So sánh sự khác biệt giữa BIM và CAD: Chọn công cụ thiết kế phù hợp cho dự án

Hai công nghệ hàng đầu trong lĩnh vực thiết kế và xây dựng hiện đại là CAD và BIM với thế mạnh riêng của chúng. Việc lựa chọn công cụ phần mềm phù hợp có thể quyết định thành bại của toàn bộ dự án.

1. Khái niệm cơ bản

1.1. Định nghĩa CAD

Computer-Aided Design (CAD) là công nghệ dành cho các nhà sáng tạo để thiết kế, soạn thảo và tạo ra tài liệu kỹ thuật, thay thế các kỹ thuật vẽ tay thủ công truyền thống bằng quy trình số hóa tiên tiến. Bản vẽ CAD đại diện cho một đối tượng dưới dạng số hóa. Và CAD có khả năng tạo ra cả bản vẽ 2D lẫn mô hình 3D phức tạp, phù hợp với nhu cầu đa dạng của các ngành công nghiệp khác nhau như kiến trúc, kỹ thuật và sản xuất với độ chính xác lớn.

1.2. Khái niệm BIM là gì?

Building Information Modeling (BIM) đại diện cho một cách tiếp cận tiên tiến và toàn diện hơn nhiều so với CAD truyền thống. Điểm khác biệt cốt lõi của BIM so với CAD nằm ở khả năng tích hợp thông tin đa chiều, không chỉ giới hạn ở hình học (3D) mà còn bao gồm thời gian (4D), chi phí (5D), và thông tin về tính bền vững của công trình (6D). Ngoài ra, BIM có tính năng phát hiện và xử lý va chạm trong thiết kế, ngay từ giai đoạn mô phỏng, giúp giảm thiểu sai sót khi thi công thực tế. Đây là một ưu điểm so với CAD vì bản vẽ CAD chưa thể hiện được các đối tượng này một cách rõ ràng và đầy đủ.

2. Sự khác nhau giữa CAD và BIM là gì?

Mặc dù có những điểm tương đồng giữa CAD và BIM nhưng chúng là hai thứ hoàn toàn khác nhau. CAD xử lý hầu như độc quyền với quy trình thiết kế mô hình và mặt bằng. Đó cũng là một phần quan trọng của BIM, nhưng BIM có thêm khả năng chia sẻ bản vẽ giữa toàn bộ nhóm dự án để cùng sử dụng.

Sự khác biệt giữa BIM và CAD

Khả năng cộng tác và chia sẻ thông tin là một trong những điểm khác biệt quan trọng nhất. BIM có thể truy cập mô hình chung, cập nhật thay đổi liên tục và đảm bảo tất cả sử dụng phiên bản dữ liệu mới nhất. Ngược lại, CAD chủ yếu dựa vào việc chia sẻ bản vẽ hoặc file thiết kế qua email, ổ đĩa chia sẻ hoặc mạng nội bộ; mỗi khi có chỉnh sửa, người dùng phải cập nhật bản vẽ thủ công và truyền phiên bản mới, làm tăng nguy cơ sai sót và mất tính đồng bộ.

Về mặt bản chất và phạm vi ứng dụng, CAD chủ yếu tập trung vào việc tạo ra các bản vẽ kỹ thuật chính xác, trong khi BIM hướng đến việc xây dựng một mô hình tổng thể tích hợp với thông tin công trình. CAD là công cụ thiết kế đa ngành hơn, có thể sử dụng cho mọi thứ từ thiết kế tòa nhà đến máy móc và nội thất.

Hơn nữa, BIM hỗ trợ các định dạng mở như IFC và BCF, giúp các phần mềm khác nhau và các bên hoạt động độc lập vẫn có thể trao đổi vấn đề, phát hiện va chạm trong thiết kế và quản lý các lỗi liên quan từ nhiều hệ thống. CAD thì không tích hợp sâu các cấu phần như vậy; bản vẽ 2D/3D trong CAD thường thiếu thông tin metadata (chi phí, vật liệu, lịch trình),  nên sự phối hợp giữa các đơn vị cùng làm việc kém linh hoạt và hiệu quả thấp hơn nhiều so với BIM.

3. Lợi ích khi kết hợp BIM và CAD

Việc kết hợp sử dụng BIM và CAD trong cùng một dự án mang lại những lợi ích to lớn, tận dụng điểm mạnh của từng công cụ để tạo ra hiệu quả tối ưu. Sự kết hợp này không phải là việc thay thế hoàn toàn CAD bằng BIM mà là việc tích hợp thông minh để phát huy tối đa khả năng của cả hai công nghệ trong các giai đoạn khác nhau của dự án.

CAD trong việc tạo ra các bản vẽ kỹ thuật chi tiết rất hữu ích trong giai đoạn phát triển ý tưởng ban đầu và thiết kế các thành phần cụ thể. Khi những thiết kế này được chuyển đổi và tích hợp vào môi trường BIM, chúng trở thành một phần của hệ thống thông tin tổng thể, mang theo các thuộc tính và dữ liệu bổ sung. 

