BIM技術對建筑業轉型升級的影響研究

楊 蘇，于 曉

(1.安徽建筑大學 經濟與管理學院，安徽 合肥 230601；2.安徽省建筑經濟與房地產管理中心，安徽 合肥 230601)

建筑業作為國民經濟的支柱產業一直備受關注。隨著我國經濟的不斷發展，建筑業在逐步完善，緩解了我國的就業壓力；近幾年建筑業迅猛發展的同時暴露出許多問題，主要表現在建筑企業和政府兩個方面[1]。政府方面，政府對于建筑行業未形成規范的體系，扶持力度不夠；企業方面，多數建筑企業規模較小，專業人才缺乏，建筑企業素質不高，管理層決策能力不高，沒有可行的制度體系。當前建筑業面臨發展低迷和競爭加劇的雙重壓力，建筑企業之間競爭激烈，建筑業供需嚴重失衡，建筑業發展市場不斷萎縮。因此，建筑業亟需轉型升級。

建筑業轉型升級包括產業鏈的縱向整合、橫向聯合和建筑產品的創新等發展方向。針對建筑業發展方向的主要對策包括響應國家政策要求、住宅產業化、改變技術手段、加大研發投入、加快建筑工業化發展、積極推廣信息化的運用等。建筑工業化是建筑業轉型升級的主要方向，必須打造完整的建筑工業化產業鏈，提升核心競爭力；建筑產業化是建筑業轉型升級的必由之路，要求企業勇于創新、積極推動建筑產業化健康發展；信息化是建筑業轉型升級的強力支撐，積極將信息化運用到建筑業中，推動建筑業的跨越式發展。

BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling)的簡稱，通過數字化技術，在計算機中建立三維的虛擬建筑模型[2]來仿真模擬建筑物的真實信息，為項目全生命周期管理提供科學、可視化、數字化的參數信息。當前我國BIM還處在初步應用階段，對于BIM的研究還處在理論階段，BIM的運用還存在許多問題，包括企業管理層等對BIM技術理解不足、觀念較落后、建設資金投入不足、開發等專業人才缺乏、業主和設計企業對BIM技術重視度不夠、行業體制法律法規不夠明確、政府扶持力度不夠等[3]。BIM技術應用在我國成熟度還不夠，BIM技術的發展面臨諸多困難。

在發達國家和地區，BIM的行業標準的制定已經相當完善，被廣泛應用在各類型的房地產開發中[4]。目前，我國很多地區已經將BIM技術運用在建筑業發展中，但是仍有很大的應用空間。目前采用BIM技術的公司已經把BIM看作是提高不同專業設計之前的協調性手段，運用BIM技術可以把不同專業的設計模型聚集在一起。合理運用信息技術可以提高建筑業管理能力和水平，解放和提升建筑業生產力和生產效率。以BIM技術為代表的信息技術是推進建筑業供給側改革的重要手段，BIM技術構建的是項目全生命周期的信息，被廣泛應用在建設項目的設計、施工和運維階段[5]，BIM技術可以把不同專業的設計模型聚集在一起。因此，在確保信息安全的前提下，把建筑業BIM技術推向新高度，為建筑業轉型升級做出新貢獻。

通過研究BIM技術在建筑業中的應用，總結出BIM技術對建筑業轉型發展的影響因素，并且運用因子分析法進行了實證分析，結果顯示BIM對建筑業轉型升級的影響主要體現在5個方面，進一步提出了BIM技術更好服務于建筑業轉型升級的對策建議。

1 BIM對建筑業轉型升級影響程度的實證分析

1.1 樣本選取與數據收集

以建筑業為研究對象，通過問卷調查方式收集數據。大量閱讀國內外研究BIM對建筑業影響的相關文獻，總結出BIM對建筑業的主要影響，從而提取出23個關于BIM技術對建筑業發展的影響指標。將23個指標做成調查問卷，對建筑業和BIM有關單位發放問卷進行統計分析。研究的BIM技術對建筑業的影響難以從數據庫或者企業年報等公開資料獲取，所以以問卷形式獲取相關數據。

