BIM应用中业主与设计方利益分配博弈分析

宋家仁

摘要：在建筑市场中，建设工程交易双方的利益分配研究对于BIM技术实施与改进具有重要意义。本文首先系统分析设计阶段的BIM应用基本构成及其给业主与设计方各自带来的效益及其相互关系，运用合作博弈理论建立业主和设计方的利益分配模型，并进行算例分析，最后提出相关建议，以期为BIM理论研究提供一种新的研究思路。

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.

关键词：BIM；BIM应用；利益分配；博弈

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

中图分类号：TU712 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）06-0042-03

0 引言

信息化是建筑产业现代化的主要特征之一，BIM应用作为建筑业信息化的重要组成部分，必将极大地促进建筑领域生产方式的变革。2015年6月16日，住建部发布《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》，旨在引导和推动建设工程BIM技术应用，为各参建单位提出指导意见。英国BIM Task Group（2012）也制订了一系列基于BIM的官方软着陆政策（The Government Soft Landings），鼓励甲方提出明确的设计指标和要求，鼓励甲、乙双方在设计过程中紧密合作等[1]。王广斌等（2009）通过对北美和欧洲21个使用BIM技术的建设项目在施工前各阶段应用过程中项目各利益相关者的受益情况进行调研，结果分析显示：业主和设计方受益程度最大，且明显高于其他参与方[2]。

在BIM实施过程中，业主与设计方的利益分配是一个关键问题，对于双方持续稳定的合作起着决定作用。基于经济学的公平原则，BIM应用利益分配的激励主体应是受益主体，本文拟运用合作博弈理论研究BIM应用中业主与设计方的利益分配问题。这种为了利益的合作，是非对抗性的，确定合理分配这些利益的最佳方案是促成合作的先决条件。

1 BIM应用效益识别及分析

本文所涉及的设计阶段，包含方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段，基本应用包括场地分析、建筑性能模拟分析、各专业模型构建、冲突检测及三维管线综合、净空优化等。利用BIM技术的3D可视化设计和各种功能、性能模拟分析，有利于建设、设计和施工等单位沟通，优化方案，减少设计错误，提高建筑性能和设计质量[3]。

1.1 业主方BIM应用效益

在设计阶段BIM技术的应用，业主得到了更好的交付内容，其受益体现如下：

①通过设计阶段BIM三维模型展示与漫游体验，提前预演预知建筑概况，有效发现问题，改进设计图纸，实现设计图纸的可建造性，从而更好的提升建筑质量。

②通过设计阶段的多专业协同设计，有效解决项目管线优化排布、净空优化等工作，避免错、漏、碰、缺发生，提高设计可靠性，大大减少设计变更，避免工程返工，节约项目工期，有利于业主节省造价，加强业主对项目的可控度。

③BIM是三维可视化的，集成了建筑物所有物理信息和功能信息。通过精确的可视化可以使得业主更好地理解设计意图，提高对方案的把控能力，减少方案变更，缩短工期。

④通过BIM交流平台的建立，改善业主和设计方的沟通效率，降低大量不必要的交易成本。

1.2 设计方BIM应用效益

设计方作为BIM应用受益更直接的一方，其受益体现如下：

①通过BIM模型的自动化功能和冲突检查功能，减少数据分析和统计工作，提高设计分析速度；参数化建模技术实现一处修改，相关联内容智能變更，极大减少工程师工作量，节约时间。

②通过BIM模型的传递及其可视化特点，有利于施工阶段业主、设计和施工等单位的沟通，节省设计变更带来的修正成本。

③通过BIM多专业协同设计建模，提升设计人员的专业素质与团队协作能力，极大提高工作效率。

④通过BIM的持续应用与改进，有利于投标时展示公司技术实力，提高中标率；维持既有客户及拓展新客户，拓展公司知名度，获得规模经济效益。

1.3 业主和设计方效益实现的一致性

从以上分析可知，业主方和设计方的受益是在本质上是一致的，具体表现在：BIM在提高设计质量及可靠性、提高设计速度、改善设计生产环境的同时也会降低项目的建设成本、提高项目的建设速度和质量、提高业主满意度[2]。

