Liệu mái nhà xưởng có thể giúp dự án tiếp theo của bạn nhanh hơn, thân thiện với môi trường hơn và tiết kiệm chi phí hơn không?

Trong ngành xây dựng, bạn đang phải đối mặt với tiến độ gấp rút và chi phí ngày càng tăng. Việc sử dụng phương pháp tiền chế trong môi trường được kiểm soát tại nhà máy giúp rút ngắn thời gian thực hiện từ 20% đến 50% và có thể giảm ngân sách lên đến 20%.

Tốc độ đó mang lại cho bạn lợi thế cạnh tranh rõ rệt trên thị trường: Các công trình hoàn thành sớm hơn, bạn khai trương nhanh hơn và nắm bắt được nhu cầu trong khi các đối thủ cạnh tranh bắt kịp.

Tính bền vững rất quan trọng đối với khách hàng và các cơ quan quản lý. Sản xuất ngoài công trường giúp giảm thiểu chất thải, cải thiện khả năng cách nhiệt và hiệu suất năng lượng, đồng thời hỗ trợ các mục tiêu ESG của bạn mà không làm giảm chất lượng hoặc thiết kế.

Kiểm soát chất lượng được cải thiện khi các bộ phận được sản xuất trong điều kiện chính xác. Quy trình lặp lại, vật liệu tốt hơn và sự tích hợp hệ thống giúp giảm thiểu việc làm lại và bảo vệ tiến độ của bạn khỏi những ảnh hưởng của thời tiết và sự chậm trễ tại công trường.

Với sự tăng trưởng của thị trường toàn cầu và sự gia tăng áp dụng tại Bắc Mỹ, các phương pháp xây dựng tại nhà máy không chỉ là một thị trường ngách. Chúng mang lại những lợi ích thiết thực trong lĩnh vực nhà ở, chăm sóc sức khỏe và khách sạn khi cần tốc độ, tính dự đoán và khả năng kiểm soát chi phí.

Tổng quan: Tại sao xu hướng đổi mới theo mô-đun lại quan trọng ngay lúc này?

Ngành xây dựng đang thay đổi nhanh chóng khi sản xuất ngoài công trường được mở rộng quy mô trên nhiều lĩnh vực. Số liệu toàn cầu cho thấy thị trường xây dựng mô-đun đang ở mức khoảng... 104,65 tỷ USD vào năm 2024, với một con đường dẫn đến khoảng 214,76 tỷ USD vào năm 2034 (Tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 7,451 TP3T).

Bạn cần tốc độ có thể dự đoán được và kết quả có thể đo lường được. Tại Bắc Mỹ, xây dựng mô-đun vĩnh cửu hiện chiếm hơn 61.000 tấn trong tổng số dự án khởi công mới—gấp khoảng ba lần so với năm 2015—do đó rủi ro áp dụng đang giảm đối với các dự án tiềm năng của bạn.

• Bạn có thể hoàn thành các dự án 20%–50% nhanh hơn, rút ngắn thời gian thu hồi vốn và đáp ứng nhu cầu nhà ở và xã hội cấp thiết.
• Thiết kế và sản xuất nhà máy theo tiêu chuẩn giúp cải thiện khả năng dự đoán chi phí và giảm chi phí lên đến 20%.
• Hiệu suất năng lượng, chất lượng và kết quả an toàn sẽ dễ đo lường hơn với dữ liệu tốt hơn và quy trình có thể lặp lại.
• Với sự phát triển của công nghệ, việc lập kế hoạch và triển khai có thể mở rộng quy mô trên nhiều khu vực với rủi ro thực hiện thấp hơn.

Tóm lại: Sự tăng trưởng của thị trường và những cải thiện rõ rệt về hiệu suất cho phép bạn điều chỉnh vốn đầu tư và tiến độ thi công để đẩy nhanh, hiệu quả hơn, đáp ứng nhu cầu hiện nay.

Định nghĩa đổi mới mô-đun trong xây dựng: Từ độ chính xác tại nhà máy đến tốc độ tại công trường

Việc sản xuất các cấu kiện xây dựng lớn trong các xưởng được kiểm soát chặt chẽ sẽ thay đổi cách bạn lập kế hoạch và xây dựng.