Nâng cao khả năng cộng tác đa ngành nghề là một lợi ích không thể phủ nhận của việc kết hợp BIM và CAD. Trong một dự án lớn, các chuyên gia khác nhau có thể sử dụng công cụ phù hợp nhất với chuyên môn của mình. Kỹ sư cơ khí có thể sử dụng CAD chuyên dụng để thiết kế chi tiết các hệ thống phức tạp, trong khi kiến trúc sư và kỹ sư xây dựng sử dụng BIM để quản lý tổng thể dự án, tạo ra một môi trường làm việc liền mạch, hiệu quả nhất.

Tối ưu hóa thời gian và chi phí phát triển dự án là lợi ích kinh tế thiết thực của việc kết hợp BIM và CAD. Bằng cách sử dụng CAD cho những công việc mà nó thể hiện ưu thế (như thiết kế chi tiết, tạo bản vẽ kỹ thuật) và BIM cho những lĩnh vực mà nó mạnh nhất (như quản lý thông tin, phối hợp đa ngành nghề), các đối tác có thể giảm đáng kể thời gian phát triển đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Thông tin chi tiết từ CAD được tích hợp vào mô hình BIM sẽ được lưu trữ và quản lý trong suốt vòng đời của công trình. Điều này đảm bảo rằng thông tin thiết kế ban đầu không bị mất đi và có thể được sử dụng cho các hoạt động bảo trì, nâng cấp hoặc cải tạo trong tương lai.

4. Khi nào cần dùng CAD, khi nào cần dùng BIM?

Việc lựa chọn giữa CAD và BIM phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm quy mô dự án, mức độ phức tạp, yêu cầu cộng tác và mục tiêu cuối cùng của công việc. CAD là lựa chọn lý tưởng cho các dự án có quy mô nhỏ và trung bình. Khi làm việc với các thiết kế đơn giản đến trung bình phức tạp, CAD cung cấp tốc độ làm việc nhanh và độ chính xác cao mà không cần đến sự phức tạp của hệ thống thông tin tích hợp.

Trong các dự án thiết kế cơ khí, sản xuất và những lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác cao ở cấp độ chi tiết, CAD thể hiện ưu thế vượt trội. Khả năng tạo ra các bản vẽ kỹ thuật chi tiết, định nghĩa chính xác kích thước và dung sai, cũng như khả năng tùy chỉnh cao làm cho CAD trở thành công cụ không thể thay thế trong những lĩnh vực này. Đối với những công việc có thể được hoàn thành bởi một cá nhân hoặc một nhóm nhỏ các chuyên gia, việc sử dụng CAD giúp tránh được sự phức tạp không cần thiết của hệ thống quản lý thông tin tích hợp.

Ngược lại, BIM trở thành công cụ bắt buộc đối với các dự án lớn và phức tạp, đặc biệt là trong lĩnh vực xây dựng và kiến trúc. Khi dự án có sự tham gia của nhiều bên liên quan bao gồm kiến trúc sư, kỹ sư kết cấu, kỹ sư MEP, nhà thầu và chủ đầu tư, khả năng cộng tác và chia sẻ thông tin của BIM trở nên vô cùng quan trọng. Hệ thống thông tin tập trung của BIM đảm bảo rằng mọi người đều làm việc với cùng một bộ dữ liệu, giảm thiểu sai sót và xung đột thông tin.

Ví dụ, công ty Đất vàng Việt Nam chúng tôi đã áp dụng BIM cho khu nhà ở xã hội ở Hà Nam. Mô hình này đã thể hiện hình dạng và kích thước chính xác của các khối nhà, mỗi đối tượng đều gắn đủ tham số vật liệu, mác bê tông, loại thép, thông số cửa sổ, v.v… Từ đó, đưa ra khối lượng bóc tách tự động, shop-drawing lắp dựng và giảm thiểu tối đa va chạm giữa các hệ thống, giúp chủ đầu tư giảm thiểu rủi ro chi phí xây dựng.

Mô hình thông tin công trình Khu nhà ở xã hội phía Đông KCN Châu Giang II, Hà Nam do công ty Đất vàng Việt Nam thiết kế.

Ngoài ra, BIM là lựa chọn ưu tiên khi dự án đòi hỏi quản lý chi phí chặt chẽ và lập kế hoạch tiến độ chi tiết. Khả năng tích hợp thông tin 4D (thời gian) và 5D (chi phí) của BIM cho phép theo dõi và kiểm soát dự án một cách toàn diện, từ việc ước tính chi phí ban đầu đến quản lý thay đổi thiết kế trong quá trình thi công. 

Hơn nữa, xu hướng chuyển đổi số trong ngành xây dựng và các yêu cầu pháp lý ngày càng tăng về việc sử dụng BIM trong các dự án công cộng cũng là yếu tố quan trọng cần xem xét. Nhiều quốc gia và khu vực đã bắt đầu yêu cầu sử dụng BIM cho các dự án cơ sở hạ tầng và công trình công cộng, nên việc hiểu rõ BIM trở thành một yêu cầu cần thiết cho các công ty muốn tham gia vào những dự án này.

CAD và BIM không loại trừ lẫn nhau mà bổ trợ cho nhau trong quá trình phát triển dự án.  Một chiến lược sử dụng thông minh giữa CAD và BIM sẽ giúp doanh nghiệp không chỉ nâng cao chất lượng thiết kế mà còn tối ưu chi phí, thời gian và đảm bảo sự thành công lâu dài của công trình.