BIM技術應用效益評價因素分析

摘 要：隨著建筑業不斷發展，BIM技術的應用需求逐漸提高，BIM技術應用價值以及BIM項目評價受到格外的關注。為有力地推動BIM技術的應用和研發，合理地評估BIM技術應用價值，需進行科學、合理的BIM技術應用效益評價因素分析。本文從適用范圍、定量、定性等角度，研究分析了專家預判法、層次分析法、系統動力學三種項目管理評價方法。結合現階段BIM技術效益影響因素研究成果，將客觀、科學的評估方法運用于BIM項目管理，歸納分析出BIM應用效益評價因素，為今后構建科學、有序的BIM應用效益評估系統奠定基礎。

關鍵詞：評估方法；BIM應用；專家預判法；層次分析法；系統動力學

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.117

1 引言

BIM技術是一種集成3D建筑模型信息的技術，它提取有關建筑項目中的結構、設備、場地的幾何形狀、材料屬性、空間位置和其他相關內容的信息，并記錄和整合以形成關于項目的構筑物和環境的完整數據庫。由于項目數據的不斷積累，信息數據庫會得到改進[1]。通過開發的BIM技術管理平臺，可以充分利用項目數據資產，實現每個參與者的協調管理，減少設計和施工失誤，節約成本，提高工程建設質量和經濟效益[2]。

國內BIM技術在2010年左右逐漸出現，越來越多的項目開始應用BIM技術，BIM技術的應用價值得到了很多認可，但是許多企業單位對BIM技術只有感知意識，而對BIM技術應用效益的理解尚不清楚。因此，開展BIM技術經濟效益評價研究是十分有必要。

BIM技術是建筑業新興技術，應用于工程項目管理領域，評價項目的常用方法有決策分析法、專家預判法、層次分析法、模糊綜合評價法、系統動力學等等[4]。這些評價方法有著其特定的適用范圍和特點，但對BIM技術應用價值評價估，并不是每一種方法都能夠全面、客觀地分析出效益的影響因素。因此，本文對專家預判法、層次分析法、系統動力學這三種方法進行科學分析，為BIM應用價值評價因素的確立提供科學判斷和依據。

2 基于專家預判法的影響因素分析

專家預判法，又稱德爾菲法，是一種不確定狀況下的項目決策方法[6]，其適用于條件較少的項目評價體系中，其步驟框圖如圖1所示。

在無任何限制條件下，專家預判法在評估BIM項目效益的過程中對專家意見進行整體性征集和量化研究。評估過程中，專家組各成員互不相識或者互不聯系，產生的意見互不干擾。不斷地征集并修改各類專家意見，讓專家之間的建議和思想進行碰撞交融，最終以量化的形式統一出關于BIM項目應用效益評估結果，并做出BIM技術未來發展模式的分析和預測。

隨著專家預判法不斷地發展，其模式也不斷得到了改進。例如，研究人員在專家預判法的基礎上取消了首輪專家問卷的傳統方式，而采用文獻研究法，結合相關研究文獻，總結技術發展現狀。以文獻研究成果為初始依據，再專家進行專家問卷調查，量化專家意見，進而獲得價值評估指標。

通過改良專家預判法，對專家組的構成進行優化，從而解決了專家預判法效率較低的問題[7]。首先，在專家預判法的基礎上增加頭腦風暴法，以此來征集專家初始意見，這樣大大提高了征集效率。然后，從業主、設計方、施工方、監理方、咨詢方以及政府部門等參與方中選出代表，形成評審專家組。通過研究分析各參與方提出的差異性問題，可得出豐富的調查結果，并該結果更具有真實性。評估BIM項目效益時，利用加入頭腦風暴改良后的專家預判法，可以有效得出主要影響因素的量化指標，還能夠得到專家關于BIM技術研發和應用的寶貴經驗。整理所征集的專家意見和頭腦風暴的研究成果，通過量化計算，得出了項目效益影響因素和量化結果。分析所得研究結果的量化指標，得出項目效益的評價因素，進而評估出BIM項目應用價值。

3 基于層次分析法的影響因素分析

層次分析法（AHP）是一種結合定量與定性的項目決策方法，被研究人員廣泛地用于工程項目評估[5]。它將工程中復雜的問題分解轉化成多層次階梯形結構，層次結構模型如圖2所示。然后，根據項目相關數據和專家評審手段，確定各層次指標的權重。最后，根據每個因素的重要性來進行模擬評估[7]。

建立BIM應用效益影響因素層次結構模型，為建設項目應用BIM技術提供科學的決策依據，并對項目應用BIM技術后進行應用價值的評價分析。結合項目管理目標的五個方面，可將BIM評價模型分為成本、進度、質量、安全和效率等五個因素點。通過層次分析法來比較權重結果，就可以得出了BIM技術應用效益評價模型的五個因素指標的重要程度。

