基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展戰(zhàn)略SWOT 分析

倪小旭

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧大連 116000）

0 引言

國(guó)內(nèi)的BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)在經(jīng)歷了BIM1.0 時(shí)代以設(shè)計(jì)階段應(yīng)用為主和BIM2.0時(shí)代從設(shè)計(jì)階段向施工階段延伸后，目前國(guó)內(nèi)BIM 技術(shù)已經(jīng)全面邁入了3.0 時(shí)代，即以施工階段應(yīng)用為核心。而設(shè)備管理與運(yùn)維做為工程項(xiàng)目的重要組成部分，正在經(jīng)歷新一輪信息化改革的考驗(yàn)，為了進(jìn)一步落實(shí)國(guó)務(wù)院大力發(fā)展BIM 技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展戰(zhàn)略總目標(biāo)，全面提升信息化設(shè)備管理與運(yùn)維技術(shù)水平，如何對(duì)設(shè)備從安裝到運(yùn)維全過(guò)程進(jìn)行現(xiàn)代化管理的問(wèn)題亟待解決。

目前BIM 技術(shù)已然成為設(shè)備管理與運(yùn)維信息化改革的重要工具，為加快推動(dòng)現(xiàn)代化設(shè)備管理與運(yùn)維提供了強(qiáng)大技術(shù)支撐。隨著B(niǎo)IM 技術(shù)在設(shè)備虛擬仿真安裝和全生命周期運(yùn)行維護(hù)等領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，在極大程度上推動(dòng)了現(xiàn)代化設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展的步伐，以BIM 技術(shù)現(xiàn)階段的主流應(yīng)用為基礎(chǔ)制定系統(tǒng)的研究方案，具體通過(guò)文獻(xiàn)研究與專(zhuān)家訪談歸納出16 個(gè)影響設(shè)備管理與運(yùn)維現(xiàn)階段發(fā)展的關(guān)鍵因素，結(jié)合SWOT 戰(zhàn)略分析模型計(jì)算分析，依據(jù)結(jié)果有針對(duì)性的給出未來(lái)一段時(shí)間國(guó)內(nèi)基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展應(yīng)采取的戰(zhàn)略對(duì)策，為其他有意向采用BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)備管理與運(yùn)維的工程項(xiàng)目提供參考。

1 研究流程框架

SWOT 戰(zhàn)略分析法是哈佛大學(xué)戰(zhàn)略管理研究中心的Roussel P.A.等人于1991 年正式提出的[1]，通過(guò)這一理論有效的解決了以往SWOT 分析方法只能進(jìn)行基本的定性評(píng)價(jià)[2]，精度上達(dá)不到指導(dǎo)某一專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域具體應(yīng)用實(shí)踐的要求，在大量參考國(guó)內(nèi)外BIM 設(shè)備管理與運(yùn)維相關(guān)參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合Fuzzy-AHP模糊層次分析理論把16 個(gè)影響因素劃分為3 層，并引入評(píng)分標(biāo)度建立了判斷矩陣。與此同時(shí)，為了保證評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的有效性采用了Matlab 軟件核算矩陣最大特征值和特征向量，在對(duì)6 位行業(yè)內(nèi)專(zhuān)家訪談、評(píng)價(jià)、打分的基礎(chǔ)上構(gòu)建戰(zhàn)略模型，并根據(jù)結(jié)果有針對(duì)性的提出戰(zhàn)略對(duì)策。SWOT 戰(zhàn)略分析研究流程框架如圖1 所示。

圖1 SWOT 戰(zhàn)略分析研究流程框架

2 SWOT 分析關(guān)鍵影響因素

對(duì)企業(yè)內(nèi)部而言，BIM 技術(shù)應(yīng)用與設(shè)備管理與運(yùn)維的組合發(fā)展模式，有助于企業(yè)在新的一輪信息化設(shè)備管理服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)中掌握領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，特別是在設(shè)備管理與運(yùn)維全過(guò)程的技術(shù)管理水平上增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。運(yùn)用BIM 技術(shù)對(duì)設(shè)備安拆進(jìn)行正向設(shè)計(jì)，能夠有效保證設(shè)備運(yùn)行整體穩(wěn)定性，其次利用BIM 技術(shù)精細(xì)化控制設(shè)備管理與維修總體成本，然后通過(guò)BIM 技術(shù)進(jìn)行安裝與運(yùn)維前的三維可視化施工模擬，及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決施工重難點(diǎn)，最后利用BIM 信息模型對(duì)設(shè)備使用全過(guò)程進(jìn)行運(yùn)維管理，高效交流反饋設(shè)備使用信息，保證設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。當(dāng)然企業(yè)引入BIM 技術(shù)的同時(shí)，還要面對(duì)資金投入問(wèn)題，并且需要招聘或培養(yǎng)一定數(shù)量的BIM 相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，短期內(nèi)的資金和人力物力投入較大，與此同時(shí)，尚未從根本上解決設(shè)備運(yùn)行損耗及折舊的實(shí)際問(wèn)題。

