基于BIM的公共工程綜合價值集成管理模式

佘健俊， 陸樹啟

(南京工業(yè)大學 土木工程學院， 江蘇 南京 211816)

改革開放后，伴隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，我國加大了對公共基礎設施建設和公共事務管理的資金投入。然而目前全國各地卻存在著大量的爛尾樓和“建筑短命”現(xiàn)象，尤其是一些關系國計民生的大型公共工程的“短命”既是對社會資源和能源的浪費，也加大了日益嚴重的環(huán)境污染，與我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背道而馳。這些工程并非全因為質量問題，而是在立項決策和設計、施工時沒有考慮工程利益相關者的價值需求且利益相關者之間價值需求溝通不暢，不能及時有效地將各方價值需求集成于公共工程全壽命周期中，做不到項目各方滿意，工程最終無法體現(xiàn)其真正價值。因此對公共工程綜合價值集成管理問題展開研究顯得愈加重要。

集成管理強調(diào)集成主體有意識、有選擇地對特定要素進行集成，使之成為一個整體，以便充分發(fā)揮各集成要素的優(yōu)勢，達到整合優(yōu)化和整體增效的目的。Tu Xiaojing等[1]提出信息化技術與手段的應用是工程集成管理信息系統(tǒng)的設計核心，在全過程中進行信息的共享、協(xié)調(diào)和優(yōu)化，來實現(xiàn)工程總目標。Eastman[2]指出運用 BIM 將成本、工期等其他管理要素進行集成，來對工程項目的成本、質量等進行實時跟蹤與管控。劉爾烈等[3]提出網(wǎng)狀項目組織結構與集成信息系統(tǒng)是實現(xiàn)工程項目集成化管理兩大重要基礎。潘怡冰等[4]通過分析大型項目群的特點、結構和管理風險，構建了基于BIM(Building Information Modeling)的大型項目群全生命周期管理的信息集成模型?；谝陨涎芯楷F(xiàn)狀，筆者綜合應用集成理論、IPD(Integrated Project Delivery)理論、BIM技術對公共工程綜合價值要素以及集成管理進行研究，針對公共工程全壽命期各個階段的價值主體價值需求要素進行分析，將BIM技術、IPD模式、集成理論與工程價值理論相結合，提出一種公共工程綜合價值集成的管理模式。

1 基于BIM的IPD模式內(nèi)涵

1.1 IPD模式內(nèi)涵

1.1.1IPD內(nèi)涵

IPD簡稱項目集成交付，美國建筑師學會(American Institute of Architects，AIA) 2007 年將其定義為: “一種項目交付方式，即把項目中的人力資源、實踐經(jīng)驗、業(yè)務結構與系統(tǒng)等因素集中整合，所有參與者通過有效協(xié)作在項目全壽命周期內(nèi)優(yōu)化完善項目，從而減少浪費、提高效率，使各方利益相關者的利益需求均衡，達到增加項目價值的目的”[5]。IPD的核心優(yōu)勢是有效的合作、公開的信息共享渠道、風險共同分擔與利益合理分配[5]。

合作是IPD的核心理念，將公共工程的所有關鍵利益相關者組建成一個高效協(xié)作和集成的項目團隊，團隊成員協(xié)同合作進行決策，并獲取最優(yōu)的設計、施工方案以及運營使用策劃，滿足項目各利益相關者對工程功能和使用價值等需求，以此取得利益最大化[6]。各方合作關系的基礎以及保障 IPD項目整體利益最大化的是IPD合同，工程主要相關方通過SPE(Single Purpose Entity)建立一個風險分擔和利益共享的整體[7]，SPE是實現(xiàn)特定目標而建立的正式臨時性組織(SPE公司)，其組織結構如下圖1所示。

圖1 SPE下的IPD組織結構

1.1.2IPD模式與傳統(tǒng)項目交付方式比較

傳統(tǒng)項目交付模式下參與者之間信任缺失，相互隔離且缺乏溝通，容易造成后期設計變更、工期延誤等問題，影響工程項目最終目標的實現(xiàn)。IPD模式相對于傳統(tǒng)項目交付方式在許多方面有突出的特征優(yōu)勢，如表1所示。

表1 IPD模式與傳統(tǒng)項目交付方式對比分析

1.1.3IPD模式特征

通過將IPD模式與傳統(tǒng)項目交付方式進行比較分析，發(fā)現(xiàn)IPD模式主要有以下幾個主要特征：

(1)更加緊密的合同關系

IPD合同形式是關系型合同，強調(diào)各方之間是誠實互信與協(xié)同合作的關系，形成一個共享渠道、共擔風險、共享收益與協(xié)同合作的一體化團隊，共同完成項目目標。

