng suất, tăng sức cạnh tranh cho sản phẩm, dịch vụ ….. Để có teher tiến hành chuyển đổi số thành công ở mỗi một doanh nghiệp, tổ chức, ngoài các yếu tố quan trọng như nhận thức và quyết tâm của lãnh đạo, cơ chế tiến hành, tạo được nguồn lực cần thiết thì việc lựa chọn công nghệ mới phù hợp là điều rất quan trọng. Báo cáo này xin được tóm tắt một số công nghệ mới cơ bản được áp dụng trong quá trình chuyển đổi số nói chung, đặc biệt trong lĩnh vực xây dựng.

1. Công nghệ AI/Machine Learning AI (viết tắt của Artifical Intelligence – Trí Tuệ Nhân Tạo) là công nghệ mô phỏng các quá trình suy nghĩ và học tập của con người cho máy móc, đặc biệt là các hệ thống máy tính. Các quá trình này bao gồm việc học tập (thu thập thông tin và các quy tắc sử dụng thông tin), lập luận (sử dụng các quy tắc để đạt được kết luận gần đúng hoặc xác định), và tự sửa lỗi. Các ứng dụng đặc biệt của AI bao gồm các hệ thống chuyên gia, nhận dạng tiếng nói và thị giác máy tính (nhận diện khuôn mặt, vật thể hoặc chữ viết).

Trí tuệ nhân tạo ngày càng phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của cuộc sống bởi khả năng tự thích nghi, tự học và tự phát triển, tự đưa ra các lập luận để giải quyết vấn đề, có thể giao tiếp như con người như: Chăm sóc sức khỏe, giáo dục đào tạo, tài chính – kinh doanh, sản xuất…
Đối với ngành Xây dựng, AI được áp dụng chủ yếu trong các hoạt động quản lý vòng đời dự án, quy trình đấu thầu, giai đoạn thiết kế, xử lý dữ liệu và quản lý tài chính, an toàn công trường, giảm tình trạng thiếu lao động và quản lý chi phí. Một số ứng dụng tiêu biểu như:

-Tối ưu hóa thiết kế: Sử dụng AI sẽ giúp cho các chủ công trình và nhà thầu có thể nghiên cứu thu thập dữ liệu về môi trường, về vật liệu… để xác định phương án thiết kế tối ưu cho công trình. Từ đó có thể đề xuất cho các nhà thầu những vật liệu, ngôn ngữ thiết kế cụ thể cũng như chi phí cần thiết cho các công trình dựa vào những dữ liệu có sẵn với tốc độ chỉ trong vài giây. AI cho phép các nhà thầu phân tích dữ liệu khổng lồ trong thời gian thực, do đó cắt giảm đáng kể toàn bộ quá trình xây dựng so với trước đây.

– Tăng cường quy trình quán lý dự án: Để cạnh tranh trong thế giới chuyển động nhanh chóng, các công ty xây dựng phải loại bỏ cách quản lý quy trình kiểu cũ, những thực hành tốn nhiều thời gian và mệt mỏi. Do sự can thiệp của con người, có nhiều rủi ro, lãng phí thời gian, vượi chi phí và quản lý yếu kém. Bằng cách áp dụng AI, phần mềm quản lý dự án xây dựng ngày càng trở nên thông mình hơn, có khả năng xử lý các công việc hàng ngày một cách hoàn hảo và thiết kiệm thời gian.
– Cải thiện an toàn lao động: Việc triển khai các cảm biến ở địa điểm làm việc, để thu thập thông tin như sức khỏe người lao động, điều kiện thời tiết, vị trí, GPS và IP của camera, robot thay thế con người ở những công việc có tính chất nguy hiểm. Các hệ thống giám sát được hỗ trợ bởi Ai có thể giám sát các hoạt động 24/7 một cách hoàn hảo, phát hiện các rủ ro về an toàn lao động và đưa ra cảnh báo kịp thời.

– Vận hành và bảo trì: Trí tuệ nhân tạo có khả năng phân tích dữ liệu trước đó để đưa ra dự đoán chính xác và dự báo về các sự kiện trong tương lai.
Với hệ thống giám sát dựa trên Ai được đào tạo phát hiện hàng nghìn vấn đề hư hỏng trong cấu trúc tòa nhà yêu cầu bảo trì ngay lập tức theo thời gian, nó dự báo chính các các thời điểm các thiết bị trong công trình có nhiều khả năng bị hư hỏng và tạo ra cảnh báo cho các nhóm chịu trách nhiệm bảo trì.

2. Internet vạn vật IoT

Thuật ngữ IoT hay Internet vạn vật đề cập đến mạng lưới tập hợp các thiết bị thông minh và công nghệ tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động giao tiếp giữa
thiết bị và đám mây cũng như giữa các thiết bị với nhau. Nhờ sự ra đời của chip máy tính giá rẻ và công nghệ viễn thông băng thông cao, ngày nay, chúng ta có hàng tỷ thiết bị được kết nối với internet. Điều này nghĩa là các thiết bị hàng ngày như bàn chải đánh răng, máy hút bụi, ô tô và máy móc có thể sử dụng cảm biến để thu thập dữ liệu và phản hồi lại người dùng một cách thông minh.
Các kỹ sư máy tính đã và đang thêm các cảm biến và bộ xử lý vào các vật dụng hàng ngày kể từ những năm 90. Tuy nhiên, tiến độ ban đầu rất chậm vì các
con chip còn to và cồng kềnh. Loại chip máy tính công suất thấp gọi là thẻ tag RFID, lần đầu tiên được sử dụng để theo dõi các thiết bị đắt đỏ. Khi kích cỡ của các thiết bị điện toán dần nhỏ lại, những con chip này cũng trở nên nhỏ hơn, nhanh hơn và thông minh hơn theo thời gian và ứng dụng rộng rãi ở nhiều ngành nghề khác nhau: Lĩnh vực Y tế, nông nghiệp thông minh, năng lượng, ngành bán lẻ thông minh, internet công nghiệp…

Nhiều thành phố trên thế giới đang ứng dụng IoT để trở nên thông minh hơn thông qua việc tăng cường an toàn và kiểm soát giao thông tốt hơn, sử dụng năng lương hiệu quả hơn và giảm mức độ ô nhiễm. Ý tưởng về IoT báo trước một kỷ nguyên mới cho con người và công nghệ sẽ vượt xa tất cả những gì mà con người hiện có như:

