建筑企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用成熟度評價研究

王玉芳 （廈門工學(xué)院土木工程系，福建 廈門 361021）

1 緒論

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱 BIM），是利用計算機技術(shù)將工程建筑的相關(guān)信息構(gòu)建建立集成數(shù)據(jù)庫，并整合數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的數(shù)據(jù)，形成三維模型。近年隨著BIM技術(shù)在全國范圍內(nèi)的推廣，越來越多的學(xué)者在研究BIM技術(shù)的應(yīng)用，并取得了一系列豐富的成果。不少學(xué)者[1-5]在現(xiàn)有的BIM技術(shù)應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)上，以某個實體項目為指導(dǎo)模型，建立相關(guān)的BIM應(yīng)用評價體系；亦有學(xué)者[6-9]采取層次分析法、模糊數(shù)學(xué)綜合評價、灰色系統(tǒng)理論、結(jié)構(gòu)方程模型等數(shù)理統(tǒng)計方法，建立了建筑業(yè)BIM應(yīng)用能力的定量評價模型，來衡量BIM應(yīng)用的成熟度。

BIM技術(shù)進(jìn)入國內(nèi)建筑市場之后，在中國的發(fā)展受到了很多制約，不能實現(xiàn)大面積的推廣和普及。國內(nèi)外關(guān)于BIM在我國建筑行業(yè)成熟度模型的文獻(xiàn)，總結(jié)出現(xiàn)階段BIM應(yīng)用成熟度的構(gòu)建應(yīng)該包括幾方面的內(nèi)容：技術(shù)因素、組織因素、管理因素。但是，通過梳理國內(nèi)外文獻(xiàn)研究的BIM成熟度，發(fā)現(xiàn)大多文獻(xiàn)對BIM技術(shù)的應(yīng)用和功能有較多的研究，卻忽略了對BIM成熟度的研究評價。因此，研究BIM應(yīng)用的成熟度，要先識別出成熟度的能力因素，并對這些能力找到更細(xì)致的評價指標(biāo)，構(gòu)建相應(yīng)的BIM成熟度模型，促進(jìn)BIM在我國建筑行業(yè)中應(yīng)用、發(fā)展與推廣。

2 建筑行業(yè)BIM應(yīng)用成熟度評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

正確的BIM應(yīng)用成熟度評價指標(biāo)體系的構(gòu)建，首先，需要滿足系統(tǒng)性的要求，即所采用的評價指標(biāo)應(yīng)該能全面地、系統(tǒng)地反映BIM應(yīng)用的特征；其次，各個指標(biāo)應(yīng)直言不諱的表述，表述的內(nèi)容要直白，不可一語雙關(guān)或含義重疊，導(dǎo)致理解的不恰當(dāng)，出現(xiàn)片面的評價結(jié)果；最后，各個評價指標(biāo)應(yīng)具有客觀實在性，每個評價指標(biāo)應(yīng)可在BIM軟件中輕松找到，否則會認(rèn)為該評價指標(biāo)無效，影響評價指標(biāo)的真實性。

2.1 評價指標(biāo)的提取、歸納

成熟度是指一個組織或是一個體系的綜合能力是否完善或與時俱進(jìn)的評判標(biāo)準(zhǔn)，即表明它現(xiàn)階段的能力是處于一種什么樣的程度。而對BIM的應(yīng)用成熟度進(jìn)行評判，既要考慮BIM包含的軟件技術(shù)方面的成熟度水平，還包含應(yīng)用BIM技術(shù)所衍生出的管理方式、組織方式是否處于成熟的狀態(tài)等多方面內(nèi)容，BIM應(yīng)用最主要的3個方面，即技術(shù)方面[9]、組織方面[11]、管理方面[12]，因此本文將從這3方面設(shè)立評價指標(biāo)體系，對其成熟度進(jìn)行綜合評定。

2.1.1 技術(shù)能力

BIM技術(shù)能力包括軟件能力、硬件能力、網(wǎng)絡(luò)能力，其具體要求要看BIM軟件是否包含良好的數(shù)據(jù)傳送能力、過程處理能力、軟件穩(wěn)定性、模型維度及內(nèi)涵豐富度、信息獲取準(zhǔn)確度等多方面能力。

