基于FAHP的BIM施工組織設計評價

任蘭鳳 李 彬

1.華東交通大學 江西南昌 330006；2.臨沂職業(yè)學院 山東臨沂 276000；3.371328199006286037

1 概述

隨著BIM等信息化技術(shù)的興起，智能化施工將成為現(xiàn)階段的研究熱點，也是建筑業(yè)未來的發(fā)展趨勢。BIM施工組織設計水平的提升與落實必然會促使BIM技術(shù)推動建筑業(yè)的發(fā)展。

施工組織設計的重要性雖然被大家所公認，但據(jù)了解項目施工組織設計存在文件編制內(nèi)容與實際脫節(jié)，難以落實；文件呈現(xiàn)形式單一，專業(yè)性強，難理解，投標時亮點不突出；投標結(jié)束后，施工組織設計利用率低，難以實現(xiàn)對施工全過程的動態(tài)指導等。

BIM技術(shù)所具有的可視性、模擬性以及三維場布設計、協(xié)同管理等功能，可以很好地將施工組織設計中涉及的施工方案、施工平面布置圖、進度計劃以三維模型、視頻動畫的形式呈現(xiàn)出來，通俗易懂，有利于項目管理目標的實現(xiàn)。BIM在施工組織設計中的應用，無疑是錦上添花。

評價是了解事物現(xiàn)狀，進一步提升事物水平的重要方法。施工組織設計的評價多是在投標時采用綜合評分法進行評價，雖然簡便快捷具有一定的綜合性，但主觀性較強。模糊層次分析法是經(jīng)典的綜合評價方法，將對指標模糊的評價進行量化，并與指標的權(quán)重進行矩陣模糊運算，得到相對客觀的評價結(jié)果。

本文以某工程為例，采用模糊層次分析法構(gòu)建綜合評價模型，并對工程的BIM施工組織設計進行綜合評價，根據(jù)評價結(jié)果，對BIM施工組織設計的進一步完善提出相關建議。

2 工程概況

2.1 項目概況

本工程為某縣城黨校工程，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)。工程占地面積約52094m，建筑物總體面積為47503.59m，包括綜合樓、文體館、報告廳、餐廳、學員宿舍和地下車庫。

2.2 工程難點

本工程施工工期短，計劃工期為2年零5個月，期間跨一個春節(jié)、一個雨季、兩個農(nóng)忙季、三個冬季，工期較緊。圖紙深化設計程度不夠，存在一些明顯的錯誤、漏洞問題，需要通過圖紙會審將存在的問題加以確定，同時需要檢查設計不合理的地方進行深化設計。土方開挖量大，土方開挖面積大，最大挖土深度達到7.35m。本工程車庫防水底板為大體積混凝土，需要采取措施防止裂縫產(chǎn)生。

2.3 BIM在工程施工組織中的應用設計

本工程在施工管理過程中嘗試采用了BIM技術(shù)作為輔助工具，對工程的成本、進度、質(zhì)量、安全等進行管理和控制。因而在編制施工組設計時也融入了BIM技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：創(chuàng)建三維模型，完成對圖紙審查，通過碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)矛盾點；通過模型精準提量，強化精細化管理；應用場布軟件，合理規(guī)劃布置場地，輸出場布漫游視頻；應用進度計劃模型，編制所需要的進度計劃；采用三維模型圖片、施工過程模擬動畫、安全事故宣傳動畫進行安全技術(shù)交底；采用VR安全體驗，對工人進行體驗式安全教育；應用BIM5D管理平臺，進行協(xié)同管理。

3 基于FAHP的某工程BIM施工組織設計評價

模糊綜合評價法是借助一些模糊數(shù)學的概念，應用模糊集合論方法，對實際決策活動中涉及的邊界不清楚、不易定量的因素定量化分析，從多個因素對被評價對象隸屬等級狀況進行綜合性評價的評價方法。

3.1 構(gòu)建評價體系模型

在構(gòu)建評價體系模型時，首先根據(jù)施工組織設計在招投標評標過程中的評價標準，結(jié)合BIM技術(shù)和施工組織設計在實際施工過程中的應用要點，搜集與BIM和施工組織相關的評價文獻，盡可能多地獲得相關評價指標，通過整理得到指標分析初始資料；然后初步篩選建立指標體系，最后指標體系制成問卷，以微信、郵件等方式發(fā)送給5名專家進行審查，根據(jù)專家反饋的意見修改指標體系，再次發(fā)送給專家，如此反復修改直至專家意見一致。最終的評價指標層次體系(如下圖)，包含了5個一級指標和17個二級指標。

某工程BIM施工組織設計綜合評價指標體系圖

按照構(gòu)建的評價層次指標體系，模糊綜合評價模型的評價因素集也對應構(gòu)建兩個層次。

第一層次評價因素集為：

={，…}

={施工組織設計文件，施工方案，施工場地布置，

管理措施，BIM應用}

第二層次評價因素集為：

={，，}={完整性，表現(xiàn)形式，實用性}

根據(jù)上圖不難發(fā)現(xiàn)u、u、u、u的評價因素集的內(nèi)容，這里不再贅述。

根據(jù)BIM施工組織設計的內(nèi)容及專家建議，將BIM施工組織設計的評價等級劃分為優(yōu)秀、良好、中等、合格、差五個等級。

3.2 運用AHP確定指標權(quán)重

首先邀請資深專家運用1-9標度法對每一層次中的因素相對于上一層次中的隸屬元素的重要性進行兩兩對比并打分，組成判斷矩陣。然后借助MCE軟件完成對判斷矩陣的計算和一致性檢驗，即可得到各級指標權(quán)重，具體數(shù)值見表2。