Chiếu sáng thông minh: Hệ thống chiếu sáng thông minh góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống theo những cách dễ dàng nhận thấy và được đánh giá cao. Hệ thống chiếu sáng sử dụng năng lượng mặt trời giúp giảm thiểu nhu cầu sử dụng điện. Bằng cách tự động hóa các quy trình như đặt mức độ sáng và theo dõi việc sử dụng hàng ngày, những việc này giúp tiết kiệm lượng tiêu thụ điện khá lớn trong các thành phố.
Rác thải thông minh: Các thiết bị IoT như cảm biến có thể được gắn vào thùng chứa rác để thu thập dữ liệu về mức độ chất thải trong thùng. Ví dụ, ở Chicago, các nhà lãnh đạo đã liên kết dữ liệu từ các công cụ kết xuất được trang bị cảm biến với các công cụ phân tích dự đoán để dự báo khi các thùng rác đầy.
Các giải pháp khác như khi xe chở rác nâng thùng rác hoặc đến một khu phố mới, các nền tảng IoT của thành phố thông minh sử dụng dữ liệu đó để tinh chỉnh các hoạt động thu gom, cắt giảm lượng khí thải xe cộ và cải thiện chất lượng dịch vụ. Giao thông trong thành phố: Trong các thành phố thông minh, những chiếc ô tô gặp nạn có thể ngay lập tức chia sẻ tình trạng và vị trí với chính quyền thông qua mạng công cộng. Ngoài việc thông báo cho các quan chức, những thông báo này có thể thông báo cho các phương tiện thông minh khác rằng chúng nên giảm tốc độ. Hơn nữa, một số công nghệ vận chuyển thông minh còn có khả năng phòng ngừa tai nạn. Những cảm biến nhúng theo dõi các điều kiện cụ thể của địa điểm, chẳng hạn như bề mặt cầu đóng băng, đã được sử dụng để giúp định tuyến lại giao thông và điều động các đoàn máy cày và xe chở muối.

Bãi đậu xe thông minh: Một số bãi xe sẽ tương tác với các phương tiện thông minh để thu thập dữ liệu về vị trí để xe. Những người khác sử dụng phản hồi của phương tiện để cho biết chính xác vị trí có thể đậu xe và di chuyển những chiếc xe về vị trí đậu xe thuận tiện nhất. Việc ùn tắc giao thông sẽ được giảm thiểu bằng cách đưa người lái xe ô tô tránh được nơi đang quá đông đúc và thậm chí giảm thiểu tắc nghẽn bằng cách ưu tiên các khu vực đỗ xe nhất định vào những thời điểm cụ thể.
Giám sát môi trường: Các thiết bị IoT cũng có thể được sử dụng để giữ cho các thành phố sạch sẽ và an toàn hơn. Các thiết bị giám sát chất lượng không
khí không chỉ cảnh báo mọi người về các điều kiện nguy hiểm mà còn thúc đẩy trách nhiệm giải trình của cộng đồng bằng cách tiết lộ nguồn xả thải tồi tệ nhất
đến từ đâu. Điều tương tự cũng xảy ra đối với các thiết bị theo dõi độ đục của nước để có thể giúp người quản lý bảo vệ các lưu vực quan trọng. Các thành phố và ban ngành có thể gắn thẻ máy tính và các thiết bị khác để nâng cao khả năng truy xuất nguồn gốc và chuyển hướng dòng chất thải điện tử, theo dõi chuyển động của xe để cải thiện việc điều động và tiêu thụ nhiên liệu giúp giảm thiểu lượng khí thải.

3. Công nghệ chuỗi khối Blockchain
Công nghệ Blockchain là một cơ chế cơ sở dữ liệu tiên tiến cho phép chia sẻ thông tin minh bạch trong một mạng lưới kinh doanh. Cơ sở dữ liệu chuỗi khối lưu trữ dữ liệu trong các khối được liên kết với nhau trong một chuỗi. Dữ liệu có sự nhất quán theo trình tự thời gian vì bạn không thể xóa hoặc sửa đổi chuỗi mà không có sự đồng thuận từ mạng lưới. Do đó, bạn có thể sử dụng công nghệ chuỗi khối để tạo một sổ cái không thể chỉnh sửa hay biến đổi để theo dõi các đơn đặt hàng, khoản thanh toán, tài khoản và những giao dịch khác. Hệ thống có những cơ chế tích hợp để ngăn chặn các mục nhập giao dịch trái phép và tạo ra sự nhất quán trong chế độ xem chung của các giao dịch này.

Theo một định nghĩa khác trên Wikipedia, blockchain là một cơ sở dữ liệu phân cấp lưu trữ thông tin trong các khối (block) được liên kết với nhau bằng mã hóa và mở rộng theo thời gian để tạo thành một chuỗi (chain). Mỗi khối sẽ chứa thông tin về thời gian khởi tạo khối đó và được liên kết với khối trước đó, kèm
một mã thời gian và dữ liệu giao dịch.

Chuỗi khối giảm thiểu rủi ro và xung đột bằng cách tạo ra một hệ thống chống làm giả, phi tập trung để ghi lại các giao dịch. Trong trường hợp giao dịch tài sản, người mua và người bán đều được chuỗi khối tạo cho một sổ cái riêng.

Tất cả các giao dịch phải được cả hai bên chấp thuận và được cập nhật tự động vào sổ cái của cả hai trong thời gian thực. Các giao dịch trước đây có bất cứ sai sót nào cũng sẽ làm toàn bộ sổ cái sai lệch theo. Những đặc tính đó của công nghệ chuỗi khối đã dẫn đến việc công nghệ này được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau: năng lượng, tài chính, truyền thông và giải trí, bán lẻ, cải thiện an ninh mạng, nâng cao khả năng chăm sóc y tế, tăng cường quản lý chất thải, đơn giản hóa quy trình giáo dục, quản lý hệ thống giao thông…
Trong những năm gần đây, lĩnh vực lý thuyết quy hoạch đô thị nói chung và công tác quy hoạch đô thị (lập, triển khai thực hiện, quản lý sau quy hoạch) đã có nhiều sự phát triển nhất định. Áp dụng Blockchain vào lĩnh vực quy hoạch đô thị là lĩnh vực vô cùng mới mẻ cần nhiều thời gian nhưng tiềm năng và khả năng
ứng dụng của nó là rất lớn. Nhưng ít ra, ở giai đoạn này có thể xác định được vài nguyên tắc cơ bản sau: sự minh bạch; sự tin cậy và chính xác; sự lưu vết để truy lịch sử thay đổi và quá trình phát triển.

• Công tác lập quy hoạch: Trong công tác lập quy hoạch hiện nay, có quy trình lấy ý kiến cộng đồng và người dân. Nhưng việc này hiện nay, đa phần hình thức và chưa đạt được hiệu quả cao vì độ tin cậy và chính xác của công tác này còn hạn chế. Người được lấy ý kiến không tin tưởng về việc lựa chọn của mình được ghi nhận, được thống kê chính xác. Từ đó dẫn đến việc đóng góp ý kiến không đạt hiệu quả. Nếu công tác điều tra và thu thâp ý kiến này được phát triển trên một Dapps và dữ liệu được ghi nhận trên blockchain “chuẩn” thì sẽ đảm bảo sự tin cậy, chính xác tối đa cho bên tham gia và bên thu thập làm cơ sở lập các đồ án quy hoạch.

