BIM實(shí)施過程評價體系研究與設(shè)計(jì)*

鄧新星,鄔遠(yuǎn)祥,唐松強(qiáng)

(1.天津大學(xué),天津 300072; 2.中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司, 浙江 杭州 311122; 3.浙江華東工程數(shù)字技術(shù)有限公司,浙江 杭州 311122)

0 引言

當(dāng)前,我國BIM技術(shù)已逐步進(jìn)入全面應(yīng)用階段,與前幾年概念宣傳、技術(shù)嘗試及打造BIM標(biāo)桿項(xiàng)目為主的實(shí)踐活動不同[1],許多單位已投入大量的資源完成了BIM技術(shù)人員的培訓(xùn)、軟硬件購置及多個項(xiàng)目的生產(chǎn)應(yīng)用。但行業(yè)內(nèi)各單位的BIM能力仍良莠不齊,現(xiàn)有BIM實(shí)施評價主要關(guān)注企業(yè)應(yīng)用成熟度和應(yīng)用效益等方面,兩者均屬于應(yīng)用后評價,這種事后評價機(jī)制并不能用于BIM實(shí)施過程中的保障應(yīng)用效果,無法科學(xué)地實(shí)現(xiàn)BIM的全過程管理?；诖?本文設(shè)計(jì)了一種BIM實(shí)施過程中的評價體系,以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)過程中相對合理的BIM應(yīng)用評價,各單位或項(xiàng)目可從體系內(nèi)選取適宜的指標(biāo)進(jìn)行應(yīng)用,借助評價不斷提高BIM實(shí)施水平,最終提高工程建設(shè)管理水平。

1 BIM實(shí)施評價現(xiàn)狀

1.1 BIM應(yīng)用成熟度評價

當(dāng)前國內(nèi)外BIM實(shí)施評價研究主要集中在BIM應(yīng)用成熟度評價和BIM應(yīng)用效益評價兩方面。其中,BIM應(yīng)用成熟度評價主要指對BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目或工程企業(yè)中的應(yīng)用水平進(jìn)行評估,以確定其應(yīng)用的成熟度等級。BIM應(yīng)用成熟度評價國內(nèi)外研究視角各不相同,包括:①國家或科研機(jī)構(gòu)出臺的通用評價模型,如美國基于CMM模型結(jié)合BIM的特點(diǎn)提出的國家建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)NBIMS,英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會BSI提出的風(fēng)箏標(biāo)認(rèn)證包含Level 0～Level 3的4個發(fā)展階段的BIM成熟度模型等[2];②以企業(yè)性質(zhì)為分類視角出發(fā)的評價,如李開[3]構(gòu)建的包含等級目標(biāo)層、階段要素層、應(yīng)用目標(biāo)層的業(yè)主方BIM應(yīng)用成熟度模型,卞奕濤等[4]基于PSR模型并利用Shapley值法分析組織、制度、范圍等因素對工程咨詢企業(yè)的評價等;③以項(xiàng)目類型為視角出發(fā)的評價,如羅嫦玲[5]針對EPC項(xiàng)目建立粗糙集-云模型的BIM應(yīng)用成熟度綜合評價模型,劉莎莎[6]基于模糊綜合法建立的施工項(xiàng)目評價方法等;④以項(xiàng)目階段為視角出發(fā)的評價,如王欣怡[7]利用層次分析法和物元可擴(kuò)模型建立的施工階段BIM應(yīng)用成熟度評價模型,李妍蓓[8]利用專家打分、主成分分析等方法構(gòu)建的工程運(yùn)維階段BIM應(yīng)用成熟度評價指標(biāo)體系等。

