BIM技術(shù)應(yīng)用效益評價因素分析

摘 要：隨著建筑業(yè)不斷發(fā)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用需求逐漸提高，BIM技術(shù)應(yīng)用價值以及BIM項目評價受到格外的關(guān)注。為有力地推動BIM技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)，合理地評估BIM技術(shù)應(yīng)用價值，需進行科學、合理的BIM技術(shù)應(yīng)用效益評價因素分析。本文從適用范圍、定量、定性等角度，研究分析了專家預(yù)判法、層次分析法、系統(tǒng)動力學三種項目管理評價方法。結(jié)合現(xiàn)階段BIM技術(shù)效益影響因素研究成果，將客觀、科學的評估方法運用于BIM項目管理，歸納分析出BIM應(yīng)用效益評價因素，為今后構(gòu)建科學、有序的BIM應(yīng)用效益評估系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：評估方法；BIM應(yīng)用；專家預(yù)判法；層次分析法；系統(tǒng)動力學

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.117

1 引言

BIM技術(shù)是一種集成3D建筑模型信息的技術(shù)，它提取有關(guān)建筑項目中的結(jié)構(gòu)、設(shè)備、場地的幾何形狀、材料屬性、空間位置和其他相關(guān)內(nèi)容的信息，并記錄和整合以形成關(guān)于項目的構(gòu)筑物和環(huán)境的完整數(shù)據(jù)庫。由于項目數(shù)據(jù)的不斷積累，信息數(shù)據(jù)庫會得到改進[1]。通過開發(fā)的BIM技術(shù)管理平臺，可以充分利用項目數(shù)據(jù)資產(chǎn)，實現(xiàn)每個參與者的協(xié)調(diào)管理，減少設(shè)計和施工失誤，節(jié)約成本，提高工程建設(shè)質(zhì)量和經(jīng)濟效益[2]。

國內(nèi)BIM技術(shù)在2010年左右逐漸出現(xiàn)，越來越多的項目開始應(yīng)用BIM技術(shù)，BIM技術(shù)的應(yīng)用價值得到了很多認可，但是許多企業(yè)單位對BIM技術(shù)只有感知意識，而對BIM技術(shù)應(yīng)用效益的理解尚不清楚。因此，開展BIM技術(shù)經(jīng)濟效益評價研究是十分有必要。

BIM技術(shù)是建筑業(yè)新興技術(shù)，應(yīng)用于工程項目管理領(lǐng)域，評價項目的常用方法有決策分析法、專家預(yù)判法、層次分析法、模糊綜合評價法、系統(tǒng)動力學等等[4]。這些評價方法有著其特定的適用范圍和特點，但對BIM技術(shù)應(yīng)用價值評價估，并不是每一種方法都能夠全面、客觀地分析出效益的影響因素。因此，本文對專家預(yù)判法、層次分析法、系統(tǒng)動力學這三種方法進行科學分析，為BIM應(yīng)用價值評價因素的確立提供科學判斷和依據(jù)。

2 基于專家預(yù)判法的影響因素分析

專家預(yù)判法，又稱德爾菲法，是一種不確定狀況下的項目決策方法[6]，其適用于條件較少的項目評價體系中，其步驟框圖如圖1所示。

在無任何限制條件下，專家預(yù)判法在評估BIM項目效益的過程中對專家意見進行整體性征集和量化研究。評估過程中，專家組各成員互不相識或者互不聯(lián)系，產(chǎn)生的意見互不干擾。不斷地征集并修改各類專家意見，讓專家之間的建議和思想進行碰撞交融，最終以量化的形式統(tǒng)一出關(guān)于BIM項目應(yīng)用效益評估結(jié)果，并做出BIM技術(shù)未來發(fā)展模式的分析和預(yù)測。

隨著專家預(yù)判法不斷地發(fā)展，其模式也不斷得到了改進。例如，研究人員在專家預(yù)判法的基礎(chǔ)上取消了首輪專家問卷的傳統(tǒng)方式，而采用文獻研究法，結(jié)合相關(guān)研究文獻，總結(jié)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。以文獻研究成果為初始依據(jù)，再專家進行專家問卷調(diào)查，量化專家意見，進而獲得價值評估指標。