• Công tác công bố quy hoạch: là một lĩnh vực rất cần công khai minh bạch và phải đảm bảo ai cũng có thể tiếp cận được. Theo cơ chế cũ hiện nay, việc công bố là công khai nhưng việc tiếp cận dữ liệu này sau đó là rất khó khăn bởi cơ chế lưu trữ tập trung. Cơ chế này bộc lộ rất nhiều yếu kém khi mà thông tin quy hoạch được tiếp cận dễ dàng đối với nhóm này mà khó khăn đối với nhóm khác. Nếu thông tin này được đưa lên blockchain thì chắc chắn quyền tiếp cận này là bình đẳng và minh bạch đối với tất cả mọi người, mọi lúc và mọi nơi.

• Công tác lưu trữ hồ sơ quy hoạch: Chúng ta đã gặp nhiều trường hợp mà các hồ sơ lưu trữ quy hoạch bị thất lạc, không tìm ra sau nhiều năm dù là nguyên nhân khách quan hay chủ quan. Dù rằng ngày nay, các số liệu này đã được số hóa nhiều hơn. Nhưng việc số hóa cho đến nay vẫn là cơ chế tập trung 1 server hay 1 trung tâm dữ liệu. Và với cơ chế tập trung này, không điều gì là đảm bảo dữ liệu nguyên vẹn và không bị chỉnh sửa sau nhiều năm và nhiều tác nhân quản lý thay đổi. Hồ sơ quy hoạch nếu được lưu trữ trên blockchain, khi đó cho dù quy hoạch có cập nhật và thay đổi theo thời gian thì mọi dấu vết vẫn còn lưu lại trên đó. Cơ chế này không chỉ đảm bảo tính toàn vẹn của dữ 8 liệu mà còn giúp các nhà quy hoạch có thể tra lại lịch sử thay đổi và hỗ trợ tìm ra các giải pháp phù hợp cho hiện tại và tương lai.

4. Mô hình thông tin công trình BIM

BIM là một công nghệ mới, được phát triển dựa trên nền tảng công nghệ số, đang được triển khai và áp dụng rộng rãi trong ngành xây dựng ở nhiều quốc gia. BIM được xem là một trong những giải pháp quan trọng để tiếp cận cuộc cách mạng công nghệ 4.0 của ngành xây dựng Việt Nam.
Tuy có nhiều định nghĩa về BIM khác nhau nhưng một cách chung nhất có thể hiểu BIM là tiến trình tạo dựng và sử dụng mô hình kỹ thuật số cho cả vòng
đời của công trình, từ giai đoạn thiết kế, xây dựng, cho đến vận hành, bảo trì và tháo dỡ công trình. Toàn bộ thông tin và dữ liệu liên quan đến công trình trong toàn bộ vòng đời của nó được lưu trữ và khai thác thông qua một mô hình thông tin thống nhất và được liên kết với nhau. Bất kỳ sự thay đổi của thành phần nào trong mô hình cũng sẽ được tự động cập nhật cho toàn bộ hệ thống. Do đó, việc áp dụng BIM sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự trao đổi, hợp tác giữa các bên tham gia, tối ưu hóa việc thiết kế, thi công và quản lý công trình.
Trung tâm hay còn gọi đầu não trong cấu trúc hình thành mô hình BIM là môi trường dữ liệu tập trung CDE (Common Data Environment). Đây là trung tâm thu thập, lưu trữ, xử lý và trao đổi dữ liệu cho toàn bộ dự án. Tất cả các đối tượng tham gia vận hành mô hình BIM đều phải tương tác qua trung tâm dữ liệu
tập trung này.

Trên thế giới hiện nay có 02 tiêu chuẩn phổ biến áp dụng cho mô hình quản lý BIM là UK Standard (BS 1192) và ISO-19650). Dựa trên tiêu chí quy định trong tiêu chuẩn thì hệ thống dữ liệu tập trung CDE cần xây dựng theo phân cấp quản lý sau:
• CDE – Chủ đầu tư;
• CDE – Tổng thầu và nhà thầu thi công;
• CDE – Đơn vị tư vấn thiết kế;
• CDE – Đơn vị quản lý và vận hành công trình.
BIM là một trong những bước tiến lớn trong ngành xây dựng (AEC), mang yếu tố cách mạng trong việc thiết kế, xây dựng và quản lý dự án. Mô hình đang
dần trở thành một trong những yếu tố quyết định sự tăng trưởng của các nhà thầu trên thế giới với các ưu điểm sau:
• Quản lý dữ liệu tập trung: bạn sẽ không phải cập nhật thủ công hàng loạt bản vẽ CAD 2D mỗi khi dự án có chỉnh sửa nữa. Với BIM, mọi thứ sẽ diễn ra một
cách tự động và chính xác, bạn chỉ cần tập trung vào chất lượng của các mô hình thiết kế 3D.
• Thiết kế mô hình trực quan: cả dự án sẽ được đưa vào một mô hình số hóa theo một cách chi tiết và chính xác nhất. Bạn có thể xem được từng thành phần của dự án, từng chi tiết nhỏ nhất tùy theo mức độ của mô hình. Chủ đầu tư sẽ dễ dàng có được một cái nhìn trực quan nhất về dự án, đội ngũ thiết kế kết cấu, MEP… dễ dàng phát hiện các xung đột, thiết kế tối ưu các chi tiết trong không gian của tòa nhà.
• Tiết kiệm chi phí – thời gian: BIM giúp nhà thầu, chủ đầu tư có một cái nhìn chính xác hơn khi ước lượng các khoảng đầu tư và chi phí, mọi mô hình trên BIM đều có chiều sâu và rất chính xác. Giảm thiểu các khoảng phát sinh về chi phí lẫn thời gian làm việc với việc quản lý dữ liệu đồng nhất, tránh mất mác trong
quá trình lưu trữ và quản lý tài liệu.

• Tăng khả năng cộng tác: BIM giúp sự liên kết giữa các phòng ban trở nên chặt chẽ hơn, từ thiết kế kiến trúc, kết cấu, MEP, dự toán… tất cả đều làm việc trên một mô hình thống nhất, mọi thông tin đều được cập nhật thường xuyên tạo thành một luồng thông tin xuyên suốt.
• Hạn chế rủi ro: mô hình 3D trong BIM mang đầy đủ các yếu tố của một công trình thực tế giúp dễ dàng phát hiện những xung đột giữa các thành phần trong công trình, hạn chế các phát sinh khi thi công, giảm thiểu sai sót. BIM về cơ bản sẽ xoay quanh các mô hình thông tin 3D (3 chiều/3- dimension gồm dài, rộng, cao) được cập nhật và sử dụng trong suốt vòng đời của công trình. Sự phát triển không ngừng của công nghệ cũng kéo theo sự phát triển của BIM, nhiều yếu tố nữa được tích hợp vào quy trình này tạo nên các khái niệm 4D, 5D, 6D, 7D…, mỗi một yếu tố được quy ước thành một chiều (dimension) mới:
• 4D BIM: là mô hình BIM được tích hợp thêm yếu tố thời gian (quản lý tiến độ công trình). Mô hình 4D BIM cho phép nhà thầu tính toán và kiểm soát tiến độ thi công, nguồn cung và nhân lực trong quá trình thi công.
• 5D BIM: là mô hình 4D BIM tích hợp thêm yếu tố chi phí và hao phí, được ứng dụng để lập dự toán chi phí, kiểm soát vốn cho dự án.
• 6D BIM: là một nâng cấp của mô hình 5D BIM, kiểm soát thêm yếu tố năng lượng trong và ngoài công trình. Được các nhà thiết kế ứng dụng để kiểm soát các chỉ số năng lượng, nhiệt độ, ánh sáng của công trình.
• 7D BIM: là mô hình BIM tích hợp thêm thông tin về các thiết bị được sử dụng trong công trình với độ chi tiết cao dùng trong việc bảo trì bảo dưỡng trong
quá trình vận hành của công trình.