BIM應(yīng)用成熟度評價指標(biāo)體系 表1

BIM應(yīng)用評價成熟度指標(biāo)總表 表2

BIM應(yīng)用技術(shù)能力的軟件能力具體指標(biāo)描述 表3

BIM應(yīng)用技術(shù)能力的硬件能力具體指標(biāo)描述 表4

BIM應(yīng)用組織能力的BIM團(tuán)隊專業(yè)水平具體指標(biāo)描述 表5

2.1.2 組織能力

組織能力是BIM應(yīng)用中必不可缺的一大重要能力，主要是指各項工程的BIM應(yīng)用目的、BIM應(yīng)用方法、實際BIM應(yīng)用的操作、BIM團(tuán)隊之間的合作等。BIM應(yīng)用不僅僅只是拿來畫建筑圖，它應(yīng)融入到整個工程項目中去，使建筑方和施工方都能直觀的看到建筑項目的構(gòu)成，并對其進(jìn)行人員管理，因此，技術(shù)能力、組織能力、溝通協(xié)作能力強的BIM團(tuán)隊是BIM應(yīng)用發(fā)揮最大效用的關(guān)鍵因素。

2.1.3 管理能力

此處的管理能力是指BIM技術(shù)的應(yīng)用對建筑方和施工方進(jìn)行現(xiàn)場管理，或是人員管理，亦或是工程進(jìn)度、成本、質(zhì)量的控制管理的能力。BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅能讓建筑方和施工方看到3D建筑圖紙，還能模擬現(xiàn)場施工的情況，以便在施工之前就做好防御措施，還能對建筑項目進(jìn)行進(jìn)度、成本、質(zhì)量的系統(tǒng)性監(jiān)控。

通過大量的研究BIM相關(guān)文獻(xiàn)、BIM的實際應(yīng)用，總結(jié)出構(gòu)建一個建設(shè)項目BIM應(yīng)用成熟度的評價指標(biāo)體系。包括3大一級指標(biāo)技術(shù)能力、組織能力、管理能力，3大一級指標(biāo)下還有具體的二級指標(biāo)，如表1所示。

2.2 BIM應(yīng)用成熟度評價指標(biāo)

根據(jù)成熟度評價指標(biāo)及評價體系，二級評價指標(biāo)用1～10來判斷成熟度（1表示成熟度最弱，需要改進(jìn)，10表示成熟度最強，當(dāng)前無需改進(jìn)）。

一個項目是否能完美完成，需要每一個環(huán)節(jié)都把控到位，即表1里的一級指標(biāo)或二級指標(biāo)達(dá)到該指標(biāo)的最基本合格的分?jǐn)?shù)，甚至達(dá)到最高分，具體判定方法如下表2所示。

2.3 BIM應(yīng)用成熟度評價指標(biāo)具體描述

如表3所示，基本豐富度及可靠性是BIM軟件的技術(shù)能力第一步，若技術(shù)能力沒有基本核心數(shù)據(jù)，BIM軟件就沒有互通、互用的價值，對于BIM軟件的擴展數(shù)據(jù)要高度集合，并且有若干權(quán)威信息，這樣BIM軟件會更加權(quán)威、齊全，讓BIM應(yīng)用軟件進(jìn)行知識管理。信息互用效率低對建筑行業(yè)來說，是一直存在的問題，基于IFC標(biāo)準(zhǔn)對于BIM軟件信息、數(shù)據(jù)互用性有極高的優(yōu)勢，其中IFC（Industry Foundation Classes）是當(dāng)前建筑行業(yè)大家一致認(rèn)為專業(yè)的國際性公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，IFC能有效的將BIM軟件里的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，并且貫穿于整個建筑工程全過程。BIM應(yīng)用軟件中有些軟件可以檢測到圖紙是否有沖突，前期BIM檢測能大大降低圖紙的錯誤率和返工率，并且可以大大提高建筑工程的質(zhì)量，縮短進(jìn)度。