問卷分為兩部分，第一部分是被調查對象的工作情況以及對BIM和建筑業的認知情況。第二部分是BIM技術對我國建筑業不同方面的影響評價。第一部分目的是考察被調查人員對BIM的了解程度；第二部分目的是根據“BIM技術對我國建筑業的不同方面的影響”層次結構，采用五級評判指標，并用1～5的數值來表示，最后確定BIM對建筑業發展的影響以及影響程度。

此次研究主要圍繞BIM技術與建筑業的相關內容展開，兩者都具有較強的專業性，為了數據的可靠性完整性和真實全面地反應現實情況，本次問卷調查的對象是從事建筑行業和BIM工作的相關人員，問卷調查針對政府部門、建設單位、設計單位、施工單位、監理單位、勘察單位、BIM咨詢企業和高校及科研機構等進行。

將問卷上傳至問卷星網站，借助網絡傳播，如BIM群、BIM軟件群、建筑單位群等進行數據收集。本次問卷調查總共收回問卷108份，剔除行業等不符合標準的問卷27份，共得到有效問卷81份。本次問卷調查的統計情況如表1所示。從表1中可以看出，問卷中的企業均有涉及，且不同企業類型的人數相差無幾，說明本問卷一定程度上較好地反映了BIM技術在建筑業的應用現狀。BIM項目參與個數主要集中在0～3個,占總數的77.77%，對BIM有很好了解僅占41.97%，說明現階段BIM的推廣力度遠遠不夠，對于BIM的研究還處于理論階段，與實際情況相符合。

表1 問卷統計分析表

1.2 變量與測量

信度分析是衡量分析工具可靠性的一種分析方法，目前最常用的信度分析方法是Cronbach's α信度系數，α大于0.9表明信度很好，α在0.8～0.9之間表明信度比較高，α在0.7～0.8之間表明是可以接受的，α在0.6～0.7之間表明需要進行修正，α小于0.6則需要對表認真修改或者重新設計[6]。

研究采用SPSS 22.0軟件對問卷中的BIM對建筑業的影響指標進行信度分析，結果如表2所示，從表2中可以看出，23個指標的α系數為0.979，說明設計問卷的可靠性非常高。

表2 信度分析表

效度分析是檢驗調查問卷數據的有效性的一種方法，即測量本次調查問卷各變量的有效程度。在信度檢驗修改量表的基礎上，利用SPSS 22.0軟件首先進行KMO樣本測度和Bartlett球體檢驗，檢驗結果如表3所示。本次調查問卷樣本整體KMO測度值為0.925，大于臨界值0.8，說明數據效度高。Bartlett球體檢驗顯著性概率為0.000，小于0.001，說明差異顯著。

運用因子分析方法，通過正交旋轉觀察各因子的載荷情況。因子載荷均大于0.5臨界值,且累計方差解釋率為81.140%，說明本次調查問卷選取的指標對于研究的解釋能力較強，可以做進一步研究。

表3 KMO和Bartlett的檢驗表

1.3 結果分析

在收回的81份調查問卷中，39.51%的被調查者認為建筑業轉型升級是非常必要的，53.09%的被調查者認為是必要的，而只有2.47%的被調查者認為沒有必要；此外，在81位被調查者中，認為BIM對建筑業轉型升級的影響非常大的占38.27%，認為影響比較大的占51.85%，而認為沒有影響的僅占1.23%。通過此次問卷可知建筑業轉型升級是必要的，而且中國建筑業與建筑企業必須積極轉型升級才能贏得生存和發展空間。BIM技術的應用是推進建筑業信息化的重要手段，對于建筑業轉型升級是必不可少的。

對調查結果進行因子分析，結果如表4所示，可以得到BIM技術對建筑業影響的5個主成分因子，能夠解釋BIM對建筑業影響的81.140%的信息。

通過因子載荷系數對因子進行分類如表5所示，可以得出：

(1)因子1包括BIM可以準確表達建筑物的幾何數據及非幾何屬性；BIM三維展示有助于項目不同階段的工作協調；可以提升設計效率、減少設計失誤；通過BIM進行模擬可以有效提升項目的技術性等，并且4個指標的載荷都超過了0.5，對其有很好的解釋力，將該因子命名為技術影響。