5. Hệ thống thông tin địa lý GIS/GIS 3D

Hệ thống thông tin địa lý GIS (viết tắt của cụm từ tiếng Anh Geographic Information Systems) là một khuôn khổ để thu thập, quản lý và phân tích dữ liệu. Bắt
nguồn từ khoa học địa lý, GIS tích hợp nhiều loại dữ liệu. Nó phân tích vị trí không gian và tổ chức các lớp thông tin thành hình ảnh trực quan bằng cách sử dụng bản đồ và cảnh 3D. Với khả năng độc đáo này, GIS tiết lộ thông tin chi tiết sâu hơn về dữ liệu, chẳng hạn như các mẫu, mối quan hệ và tình huống – giúp người dùng đưa ra quyết định thông minh hơn.

Điểm mạnh của GIS so với các công nghệ khác là khả năng gắn kết các thông tin kể cả yếu tố không gian phục vụ phân tích và truy cập theo yêu cầu. GIS là một công nghệ kết hợp nhiều loại hình công nghệ (đồ họa trên máy tính, bản đồ trợ giúp bằng máy tính, viễn thám,…), đặc biệt với khả năng phân tích, GIS được coi như là một công cụ trợ giúp đắc lực hiện nay, hệ thống GIS đã và đang được ứng dụng trong nhiều bộ ngành ở các lĩnh vực: quy hoạch xây dựng, sử dụng đất, tài nguyên môi trường, giao thông vận tải, các cơ quan đo đạc bản đồ… và đã được đưa vào chương trình giảng dạy tại một số trường đại học.

Trong công tác quy hoạch xây dựng công nghệ GIS thời gian gần đây đã được áp dụng tại một số đơn vị trong ngành quy hoạch xây dựng và cơ quan quản
lý địa phương như: Viện Quy hoạch đô thị và nông thôn Quốc Gia, Viện Quy hoạch xây dựng Hà Nội, UBND thành phố Hà Nội, Sở Quy hoạch kiến trúc Hà Nội, tại Đà Lạt, Nam Định,… và nhiều cơ quan khác. Tuy nhiên, trong thực tế công tác lập quy hoạch xây dựng hiện nay vẫn chủ yếu thực hiện theo công nghệ truyền thống với phần mềm hỗ trợ thiết kế AutoCad và các phần mềm diễn họa.
Trong các bước tác nghiệp lập quy hoạch xây dựng nội dung nghiên cứu quy hoạch nói chung như: Lập nhiệm vụ quy hoạch, thu thập số liệu hiện trạng, đánh giá hiện trạng và xác định tiềm năng phát triển đô thị, định hướng phát triển không gian, quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch hạ tầng kỹ thuật, đánh giá môi trường chiến lược, thiết kế đô thị,… hầu hết đều chưa ứng dụng công nghệ GIS để hỗ trợ quy hoạch.

Trong những năm qua, một số địa phương tại Việt Nam đã triển khai xây dựng Hệ thống GIS và đạt được các kết quả đáng khích lệ. Tỉnh Bình Dương đã triển khai các nội dung liên quan đến GIS thông qua Dự án “Xây dựng hệ thống thông tin địa lý và các phần mềm chuyên ngành xây dựng”, khởi tạo thành công hệ thống thông tin địa lý chuyên ngành xây dựng. Các lĩnh vực ứng dụng bao gồm: Kiến trúc – Quy hoạch; Hạ tầng kỹ thuật và Phát triển đô thị; Nhà ở & Bất động sản; Hoạt động xây dựng; Kinh tế vật liệu xây dựng và Thanh tra. Hiện nay, UBND tỉnh Bình Dương đã ban hành Quy chế thu thập, quản lý, khai thác và sử dụng cơ sở dữ liệu ngành Xây dựng làm cơ sở cho các đơn vị có liên quan trong công tác khai thác, sử dụng, cập nhật, quản lý cơ sở dữ liệu dùng chung liên ngành.

Trên cơ sở hệ thống dữ liệu đã thiết lập, tỉnh Bình Dương đang tiếp tục nghiên cứu phát huy các tiềm năng của dữ liệu thông qua các nghiên cứu về ứng dụng công nghệ vệ tinh, viễn thám xây dựng nguồn dữ liệu tham chiếu định hướng cập nhật, số hóa dữ liệu về giao thông, quy hoạch đô thị và đầu tư xây dựng; ứng dụng GIS 3D và các mô hình thành phố 3D trong công tác quản lý đô thị và các hoạt động xây dựng (thí điểm trên địa bàn thành phố Thủ Dầu Một); triển khai áp dụng mô hình cập nhật dữ liệu GIS ngành xây dựng theo quy trình nghiệp vụ; đề xuất và thực hiện thí điểm mô hình quản lý GIS kết hợp BIM trong quản lý đầu tư xây dựng.
Tại Bắc Ninh, từ năm 2018 đến nay, tỉnh đã tập trung xây dựng các cơ sở dữ liệu, nền tảng công nghệ dùng chung thống nhất cho toàn tỉnh; triển khai theo
mô hình tập trung tại trung tâm dữ liệu tỉnh; xây dựng, ban hành các Quy chế, quy định quản lý, vận hành các hệ thống thông tin dùng chung nhằm tăng cường kết nối, tích hợp và chia sẻ dữ liệu, giảm thiểu tình trạng manh mún, phân mảnh ứng dụng và cát cứ dữ liệu.
Đây là cơ sở để Bắc Ninh triển khai các ứng dụng Chính quyền điện tử, các ứng dụng của Trung tâm điều hành, các nền tảng kết nối người dân, doanh nghiệp với các cơ quan nhà nước, trên nhiều lĩnh vực như cơ sở dữ liệu dùng chung và hệ thống thông tin quản lý tích hợp trên nền tảng GIS về các lĩnh vực công thương, giao thông vận tải, quy hoạch xây dựng, khí tượng thủy văn và biến đổi khí hậu…