對(duì)企業(yè)外部而言，在第三次信息化工業(yè)革命的浪潮下，國(guó)內(nèi)迅速發(fā)展興起了一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新型BIM 技術(shù)科技公司，這些企業(yè)在準(zhǔn)確的把握國(guó)家大力推行BIM 技術(shù)應(yīng)用的政策背景下，密切結(jié)合國(guó)內(nèi)設(shè)備管理與運(yùn)維現(xiàn)狀，研發(fā)了符合國(guó)情的設(shè)備管理與運(yùn)維相關(guān)BIM 軟件，對(duì)設(shè)備管理水平及運(yùn)行維護(hù)技術(shù)起到了明顯提升作用，并且讓企業(yè)能夠有機(jī)會(huì)更多承接明確要求采用BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)備管理與運(yùn)維的招投標(biāo)項(xiàng)目。但是當(dāng)施工企業(yè)引入BIM 技術(shù)后同樣面臨著上下游產(chǎn)業(yè)鏈還不夠健全和全國(guó)各地區(qū)沒(méi)有統(tǒng)一應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的尷尬局面，容易造成施工企業(yè)前期設(shè)備管理與運(yùn)維工作量大幅增加，但經(jīng)濟(jì)效益上卻無(wú)明顯提高的窘境，造成許多施工企業(yè)沒(méi)有大范圍應(yīng)用BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)備管理與運(yùn)維的現(xiàn)實(shí)情況。

通過(guò)對(duì)使用BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)備管理與運(yùn)維組合發(fā)展模式的國(guó)內(nèi)外理論研究成果梳理，總結(jié)出了16 項(xiàng)基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與運(yùn)維關(guān)鍵影響因素見(jiàn)表1。

表1 SWOT 分析關(guān)鍵影響因素

3 層次結(jié)構(gòu)分析

在對(duì)基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展SWOT 分析基礎(chǔ)上，運(yùn)用AHP 層次分析法建立基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展戰(zhàn)略層次結(jié)構(gòu)[3]見(jiàn)表2。

表2 基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展戰(zhàn)略層次結(jié)構(gòu)

目標(biāo)層是基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展戰(zhàn)略總目標(biāo)。主準(zhǔn)則層選取SWOT 分析的4 個(gè)方向作為研究指標(biāo)，次準(zhǔn)則層是4 個(gè)方向下的16 個(gè)具體評(píng)估因素。

4 構(gòu)建判斷矩陣

為了能夠更加精準(zhǔn)的標(biāo)度各個(gè)關(guān)鍵因素的影響大小，通過(guò)引入判斷矩陣標(biāo)度的方式對(duì)每一個(gè)影響因素予以賦值，采用影響因素之間兩兩對(duì)比的方式定量評(píng)價(jià)見(jiàn)表3。

表3 判斷矩陣標(biāo)度及其含義

判斷矩陣代表各個(gè)關(guān)鍵因素的影響權(quán)重大小，基于對(duì)以上總結(jié)出的16 個(gè)關(guān)鍵影響因素向6 位行業(yè)內(nèi)的專(zhuān)家進(jìn)行訪談，并對(duì)照表2 進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，得到基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展戰(zhàn)略關(guān)鍵影響因素判斷矩陣見(jiàn)表4。

表4 戰(zhàn)略關(guān)鍵影響因素判斷矩陣

為了保證多位專(zhuān)家對(duì)同一影響因素判斷結(jié)果的一致性，本文采用了Matlab R2014b 軟件對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)見(jiàn)表5。

表5 中CI=λmax-n/n-1，λmax為階矩陣的最大特征值，CR=CI/RI，RI為平均一致性指標(biāo)，四階矩陣查表取值為0.9，當(dāng)CR 小于0.1 時(shí)，說(shuō)明判斷結(jié)果有效。

表5 判斷矩陣一致性檢驗(yàn)結(jié)果

5 模糊綜合評(píng)價(jià)

引入Fuzzy 模糊綜合評(píng)價(jià)理論對(duì)基于BIM 技術(shù)的裝配式建筑發(fā)展戰(zhàn)略關(guān)鍵影響因素進(jìn)行評(píng)估[4]，定義為很重要、較重要、重要、一般4 個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)4，3，2，1 進(jìn)行專(zhuān)家打分，并把優(yōu)勢(shì)和機(jī)會(huì)記為正數(shù)，把劣勢(shì)和威脅記為負(fù)數(shù)。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 關(guān)鍵影響因素綜合力度評(píng)價(jià)