1.2 BIM應(yīng)用效益評價

BIM應(yīng)用效益評價指對BIM技術(shù)在建筑項(xiàng)目中的應(yīng)用效果進(jìn)行綜合分析,以確定其應(yīng)用的價值和效益。為解決BIM效益衡量難、BIM效益不明顯等問題,國內(nèi)外學(xué)者對BIM應(yīng)用效益評價進(jìn)行了廣泛研究。其中,國外學(xué)者研究主要關(guān)注建立評價指標(biāo)體系、尋找最具效益的BIM應(yīng)用等方向,如Barlish等[9],kristen[10]對2012年前BIM效益相關(guān)的學(xué)術(shù)論文進(jìn)行總結(jié),得到了工期、可視化等BIM應(yīng)用效益方向的排序,Stowei等[11]通過實(shí)際案例分析得到19種BIM應(yīng)用效益;國內(nèi)學(xué)者則更關(guān)注解決BIM應(yīng)用價值效益量化問題,如程亞楠[12]基于DEMATEL-ISM依次利用模糊綜合評價法和間接效益值公式實(shí)現(xiàn)施工方BIM技術(shù)應(yīng)用的綜合效益和量化間接效益,牛立軍等[13]基于設(shè)計(jì)方項(xiàng)目管理視角建立BIM效益評價指標(biāo)。

2 設(shè)計(jì)原則

相較于BIM應(yīng)用成熟度和BIM應(yīng)用效益等后評價體系,BIM實(shí)施過程評價體系設(shè)計(jì)需更加關(guān)注如何科學(xué)地保障工程項(xiàng)目各參建單位BIM實(shí)施過程中的可落地性,能客觀地在項(xiàng)目建設(shè)全過程中評價各階段和各單位的BIM實(shí)施情況,用于反饋項(xiàng)目管理者,設(shè)計(jì)原則如下。

1)人本性 BIM實(shí)施過程評價體系應(yīng)體現(xiàn)以人為本,從工程項(xiàng)目的實(shí)際情況出發(fā),考慮參與單位的BIM應(yīng)用能力、應(yīng)用成熟度水平,確保評價BIM實(shí)施的可接受性。

2)科學(xué)性 BIM實(shí)施過程評價體系應(yīng)體現(xiàn)科學(xué)且有依據(jù),選取評價指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以現(xiàn)有國家、行業(yè)或企業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、制度為基礎(chǔ),同時結(jié)合項(xiàng)目和BIM實(shí)施雙目標(biāo)進(jìn)行匹配,以價值應(yīng)用為向?qū)?以數(shù)據(jù)為驅(qū)動,從方法和技術(shù)等多角度保證科學(xué)性。

3)系統(tǒng)性 BIM實(shí)施過程評價體系應(yīng)體現(xiàn)全面且系統(tǒng),應(yīng)結(jié)合BIM實(shí)施目標(biāo)構(gòu)建全過程、多角度、多層次的實(shí)際落地指標(biāo)。各指標(biāo)全面且相互之間具有關(guān)聯(lián)性,可從不同角度反映BIM實(shí)施的目標(biāo)引導(dǎo)和重點(diǎn)事項(xiàng)。同時,整個評價指標(biāo)體系的構(gòu)建具有層次性,由目標(biāo)引領(lǐng)的整體指標(biāo)層層分解到具體落地事項(xiàng)操作指標(biāo),由上而下形成不可分割的整體。

4)可操作性 BIM實(shí)施評價體系應(yīng)體現(xiàn)簡單可落地,要與工程實(shí)施背景、設(shè)備情況、各參與方能力及所有作業(yè)人員的認(rèn)知水平相適應(yīng),要充分利用平臺或系統(tǒng)已有數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析能力,便于操作,容易實(shí)踐。

5)可擴(kuò)展性 BIM實(shí)施過程評價體系應(yīng)體現(xiàn)開放且可擴(kuò)展,允許納入行業(yè)內(nèi)最新的評價指標(biāo)或在項(xiàng)目實(shí)踐過程中證明切實(shí)可行且有益的評價指標(biāo),同時各單位可將已有的評價指標(biāo)進(jìn)行“復(fù)制”和“修改”以匹配同類型項(xiàng)目甚至跨行業(yè)項(xiàng)目。

3 評價指標(biāo)設(shè)計(jì)