Ngày 14/4/2022, Bộ Xây dựng đã có Công văn 1247/BXD-PTĐT gửi UBND các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương “Hướng dẫn tổ chức thiết lập Hệ thống cơ sở dữ liệu đô thị liên thông trên nền GIS phục vụ phát triển đô thị thông minh”. Theo Bộ Xây dựng, hệ thống thông tin địa lý (GIS) là hệ thống có chức năng thu thập, lưu trữ, thao tác và phân tích các dữ liệu không gian để phục vụ cho các mục đích khác nhau.
Hệ thống cơ sở dữ liệu đô thị liên thông trên nền GIS là hệ thống được thiết kế, xây dựng để quản lý các cở sở dữ liệu đô thị theo dạng các lớp bản đồ (quy
hoạch xây dựng, hạ tầng kỹ thuật, nhà ở, các công trình hạ tầng, dịch vụ xã hội…) được tích hợp trên nền dữ liệu địa lý quốc gia trong hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia.
Hệ thống sẽ cho phép hiển thị các lớp thông tin đã được sàng lọc, phân tích, tổng hợp, tính toán theo yêu cầu truy cập thông tin của người sử dụng hệ thống.
Các tính năng cơ bản của GIS gồm thu thập dữ liệu, lưu trữ, truy vấn, phân tích, hiển thị và truy xuất dữ liệu. Do đó, việc thiết lập Hệ thống cở sở dữ liệu đô thị liên thông trên nền GIS là nền tảng căn bản cung cấp cở sở dữ liệu để triển khai thực hiện quy hoạch đô thị thông minh, quản lý điều hành đô thị thông minh cũng như tích hợp các tiện ích phục vụ người dân và doanh nghiệp.

6. Công nghệ quét 3D

Quét 3D là công nghệ không tiếp xúc, không phá hủy, có thể chụp kỹ thuật số hình dạng của các vật thể vật lý bằng cách sử dụng nguồn ánh sáng laser hoặc
một vùng ánh sáng cấu trúc. Dữ liệu thu được bằng máy quét 3D là đám mây điểm mô tả chính xác biên dạng bề mặt của một vật thể. Nói cách khác, quét 3D là một cách để mô hình hóa 3D các vật thể trong thực tế vào máy tính với độ chính xác và chi tiết cao. Sử dụng công nghệ quét 3D mang lại một số lợi ích cho người dùng như:
• Tăng độ chính xác và rút ngắn thời gian
• Cải tiến thiết kế
• Giảm chi phí
• Kiểm tra chính xác
Trong lĩnh vực xây dựng, công nghệ scan 3D laser được triển khai ở nhiều khía cạnh, phục vụ những nhu cầu khác nhau. Cụ thể là: Ứng dụng scan 3D laser trong các cơ sở hạ tầng, nhà máy, nhà xưởng: Phương pháp quét laser 3D thường được áp dụng vào việc đo vẽ hiện trạng nhà xưởng, máy móc thiết bị. Phương pháp này có khả năng ghi nhận một cách chính xác hiện trạng của nhà máy mà không làm gián đoạn quá trình hoạt động của con người, máy móc. Phục vụ cho quy trình bảo trì, bảo dưỡng cũng như nâng cấp, lắp đặt, bổ sung thêm các thiết bị mới. Mô hình 3D của nhà máy được xây dựng lại dựa trên công nghệ quét 3D có khả năng tính toán được mức độ phù hợp giữa phần cũ và phần mới sẽ lắp đặt trong quá trình nâng cấp. Các điểm va chạm sẽ được ghi rõ trên mô hình 3D để có phương pháp điều chỉnh kịp thời.

Ứng dụng scan 3D laser trong cải tạo công trình dân dụng và công nghiệp: Giải pháp quét laser 3D được sử dụng để thu thập dữ liệu hiện trạng, các phần chưa được hoàn thiện hoặc các phần hồ sơ hoàn công đã bị thất lạc của các công trình dân dụng và công nghiệp. Phục vụ công tác cải tạo, bổ sung cũng như tu sửa định kỳ công trình. Ứng dụng scan 3D laser trong giao thông: Công nghệ quét 3D laser được sử dụng trong quá trình khảo sát, xây dựng và tu sửa các công trình giao thông như đường xá, cầu cống, các công trình phụ trợ… Bao gồm các nhiệm vụ cụ thể như:
• Đo đạc địa hình.
• Khảo sát hiện trạng bề mặt đường.
• Tính toán mặt cắt lớp bê tông nhựa.
• Tính toán thể tích lớp nhựa bề mặt.
• Thiết kế và lập hồ sơ hoàn công công trình cầu.
• Đánh giá hiện trạng công trình giao thông.
• Phục chế các công trình giao thông mang tính lịch sử.
Ứng dụng scan 3D laser trong ngành kiến trúc: Công nghệ scan 3D laser được sử dụng trong các công trình kiến trúc cổ, di tích lịch sử hoặc những công trình cần sửa chữa hay xây dựng mới. So với phương pháp đo vẽ thông thường, quét 3D laser diễn ra nhanh chóng và tiết kiệm được nhiều chi phí. Kết quả thu được sẽ được chuyển sang định dạng 3D CAD dễ dàng và chính xác hơn. Đây cũng là phương pháp cần thiết cho việc xây dựng mô hình thông tin xây dựng (BIM).
Với những lợi ích và hiệu quả mà phương pháp quét 3D laser mang lại, nó đã đóng góp một phần không nhỏ cho sự phát triển chung. Các giải pháp cũng như ứng dụng từ phương pháp này sẽ không chỉ dừng lại tại đây, mà còn tiến xa và phát triển hơn nữa. Góp phần to lớn trong việc nâng cao chất lượng sản xuất và đời sống của con người và xã hội.