如果双方选择的最优策略是合作，那么意味着合作会降低交易成本，加快信息流通，增加总体收益。此时接下来就是如何确定利益分配以达成合作。

2 模型建立及求解

在建筑工程實际中，业主和设计方在项目中的分工不同，双方的工作内容与强度也不一样，导致其地位往往并不平等，他们的利益分配应是通过多次的讨价还价而确定，从而本文将采用谈判理论模拟业主和设计方的利益分配过程。

合作博弈分为两类：Nash研究的讨价还价博弈和联盟博弈[4]。所谓讨价还价，又称谈判（Bargaining），是指双方或者多方关于可能达成合作的条件的协商。在处理谈判进行规范化的建模上，省略描述具体的谈判过程与环境，而集中探讨谈判后的各类可能结局。结局分实物结局和效用结局。本文研究采用效用结局，也即是结局中谈判双方各自获得的效用（满足程度），记为u=（u1，u2）。规范化谈判由两个部分组成：可行集与冲突点。其中用F表示可行集，即谈判的所有可能结局的集合；用c表示冲突点，即如果谈判双方不能达成一致，不能产生协议约定而出现的一种谈判结局。

图1描述了双人谈判局势，可行集F为由曲线围住的区域，其中有一点为冲突点c=（c1，c2），协商集G为曲线abde。横轴为业主在谈判中获得的利益u1，纵轴为设计方获得的利益u2。根据纳什谈判唯一性定理，谈判唯一理性解u=（u1，u2）应满足（u1，u2）∈F（在可行集中），u1≥c1，u2≥c2（不劣于冲突点），且使（u1-c1）（u2-c2）乘积最大（即唯一理性解为协商集与冲突点为原点的双曲线的切点A上，如图2所示）。

3.4 结果分析

通过以上分析发现，业主和设计方的收益均比不合作博弈解有所增加。而且引入威胁策略后，比较纳什谈判解（5.6，5.1）和威胁谈判解（6.54，4.87），表明业主的收益有所增加（增量为0.94），设计方的收益有所减小（差量为0.23），其模拟结果更加贴合工程实际。但是纳什谈判解与威胁谈判解都是优超于非合作博弈解（2.8，4.4）。

4 提升建议

基于模型分析可知，引入威胁策略后，设计方的收益相比纳什谈判解的收益有所降低，势必降低设计方的工作积极性。同时考虑到设计阶段承载大部分项目数据及信息的BIM模型传递到施工阶段乃至运营阶段给业主带来的巨大效益，由此，为了更好的推动BIM应用及双方合作，本文拟提出如下建议：工程建设中方业主在与设计方进行合作时，应建立关系合同的理念，建议业主在拟定合同时，明确约定增加将更大的利益分配给设计方等条款。关系合同提倡合同各方的权利与义务处于一种开放式的修正状态，在一个具有一定灵活性的总体框架下运作[7]。这样一种动态的激励机制也可以更好地提高设计方的努力投入以及应用BIM技术的积极性，有利于BIM技术的持续改进，有利于实现双方合作共赢以及建筑业的可持续发展。

5 结语

本文分析了建筑工程BIM应用业主和设计方的效益及相互关系，得出合作是双方的最优选择。运用合作博弈理论初步研究了双方合作后的利益分配问题，建立了利益分配模型，并进行算例分析，最后对BIM应用提出了有针对性的提升建议。这种方法不仅理论上可行，而且对BIM应用实践也有着很好的指导意义。本文只局限于业主与设计方的二人合作博弈，进一步的深入研究可以拓展到更为复杂的多个利益相关者之间的合作博弈，从而为市场主体投资决策和实施方案拟定提供参考。

参考文献：

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

[2]王广斌，等.建设项目施工前各阶段BIM应用方受益情况研究[J].山东建筑大学学报，2009（05）：438-442，459.

[3]上海市城乡建设和管理委员会.上海市建筑信息模型技术应用指南（2015版）[J].上海建材，2015（04）：1-11.

[4]侯定丕.博弈论导论[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2004.

[5]李美娟.基于BIM的建设工程施工合同计价模式研究[D].重庆：重庆大学，2014.

[6]谢识予.经济博弈论[M].上海：复旦大学出版社，2002.

[7]申玲，张俊杰.基于交易费用分析的DBB模式标段划分及合同激励[J].建筑经济，2008（04）：114-116.