Điều này thực sự có nghĩa là gì Điều đó có nghĩa là các công đoạn từ 60% đến 90% được chuyển ra khỏi công trường đến một nhà máy, nơi các mô-đun được hoàn thiện sẵn với hệ thống điện, cơ khí và đường ống nước được tích hợp.

Bạn sẽ có giao diện sạch hơn ngay tại chỗ. Bởi vì các mô-đun, hệ thống và linh kiện được thiết kế để kết nối với nhau mà không gặp sự cố bất ngờ. Kích thước sẵn sàng vận chuyển, điểm nâng và chi tiết kết nối được lên kế hoạch từ trước để tăng tốc độ lắp ráp và bảo vệ hoạt động của cần cẩu.

Sản xuất tại nhà máy tập trung kiểm soát chất lượng. Điều kiện được kiểm soát, thử nghiệm và quy trình lặp lại giúp nâng cao tỷ lệ chất lượng hướng tới mức trung bình được báo cáo là khoảng đạt tiêu chuẩn 91%.

Thiết kế cho sản xuất và lắp ráp (DfMA) và mô hình thông tin xây dựng (BIM) giúp liên kết kiến trúc, kết cấu và hệ thống cơ điện ngay từ đầu. Điều này giúp giảm thiểu xung đột, giảm công việc làm lại và cải thiện khả năng truy xuất nguồn gốc trong toàn bộ quy trình sản xuất.

• Các mô-đun thể tích hoàn thiện sẵn được kết nối với các hệ thống và linh kiện tiêu chuẩn tại công trường.
• Các quy trình làm việc song song cho phép bạn chuẩn bị nền tảng trong khi quá trình sản xuất vẫn diễn ra, giúp rút ngắn tiến độ.
• Độ chính xác trong sản xuất tại nhà máy giúp cải thiện sự tương tác giữa các vật liệu và hiệu suất lâu dài, mang lại khả năng kiểm soát rõ ràng hơn và kết quả tốt hơn.

Tín hiệu thị trường tại Hoa Kỳ: Tăng trưởng, mức độ chấp nhận và những cơ hội bạn có thể chiến thắng

Bạn có thể thấy nhu cầu ngày càng tăng đối với việc xây dựng nhanh hơn và có thể dự đoán được tiến độ trong lĩnh vực nhà ở và chăm sóc sức khỏe tại Hoa Kỳ. Hiện nay, PMC đã vượt quá 61.000 tấn công trình xây dựng mới khởi công tại Bắc Mỹ, gần gấp ba lần thị phần năm 2015. Sự chuyển dịch này làm giảm sự phản đối của các bên liên quan và cải thiện các cuộc đàm phán về tài chính.

Các lĩnh vực trọng điểm và nơi cần tập trung

Nhà ở Lợi ích đến từ tốc độ đưa vào sử dụng và cho thuê nhanh hơn. Chăm sóc sức khỏe Lợi ích đến từ việc sử dụng các phòng tiêu chuẩn giúp giảm thời gian chết. Ngành giáo dục và khách sạn đều thu lợi từ các đơn vị có thể lặp lại và việc đếm số lượng đơn vị nhanh chóng.

Ý nghĩa của các con số đối với quy trình kinh doanh của bạn

Ngành công nghiệp toàn cầu đạt khoảng 104,65 tỷ USD vào năm 2024 và dự kiến sẽ đạt 214,76 tỷ USD vào năm 2034 với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 7,451 nghìn tỷ USD/tấn. Sự tăng trưởng này báo hiệu năng lực sản xuất của nhà máy sẽ tăng lên và chuỗi cung ứng sẽ ổn định hơn cho các dự án của bạn.

• Tập trung vào các lĩnh vực có mức độ phù hợp cao để đẩy nhanh lợi nhuận và giảm rủi ro thị trường.
• Lên kế hoạch hậu cần sớm — tuyến đường, giấy phép, điểm tập kết — để đảm bảo việc vận chuyển mô-đun đến các địa điểm đô thị và ngoại ô.
• Chuẩn hóa vật liệu và hệ thống trên toàn bộ các chương trình để ổn định giá cả và nâng cao hiệu quả.