7. Điện toán đám mây Cloud Computing

Theo Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Mỹ (NIST), điện toán đám mây được định nghĩa như sau:
“Cloud Computing là mô hình dịch vụ cho phép người truy cập tài nguyên điện toán dùng chung (mạng, server, lưu trữ, ứng dụng, dịch vụ) thông qua kết nối mạng một cách dễ dàng, mọi lúc, mọi nơi, theo yêu cầu. Tài nguyên điện toán đám mây có thể được thiết lập hoặc hủy bỏ nhanh chóng bởi người dùng mà không cần sự can thiệp của Nhà cung cấp dịch vụ”.
Như vậy, trước đây để có thể triển khai một ứng dụng (ví dụ một trang Web), bạn phải đi mua/thuê một hay nhiều máy chủ, sau đó đặt máy chủ tại các trung tâm dữ liệu thì nay điện toán đám mây cho phép bạn giản lược quá trình mua/thuê đi. Bạn chỉ cần nêu ra yêu cầu của mình, hệ thống sẽ tự động gom nhặt các tài nguyên rỗi để đáp ứng yêu cầu của bạn. Chính vì vậy, có thể kể đến một vài lợi ích cơ bản của điện toán đám mây như sau:
• Sử dụng các tài nguyên tính toán động
• Giảm chi phí đầu tư
• Giảm độ phức tạp trong cơ cấu của doanh nghiệp
• Tăng khả năng sử dụng tài nguyên tính toán
Khả năng của điện toán đám mây là không thể bàn cãi, có thể truy cập dữ liệu dễ dàng thông qua internet. Trong đó có nhiều ứng dụng Cloud Computing thực hiện được:
• Cơ sở dữ liệu đám mây
• Kiểm tra và phát triển website, ứng dụng
• Phân tích, vận hành Big Data
• Lưu trữ dữ liệu website thông qua Cloud Server
• Dễ dàng chia sẻ dữ liệu thông qua các nền tảng như: Google Drive, Dropbox, Shutterstock…
• Ứng dụng quản lý doanh nghiệp: có rất nhiều ứng dụng được thiết kế trên nền tảng đám mây để giúp doanh nghiệp quản lý, duy trì quan hệ với khách hàng
tốt hơn.
Ngày 3/4/2020, Bộ TT&TT đã ký ban hành tài liệu “Hướng dẫn bộ tiêu chí, chỉ tiêu kỹ thuật để đánh giá và lựa chọn giải pháp nền tảng điện toán đám mây phục vụ Chính phủ điện tử/chính quyền điện tử”. Tài liệu hướng dẫn này đưa ra các tiêu chí, chỉ tiêu kỹ thuật cụ thể để đánh giá, lựa chọn giải pháp nền tảng điện toán đám mây. Căn cứ vào các tiêu chí, chỉ tiêu kỹ thuật đó, cơ quan, tổ chức nhà nước có cơ sở để đánh giá, lựa chọn giải pháp hoặc thuê dịch vụ điện toán đám mây phục vụ phát triển Chính phủ điện tử, chính quyền điện tử.
Bộ TT&TT nêu rõ, đối tượng áp dụng tài liệu “Hướng dẫn bộ tiêu chí, chỉ tiêu kỹ thuật để đánh giá và lựa chọn giải pháp nền tảng điện toán đám mây phục vụ Chính phủ điện tử/chính quyền điện tử” là các cơ quan, tổ chức nhà nước xây dựng, triển khai giải pháp nền tảng điện toán đám mây phục vụ Chính phủ điện
tử, chính quyền điện tử; các doanh nghiệp cung cấp giải pháp, dịch vụ nền tảng điện toán đám mây phục vụ Chính phủ điện tử, chính quyền điện tử.
Bộ TT&TT cũng khuyến khích các cơ quan, tổ chức khác tham khảo xây dựng, triển khai giải pháp nền tảng điện toán đám mây. Nói về ý nghĩa của việc ban hành tài liệu hướng dẫn bộ tiêu chí, chỉ tiêu kỹ thuật để đánh giá và lựa chọn giải pháp nền tảng điện toán đám mây phục vụ Chính phủ điện tử, chính quyền điện tử, đại diện lãnh đạo Cục An toàn thông tin nhấn mạnh, đây là lần đầu tiên Việt Nam ban hành tiêu chí, chỉ tiêu kỹ thuật cho nền tảng điện toán đám mây.
Trong đó, khuyến khích doanh nghiệp công nghệ Việt Nam làm chủ công nghệ và phát triển nền tảng điện toán đám mây Việt Nam, không phụ thuộc vào công nghệ lõi của nước ngoài. Đây cũng là định hướng để phát triển nền tảng điện toán đám mây cho Chính phủ điện tử, chính quyền điện tử các cấp, hướng tới Chính phủ số, nền kinh tế số và xã hội số.

8. Thực tế ảo AR/VR

Thực tế ảo (VR) là một ứng dụng trong công nghệ máy tính nhằm mục đích mô phỏng lại thế giới thực. Trong đó, VR đặt người dùng vào trung tâm của trải nghiệm thông qua tương tác trong thế giới 3D. Đây là môi trường số hóa hoàn toàn, sử dụng kính hoặc thiết bị đeo đặc biệt. Máy tính sẽ làm nhiệm vụ mô phỏng vật thể sống động và có khả năng tác động lên các giác quan như thị giác, xúc giác, thính giác, khứu giác nhằm biến những trải nghiệm ảo “thật” hơn bao giờ hết.
Thực tế ảo tăng cường (AR) là công nghệ tạo ra những hình ảnh kỹ thuật số có khả năng hiển thị ngay trong thế giới thật. Hay nói cách khác, người dùng
sử dụng điện thoại thông minh, máy tính bảng,… để trải nghiệm các đối tượng và nội dung ảo trên môi trường vật lý thực.
Thực tế ảo tăng cường (AR) không phải là một trải nghiệm hoàn toàn nhập vai như thực tế ảo (VR). Trong khi thực tế ảo yêu cầu người dùng sử dụng một thiết bị đặc biệt để bước vào bên trong một thế giới kỹ thuật số thì công nghệ AR sẽ cho phép tiếp tục tương tác với thế giới vật lý xung quanh.
Thực tế ảo và thực tế tăng cường cũng đang ngày càng được sử dụng trong quảng cáo trực tuyến, sản xuất công nghiệp, quy hoạch đô thị, khảo cổ học, văn
học, nghệ thuật thị giác, trò chơi điện tử, thể thao, tương tác từ xa, chăm sóc sức khỏe, âm nhạc, Snapchat,…
VR và AR có ảnh hưởng lớn đối với ngành kiến trục và xây dựng, các bản vẽ cad và bản vẽ 3D từ lâu đã trở thành thân quen, là dụng cụ làm việc và tiếp xúc
hàng ngày. Việc đưa công nghệ thực tế ảo và ngành xây dựng là bước lớn sang giai đoạn của kỷ nguyên công nghệ.

Thực tế ảo là công cụ để thể hiện chi tiết sản phẩm cuối cùng trong xây dựng: Từ bản vẽ CAD và bản vẽ 3D kiến trúc của các công trình thì chủ dự án, đơn vị thi công cũng như mọi hồ sơ thủ tục từ xin phép, cấp phép đã hoàn toàn đủ đáp ứng được. Nhưng các hình ảnh, bản vẽ đó chỉ dừng lại ở ảnh 2D hay bản 3D
cơ bản, nó không phải lài hình ảnh rõ ràng nhất với tất cả mọi người. Với khách hàng đầu cuối là người mua nhà hoặc những người cần nắm rõ chi tiết và đầy đủ toàn bộ sản phẩm thì họ cần một cảm nhận thực tế, trải nghiệm trực quan hơn. Thực tế ảo trong ngành xây dựng có thể biến các bản vẽ 3D chi tiết thành các không gian ảo 3D cho khách hàng trải nghiệm, đi lại, tương tác với dự án, căn phòng đó thậm chí trực tiếp thay đổi các đồ nội thất trong đó.
Áp dụng thực tế ảo trong xây dựng nó còn giúp các lãnh đạo cao cấp định hướng và điều chỉnh được kịp thời các thay đổi phục vụ khách hàng. Thay đổi cách bố trí, màu, kiểu dáng trong phòng. Ngoài ra, công trình thể hiện rõ hơn các chức năng, công năng, các tiện ích vượt trội của mình, nhờ phần mô phỏng 3D và Thực tế ảo VR hoặc thực tế tăng cường AR để dự án được mang tính thuyết phục, chi tiết và hấp dẫn nhất khi thuyết trình.