通過改良專家預(yù)判法，對專家組的構(gòu)成進行優(yōu)化，從而解決了專家預(yù)判法效率較低的問題[7]。首先，在專家預(yù)判法的基礎(chǔ)上增加頭腦風暴法，以此來征集專家初始意見，這樣大大提高了征集效率。然后，從業(yè)主、設(shè)計方、施工方、監(jiān)理方、咨詢方以及政府部門等參與方中選出代表，形成評審專家組。通過研究分析各參與方提出的差異性問題，可得出豐富的調(diào)查結(jié)果，并該結(jié)果更具有真實性。評估BIM項目效益時，利用加入頭腦風暴改良后的專家預(yù)判法，可以有效得出主要影響因素的量化指標，還能夠得到專家關(guān)于BIM技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的寶貴經(jīng)驗。整理所征集的專家意見和頭腦風暴的研究成果，通過量化計算，得出了項目效益影響因素和量化結(jié)果。分析所得研究結(jié)果的量化指標，得出項目效益的評價因素，進而評估出BIM項目應(yīng)用價值。

3 基于層次分析法的影響因素分析

層次分析法（AHP）是一種結(jié)合定量與定性的項目決策方法，被研究人員廣泛地用于工程項目評估[5]。它將工程中復(fù)雜的問題分解轉(zhuǎn)化成多層次階梯形結(jié)構(gòu)，層次結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。然后，根據(jù)項目相關(guān)數(shù)據(jù)和專家評審手段，確定各層次指標的權(quán)重。最后，根據(jù)每個因素的重要性來進行模擬評估[7]。

建立BIM應(yīng)用效益影響因素層次結(jié)構(gòu)模型，為建設(shè)項目應(yīng)用BIM技術(shù)提供科學的決策依據(jù)，并對項目應(yīng)用BIM技術(shù)后進行應(yīng)用價值的評價分析。結(jié)合項目管理目標的五個方面，可將BIM評價模型分為成本、進度、質(zhì)量、安全和效率等五個因素點。通過層次分析法來比較權(quán)重結(jié)果，就可以得出了BIM技術(shù)應(yīng)用效益評價模型的五個因素指標的重要程度。

例如，成本層面上，減少設(shè)計失誤從而減少工程變更所產(chǎn)生的損失，就節(jié)省成本而言，這是最明顯的表現(xiàn)；進度層面上，設(shè)計沖突和設(shè)計變更的減少以及施工時間的有效縮短都能夠最好地反映縮短施工周期的應(yīng)用效益；質(zhì)量層面上，性能夠分析能夠促進對節(jié)能夠環(huán)保性能夠、施工質(zhì)量的提高；安全層面上，有效識別工程施工潛在危險因素最能夠反映BIM的應(yīng)用效益；效率層面上，BIM技術(shù)的應(yīng)用效益更多地體現(xiàn)為各工程數(shù)據(jù)的實時共享和信息流暢傳遞。

4 基于系統(tǒng)動力學的影響因素分析

系統(tǒng)動力學是一種定性分析和定量模擬結(jié)合、系統(tǒng)綜合推理的方法[8]。該方法根據(jù)模型結(jié)構(gòu)中各成分互為因果的反饋特點，從系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來尋找問題的本質(zhì)，而不是用外部環(huán)境進行系統(tǒng)的行為本質(zhì)分析。系統(tǒng)動力學模型構(gòu)建是以因果關(guān)系為基礎(chǔ)，定性地描述系統(tǒng)內(nèi)部兩個變量之間關(guān)系。例如，某系統(tǒng)有兩變量A和B，當變量A發(fā)生改變時，變量B隨之變化。

因果鏈分為正負兩個極性，反映著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，當因素變量改變時，相關(guān)變量隨之發(fā)生變化。因果鏈意味著若因素增加，則結(jié)果高于其本應(yīng)達到的程度；反之亦然。負因果鏈意味著若因素增加，則結(jié)果低于其本應(yīng)達到的程度；反之亦然。