Bên trong hệ thống công nghệ: BIM, AI, Robot, In 3D và IoT thúc đẩy hiệu quả.

Các công cụ kỹ thuật số thông minh hiện nay kết nối chặt chẽ giữa thiết kế và sản xuất, loại bỏ lỗi trước khi bắt đầu chế tạo.

Mô hình thông tin xây dựng cho quy hoạch không xung đột

Bạn sẽ sử dụng mô hình thông tin xây dựng (BIM) để tạo ra một nguồn thông tin duy nhất cho kiến trúc, kết cấu và hệ thống cơ điện. Sự phối hợp này giúp phát hiện sớm các xung đột và tiết kiệm thời gian tại nhà máy và công trường.

Trí tuệ nhân tạo, robot và sản xuất chính xác

Thiết kế tạo sinh dựa trên trí tuệ nhân tạo giúp tăng tốc quá trình lựa chọn vật liệu và tùy chỉnh, nhờ đó các mô-đun đáp ứng mục tiêu hiệu suất nhanh hơn. Robot nâng cao độ chính xác trong các công việc lặp đi lặp lại, tăng năng suất và giảm chi phí nhân công.

In 3D, IoT và điều khiển thời gian thực

Công nghệ in 3D mở rộng hình dạng các bộ phận và tùy chọn mặt tiền vượt ra ngoài giới hạn truyền thống. Cảm biến IoT và mô hình kỹ thuật số truyền dữ liệu trực tiếp giúp bạn theo dõi tiến độ, chất lượng và độ an toàn từng phút.

• Tích hợp hệ thống: Các giao diện chặt chẽ hơn giữa các thành phần kết cấu, bao che và cơ điện.
• Lập kế hoạch dựa trên dữ liệu: Những dữ liệu đầu vào tốt hơn từ BIM và phân tích giúp tạo ra lịch trình sản xuất và khung thời gian hậu cần đáng tin cậy hơn.
• Kiểm chứng thực tế: Công nghệ SpatialSense và SpatialTwin của Kodifly kết hợp LiDAR và hình ảnh để so sánh các công trình đã thi công với mô hình với độ chính xác đến từng centimet.

Kết quả: Sự kết hợp các công nghệ này giúp tăng hiệu quả, mang lại cho bạn ít rủi ro bất ngờ hơn, khả năng kiểm soát chặt chẽ hơn và quá trình chuyển giao từ thiết kế đến lắp đặt diễn ra suôn sẻ hơn.

Các tiêu chí chứng minh hiệu quả: Tốc độ, chi phí, kiểm soát chất lượng và kết quả bền vững.

Các dự án thực tế cho thấy bạn có thể rút ngắn tiến độ và cắt giảm chi phí mà không ảnh hưởng đến chất lượng hoặc an toàn.

Kết quả đo lường Vấn đề: Các nghiên cứu báo cáo rằng việc giao hàng nhanh hơn 20%–50% khi bạn vận hành sản xuất trong khi nền móng đang được chuẩn bị. Giao hàng đúng thời điểm giúp các mô-đun đúng tiến độ và giảm rủi ro lưu trữ tại công trường.

Rút ngắn tiến độ thông qua các quy trình làm việc song song và giao hàng đúng thời điểm.

Bạn rút ngắn thời gian bằng cách sản xuất tại xưởng trong khi đội thi công chuẩn bị mặt bằng, sau đó lắp đặt các thiết bị sao cho phù hợp với thời gian cần cẩu hoạt động. Cách tiếp cận này giúp giảm thời gian cần cẩu nhàn rỗi và đẩy nhanh tiến độ bàn giao.

Các yếu tố chi phí và khả năng dự đoán trong sản xuất

McKinsey nhận thấy có thể giảm tới 20% chi phí nhờ giảm nhân công, ít phải làm lại và giá thành sản xuất ổn định. Sản xuất có thể dự đoán được giúp ổn định giá thầu và giảm nhu cầu dự phòng.