(2)參與者早期介入項目

工程各利益相關者在工程的前期階段就參與到項目中，這不僅可以盡早發(fā)揮各參與者的知識、經(jīng)驗等，提高工程施工效率，而且可以促進各參與者之間的聯(lián)系和協(xié)同合作，利于減少工程實施中的工程變更。

(3)以項目整體利益為共同目標

相比較于傳統(tǒng)項目交互方式各參與者基于成本考慮而追求自身利益最大化，IPD模式各參與者則是以項目整體利益為共同目標，個人所得以項目成功為前提，從工程項目價值角度出發(fā)做出決策。

(4)需要前沿的先進技術支持

IPD 模式的優(yōu)勢發(fā)揮需要先進的協(xié)同技術，開放式的數(shù)據(jù)交互(BIM)可對 IPD 模式多方協(xié)同合作提供有力支持，各參與方通過及時便捷的交流合作、共享信息知識資源，使得各利益方能夠更好地對工程全過程進行控制和管理。

1.2 基于BIM的IPD模式

為更好的將IPD應用于工程項目中，需借助BIM信息共享平臺。IPD 模式下基于 BIM 技術的合作平臺能夠整合信息流、工作流、價值流，使IPD的精益建造理念得以真正落實[8]。IPD與BIM形成優(yōu)勢互補，IPD團隊通過BIM實現(xiàn)并行工作，在工程全壽命周期內(nèi)利用 BIM 圍繞共同的目標相互合作，如圖2所示。

圖2 基于BIM的IPD模式

IPD團隊由訴求主體和實現(xiàn)主體兩部分組成，IPD專屬合同確保各方為共同目標協(xié)同協(xié)作、各盡其責，也更好的為BIM應用提供支持。前期將IPD團隊各方的信息進行整合集成，建立信息模型，各參與者通過BIM協(xié)同平臺進行信息共享與交流，再利用BIM功能模塊實現(xiàn)工程全過程集成管理，對信息處理后及時通過BIM系統(tǒng)進行反饋，實現(xiàn)信息獲取、積聚、傳輸、運用、交流與共享實現(xiàn)的循環(huán)，減少或消滅工程在前期決策和建設中的工程變更等不確定性因素，確保平臺數(shù)據(jù)的共享性、動態(tài)性和時效性，以順利完成共同項目目標。

2 基于利益相關者理論的公共工程價值需求要素分析

2.1 公共工程核心價值理論

價值理論最早源于英國古典政治經(jīng)濟學，進而發(fā)展有勞動價值論、哲學價值論、價值工程論和生產(chǎn)要素論。馬克思認為“價值的概念源于人們對待滿足他們需要的外界物的關系”，即物的有用性使物成為使用價值[9]。只有物能夠滿足人們的需要才能成為有價值之物。孫偉平[10]指出價值不是人和對象、主體和客體任何一方的實體和屬性，而是人和對象、主體和客體之間的一種特定關系，即客體和主體需要之間的關系。李德順等[11]認為價值更多體現(xiàn)的是客體對于主體所具有的意義，也就是客體對主體的作用、效用。一個事物是否有價值，就是視其能否滿足人的某種需要。陳斌[12]認為價值應是包含哲學、經(jīng)濟學、法學、自然學和科學技術等領域多維視角下的價值。

工程價值研究即將價值理論與建設工程領域相結合，工程價值是工程實踐的產(chǎn)物，工程實踐所介入的領域不同，工程目的即滿足主體需要的不同，就會產(chǎn)生不同的工程價值，如工程的經(jīng)濟價值、工程的政治價值、工程的生態(tài)價值、工程的軍事價值、工程的社會價值以及工程的人學價值等[13]。Neap等[14]認為項目價值是在工程實施過程中和結束以后給各利益相關者帶來的良好效益，或者說是項目給組織及與項目有關系的人的好處。Shenhar等[15]認為一個項目主要是為了滿足客戶的需求而發(fā)起，其價值將在項目真正被客戶使用時得以實現(xiàn)，相應地，客戶滿意度也會得到提升。殷瑞鈺等[16]提出任何工程都涉及價值問題，沒有無價值的工程。工程價值就是通過工程活動創(chuàng)造出來的一種特殊價值，它反映了工程活動及其成果究竟在何種程度上滿足了人類的需要。王玻等[17]認為公共項目需要把各利益主體的價值因素加以考慮，只有對各種利益主體利益兼顧與均衡，實現(xiàn)其價值，才有利于公共項目長期價值的創(chuàng)造和促進公共項目的持續(xù)健康發(fā)展。尹貽林等[18]強調(diào)公共項目的價值體現(xiàn)的是該項目所有利益相關者的共同價值，而不能僅僅由政府或者少數(shù)幾個利益集團決定。