Thực tế ảo giúp ngành xây dựng thấy kết quả của mình khi công trình chưa xây: Khi công trình còn ở trên giấy ít người thật sự hiểu được tường tận đến nó, cho đến khi Công trình hoàn thiện. Chúng ta mất một thời gian rất lâu để thấy được một tác phẩm công trình xây dựng, từ bản vẽ đến lúc thi công xong trong thực tế. Với công nghệ Thực tế ảo trong ngành xây dựng và 3D hiện đại ngày nay, chúng ta có thể rút ngắn khoảng thời gian này lại, thậm chí chỉ có bản vẽ là có thể biết sản phẩm sẽ thế nào sau khi hoàn thiện. Mọi người đều có thể xem, tương tác trực tiếp vào không gian tương lai như một chủ thể trong đó, đi lại, nhìn ngắm, cảm nhận không gian một cách chân thực nhất.
Không những vậy, từ trài nghiệm đó có thể các các bước điều chỉnh thực tế nhanh và chính xác tránh các sai lầm, bất hợp lý kể cả trong thiết kế, thi công và
thời gian tiền bạc cho các dự án, công trình đó.Quảng bá các công trình xây dựng nhanh Nhất và hiệu quả nhất nhờ VR: Thực tế ảo giúp quảng bá các công trình xây dựng, các dự án chung cư, nhà mẫu với đầy đủ nội thất và các lựa chọn khác cho khách, từ đó có thể chốt hợp đồng. Chương trình quảng bá, quảng cáo, thu hút khách tham quan. Với các căn hộ mẫu đã xây dựng sẵn, còn các căn mẫu khác không thể xây thì việc áp dụng Thực tế ảo trong ngành xây dựng hoặc thực tế tăng cường AR quả là một sự bổ sung giải pháp tuyệt vời mà cả chủ đầu tư, sale và khách hàng thực sự cần thiết vì sự tiện lợi của nó.
Nhờ công nghệ trải nghiệm đó mà giờ đây có thể tham quan, xem và trải nghiệm căn mẫu trước khi xây dựng và cũng có thể chào bán nó lúc đó.

Tiện ích đó không phải thứ duy nhất mà VR và AR phục vụ mà nó là một loạt các lợi ích đi kèm phục vụ cho truyền thông thương hiệu, phục vụ người dùng
và là cây cầu nối gắn kết khách hàng với doanh nghiệp. Quy hoạch đô thị: Với thực tế ảo, các nhà hoạch định thành phố có thể kiểm tra một cách dễ dàng mô hình dự kiến sẽ được xây dựng có phù hợp với không gian và cơ sở hạ tầng hiện có hay không. Nếu không, nó sẽ được thực hiện các bước thay đổi cần thiết. Thực tế ảo sẽ tạo ra những mô phỏng ảo cho tất cả những thiết kế cơ sở hạ tầng cần thiết của thành phố. Nhìn vào đó, những nhà quy hoạch đô thị sẽ hiểu rõ cần xây dựng những gì và ở đâu. Ngoài ra, cư dân cũng sẽ được cung cấp một cái nhìn đầy đủ hơn về quy hoạch của thành phố nơi mình sinh sống nhờ thực tế ảo, qua đó có thể đề xuất các ý kiến để giúp thành phố tốt hơn.

9. Dữ liệu lớn BigData

Big Data là thuật ngữ dùng để chỉ một tập hợp dữ liệu rất lớn và rất phức tạp đến nỗi những công cụ, ứng dụng xử lí dữ liệu truyền thống không thể nào đảm đương được. Tuy nhiên, Big Data lại chứa trong mình rất nhiều thông tin quý giá mà nếu trích xuất thành công, nó sẽ giúp rất nhiều cho việc kinh doanh, nghiên cứu khoa học, dự đoán các dịch bệnh sắp phát sinh và thậm chí là cả việc xác định điều kiện giao thông theo thời gian thực. Chính vì thế, những dữ liệu này phải được thu thập, tổ chức, lưu trữ, tìm kiếm, chia sẻ theo một cách khác so với bình thường. Vì khối dữ liệu quá lớn nên việc triển khai Big Data sẽ gặp những trở ngại bao gồm thu nhận dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, tìm kiếm, chia sẻ, chuyển giao, cập nhật…
Big Data hay dữ liệu lớn là thuật ngữ chỉ các dữ liệu có 3 thuộc tính là: dữ liệu có kích thước lớn dữ liệu có tốc độ xử lý nhanh và dữ liệu có sự đa dạng.
• Kích thước lớn (big volume): Dữ liệu có kích thước lớn có thể lên đến hàng ngàn tỉ Gigabyte hoặc thậm chí lớn hơn.
• Tốc độ xử lý nhanh (velocity): Dữ liệu đảm bảo xử lý các thao tác như truy xuất, cập nhật, chỉnh sửa… với tốc độ nhanh.
• Sự đa dạng trong dữ liệu (variety): Dữ liệu không cần tuân theo một cấu trúc và có thể lưu trữ nhiều định dạng khác nhau như văn bản, hình ảnh…
Trong thực tế, ứng dụng Big Data (Dữ liệu lớn) vào nhiều lĩnh vực, giúp doanh nghiệp ở mọi quy mô tạo nên biến chuyển ấn tượng, gia tăng tính hiệu quả, năng suất và lợi thế cạnh tranh so với đối thủ trong kỷ nguyên chuyển đổi số. Một số lĩnh vực đang áp dụng Big Data như: Lĩnh vực ngân hàng, lĩnh vực y tế, thương mai điện tử, lĩnh vực giáo dục, lĩnh vực bán lẻ, digital marketing, lĩnh vực truyền thông giải trí.
Dữ liệu lớn cho phép các thành phố thay đổi cuộc sống đô thị theo cách có lợi cho cả cư dân và môi trường của thành phố. Dữ liệu chảy vào hệ thống thành phố thông minh, trải qua các bước phân tích sâu rộng để chọn ra các xu hướng và mô hình. Và một khi những dữ liệu này đã được thiết lập, các bước có thể được thực hiện để tạo ra các sáng kiến giải quyết các vấn đề đã được xác định. Điều này cho phép các thành phố thông minh đổi mới trong tương lai trong khi vẫn tập trung vào việc cải thiện cuộc sống cho cư dân của thành phố trong thời điểm hiện tại.

Trong ngành xây dựng, Bigdata có một lượng thông tin khổng lồ đã được lưu trữ trong quá khứ và tiếp tục được thu thập cho đến ngày nay.
• Big data có thể được phân tích để chọn ra mẫu và khả năng xảy ra rủi ro trong xây dựng để hướng các dự án mới thành công và tránh xa rủi ro.

