IPD模式下基于BIM的精益建造能力研究
——AHP分析法

(西南科技大學土木工程與建筑學院 四川 綿陽 621010)

一、研究背景

建筑行業近年來發展迅速，但其生產過程中仍然存在生產粗狂、效率低下、能耗高、資源浪費率大等問題。隨著精益建造概念的提出和各種建筑技術和工具的使用，在一定程度上提高了資源的利用率和建筑生產效率，但是由于我國建筑業發展過程中知識化發展較為緩慢，妨礙了建筑業實現可持續發展。因此本文對推廣基于BIM(Building Information Modeling)技術和精益建造技術的集成交付模式各個因素間的相互影響進行研究，建立評價模型，分析我國建筑業朝可持續發展目標邁進的屏障。在建筑業與信息業快速發展的環境下，該模式的全面實現必將推動建筑工程領域根本性變革。

二、IPD模式下基于BIM的精益建造模式

(一)IPD模式

在傳統的如DBB、DB模式下，建筑工程拆分為設計、招標、建造幾部分，按時間順序依次進行，消耗時間較長，并且參與項目的業主、設計方、建設方、供應商、監理方等多方分離、從而導致在建設過程中容易出現頻繁工程變更，各方均以規避自身風險將自身利益最大化為建設目標，從而難以控制建設成本，造成資源浪費。

IPD(Integrated Product Development)模式旨在將項目實施過程中的關鍵參與者通過協同機制集成為一個團隊，實現協作、集成和高效的目標。在建設項目全壽命周期中，集業主、承包商、建筑師、咨詢工程師等多方為一體，建立基于相互信任，風險共擔與利益共享的團隊，從而實現建筑業業的高效率低浪費發展。

(二)BIM技術

多方早期介入、協同工作目標的實現最重要的就是各方成員間的經驗知識和信息的共享，而BIM則是實現信息集成的重要手段。BIM技術為建筑信息的多方交互提供技術平臺，使建筑在全壽命周期中可以有多方參與并對項目進行優化。

現今，建筑工程相關人員運用BIM技術可以實現3D模型建立、4D施工進度計劃、5D成本控制，模擬施工過程和碰撞檢驗，這些可視化極大促進建筑項目的高效率實施。從建筑設計階段開始，將建筑項目的細節和可能實現的沖突呈現，從而減少不必要的變更，控制工期和成本。

(三)精益建造

精益建造理論是精益生產思想在建筑業中的體現。隨著可持續發展的理念提出，建筑業作為社會發展的重要組成部分，對經濟、資源、環境的影響都很大。在此種發展背景下，旨在降低建造周期、控制成本、減少浪費、保證項目質量和交付日期的精益建造已成為全球建筑業發展的主要方向。

現有的LPS(末位計劃者系統)、CE(并行工程)、TVD(目標價值設計)等方法已得到廣泛運用。例如，價值流程圖在精益建造過程中可以用于消除資源浪費，LPS可用于均衡工作流，CE則可用于縮短項目建設時長并且可提高建設質量。上述方法均可提高工程建設效率。

(四)新模式探索

新模式主要是業主、設計、承包商、分包商、供應商等項目參與方以IPD合同為紐帶，以BIM為合作信息平臺，以精益建造作為項目實施的整體操作體系，通過團隊支持和真誠合作，以有效減少變異，為顧客減少浪費，創造價值。[4]在新模式的運行過程中，主要依賴于多方的早期參與和全過程參與人員知識化生產過程，將BIM技術和多種精益建造方法正確地投入建設。其主要工作結構如圖1。

圖1 新模式主要工作形式

新模式的特點。可持續發展是整個社會發展的目標，IPD模式下基于BIM技術的精益建造是為了從項目初期到建設竣工整個過程實現質量最佳、工期最短、成本最低和社會公共利益最大化。項目參與各方的盡早介入、充分溝通和積極合作，減少了整個過程不必要的變更和浪費，同時降低了風險，為業主增加了項目本身的價值，是精益建造思想的具體體現。與此同時，借助BIM技術的信息平臺，為項目各個參與方提供了簡單、透明、開放的平臺。各方可以在平臺選擇獲取有用的信息，在自己的責任領域內做出及時的調整與優化，同時及時反饋給項目其他參與方，充分調動發揮了各方的主觀能動性。

三、建立AHP評價體系

(一)AHP基本原理及其主要過程

將層次分析法引入IPD模式下基于BIM的精益建造模式(以下稱新模式)的評估中，可以將新模式的諸多影響因素的定性關系轉化為定量分析，經過兩兩比較層層分析，從而得出新模式的主要影響因素，其主要過程如圖2所示。

圖2 層次分析法主要過程

(二)構建指標體系及定量分析

通過文獻梳理和專家問卷等方式，通過計算最終得到表1中的結果，具體公式及步驟可參考《基于AHP-GRAP模型的建筑業企業精益建造能力評價研究》[3]。

表1 指標層各要素的權重值及其排序

表1的主要分析結果如下：

(1)在影響IPD模式下基于BIM的精益建造能力的因素中，BIM軟件功能因素占0.2507，在眾多單因素指標中居于榜首，表明在新模式的發展過程中，應當將BIM技術的開發與完善居于首位，以推動IPD模式的發展。

(2)IPD合同范本占比為0.1367，居于第二位。但IPD合同是一種新型的合同關系，其是以全生命周期為出發點，現行的合同類型主要為AIA A195，AIA C195，IFOA(Integrated Form Of Agreement)等，但是基于我國建筑業的發展情況，需要制定一份更符合國內環境的合同范本，充分考慮各方的利益與風險，實現項目整體最優。

(3)此外，從準則層層面看人員和經濟因素也占有較大比重，因此，各方在今后工作中，國家應當給予一定的政策支持，鼓勵獎勵BIM和精益建造的發展，在一定程度上降低企業產業轉型的經濟壓力，同時完善知識化體系，提高從業人員的專業素養和精益建造的意識，實現建筑業的高效發展。

四、結語

本文主要通過AHP法對IPD模式下基于BIM的精益建造能力進行研究分析，此種模式符合當下建筑業轉型的趨勢，是實現建筑項目可持續發展的一大前提，其可改變建筑業粗放型的發展方式，推動建筑業向信息化、科技化、協同化的方向發展。

本文在研究過程中，主要以IPD模式為基礎，考慮基于BIM技術精益建造的能力影響因素，但還存在一些問題可以作為下一步研究方向。

(1)IPD模式合同范本的訂立。在IPD模式下，各方的風險與利益該以何種機制進行分擔；現有的合同范本該做出怎樣的變動以符合當下國內發展情況。

(2)精益工具在精益建造中的應用。在精益建造過程中，對人員、技術都有較高的要求，如何依據情況的變化控制精益建造過程從而發揮精益工具對精益績效的作用。

(3)BIM技術應用的成熟度。當今BIM已經成為建筑業發展的必要趨勢，如何在相關領域提高技術水平，引進先進技術，實現本土化的技術創新。