GIS （Geographic Information System或 Geo-Information System，GIS）是地學(xué)信息系統(tǒng)，它是一種比較重要的空間信息系統(tǒng)，在計算機的硬件、軟件下，對整個地球的地理信息數(shù)據(jù)有收集、分析、存儲、運算、顯示、描述的專業(yè)地理信息系統(tǒng)。BIM軟件與GIS相互融合可以集中解決兩種類型的數(shù)據(jù)模型的“語義映射”或者說是一對一地轉(zhuǎn)換對應(yīng)的幾何對象，如表4所示。

BIM應(yīng)用組織能力的項目各方在BIM應(yīng)用中的參與度具體指標(biāo)描述 表6

BIM應(yīng)用組織能力的項目參與方對項目的組織能力具體指標(biāo)描述 表7

BIM應(yīng)用管理能力的進(jìn)度控制能力具體指標(biāo)描述 表8

BIM應(yīng)用管理能力的成本控制能力具體指標(biāo)描述 表9

BIM團(tuán)隊專業(yè)水平是至關(guān)重要的一項因素，如表5所示。若是單一的專業(yè)人員，對BIM應(yīng)用軟件認(rèn)識不全，既使BIM軟件的技術(shù)性能再好，也無法發(fā)揮最好的作用，因此BIM團(tuán)隊需要絕對的專業(yè)，能夠熟練運用BIM軟件，使軟件性能發(fā)揮最大效用。

項目各方在BIM應(yīng)用軟件中的參與程度，包括權(quán)限控制、業(yè)務(wù)流程、產(chǎn)品及服務(wù)，如表6所示。

項目各方對BIM應(yīng)用軟件在項目工程的組織能力，包括人力資源、調(diào)控、合約三個方面。人力資源就是指項目各方對BIM應(yīng)用軟件有一定了解之后，人員經(jīng)過相關(guān)的培訓(xùn)，了解BIM應(yīng)用軟件，最后發(fā)展成優(yōu)秀、精干的BIM專業(yè)團(tuán)隊。國家每年都會推出建筑行業(yè)一些新的標(biāo)準(zhǔn)或者規(guī)定，來更好的管控建筑行業(yè)，因此需要根據(jù)每年國家、地區(qū)、行業(yè)的不同標(biāo)準(zhǔn)來組織工程項目，給建筑團(tuán)隊指明方向。如表7所示。

BIM環(huán)境下，通過BIM系統(tǒng)與進(jìn)度計劃的有效鏈接，可以把時間信息與空間信息整合在同一個可視的4D模型當(dāng)中，進(jìn)而對建筑施工的整個過程進(jìn)行直觀且精確的反映，如表8所示。

在激烈的市場競爭中，項目造價管理成為建設(shè)方全過程項目管理的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。而在BIM時代，基于BIM模型及相應(yīng)軟件系統(tǒng)的應(yīng)用，項目造價管理也得到了有效保障，如表9所示。

BIM在項目建設(shè)組織管理模擬等方面的應(yīng)用有效控制了施工方質(zhì)量管理的效率和質(zhì)量，如表10所示。

3 結(jié)論

BIM在發(fā)達(dá)國家的建筑行業(yè)得到了很好的應(yīng)用，極大地提高了行業(yè)的生產(chǎn)效率。對BIM技術(shù)在建設(shè)項目中的引入，可以加強對整個建筑物循環(huán)過程的提煉和補充，還可以促進(jìn)管理、運行、設(shè)計和施工階段資源的優(yōu)化配置和優(yōu)化。本文提取了BIM應(yīng)用的成熟度，構(gòu)建了BIM成熟度的評價體系，以期為后續(xù)研究BIM在中國建筑業(yè)應(yīng)用的成熟因素和不夠成熟的因素提供基礎(chǔ)。同時，可以結(jié)合實際案例進(jìn)行BIM應(yīng)用的成熟度評價，驗證理論研究的可行性與實用性。

BIM應(yīng)用管理能力的質(zhì)量控制能力具體指標(biāo)描述 表10