基于以上討論，本文認為公共工程的核心價值可以理解為“以公平為前提，以最合理的資源配置有效地實現(xiàn)公共工程核心利益相關者的價值需求”。

2.2 基于利益相關者理論的公共工程價值需求要素

為最終實現(xiàn)公共工程的核心價值，在工程決策階段就要考慮全壽命期各個階段的價值主體需求要素。公共工程價值體現(xiàn)的是各利益相關者的共有價值，公共工程本身參與者眾多，且各個階段的價值主體略有不同，需要對各階段核心價值主體進行界定。本文在文獻綜述和問卷調(diào)查的基礎上識別出各階段的價值主體。

分析各階段價值主體的價值需求要素，利于構建IPD模式下基于BIM的公共工程綜合價值集成管理模型，使全壽命期的價值要素前向集成，應用于工程前期并貫穿工程建設全過程，以此提高協(xié)同效率，使最終的工程能夠滿足各利益者的價值需求。公共工程各階段的價值主體與價值需求要素見表2。

表2 公共工程全壽命期利益相關者價值需求要素一覽

由表2可看出，公共工程在工程壽命期不同階段都有眾多利益相關者，且各階段價值需求信息量大，各階段利益相關者對公共工程的價值需求也存在差異。因此需采取有效的集成管理模式將各利益相關者圍繞自身展開的價值訴求進行集成，動態(tài)貫穿工程始末，各方也不斷進行溝通協(xié)調(diào)和反饋，以期在公平的前提下，以最合理的資源配置有效實現(xiàn)公共項目核心利益相關者的價值需求，最終實現(xiàn)公共工程的價值。

3 基于BIM的公共工程綜合價值集成管理模式構建

3.1 基于BIM的公共工程綜合價值集成管理模型構建

本文應用IPD模式，構建了基于BIM的公共工程綜合價值集成管理模式(圖3)，該模型將公共工程的關鍵利益相關者組建成一個高效協(xié)作和集成的項目團隊，該項目團隊以BIM作為信息交互平臺進行價值信息溝通集成，在公共工程全壽命周期圍繞共同的價值目標進行密切合作，具體流程如下：

圖3 IPD模式下基于BIM的公共工程綜合價值集成管理模型

3.1.1公共工程利益相關者識別

因公共工程本身特點，其涉及的利益相關者眾多，且工程壽命期各階段所涉及的利益相關者也不同，因此需要準確全面進行公共工程利益相關者識別。對利益相關者的識別可從主動性、重要性和緊急性三個維度來識別出公共工程全壽命期中的所有核心利益相關者，為更全面地進行價值分析以及價值信息溝通奠定基礎。

3.1.2IPD團隊的組建

基于IPD模式的協(xié)同機制，公共工程的所有關鍵利益相關者通過SPE組建成一個高效協(xié)作和集成、共擔風險和共享收益的項目團隊，確保各利益方介入工程，同時基于BIM平臺使各利益方之間以及與工程之間界面消失，能夠更加及時暢通地將各利益相關者的價值需求集成到公共工程全壽命周期中。

3.1.3公共工程全壽命期價值需求信息

事先分析各利益相關者在工程決策、設計、施工以及運營使用全周期內(nèi)的價值需求，有利于公共工程更加全面地進行決策。同時規(guī)范的信息也利于各方基于BIM平臺進行溝通協(xié)作，將各方價值需求要素集成到公共工程建設中，在工程建設前期便考慮全壽命期的價值要素，實現(xiàn)后期價值信息前向集成為后期建設服務的目的。

3.1.4基于BIM的公共工程綜合價值集成管理

公共工程利益相關者將在工程的決策階段、實施階段和運營階段產(chǎn)生的對公共工程的價值需求要素輸入到BIM信息協(xié)同系統(tǒng)，各方通過BIM數(shù)據(jù)模型可以進行全過程的實時跟進，對公共工程進行價值訴求和實現(xiàn)，同時結合實際情況進行協(xié)調(diào)和反饋，以達到各利益相關者的需求均衡，解決價值需求溝通不對稱、傳遞不及時以及溝通不暢等問題。各方價值需求信息集成到建筑物的數(shù)字化模型中，再利用BIM的虛擬建造功能進行施工模擬；將各利益方對工程建設的需求進行事先模擬可以減少或消滅工程在前期決策和建設中的工程變更等不確定性因素，從項目長遠的可持續(xù)發(fā)展角度對項目設計、建造等過程進行控制和管理。