3.3 運用FUZZY進行模糊綜合評價

3.3.1 確定各指標評價等級的隸屬度

根據(jù)評語集中5個評價等級，編制調(diào)查問卷，搜集行業(yè)內(nèi)專業(yè)人士對于指標層各評價因素的評價認定結(jié)果，并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，得到評價結(jié)果數(shù)據(jù)如表1。

表1 某工程BIM施工組織設計評價結(jié)果統(tǒng)計表

根據(jù)表1計算得到某工程BIM施工組織設計的隸屬度分析表如表2所示。

表2 評價指標隸屬度分析表

3.3.2 評價矩陣與權(quán)重的模糊運算

通過表2的權(quán)重值及評價隸屬度值的基礎數(shù)據(jù)，可以確定出權(quán)重向量和判斷矩陣，將兩者進行模糊綜合運算，即可得到對BIM技術(shù)應用后的施工組織設計的綜合評價結(jié)果。具體步驟如下：

從表2中找到子準則層模糊評判矩陣如下：

將1與權(quán)重向量1進行模糊運算，即可得到1：

=·=(，，，，)·

B1=[0.1940 0.3675 0.3882 0.0479 0.0000]

同樣的，可以從表中得到模糊矩陣2、3、4、5，分別與2、3、4、5進行模糊運算可得到：

=·

=[03758 03617 02002 00567 00000]

=·

=[04428 03998 01487 00000 00000]

=·

=[03305 03865 02165 00654 00000]

=·

=[01900 03825 03525 00000 00000]

則準則層評價矩陣為：

進行模糊綜合運算得到目標層最終的隸屬度值：

B=[0.3512 0.3738 0.2181 0.0473 0.0000]

3.4 評價結(jié)果分析

根據(jù)3.3的綜合評價結(jié)果可以得到該項目BIM施工組織設計屬于評價等級V=(優(yōu)秀、良好、中等、合格、差)的模糊隸屬度為(0.3512、0.3738、0.2181、0.0473、0.000)，根據(jù)隸屬度最大原則，該項目應用BIM施工組織設計評價等級良好。由此可以看出BIM技術(shù)在施工組織設計中的應用效果良好，而且從評價結(jié)果數(shù)據(jù)可以看出來，“優(yōu)秀”與“良好”的隸屬度值相近，表明本工程BIM施工組織設計水平貼近優(yōu)秀。

對一級指標結(jié)果進行分析，首先從隸屬度結(jié)果來看，B2和B3均為“優(yōu)秀”；B4和B5均為“良好”；B1“中等”。B1和B5評價隸屬于“中等”和“良好”比例高，其余幾個方面隸屬于“良好”和“優(yōu)秀”比例較高。

結(jié)合評價結(jié)果分析可能存在的原因：BIM的應用，使施工組織設計在表現(xiàn)形式上得到了改善，但在實用性方面還需要繼續(xù)完善并通過實踐檢驗；對于施工方案的水平，更多地由編制人的專業(yè)知識和經(jīng)驗來決定，且很多施工工藝為成熟，BIM施工模擬還是得到較多人的認可，但原創(chuàng)的BIM施工動畫的制作對于普通施工企業(yè)有一定的難度；BIM場布的應用，不管是呈現(xiàn)形式上還是現(xiàn)場規(guī)劃模擬方面都具有優(yōu)勢；BIM技術(shù)可應用于各項管理措施中，但因為項目為對于BIM技術(shù)施工管理的應用尚不成熟，導致有些措施停留于文件，沒有落實到位；BIM團隊組建方面，存在成員BIM水平與項目需求不匹配的情況；存BIM施工組織設計，因設計不適用、管理人員管控不到位，存在實際施工脫離施工組織設計的情況。

4 意見和建議

通過上述分析對于BIM施工組織設計的編制提出以下幾點意見和建議：

4.1 重視BIM施工組織設計

公司及項目領導重視是提升BIM施工組織設計水平的關鍵環(huán)節(jié)，完善BIM硬件、軟件及人員的配備，為BIM應用提供條件。

4.2 成立BIM施工組織設計團隊小組

成員要求老中青相結(jié)合，專業(yè)技術(shù)人員與信息技術(shù)人員相結(jié)合，避免文件設計單調(diào)和設計不實用的問題。加強團隊成員的培訓，真正把BIM技術(shù)融入所建工程的施工管理過程中，對工程實際施工控制起到指導作用。

4.3 理論與實踐相結(jié)合逐步提升

BIM技術(shù)在施工組織設計的應用與BIM技術(shù)在施工過程中的應用是相輔相成的，在施工過程中將BIM做實做精，在實踐中積累經(jīng)驗不斷完善施工組織設計。從根本上解決BIM施工組織設計脫離實際的問題。BIM在應用過程中，由易到難，從技術(shù)成熟的部分進行加強，做出亮點，對于技術(shù)欠缺部分嘗試應用。

4.4 增進與BIM軟件開發(fā)公司的溝通

BIM軟件是BIM施工管理的支撐。加強與BIM軟件開發(fā)公司的聯(lián)系，有利于BIM軟件開發(fā)更貼近工程實際，使用起來更方便快捷；同時便于組織相關專家對企業(yè)人員進行BIM技術(shù)方面的培訓交流。

結(jié)語

BIM技術(shù)的引入可以使得施工組織設計水平得到一定的提升，使得施工組織設計在招投標中和施工過程中更好地發(fā)揮起作用。基于模糊層次分析法構(gòu)建的BIM施工組織設計綜合評價模型可以對工程BIM施工組織設計水平作出相對客觀的評價。但BIM施工組織設計在編制和落實過程中仍然存在一些問題，本文根據(jù)現(xiàn)狀及評價結(jié)果對提出了相關建議，以期能夠進一步提升BIM施工組織設計水平。