BIM實(shí)施過程評價指標(biāo)整體可分為否決類指標(biāo)和評分類指標(biāo),其中否決類指標(biāo)可分為質(zhì)量類、安全類、環(huán)境類、行政類、其他類等一級指標(biāo)類型,評分類指標(biāo)可分為能力類、流程類及成果類等一級指標(biāo)類型,否決類指標(biāo)可在一級指標(biāo)下設(shè)計(jì)具體二級指標(biāo)評價要素,評分類指標(biāo)在一級指標(biāo)下設(shè)計(jì)多個二級指標(biāo)類型,具體指標(biāo)評價要素可設(shè)計(jì)到三級。具體項(xiàng)目BIM實(shí)施評價指標(biāo)的實(shí)際內(nèi)容應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目明確的BIM實(shí)施目標(biāo)和任務(wù)進(jìn)行匹配,同時也應(yīng)在BIM實(shí)施的準(zhǔn)備階段建立并在實(shí)施過程中逐步完善。BIM實(shí)施過程評價指標(biāo)總體框架如圖1所示。

圖1 BIM實(shí)施過程評價指標(biāo)總體框架Fig.1 Overall framework of BIM implementation process evaluation indicators

3.1 否決類指標(biāo)

否決類指標(biāo)主要包括對項(xiàng)目建設(shè)及BIM實(shí)施有重大不利影響的關(guān)鍵指標(biāo),發(fā)生以下否決類指標(biāo)要素事件時,評定該評價對象BIM實(shí)施結(jié)論為不合格。

1)涉及BIM實(shí)施的質(zhì)量事故,如發(fā)生重大質(zhì)量事故,例如經(jīng)BIM設(shè)計(jì)的構(gòu)件發(fā)生重大質(zhì)量事故,經(jīng)查明是設(shè)計(jì)方原因且BIM審查可發(fā)現(xiàn)。

2)涉及BIM實(shí)施的安全事故,如發(fā)生人身死亡事故或性質(zhì)嚴(yán)重的群傷事故(一次事故中造成三人及以上重傷),發(fā)生較大及以上設(shè)備損壞事故、火災(zāi)事故同等及以上責(zé)任的重大交通事故等,例如經(jīng)BIM設(shè)計(jì)的腳手架倒塌引起人員傷亡,經(jīng)查明是設(shè)計(jì)方原因且BIM審查可發(fā)現(xiàn)。

3)涉及BIM實(shí)施的環(huán)境問題,如發(fā)生較大及以上環(huán)境污染責(zé)任事件等,例如經(jīng)BIM設(shè)計(jì)的某設(shè)備引發(fā)重大環(huán)境污染,經(jīng)查明是設(shè)計(jì)方原因且BIM審查可發(fā)現(xiàn)。

4)涉及BIM實(shí)施的行政類、處罰類問題,如受省、自治區(qū)、直轄市及以上部門通報(bào)或行政處罰事件,涉及發(fā)生領(lǐng)導(dǎo)班子成員和群體性違法、違紀(jì)重大案件等,例如BIM設(shè)計(jì)分包采購過程中出現(xiàn)貪污受賄事件。

5)其他涉及BIM實(shí)施的重大問題,如發(fā)生越級集體上訪事件、影響生產(chǎn)經(jīng)營和造成不良社會影響的事件、重大泄密事件等,例如涉密項(xiàng)目BIM設(shè)計(jì)模型泄露事件。

3.2 評分類指標(biāo)

BIM實(shí)施過程評分類指標(biāo)主要分為能力類、流程類、成果類3個一級指標(biāo)分類,每個一級指標(biāo)分類下設(shè)有二級指標(biāo)分類。

3.2.1能力類指標(biāo)

能力類指標(biāo)指用于評價BIM實(shí)施過程中的BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)等新一代信息技術(shù),開展BIM相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的一系列定性或定量的要素項(xiàng),可包括以下4個二類指標(biāo)。

1)資源投入類 主要從各BIM參與方對BIM實(shí)施各類資源的能力和數(shù)量制定相關(guān)評價指標(biāo)要素事件,可從人力資源、物資資源、財(cái)力資源及時間資源等方向設(shè)計(jì)。

2)信息安全類 應(yīng)根據(jù)國家和行業(yè)相關(guān)信息安全標(biāo)準(zhǔn)建立評價指標(biāo),主要可按照《信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)測評過程指南》《信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)測評要求》及企業(yè)相關(guān)信息安全標(biāo)準(zhǔn)。