Lợi ích về chất lượng, an toàn và tính bền vững

Điều kiện nhà máy thúc đẩy tỷ lệ chất lượng lên gần mức 91% với các quy trình kiểm soát chất lượng lặp lại và các quy trình được ghi chép lại. Tỷ lệ lãng phí có thể giảm tới mức 90%, trong khi lớp vỏ kín hơn và khả năng cách nhiệt tốt hơn giúp nâng cao hiệu suất năng lượng.

• Hiệu quả: Ít lỗi hơn và thời gian vận hành nhanh hơn.
• Các trang web an toàn hơn: Ít công việc ngoài trời hơn, ít tiếp xúc với thời tiết hơn.
• Đảm bảo: Hồ sơ sản xuất có thể truy xuất nguồn gốc giúp người cho vay và chủ sở hữu chấp nhận kết quả.

Những tiến bộ trong thiết kế và kỹ thuật: Vượt ra ngoài khuôn khổ – Hệ thống, vật liệu và tính thẩm mỹ

Bạn không còn cần phải lựa chọn giữa kiến trúc táo bạo và khả năng triển khai dễ dự đoán nữa. Các phương pháp hiện nay cho phép bạn chỉ định các bức tường góc cạnh, bề mặt cong và cấu hình so le mà vẫn đáp ứng các hạn chế về vận chuyển và cẩu.

Hệ thống kết cấu Kết hợp thép và gỗ kỹ thuật để thiết kế của bạn cân bằng giữa trọng lượng, độ bền và khả năng sản xuất. Vách chịu lực và các mối nối tấm bắt vít giúp đơn giản hóa công việc tại công trường và tăng cường khả năng chống chịu tải trọng động đất và gió.

• Bạn có thể sử dụng các hình học góc cạnh và bố cục so le để tạo ra những mặt tiền ấn tượng trong khi vẫn tuân thủ các giới hạn về sản xuất và vận chuyển.
• Gỗ dán nhiều lớp (CLT) và bê tông nhẹ mở rộng nhịp và các lựa chọn thẩm mỹ; lớp cách nhiệt siêu mỏng và mặt tiền dạng tấm giúp tiết kiệm không gian nội thất và nâng cao hiệu suất năng lượng.
• Việc chế tạo các bộ phận với độ chính xác cao đảm bảo các giao diện có thể lặp lại, giúp cho lớp hoàn thiện bên ngoài và bên trong đồng nhất giữa các mô-đun.
• Tích hợp hệ thống Việc sản xuất tại nhà máy — bao gồm tủ kệ, phòng tắm và giá đỡ thiết bị cơ điện — giúp đẩy nhanh tiến độ thi công tại công trường và giảm thiểu sự không đồng nhất.

Bạn bảo tồn ý đồ kiến trúc bằng cách hợp tác với các kiến trúc sư và kỹ sư am hiểu thực tế sản xuất. Ví dụ như tòa nhà Larkspur ở Breckenridge cho thấy những công trình này có thể đạt được kết quả tương đương với nhà máy xây dựng truyền thống về cả hình thức và hiệu suất.

Để biết thêm thông tin về thực tiễn thích ứng và thiết kế sẵn sàng cho công trường, hãy xem hướng dẫn về... giải pháp kiến trúc mô-đun.

So sánh các mô hình xây dựng: Xây dựng mô-đun cố định so với nhà di động

Việc bạn lựa chọn giữa các công trình hoàn thiện tại nhà máy và các tòa nhà di động sẽ ảnh hưởng đến cách bạn lập ngân sách, bố trí và vận hành một địa điểm.

Xây dựng mô-đun vĩnh cửu (PMC) Công ty PMC sản xuất các mô-đun hoàn thiện với hệ thống cơ điện và nội thất sẵn sàng cho sử dụng lâu dài. PMC thường tích hợp liền mạch với phương pháp xây dựng truyền thống để tạo thành các hệ thống hỗn hợp — các lõi, bệ đỡ hoặc phần mở rộng được xây dựng tại công trường kết hợp với các phần được sản xuất tại nhà máy.