(2)因子2包括可以有效避免建設費用的增加；可以大大減少返工損失；可以提高資金利用效率；便于建設單位及時支付進度款，避免不必要的損失；可以提高設計院的經濟效益；可以提高施工單位的經濟效益；有效降低運維單位的人員成本和賠付成本等，并且7個指標的載荷都超過了0.5，對其有很好的解釋力，將該因子命名為經濟影響。

(3)因子3包括可以大大提高讀圖效率和精度；解決項目海量的數據統計分析任務；對信息進行同步管理，及時進行修正；有利于對施工進行精細化管理；便于對人員和機械的分配和管理等，并且5個指標的載荷都超過了0.5，對其有很好的解釋力，將該因子命名為管理影響。

(4)因子4包括BIM提高設計質量；可以提高設計變更的工作效率；有利于對復雜節點的把控；可以對工程質量進行事前控制等，并且4個指標的載荷都超過了0.5，對其有很好的解釋力，將該因子命名為質量影響。

(5)因子5包括可以減少設計變更；減少在施工過程中的停工和窩工；可以整體把控施工進度等，并且3個指標的載荷都超過了0.5，對其有很好的解釋力，將該因子命名為工期影響。

表4 因子分析表

表5 旋轉因子載荷矩陣表

分析結果顯示，BIM技術對我國建筑業的影響主要包括技術影響、經濟影響、管理影響、質量影響和工期影響。通過因子分析可以得到BIM技術對建筑業5個方面的影響程度，從高到低依次是經濟影響、管理影響、質量影響、技術影響和工期影響。

2 BIM技術更好服務于建筑業轉型升級的對策建議

從分析結果可以看出BIM技術對于建筑業轉型升級影響最大的是經濟方面和管理方面，合理運用BIM技術，有利于參與各方經濟的節約和合理利用以及對施工過程的管控和人員的合理分配。對于質量、管理和工期方面的影響也是不容忽視的。為了BIM技術更好地運用于建筑業轉型升級中，必須采取相應的措施。

2.1 加大BIM宣傳力度

BIM技術是當今建筑業最為關注的信息化技術，現階段BIM技術正在歐美國家積極地研究和推廣使用，美國建筑行業已經基本形成一套成熟的BIM應用體制，BIM軟件迅速發展，在建筑企業的應用已經相當普及[7]。我國BIM技術的起步相對較晚[8]，但是我國住建部和各省市相繼出臺了BIM的有關政策，BIM技術的推廣與普及速度較快，BIM技術在我國的應用已初見成效，但是還不夠成熟，大多數研究還處于理論階段，未形成一套完整的應用體制。

由分析結果可知，BIM技術可以真正解決復雜工程存在的問題，BIM技術對建筑業的影響表現在技術、經濟、管理、質量、工期等各個方面，在技術創新、管理創新和質量控制方面起到不可替代的作用。為了建立適合我國實際情況的BIM技術并積極推廣，可以從三個方面展開[9]，首先發揮政府部門的導向作用，通過下達文件、開展講座等形式對BIM技術進行宣傳；其次發揮行業協會的引領作用，通過建立BIM標準體系、舉辦BIM大賽等方式對BIM技術進行推廣；最后發揮高校的人才培養優勢，通過開設BIM相關課程、建立BIM技術相關教育體系、參加BIM大賽等形式促進BIM技術的宣傳和推廣。

2.2 增加BIM的投入

分析結果顯示，BIM技術可以運用在項目的全生命周期。目前，BIM在我國處于初步應用階段，對于BIM的研究還在理論階段[10]，BIM的運用存在許多問題。政府可以通過增加專項資金的投入，鼓勵企業和高校積極開展BIM相關宣傳和應用，培養BIM專業人才；或者通過設立BIM相關的科研項目，支持開展技術研發，加強對BIM的研究。BIM技術對建筑業的影響表現在技術、經濟、管理、質量、工期等各個方面，BIM技術的運用可以大幅提升項目管理能力和企業競爭力；企業加大對BIM的相關投入，業主方從規劃設計開始采取措施，鼓勵項目參與各方積極應用BIM技術，并在各個階段聘請多個BIM專業顧問負責BIM技術的實施[11]；設計單位和施工單位積極投入到BIM技術的推廣和應用中，充分發揮BIM技術的優勢，提高工程質量和經濟效益，確保項目的成功實施。企業和高校加大BIM相關人員的投入，鼓勵并且引導相關人員積極投入到BIM的學習和應用中，深入學習BIM相關知識，熟練操作相關軟件。通過增加BIM軟件的投入，滿足建筑業對BIM軟件功能的定制化需求。BIM軟件的優勢體現在優化性、協調性、可視化3個方面[12]，BIM軟件的運用可以有效縮短工期、降低成本、提高工程質量，因此增加BIM軟件資金和人員投入可以加快BIM技術的發展。