3)創(chuàng)新能力類 主要可從各BIM參與方對BIM實(shí)施過程中能否提供具有經(jīng)濟(jì)價值、社會價值或生態(tài)價值的新方法、新應(yīng)用的能力進(jìn)行評價,各指標(biāo)可參考國家、行業(yè)關(guān)于企業(yè)創(chuàng)新能力評價的方式方法建立。

4)機(jī)制保障類 主要可從BIM實(shí)施相關(guān)的資源保障、信息共享、信息安全、創(chuàng)新能力及保障機(jī)制的完善程度進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2.2流程類指標(biāo)

流程類指標(biāo)是指用于評價BIM實(shí)施過程中對按規(guī)定進(jìn)行的流程性能和現(xiàn)狀制定的指標(biāo),主要包括規(guī)劃管理、設(shè)計(jì)管理、開工準(zhǔn)備管理、招標(biāo)管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理、造價管理、資源管理、變更與簽證管理、工程文件檔案管理、工程驗(yàn)收及移交管理、運(yùn)維管理、安全監(jiān)測及其他臨時性管理等結(jié)合BIM實(shí)施的相關(guān)流程,并考慮其流程的發(fā)起、流轉(zhuǎn)及流程參與的員工、時間、內(nèi)容等進(jìn)行評價。

3.2.3成果類指標(biāo)

成果類指標(biāo)是指用于評價BIM實(shí)施過程中和實(shí)施后得到的成果的正確性、合規(guī)性要素項(xiàng)。

1)模型成果 模型成果指標(biāo)可根據(jù)國家、行業(yè)或企業(yè)建筑信息模型相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建立相應(yīng)指標(biāo),可包括項(xiàng)目各階段的建模種類、范圍、詳細(xì)程度及要求的模型圖元屬性定義、模型工程屬性定義等模型建立的具體技術(shù)要求及及時性、合規(guī)性要求。

2)應(yīng)用成效 應(yīng)用成效指標(biāo)應(yīng)主要從BIM應(yīng)用實(shí)施后最終取得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行評價,主要包括該BIM應(yīng)用總體的技術(shù)水平、主要技術(shù)(性能、性狀、參數(shù)等)、經(jīng)濟(jì)(投入產(chǎn)出比、性能價格比、成本、規(guī)模等)、環(huán)境和生態(tài)等指標(biāo)所處的位置等方面。

3)數(shù)據(jù)成果 數(shù)據(jù)成果指標(biāo)應(yīng)主要從BIM實(shí)施過程中獲取和保留下來的相關(guān)文檔及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性進(jìn)行評價,主要依據(jù)是BIM實(shí)施規(guī)劃所要求的各BIM實(shí)施關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及該節(jié)點(diǎn)完成所需的數(shù)據(jù)、資料。

4 評價規(guī)則設(shè)計(jì)

BIM實(shí)施過程評價規(guī)則設(shè)計(jì)主要包括評價對象、評價應(yīng)用及評價實(shí)施周期。其中,鑒于項(xiàng)目周期的不確定性,通?？蓪Χ讨芷陧?xiàng)目(項(xiàng)目全生命周期小于1年)按照項(xiàng)目履約前、中、后3次評價,長周期項(xiàng)目(項(xiàng)目全生命周期大于1年)按照季度或半年等自然周期組織,評價對象和評價應(yīng)用可按照以下規(guī)則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.1 評價對象設(shè)計(jì)

1)組織評價 即BIM實(shí)施機(jī)構(gòu)評價,在考核周期內(nèi)以工程各參與方為考評對象,充分考慮項(xiàng)目特點(diǎn),優(yōu)先考慮利用BIM管理平臺等信息系統(tǒng),對機(jī)構(gòu)組織在BIM實(shí)施過程中的能力、流程、成果等進(jìn)行指標(biāo)評價。具體可根據(jù)考評周期內(nèi)目標(biāo),同時可選取合適的BIM實(shí)施過程評價體系內(nèi)指標(biāo),進(jìn)行行業(yè)內(nèi)或項(xiàng)目內(nèi)評比,將機(jī)構(gòu)評價結(jié)論分為優(yōu)秀、良好、合格、基本合格、不合格5個等級。