3.2 基于BIM的公共工程綜合價值集成管理模型實施過程中的關鍵模塊

3.2.1基于信任的IPD合同構建

合作是IPD的核心理念，合作是建立在信任的基礎之上，IPD模式下的信任缺失會嚴重影響各參與主體之間的協(xié)作與信息共享。目前以SPE為基礎的合同體系對于協(xié)調(diào)各方之間的關系及促進IPD團隊信任仍存在挑戰(zhàn)。因此，合同內(nèi)容一方面要對各方責任進行清晰地劃分(包括全壽命期可能出現(xiàn)的事故和意外情況)，避免推卸責任；另一方面，IPD模式要對項目各參與方采取一定的激勵措施。

3.2.2BIM信息協(xié)同系統(tǒng)管理

公共工程在全壽命期中涉及眾多關鍵利益相關者，價值需求信息要素數(shù)量龐大且內(nèi)容復雜，如何及時有效地將價值要素集成到公共工程建設全過程中愈加重要。BIM 信息協(xié)同系統(tǒng)以 BIM 模型作為各利益相關者交流和溝通的載體，通過此系統(tǒng)，將各階段的利益相關者價值需求信息模型有效集成，進行信息數(shù)據(jù)的交換傳遞、存儲和應用，實現(xiàn)公共工程價值需求信息的共享和集成。

3.2.3BIM信息數(shù)據(jù)庫的建立

BIM 數(shù)據(jù)模型主要為公共工程全壽命期的利益相關者價值需求要素進行系統(tǒng)分析、歸納、整理和存儲，方便進行數(shù)據(jù)的傳送與提?。粯嫿◤姶蟮臄?shù)據(jù)庫，可以讓IPD項目團隊在公共工程的各個階段進行信息的交換與傳遞，同時利益相關者可以將各自的價值需求要素輸入到BIM信息模型，為全過程價值集成管理服務。

3.3 基于BIM的公共工程綜合價值集成管理實施機理

在公共工程的各個階段，IPD團隊各方可在 BIM 中插入、提取、更新和修改價值需求信息，實現(xiàn)工程各階段、IPD各方間的價值要素共享與交流。在前期，IPD團隊將自身的價值需求上傳到信息平臺，由專門的平臺管理員進行信息歸類編碼處理，然后存儲到BIM數(shù)據(jù)庫中，方便各參與方提取、完善和使用。將BIM數(shù)據(jù)庫中價值要素進行整合，建立BIM數(shù)據(jù)模型，為IPD團隊提供各自需要的模型信息，數(shù)據(jù)模型對接不同的功能模塊，方便各參與者對從數(shù)據(jù)模型中獲取的信息進行碰撞模擬和分析應用，并將獲取應用信息進行反饋和共享。平臺管理模塊負責對信息進行甄別和權限內(nèi)處理，權限外上報決策層后處理；信息集成模塊對接IPD團隊各參與者，方便其進行數(shù)據(jù)存儲與訪問以及通過BIM 模型功能模塊對公共工程進行全過程價值管理。其運作方式如圖4所示：

圖4 基于BIM的公共工程綜合價值集成管理運作方式

基于BIM的IPD模式能促進與工程相關的所有要素信息的交流與共享，有利于在建造中將所有利益相關者的利益需求考慮進去，使工程能夠體現(xiàn)所有利益相關者核心價值需求，各方處于共擔風險和共享利益的機制，最終工程建設能夠讓各方利益相關者滿意，避免諸如公共工程建成后沒有實質性運營，造成浪費而導致項目最終的失敗。

4 結 語

公共工程因利益相關者眾多以及利益復雜的特點，要求其建設應秉持以工程價值問題為核心的工程思維方式。本文從公共工程利益相關者角度出發(fā)結合IPD模式理念和BIM技術，在分析公共工程全壽命期價值要素基礎上，提出了IPD模式下基于BIM的公共工程綜合價值集成管理模型，該模式可以有效實現(xiàn)工程信息傳遞與共享，確保所有關鍵利益相關者介入工程，在全壽命期內(nèi)協(xié)同合作；同時在工程建設前期便考慮全壽命期的價值要素，實現(xiàn)后期價值要素前向集成為建設全過程服務的目的，使最終的工程能夠滿足公共工程核心利益相關者的價值需求，從而實現(xiàn)公共工程核心價值。由于目前我國IPD模式實際應用較少且合同體系還不健全，如何促進IPD團隊信任并使各方間的價值需求均衡，未來仍需要重點研究。

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