三個或者三個以上的因果關(guān)系鏈首尾相聯(lián)，形成了環(huán)形路——反饋環(huán)，分正反饋環(huán)和負反饋環(huán)。正反饋環(huán)發(fā)揮著強化作用，A增大引起B(yǎng)增大，進而使C增大，C增大則反饋讓A增大。負反饋環(huán)則發(fā)揮抑制作用，通過負反饋機制讓系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。

考慮BIM技術(shù)應(yīng)用效益評價因素（進度、成本、質(zhì)量、安全、效率、技術(shù)水平等），建立流率基本入樹模型[8]。在該系統(tǒng)動力學模型中，形成進度管理、質(zhì)量管理、成本管理、安全管理、管理效率以及技術(shù)水平這六個因素流位，分別通過輔助變量，計算生成對應(yīng)的六個流率，利用各累計變量分別控制各流率變量。模型的入樹中進度偏差控制率，衡量著進度管理在工程項目管理過程中計劃進度與實際進度的控制情況，同時受質(zhì)量管理、成本管理和BIM應(yīng)用3個流位的控制，進度管理的流率基本入樹模型如圖3所示。由此，進度與質(zhì)量、成本目標相互協(xié)調(diào)，以保證項目如期完工、實現(xiàn)預(yù)期目標。

通過分析因果鏈模型，可以清楚地看到BIM技術(shù)對進度管理、質(zhì)量管理、成本管理、安全管理以及管理效率各因素之間的因果關(guān)系。同時，利用枝向量矩陣反饋環(huán)計算方法，得出了BIM技術(shù)產(chǎn)生的新增反饋影響，由此觀察系統(tǒng)內(nèi)部的反饋結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化以及BIM項目管理本身影響因素。

5 結(jié)論

本文分析了項目管理評價方法中實用的三種效益因素分析方法，并結(jié)合BIM技術(shù)效益評價實際狀況進行分析，得出了以下結(jié)論：

（1）專家預(yù)判法的研究成果不設(shè)任何約束條件，專家意見不存在任何聯(lián)系和干擾。在不斷地征詢專家意見中，反復(fù)將各專家意見進行碰撞交融，最終得出了BIM項目影響因素的統(tǒng)一的專業(yè)意見，并做出符合BIM技術(shù)未來發(fā)展趨勢的評價。

（2）層次分析法根據(jù)專家的主觀判斷確定指標權(quán)重，通過人的定性評審和判斷來彌補了數(shù)學模型是否符合真實情況的不確定性這一缺陷，通過用數(shù)學語言來表達專家的主觀性意見，實現(xiàn)定性到定量的轉(zhuǎn)換，客觀地做出了BIM技術(shù)效益評價結(jié)果。

（3）用系統(tǒng)動力學評估BIM技術(shù)應(yīng)用項目時，結(jié)合對其效益的定性分析和定量模擬，通過其因果鏈模型和反饋環(huán)的直觀反映，分析出BIM應(yīng)用效益各因素之間的因果關(guān)系，從此歸納出BIM項目系統(tǒng)內(nèi)影響因素對項目管理產(chǎn)生的作用。

參考文獻：

[1]張坤南.基于BIM技術(shù)的施工可視化仿真應(yīng)用研究[D].青島理工大學，2015.

[2]湯博文，郭文波.建筑BIM技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].門窗，2016（07）：112.

[3]吳蔚.BIM效益評價方法及應(yīng)用研究[D].華中科技大學，2014.

[4]袁斯煌.業(yè)主驅(qū)動的BIM應(yīng)用效益評價研究[D].重慶大學，2016.

[5]胡帆，袁蓓.信息系統(tǒng)評價方法的研究與改進[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（21）：45.

[6]張子隆.德爾菲法在房地產(chǎn)可行性研究決策應(yīng)用中的分析[D].山東大學，2016.

[7]黃洪金.層次分析和模糊綜合評價方法在公共政策評價中的應(yīng)用研究[D].華中師范大學，2014.

[8]邊蘭蘭.系統(tǒng)動力學結(jié)構(gòu)模型建模方法研究與應(yīng)用[D].南昌大學，2010.

作者簡介：項江繁（1973-），男，上海人，本科，助理工程師，經(jīng)濟師，主要從事城市建設(shè)管理方面工作。