例如，成本層面上，減少設計失誤從而減少工程變更所產生的損失，就節省成本而言，這是最明顯的表現；進度層面上，設計沖突和設計變更的減少以及施工時間的有效縮短都能夠最好地反映縮短施工周期的應用效益；質量層面上，性能夠分析能夠促進對節能夠環保性能夠、施工質量的提高；安全層面上，有效識別工程施工潛在危險因素最能夠反映BIM的應用效益；效率層面上，BIM技術的應用效益更多地體現為各工程數據的實時共享和信息流暢傳遞。

4 基于系統動力學的影響因素分析

系統動力學是一種定性分析和定量模擬結合、系統綜合推理的方法[8]。該方法根據模型結構中各成分互為因果的反饋特點，從系統的內部結構來尋找問題的本質，而不是用外部環境進行系統的行為本質分析。系統動力學模型構建是以因果關系為基礎，定性地描述系統內部兩個變量之間關系。例如，某系統有兩變量A和B，當變量A發生改變時，變量B隨之變化。

因果鏈分為正負兩個極性，反映著系統的結構，當因素變量改變時，相關變量隨之發生變化。因果鏈意味著若因素增加，則結果高于其本應達到的程度；反之亦然。負因果鏈意味著若因素增加，則結果低于其本應達到的程度；反之亦然。

三個或者三個以上的因果關系鏈首尾相聯，形成了環形路——反饋環，分正反饋環和負反饋環。正反饋環發揮著強化作用，A增大引起B增大，進而使C增大，C增大則反饋讓A增大。負反饋環則發揮抑制作用，通過負反饋機制讓系統達到穩定狀態。

考慮BIM技術應用效益評價因素（進度、成本、質量、安全、效率、技術水平等），建立流率基本入樹模型[8]。在該系統動力學模型中，形成進度管理、質量管理、成本管理、安全管理、管理效率以及技術水平這六個因素流位，分別通過輔助變量，計算生成對應的六個流率，利用各累計變量分別控制各流率變量。模型的入樹中進度偏差控制率，衡量著進度管理在工程項目管理過程中計劃進度與實際進度的控制情況，同時受質量管理、成本管理和BIM應用3個流位的控制，進度管理的流率基本入樹模型如圖3所示。由此，進度與質量、成本目標相互協調，以保證項目如期完工、實現預期目標。

通過分析因果鏈模型，可以清楚地看到BIM技術對進度管理、質量管理、成本管理、安全管理以及管理效率各因素之間的因果關系。同時，利用枝向量矩陣反饋環計算方法，得出了BIM技術產生的新增反饋影響，由此觀察系統內部的反饋結構發生的變化以及BIM項目管理本身影響因素。

5 結論

本文分析了項目管理評價方法中實用的三種效益因素分析方法，并結合BIM技術效益評價實際狀況進行分析，得出了以下結論：

（1）專家預判法的研究成果不設任何約束條件，專家意見不存在任何聯系和干擾。在不斷地征詢專家意見中，反復將各專家意見進行碰撞交融，最終得出了BIM項目影響因素的統一的專業意見，并做出符合BIM技術未來發展趨勢的評價。

（2）層次分析法根據專家的主觀判斷確定指標權重，通過人的定性評審和判斷來彌補了數學模型是否符合真實情況的不確定性這一缺陷，通過用數學語言來表達專家的主觀性意見，實現定性到定量的轉換，客觀地做出了BIM技術效益評價結果。

（3）用系統動力學評估BIM技術應用項目時，結合對其效益的定性分析和定量模擬，通過其因果鏈模型和反饋環的直觀反映，分析出BIM應用效益各因素之間的因果關系，從此歸納出BIM項目系統內影響因素對項目管理產生的作用。

參考文獻：

[1]張坤南.基于BIM技術的施工可視化仿真應用研究[D].青島理工大學，2015.

[2]湯博文，郭文波.建筑BIM技術的現狀和發展[J].門窗，2016（07）：112.

[3]吳蔚.BIM效益評價方法及應用研究[D].華中科技大學，2014.

[4]袁斯煌.業主驅動的BIM應用效益評價研究[D].重慶大學，2016.

[5]胡帆，袁蓓.信息系統評價方法的研究與改進[J].科技創新與應用，2015（21）：45.

[6]張子隆.德爾菲法在房地產可行性研究決策應用中的分析[D].山東大學，2016.

[7]黃洪金.層次分析和模糊綜合評價方法在公共政策評價中的應用研究[D].華中師范大學，2014.

[8]邊蘭蘭.系統動力學結構模型建模方法研究與應用[D].南昌大學，2010.

作者簡介：項江繁（1973-），男，上海人，本科，助理工程師，經濟師，主要從事城市建設管理方面工作。