• Big data từ thời tiết, giao thông, cộng đồng và hoạt động kinh doanh có thể được phân tích để xác định phân kỳ tối ưu của các hoạt động xây dựng.
• Có thể xử lý đầu vào từ các máy móc được sử dụng trên địa điểm để hiển thị thời gian hoạt động và không hoạt động; từ đó đưa ra kết luận về sự kết hợp tốt nhất giữa việc mua và thuê thiết bị đó; cũng như cách sử dụng nhiên liệu hiệu quả nhất để giảm chi phí và tác động đến môi trường.
• Vị trí địa lý của thiết bị cũng cho phép cải thiện công tác hậu cần, có sẵn phụ tùng thay thế khi cần thiết và tránh được thời gian ngừng hoạt động.
• Việc bảo tồn năng lượng trong các trung tâm mua sắm, khối văn phòng và các tòa nhà khác có thể được theo dõi để đảm bảo nó phù hợp với các mục tiêu thiết kế. Thông tin về căng thẳng giao thông và mức độ uốn cong của cầu có thể được ghi lại để phát hiện bất kỳ sự kiện nào nằm ngoài giới hạn.
• Dữ liệu này cũng có thể được đưa trở lại hệ thống mô hình thông tin tòa nhà (BIM) để lên lịch các hoạt động bảo trì theo yêu cầu.

10. Công nghệ in 3D
Công nghệ in 3D là phương pháp sản xuất bồi đắp dựa trên thiết kế 3D của sản phẩm. Thiết kế 3D sẽ được chuyển đổi dữ liệu thành dữ liệu điều khiển (Gcode) bằng phần mềm cắt lớp (Slicer). Từ đó, dữ liệu điều khiển sẽ được nạp vào máy in 3D để thực hiện tạo hình sản phẩm với độ chính xác cao và chi tiết dựa theo dữ liệu thiết kế ban đầu. Hiện nay, người dùng có thể lựa chọn nhiều phương pháp in 3d khác nhau như: SLA, FDM, SLS, DMLS, LFS.

Công nghệ in 3D đang ngày càng phát triển và trở nên quan trọng trong nhiều lĩnh vực đời sống như: công nghiệp sản xuất, chế tạo, y khoa, kiến trúc, xây dựng,…. Bởi in 3D sẽ giúp cho việc chế tạo mẫu nhanh chóng và chính xác hơn.
Sử dụng công nghệ in 3D có thể cung cấp nhiều lợi ích cho cả cá nhân và doanh nghiệp. Dưới đây là 6 lợi ích đáng kể mà công nghệ in 3D:
• Tốc độ sản xuất
• Dễ dàng tiếp cận & ứng dụng
• Chất lượng mẫu thử
• Tiết kiệm chi phí
• Thiết kế sáng tạo và tự do tùy biến
• Hạn chế rác thải
Tại Việt Nam, in 3D trong xây dựng hiện chỉ đang dừng lại ở việc tạo ra các mô hình thử nghiệm kiến trúc. Điều này giúp cho các nhóm thiết kế có thể đánh giá được thiết kế và cấu trúc xây dựng. Sau đó, họ sẽ thực hiện các điều chỉnh phù hợp để có giải pháp tối ưu nhất về chi phí, thời gian và nguồn lực cho mỗi công trình xây dựng. Tuy nhiên, trong tương lai, nhu cầu về nhà ở sẽ ngày càng tăng cao. Và khi đó, công nghệ in 3D trong xây dựng chính là giải pháp hữu
hiệu để tăng năng suất.

Hiện nay, tại nhiều quốc gia lớn trên thế giới đã có thể xây nhà bằng công nghệ in 3D. Mới đây, Phó tổng thống kiêm Thủ tướng của UAE đã tuyên bố rằng đến năm 2030, khoảng 25% tòa nhà của Dubai sẽ được xây dựng bằng công nghệ in 3D. Gần đây nhất là cuối năm 2020, khi dịch bệnh Covid-19 bùng phát, một công ty xây dựng tại Thượng Hải đã xây dựng nhanh 15 phòng cách ly 10 m2. Mỗi phòng được xây dựng chỉ trong 2 giờ với chi phí khoảng 28.000 NDT (93 triệu VND). Các ngôi nhà in 3D có thể được xây dựng dựa vào các kỹ thuật sau:
• Máy in 3D tạo ra các bức tường rỗng bằng phương pháp lắng đọng hàng trăm lớp bê tông lỏng.
• Đầu đùn của máy in có thể được hỗ trợ bằng cần trục hoặc cánh tay robot.
• Hỗn hợp bê tông phải đủ lỏng để có thể dễ dàng đùn ra bằng vòi phun. Nhưng không được quá nhiều để tạo thành các lớp đồng đều.
• Không cần dùng bất kỳ ván khuôn hoặc cấu trúc cố định nào cho đến khi bê tông đông cứng.
• Ngay sau khi bê tông đông cứng, vật liệu cách nhiệt được đưa vào trong các hốc tường và các khe hở.
• Các ống kỹ thuật lắp đặt trong nhà để dẫn hệ thống dây điện cũng có thể được in 3D.
• Máy in 3D cũng có thể tạo ra các thành phần nội thất như là bếp nấu, bồn tắm,…
• Thời gian để hoàn thành một ngôi nhà in 3D mất từ 24h – 7 ngày, tùy thuộc vào quy mô.
Tuy nhiên, phương pháp trên khá phức tạp, cùng với đó là cần có một máy in 3D đủ lớn để có thể bao quát được hết căn nhà. Do vậy, người ta đã nghĩ đến
một phương pháp nhỏ gọn hơn. Đó là in 3D từng bộ phận và lắp ráp chúng lại với nhau để có được một ngôi nhà in 3D hoàn chỉnh.
Trong gần hai thập kỷ qua, in 3D đã được ứng dụng trong hàng loạt các sáng kiến và dự án xây dựng đầy tham vọng. Một số dự án được coi là dấu mốc quan trọng bao gồm:
• 2004: Một giáo sư USC đã tạo ra bức tường in 3D đầu tiên và được chấp nhận rộng rãi. Đây được coi là bước tiến đầu tiên của công nghệ in 3D vào lĩnh vực xây dựng.
• 2014: Một ngôi nhà hoàn chỉnh trên kênh được xây dựng bằng công nghệ in 3D tại Amsterdam.
• 2016: Trung Quốc đã xây dựng thành công một dinh thự lớn chỉ bằng công nghệ in 3D.
• 2016: Một cột mốc quan trọng về việc in 3D trong xây dựng thương mại. Đó là Dubai đã xây dựng thành công một tòa nhà văn phòng rộng gần 260m2 chỉ
trong 17 ngày.

• 2019: BAM đã mở trung tâm in bê tông đầu tiên của Châu Âu tại Hà Lan và đã xây dựng một số cây cầu in 3D trong toàn khu vực.
• 2021: Hàng loạt công ty xây dựng lớn trên thế giới đã ứng dụng công nghệ in 3D để xây dựng phòng cách ly tạm thời cho bệnh nhân Covid-19.

Hội Tin học Xây dựng Việt Nam (VITACE)