Các tòa nhà di động Chúng tập trung vào việc triển khai nhanh chóng và tái sử dụng. Chúng phù hợp với các nhu cầu ngắn hạn đến trung hạn như phòng học tạm thời, phòng khám và văn phòng di động có thể di chuyển khi chương trình của bạn thay đổi.

Sử dụng, vòng đời và tích hợp

• Bạn sẽ chọn PMC cho các tài sản dài hạn cần mức độ tùy chỉnh cao hơn và kiểm soát chất lượng chặt chẽ hơn.
• Các giải pháp nhà xưởng di động cho phép bạn nhanh chóng bố trí lại không gian trong khi chờ xây dựng nhà xưởng cố định.
• Cả hai đều tuân theo các quy định và quy trình tương tự: thiết kế, cấp phép, sản xuất tại nhà máy, vận chuyển, lắp ráp và vận hành thử.

Sự đánh đổi giữa chất lượng, tốc độ và tính bền vững

Cả hai phương pháp đều duy trì chất lượng cao vì điều kiện nhà máy kiểm soát độ vừa vặn và hoàn thiện, nhưng PMC thường mang lại kết quả tốt hơn về lâu dài.

Các đơn vị di động có ưu điểm về thời gian và tính cơ động; PMC (Process and Construction) có ưu điểm về hiệu suất vòng đời và kết quả bền vững lâu dài. Điều kiện hậu cần và địa điểm – khả năng tiếp cận, sức nâng của cần cẩu và tuyến đường vận chuyển – sẽ quyết định kích thước và lựa chọn cuối cùng.

Lập kế hoạch rõ ràng: Xác định mục đích sử dụng, mục tiêu hiệu suất và chiến lược triển khai ngay từ đầu để đạt được mục tiêu về ngân sách và tiến độ.

Những rào cản và yếu tố rủi ro bạn cần vượt qua

Các quy định không rõ ràng, dòng tiền eo hẹp và những hạn chế về vận chuyển có thể làm chậm tiến độ ngay cả những dự án nhà máy được lên kế hoạch kỹ lưỡng.

Các khung pháp lý thường chậm hơn so với thực tiễn, tạo ra sự không chắc chắn về việc phê duyệt và kiểm tra. Tại các khu vực như Úc, các quy định không nhất quán làm chậm quá trình tiếp nhận thị trường. Bạn cần một chiến lược phê duyệt sớm và tài liệu rõ ràng để đảm bảo tiến độ được thực hiện đúng kế hoạch.

Vấn đề tài chính thường là một trở ngại lớn. Một nghiên cứu tổng hợp 46 công trình cho thấy nhu cầu vốn ban đầu và việc thanh toán sớm là những rào cản tài chính hàng đầu đối với hoạt động sản xuất tại nhà máy. Lập kế hoạch thanh toán dựa trên các mốc thời gian Như vậy chi phí sản xuất tại nhà máy sẽ không gây áp lực lên dòng tiền của bạn.

Những hạn chế về hậu cần làm tăng thêm rủi ro thực sự. Vận chuyển các kiện hàng quá khổ đòi hỏi giấy phép, người hộ tống và lộ trình cẩn thận để tránh hư hỏng. Cần xác định các quy trình xử lý và bảo vệ khỏi thời tiết để bảo vệ lớp hoàn thiện trong quá trình vận chuyển và lắp đặt.

Khoảng cách về kỹ năng và quản lý thay đổi cũng rất quan trọng. Đào tạo các nhà thiết kế, đội ngũ thi công và thợ lắp đặt để đảm bảo kiểm soát chất lượng và dung sai quy trình được nhất quán. Chia sẻ dữ liệu về xưởng và công trình để tạo niềm tin cho chủ đầu tư, người cho vay và các thanh tra viên.

• Sự chấp thuận: Phối hợp sớm với các cơ quan chức năng và điều chỉnh lịch kiểm tra phù hợp với quy trình làm việc của nhà máy.
• Tài chính: Cơ cấu lại các khoản thanh toán dựa trên các mốc sản xuất để bảo vệ dòng tiền.
• Hậu cần: Các tuyến đường an toàn, giấy phép, kế hoạch bố trí và giảm thiểu thiệt hại.
• Kỹ năng: Đầu tư vào đào tạo liên nhóm và các quy trình chuẩn để giảm sự khác biệt.