6 SWOT 總力度計(jì)算

根據(jù)SWOT 定量分析理論可知總力度計(jì)算公式如下[5]：

式中，Si、Wi、Oi、Ti 為第i 個(gè)因素的力度值，i=1，2，3……n。根據(jù)式（1）～（4），即可計(jì)算出基于BIM 技術(shù)的裝配式建筑發(fā)展戰(zhàn)略S總=0.846，W總=-0.640，O總=0.742，T總=-0.624。

7 構(gòu)建戰(zhàn)略四邊形

根據(jù)計(jì)算出的4 個(gè)總力度值結(jié)合直角坐標(biāo)系原理，分別畫(huà)點(diǎn)連線形成一個(gè)四邊形，即可得到基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展戰(zhàn)略四邊形如圖2 所示。

8 確定戰(zhàn)略類(lèi)型、強(qiáng)度、模式

戰(zhàn)略四邊形S總、O總、W總、T總的重心坐標(biāo)如下：

xi 和yi 是戰(zhàn)略四邊形S總O總W總T總的4 個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，即可計(jì)算出戰(zhàn)略方位角θ。

利用反函數(shù)求解θ，并對(duì)照表7 確定戰(zhàn)略類(lèi)型。

表7 戰(zhàn)略方位角與戰(zhàn)略類(lèi)型的對(duì)應(yīng)關(guān)系

戰(zhàn)略系數(shù)是確定戰(zhàn)略強(qiáng)度的依據(jù)。計(jì)算公式如下：

ρ 的取值范圍在［0，1］之間，通常選擇ρ 為0.5 處做為臨界點(diǎn)，當(dāng)ρ 小于0.5 時(shí)，采取保守型戰(zhàn)略，當(dāng)ρ大于0.5 時(shí)，采取積極型戰(zhàn)略。通過(guò)式（5）～（7）計(jì)算得出的P（0.052，0.030）點(diǎn)坐標(biāo)位于第一象限內(nèi)，戰(zhàn)略方位角θ≈0.167π，戰(zhàn)略系數(shù)ρ ≈0.611，大于0.5，根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果對(duì)照?qǐng)D2 可知，基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)選擇開(kāi)拓型戰(zhàn)略區(qū)的實(shí)力型戰(zhàn)略，并采用積極型的戰(zhàn)略措施。

9 戰(zhàn)略對(duì)策

（1）從圖2 中可以明顯的看出基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與維護(hù)發(fā)展戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)明顯大于劣勢(shì)，機(jī)會(huì)明顯大于威脅，根據(jù)戰(zhàn)略選型結(jié)果可以得知，BIM 技術(shù)的三維可視化、信息化、集成化應(yīng)用能夠科學(xué)的解決設(shè)備管理與維護(hù)中的常見(jiàn)難題，在很大程度上能夠強(qiáng)有力的開(kāi)拓設(shè)備管理與運(yùn)維的應(yīng)用面及市場(chǎng)占有率。

圖2 戰(zhàn)略四邊形

（2）從表6 中可以明顯看出最大的因素力度為發(fā)展機(jī)會(huì)中的政策支持，因此各地方政府均深入貫徹執(zhí)行國(guó)務(wù)院發(fā)布的相關(guān)BIM 技術(shù)應(yīng)用指導(dǎo)意見(jiàn)精神，制定鼓勵(lì)以BIM 技術(shù)促進(jìn)設(shè)備管理與運(yùn)維的政策法規(guī)，并在項(xiàng)目招投標(biāo)加分、設(shè)備采購(gòu)稅費(fèi)補(bǔ)貼等方面建立更加完善評(píng)價(jià)體系，政策激勵(lì)現(xiàn)代化設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展的同時(shí)也會(huì)有利于提高企業(yè)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。

（3）為了能夠更好的發(fā)揮BIM 技術(shù)的整體優(yōu)勢(shì)，完善設(shè)備管理與運(yùn)維全產(chǎn)業(yè)鏈良性健康發(fā)展，應(yīng)積極構(gòu)建新型管理體系，充分利用信息化工具與手段做好設(shè)備管理與運(yùn)維的事前控制及事中控制，避免事后控制的現(xiàn)象發(fā)生，為建立統(tǒng)一的設(shè)備管理與維護(hù)管理評(píng)價(jià)體系打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

10 結(jié)語(yǔ)

未來(lái)基于BIM 技術(shù)的設(shè)備管理與運(yùn)維組合發(fā)展模式必將能帶動(dòng)新一輪的改革創(chuàng)新。結(jié)合Fuzzy-AHP-SWOT 三種方法，系統(tǒng)分析論證了如何更好的運(yùn)用BIM 技術(shù)加快促進(jìn)設(shè)備管理與運(yùn)維發(fā)展。然而研究?jī)H是在理論層面進(jìn)行了分析，因此還需要結(jié)合更多BIM 設(shè)備管理與運(yùn)維應(yīng)用的實(shí)際案例進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，這也將是下一步繼續(xù)研究的重點(diǎn)。