BIM應用中業主與設計方利益分配博弈分析

宋家仁

摘要：在建筑市場中，建設工程交易雙方的利益分配研究對于BIM技術實施與改進具有重要意義。本文首先系統分析設計階段的BIM應用基本構成及其給業主與設計方各自帶來的效益及其相互關系，運用合作博弈理論建立業主和設計方的利益分配模型，并進行算例分析，最后提出相關建議，以期為BIM理論研究提供一種新的研究思路。

Abstract： In the construction market， the study of the distribution of benefits of both parties is of great significance to BIM application and its improvement. This paper analyzed the composition of BIM application and its benefit and relationship of BIM application between the owners and the design company in the construction engineering， then studied on interest allocation model between owners and design company by using the cooperative game theorywith an analysis for example carried. Finally， some suggestions was given. It will provide a new thinking perspective of research for the theoretical research of BIM.

關鍵詞：BIM；BIM應用；利益分配；博弈

Key words： BIM；BIM application；benefit distribution；game theory

中圖分類號：TU712 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）06-0042-03

0 引言

信息化是建筑產業現代化的主要特征之一，BIM應用作為建筑業信息化的重要組成部分，必將極大地促進建筑領域生產方式的變革。2015年6月16日，住建部發布《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》，旨在引導和推動建設工程BIM技術應用，為各參建單位提出指導意見。英國BIM Task Group（2012）也制訂了一系列基于BIM的官方軟著陸政策（The Government Soft Landings），鼓勵甲方提出明確的設計指標和要求，鼓勵甲、乙雙方在設計過程中緊密合作等[1]。王廣斌等（2009）通過對北美和歐洲21個使用BIM技術的建設項目在施工前各階段應用過程中項目各利益相關者的受益情況進行調研，結果分析顯示：業主和設計方受益程度最大，且明顯高于其他參與方[2]。

在BIM實施過程中，業主與設計方的利益分配是一個關鍵問題，對于雙方持續穩定的合作起著決定作用。基于經濟學的公平原則，BIM應用利益分配的激勵主體應是受益主體，本文擬運用合作博弈理論研究BIM應用中業主與設計方的利益分配問題。這種為了利益的合作，是非對抗性的，確定合理分配這些利益的最佳方案是促成合作的先決條件。

1 BIM應用效益識別及分析

本文所涉及的設計階段，包含方案設計、初步設計和施工圖設計三個階段，基本應用包括場地分析、建筑性能模擬分析、各專業模型構建、沖突檢測及三維管線綜合、凈空優化等。利用BIM技術的3D可視化設計和各種功能、性能模擬分析，有利于建設、設計和施工等單位溝通，優化方案，減少設計錯誤，提高建筑性能和設計質量[3]。

1.1 業主方BIM應用效益

在設計階段BIM技術的應用，業主得到了更好的交付內容，其受益體現如下：

①通過設計階段BIM三維模型展示與漫游體驗，提前預演預知建筑概況，有效發現問題，改進設計圖紙，實現設計圖紙的可建造性，從而更好的提升建筑質量。

②通過設計階段的多專業協同設計，有效解決項目管線優化排布、凈空優化等工作，避免錯、漏、碰、缺發生，提高設計可靠性，大大減少設計變更，避免工程返工，節約項目工期，有利于業主節省造價，加強業主對項目的可控度。

③BIM是三維可視化的，集成了建筑物所有物理信息和功能信息。通過精確的可視化可以使得業主更好地理解設計意圖，提高對方案的把控能力，減少方案變更，縮短工期。

④通過BIM交流平臺的建立，改善業主和設計方的溝通效率，降低大量不必要的交易成本。

1.2 設計方BIM應用效益

設計方作為BIM應用受益更直接的一方，其受益體現如下：

①通過BIM模型的自動化功能和沖突檢查功能，減少數據分析和統計工作，提高設計分析速度；參數化建模技術實現一處修改，相關聯內容智能變更，極大減少工程師工作量，節約時間。

②通過BIM模型的傳遞及其可視化特點，有利于施工階段業主、設計和施工等單位的溝通，節省設計變更帶來的修正成本。

③通過BIM多專業協同設計建模，提升設計人員的專業素質與團隊協作能力，極大提高工作效率。

④通過BIM的持續應用與改進，有利于投標時展示公司技術實力，提高中標率；維持既有客戶及拓展新客戶，拓展公司知名度，獲得規模經濟效益。

1.3 業主和設計方效益實現的一致性

從以上分析可知，業主方和設計方的受益是在本質上是一致的，具體表現在：BIM在提高設計質量及可靠性、提高設計速度、改善設計生產環境的同時也會降低項目的建設成本、提高項目的建設速度和質量、提高業主滿意度[2]。