Làm thế nào để nắm bắt xu hướng đổi mới theo mô-đun: Cẩm nang thực tiễn cho các dự án tiếp theo của bạn

Hãy bắt đầu chương trình tiếp theo của bạn bằng cách phối hợp các nhóm thiết kế, sản xuất và quản lý dự án dựa trên các kết quả và thời gian biểu chung. Sự đồng bộ đó giúp giảm thiểu những bất ngờ và đảm bảo kế hoạch được thực hiện chặt chẽ trong suốt quá trình.

Thiết lập các nhóm tích hợp

Thành lập một nhóm A/E gồm các kiến trúc sư, kỹ sư kết cấu và kỹ sư cơ điện có kinh nghiệm làm việc trong nhà máy. Đặt mô hình thông tin xây dựng (BIM) và mô hình thông tin (IMD) làm trọng tâm ngay từ đầu.

Tận dụng công nghệ giám sát thông minh và mô hình song sinh kỹ thuật số.

Sử dụng mô hình song sinh kỹ thuật số và công nghệ ghi hình 4D để xác thực trình tự thi công, theo dõi chất lượng và ghi lại dữ liệu thực tế. Các nền tảng như SpatialSense/SpatialTwin của Kodifly cho phép bạn kiểm chứng tiến độ và tăng cường giám sát an toàn trong thời gian thực.

Kế hoạch hướng đến sự bền vững và hiệu suất năng lượng

Xác định mục tiêu về năng lượng và chất thải ngay từ đầu. Hợp tác với các đối tác—ví dụ điển hình là EVolution Studio của EVstudio và sự hợp tác với NREL—để tính toán kích thước hệ thống năng lượng và lựa chọn vật liệu đáp ứng mục tiêu bền vững của bạn.

Tối ưu hóa sản xuất, hậu cần và sự sẵn sàng của địa điểm.

• Sắp xếp các vị trí sản xuất và kiểm tra cổng để các mô-đun chỉ được vận chuyển khi trang web đã sẵn sàng.
• Thiết kế hướng đến tính lặp lại: Các hệ thống và giao diện tiêu chuẩn giúp giảm thiểu các thành phần riêng biệt trong các dự án.
• Theo dõi các chỉ số KPI: Sử dụng dữ liệu về tiến độ, chi phí, chất lượng và an toàn để cải thiện mỗi lần vận hành tiếp theo.

Để có khuôn khổ thực tiễn và danh sách kiểm tra bạn có thể áp dụng, hãy xem cẩm nang chiến lược. để lập kế hoạch và triển khai dự án.

Phần kết luận

Bạn có thể biến rủi ro chương trình thành một lịch trình có thể dự đoán được. bằng cách chuẩn hóa các nền tảng và liên kết chặt chẽ thiết kế, sản xuất và hậu cần.

Các tín hiệu thị trường rất rõ ràng: Các dự báo cho thấy thị trường xây dựng mô-đun sẽ tăng hơn gấp đôi vào năm 2034, và việc áp dụng tại Bắc Mỹ đã tăng gấp ba lần kể từ năm 2015. Sự tăng trưởng đó mang lại cho bạn năng lực mới, các lựa chọn tài chính và sự hỗ trợ chính sách để mở rộng quy mô các chương trình.

Với các nhóm làm việc tích hợp, hệ thống kỹ thuật số và các công nghệ mới nổi như BIM, AI, robot và IoT, bạn có thể tạo ra các thiết kế và công trình xây dựng có thể lặp lại với chất lượng tốt hơn và ít lãng phí hơn. Lập kế hoạch cho kỷ luật quy trình, bảo vệ từng khâu bàn giao và sử dụng dữ liệu dự án để cải thiện lần thực hiện tiếp theo. Làm được điều đó, bạn sẽ đưa công ty mình lên vị trí dẫn đầu trong ngành xây dựng đang thay đổi.