2)人員評價 即BIM實(shí)施人員評價,在考核周期內(nèi)以項(xiàng)目BIM實(shí)施各參與單位的從業(yè)人員為考評對象,對相關(guān)人員在BIM實(shí)施過程中的能力、流程、成果等進(jìn)行指標(biāo)評價。具體可根據(jù)考評周期內(nèi)目標(biāo),選取合適的BIM實(shí)施過程評價體系內(nèi)指標(biāo),進(jìn)行行業(yè)內(nèi)、項(xiàng)目或團(tuán)隊(duì)內(nèi)評比,將人員評價結(jié)論分為優(yōu)秀、良好、合格、基本合格、不合格5個等級。

4.2 評價應(yīng)用設(shè)計(jì)

BIM實(shí)施過程評價應(yīng)用可結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行,特別是可根據(jù)參建方不同的BIM應(yīng)用成熟度執(zhí)行不同的評價應(yīng)用方案,若不宜開展BIM應(yīng)用成熟度評價,可將項(xiàng)目/參與方進(jìn)行嘗試期、推廣期、成熟期等簡單分類,根據(jù)分類對應(yīng)用方案輔以相應(yīng)的獎勵和懲罰措施,以達(dá)到以評促建的目的,獎勵和懲罰措施如下。

1)評價激勵 可采用表彰激勵和薪酬激勵2種模式:表彰激勵主要針對考核評優(yōu)的機(jī)構(gòu)、個人進(jìn)行表彰,頒發(fā)BIM實(shí)施先進(jìn)單位、先進(jìn)個人獎,并推廣應(yīng)用其成功經(jīng)驗(yàn);薪酬激勵主要針對考核評優(yōu)的機(jī)構(gòu)、個人在合理范圍內(nèi),給予一定的經(jīng)濟(jì)獎勵,具體數(shù)額可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際確定。

2)評價懲罰 主要對BIM實(shí)施評價等級為不合格的機(jī)構(gòu)和個人應(yīng)當(dāng)視具體情況給予一定的經(jīng)濟(jì)處罰及考核評優(yōu)不做考慮或傾斜等。

5 應(yīng)用案例

對某機(jī)場建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行BIM實(shí)施評價體系實(shí)例化和評價應(yīng)用,建設(shè)周期約5年。鑒于民航業(yè)BIM起步相對較晚,BIM應(yīng)用成熟度不高,故評價對象按照組織、人員2個維度展開,對于設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等長期服務(wù)單位評價周期采用前2年按季度組織、后3年按半年組織,對設(shè)備供應(yīng)商等短期單位采用前、中、后3次評價方案,BIM實(shí)施評價及評價應(yīng)用寫入招標(biāo)及合同文件進(jìn)行落實(shí)。具體指標(biāo)以施工單位為例,包括5類共計(jì)18個否決指標(biāo)及3類共計(jì)46個評分類指標(biāo)。項(xiàng)目通過建立數(shù)字化工程管理平臺,匯聚規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、移交等建設(shè)全階段、全業(yè)務(wù)、全人員、全專業(yè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)BIM實(shí)施的自動評價。整個工程圍繞BIM數(shù)據(jù)流展開業(yè)務(wù),用BIM評價促進(jìn)業(yè)務(wù)提升,實(shí)現(xiàn)多方面效益提升,如BIM設(shè)計(jì)優(yōu)化間接節(jié)省建安費(fèi)用約2 800萬,平均縮減工期約5%,節(jié)約項(xiàng)目成本約5%等。

6 結(jié)語

本文提出一種包含評價指標(biāo)、評價規(guī)則及評價應(yīng)用方式的BIM實(shí)施過程評價體系,實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用表明:相比現(xiàn)有以應(yīng)用成熟度和應(yīng)用效益評價為主的事后評價體系,該方法簡單且便于操作,可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)過程中相對合理的BIM應(yīng)用評價;該體系可與現(xiàn)有的BIM應(yīng)用成熟度和應(yīng)用效益評價相結(jié)合形成覆蓋BIM實(shí)施過程、企業(yè)BIM應(yīng)用能力、BIM應(yīng)用效果的更為完整的評價系統(tǒng),能有效提高BIM實(shí)施水平,保障工程項(xiàng)目高水平建設(shè)。