如果雙方選擇的最優策略是合作，那么意味著合作會降低交易成本，加快信息流通，增加總體收益。此時接下來就是如何確定利益分配以達成合作。

2 模型建立及求解

在建筑工程實際中，業主和設計方在項目中的分工不同，雙方的工作內容與強度也不一樣，導致其地位往往并不平等，他們的利益分配應是通過多次的討價還價而確定，從而本文將采用談判理論模擬業主和設計方的利益分配過程。

合作博弈分為兩類：Nash研究的討價還價博弈和聯盟博弈[4]。所謂討價還價，又稱談判（Bargaining），是指雙方或者多方關于可能達成合作的條件的協商。在處理談判進行規范化的建模上，省略描述具體的談判過程與環境，而集中探討談判后的各類可能結局。結局分實物結局和效用結局。本文研究采用效用結局，也即是結局中談判雙方各自獲得的效用（滿足程度），記為u=（u1，u2）。規范化談判由兩個部分組成：可行集與沖突點。其中用F表示可行集，即談判的所有可能結局的集合；用c表示沖突點，即如果談判雙方不能達成一致，不能產生協議約定而出現的一種談判結局。

圖1描述了雙人談判局勢，可行集F為由曲線圍住的區域，其中有一點為沖突點c=（c1，c2），協商集G為曲線abde。橫軸為業主在談判中獲得的利益u1，縱軸為設計方獲得的利益u2。根據納什談判唯一性定理，談判唯一理性解u=（u1，u2）應滿足（u1，u2）∈F（在可行集中），u1≥c1，u2≥c2（不劣于沖突點），且使（u1-c1）（u2-c2）乘積最大（即唯一理性解為協商集與沖突點為原點的雙曲線的切點A上，如圖2所示）。

3.4 結果分析

通過以上分析發現，業主和設計方的收益均比不合作博弈解有所增加。而且引入威脅策略后，比較納什談判解（5.6，5.1）和威脅談判解（6.54，4.87），表明業主的收益有所增加（增量為0.94），設計方的收益有所減小（差量為0.23），其模擬結果更加貼合工程實際。但是納什談判解與威脅談判解都是優超于非合作博弈解（2.8，4.4）。

4 提升建議

基于模型分析可知，引入威脅策略后，設計方的收益相比納什談判解的收益有所降低，勢必降低設計方的工作積極性。同時考慮到設計階段承載大部分項目數據及信息的BIM模型傳遞到施工階段乃至運營階段給業主帶來的巨大效益，由此，為了更好的推動BIM應用及雙方合作，本文擬提出如下建議：工程建設中方業主在與設計方進行合作時，應建立關系合同的理念，建議業主在擬定合同時，明確約定增加將更大的利益分配給設計方等條款。關系合同提倡合同各方的權利與義務處于一種開放式的修正狀態，在一個具有一定靈活性的總體框架下運作[7]。這樣一種動態的激勵機制也可以更好地提高設計方的努力投入以及應用BIM技術的積極性，有利于BIM技術的持續改進，有利于實現雙方合作共贏以及建筑業的可持續發展。

5 結語

本文分析了建筑工程BIM應用業主和設計方的效益及相互關系，得出合作是雙方的最優選擇。運用合作博弈理論初步研究了雙方合作后的利益分配問題，建立了利益分配模型，并進行算例分析，最后對BIM應用提出了有針對性的提升建議。這種方法不僅理論上可行，而且對BIM應用實踐也有著很好的指導意義。本文只局限于業主與設計方的二人合作博弈，進一步的深入研究可以拓展到更為復雜的多個利益相關者之間的合作博弈，從而為市場主體投資決策和實施方案擬定提供參考。

參考文獻：

[1]http：//www.chinabim.com/c/2016-08-12/559348.shtml.

[2]王廣斌，等.建設項目施工前各階段BIM應用方受益情況研究[J].山東建筑大學學報，2009（05）：438-442，459.

[3]上海市城鄉建設和管理委員會.上海市建筑信息模型技術應用指南（2015版）[J].上海建材，2015（04）：1-11.

[4]侯定丕.博弈論導論[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2004.

[5]李美娟.基于BIM的建設工程施工合同計價模式研究[D].重慶：重慶大學，2014.

[6]謝識予.經濟博弈論[M].上海：復旦大學出版社，2002.

[7]申玲，張俊杰.基于交易費用分析的DBB模式標段劃分及合同激勵[J].建筑經濟，2008（04）：114-116.