2.3 增強BIM的運用

BIM技術在建筑業的應用非常廣泛，可以用在項目的全生命周期[13]，在規劃階段用于建設單位尋找效益最大化的方案；在設計上實現的是三維建筑模型，提高設計效益和質量；在施工上可以進行施工進度計劃，提高施工質量，減少施工中人力物力和機械使用的浪費，有效節約成本；在運維上可以查漏補缺，對資源進行有效管理，實現建設項目的增值。招標時可以用BIM建模展示，運用BIM技術進行碰撞檢查、綜合管理等，提高質量降低風險[14]。BIM技術可以用在施工單位、設計單位、勘察單位等項目參與各方；BIM技術將會解決建筑業數據存儲的難題，建筑業將進入“大數據”時代；BIM技術可以提供智慧城市建設的基礎數據，有利于加速智慧城市的建設；BIM技術將與物聯網結合，實現項目智慧運營和維護。

住建部2016年發布的《2016～2020年建筑業信息化發展綱要》指出，“十三五”時期，全面提高建筑業信息化水平，增強并且深入研究BIM等信息技術的運用，普及應用BIM進行設計方案的性能分析、成果交付和可視化溝通等，加強信息技術在裝配式建筑中的應用，加強BIM在建筑工程設計、生產、運輸、裝配及全生命期管理的運用。建立基于BIM等技術的云服務平臺，實現參與各方之間各階段、各環節的協同工作。

政府將加大對BIM技術的扶持和推廣力度，建筑業也會加大對BIM技術的投入和使用，BIM技術在建筑業的廣泛應用是大勢所趨，并且應用形式更加廣泛。從分析結果可以看出BIM技術對于建筑業轉型升級影響最大的是經濟方面和管理方面，合理運用BIM技術有利于參與各方經濟的節約和合理利用以及對施工過程的管控和人員的合理分配。對于質量、管理和工期方面的影響也是不容忽視的。總之要加強BIM技術在建筑業的應用，從而加快建筑業的轉型升級。

3 結語

以往學者關于建筑業轉型升級的研究多從靜態角度出發，從單一視角探討建筑業發展和建筑業轉型升級的路徑和對策。研究的創新點和特色包括研究內容和研究方法的創新。

(1)研究內容創新。現階段BIM技術與建筑業轉型升級都是國內比較熱門的研究課題，但都是對BIM技術和建筑業轉型升級的理論、應用和發展方向的研究，從單一視角探討建筑業發展和建筑業轉型升級的路徑和對策。在前人研究的基礎上，對BIM技術對建筑業轉型升級的影響因素以及影響程度進行了分析和探討，根據分析結果提出了BIM技術更好應用于建筑業轉型升級中的對策建議。

(2)研究方法創新。目前，對于BIM技術在建筑業轉型升級中的應用處于理論研究階段，關于建筑業轉型升級的研究多從靜態角度出發。在理論研究的基礎上，運用SPSS軟件對數據進行效度和信度分析，然后運用因子分析方法對數據進行統計分析，得到BIM技術對建筑業轉型升級的影響程度。將定性研究與定量研究相結合，有助于較為客觀準確地評價BIM技術對建筑業轉型升級的影響。

對建筑業而言，轉型升級有助于改變發展方式，提高發展水平；對建筑業轉型升級而言，BIM技術是不可或缺的。企業應該積極引進BIM技術的運用，BIM技術在項目全生命周期的運用有利于項目參與各方提升發展水平，提高經濟效益。同時，未來研究也有幾個方面值得深入探討：研究對象是建筑行業和BIM技術相關單位，對于其他行業來說是否適用還有待研究；研究采用問卷調查法，收集到的數據帶有主觀色彩，后期可以通過在企業的實踐中獲取較客觀的數據進行研究。