基于BIM的公共工程综合价值集成管理模式

佘健俊， 陆树启

(南京工业大学 土木工程学院， 江苏 南京 211816)

改革开放后，伴随着经济和社会的快速发展，我国加大了对公共基础设施建设和公共事务管理的资金投入。然而目前全国各地却存在着大量的烂尾楼和“建筑短命”现象，尤其是一些关系国计民生的大型公共工程的“短命”既是对社会资源和能源的浪费，也加大了日益严重的环境污染，与我国可持续发展战略背道而驰。这些工程并非全因为质量问题，而是在立项决策和设计、施工时没有考虑工程利益相关者的价值需求且利益相关者之间价值需求沟通不畅，不能及时有效地将各方价值需求集成于公共工程全寿命周期中，做不到项目各方满意，工程最终无法体现其真正价值。因此对公共工程综合价值集成管理问题展开研究显得愈加重要。

集成管理强调集成主体有意识、有选择地对特定要素进行集成，使之成为一个整体，以便充分发挥各集成要素的优势，达到整合优化和整体增效的目的。Tu Xiaojing等[1]提出信息化技术与手段的应用是工程集成管理信息系统的设计核心，在全过程中进行信息的共享、协调和优化，来实现工程总目标。Eastman[2]指出运用 BIM 将成本、工期等其他管理要素进行集成，来对工程项目的成本、质量等进行实时跟踪与管控。刘尔烈等[3]提出网状项目组织结构与集成信息系统是实现工程项目集成化管理两大重要基础。潘怡冰等[4]通过分析大型项目群的特点、结构和管理风险，构建了基于BIM(Building Information Modeling)的大型项目群全生命周期管理的信息集成模型。基于以上研究现状，笔者综合应用集成理论、IPD(Integrated Project Delivery)理论、BIM技术对公共工程综合价值要素以及集成管理进行研究，针对公共工程全寿命期各个阶段的价值主体价值需求要素进行分析，将BIM技术、IPD模式、集成理论与工程价值理论相结合，提出一种公共工程综合价值集成的管理模式。

1 基于BIM的IPD模式内涵

1.1 IPD模式内涵

1.1.1IPD内涵

IPD简称项目集成交付，美国建筑师学会(American Institute of Architects，AIA) 2007 年将其定义为: “一种项目交付方式，即把项目中的人力资源、实践经验、业务结构与系统等因素集中整合，所有参与者通过有效协作在项目全寿命周期内优化完善项目，从而减少浪费、提高效率，使各方利益相关者的利益需求均衡，达到增加项目价值的目的”[5]。IPD的核心优势是有效的合作、公开的信息共享渠道、风险共同分担与利益合理分配[5]。

合作是IPD的核心理念，将公共工程的所有关键利益相关者组建成一个高效协作和集成的项目团队，团队成员协同合作进行决策，并获取最优的设计、施工方案以及运营使用策划，满足项目各利益相关者对工程功能和使用价值等需求，以此取得利益最大化[6]。各方合作关系的基础以及保障 IPD项目整体利益最大化的是IPD合同，工程主要相关方通过SPE(Single Purpose Entity)建立一个风险分担和利益共享的整体[7]，SPE是实现特定目标而建立的正式临时性组织(SPE公司)，其组织结构如下图1所示。

图1 SPE下的IPD组织结构

1.1.2IPD模式与传统项目交付方式比较

传统项目交付模式下参与者之间信任缺失，相互隔离且缺乏沟通，容易造成后期设计变更、工期延误等问题，影响工程项目最终目标的实现。IPD模式相对于传统项目交付方式在许多方面有突出的特征优势，如表1所示。

表1 IPD模式与传统项目交付方式对比分析

1.1.3IPD模式特征

通过将IPD模式与传统项目交付方式进行比较分析，发现IPD模式主要有以下几个主要特征：

(1)更加紧密的合同关系

IPD合同形式是关系型合同，强调各方之间是诚实互信与协同合作的关系，形成一个共享渠道、共担风险、共享收益与协同合作的一体化团队，共同完成项目目标。

(2)参与者早期介入项目

工程各利益相关者在工程的前期阶段就参与到项目中，这不仅可以尽早发挥各参与者的知识、经验等，提高工程施工效率，而且可以促进各参与者之间的联系和协同合作，利于减少工程实施中的工程变更。

(3)以项目整体利益为共同目标

相比较于传统项目交互方式各参与者基于成本考虑而追求自身利益最大化，IPD模式各参与者则是以项目整体利益为共同目标，个人所得以项目成功为前提，从工程项目价值角度出发做出决策。

(4)需要前沿的先进技术支持

IPD 模式的优势发挥需要先进的协同技术，开放式的数据交互(BIM)可对 IPD 模式多方协同合作提供有力支持，各参与方通过及时便捷的交流合作、共享信息知识资源，使得各利益方能够更好地对工程全过程进行控制和管理。

1.2 基于BIM的IPD模式

为更好的将IPD应用于工程项目中，需借助BIM信息共享平台。IPD 模式下基于 BIM 技术的合作平台能够整合信息流、工作流、价值流，使IPD的精益建造理念得以真正落实[8]。IPD与BIM形成优势互补，IPD团队通过BIM实现并行工作，在工程全寿命周期内利用 BIM 围绕共同的目标相互合作，如图2所示。

图2 基于BIM的IPD模式

IPD团队由诉求主体和实现主体两部分组成，IPD专属合同确保各方为共同目标协同协作、各尽其责，也更好的为BIM应用提供支持。前期将IPD团队各方的信息进行整合集成，建立信息模型，各参与者通过BIM协同平台进行信息共享与交流，再利用BIM功能模块实现工程全过程集成管理，对信息处理后及时通过BIM系统进行反馈，实现信息获取、积聚、传输、运用、交流与共享实现的循环，减少或消灭工程在前期决策和建设中的工程变更等不确定性因素，确保平台数据的共享性、动态性和时效性，以顺利完成共同项目目标。

2 基于利益相关者理论的公共工程价值需求要素分析

2.1 公共工程核心价值理论

价值理论最早源于英国古典政治经济学，进而发展有劳动价值论、哲学价值论、价值工程论和生产要素论。马克思认为“价值的概念源于人们对待满足他们需要的外界物的关系”，即物的有用性使物成为使用价值[9]。只有物能够满足人们的需要才能成为有价值之物。孙伟平[10]指出价值不是人和对象、主体和客体任何一方的实体和属性，而是人和对象、主体和客体之间的一种特定关系，即客体和主体需要之间的关系。李德顺等[11]认为价值更多体现的是客体对于主体所具有的意义，也就是客体对主体的作用、效用。一个事物是否有价值，就是视其能否满足人的某种需要。陈斌[12]认为价值应是包含哲学、经济学、法学、自然学和科学技术等领域多维视角下的价值。

工程价值研究即将价值理论与建设工程领域相结合，工程价值是工程实践的产物，工程实践所介入的领域不同，工程目的即满足主体需要的不同，就会产生不同的工程价值，如工程的经济价值、工程的政治价值、工程的生态价值、工程的军事价值、工程的社会价值以及工程的人学价值等[13]。Neap等[14]认为项目价值是在工程实施过程中和结束以后给各利益相关者带来的良好效益，或者说是项目给组织及与项目有关系的人的好处。Shenhar等[15]认为一个项目主要是为了满足客户的需求而发起，其价值将在项目真正被客户使用时得以实现，相应地，客户满意度也会得到提升。殷瑞钰等[16]提出任何工程都涉及价值问题，没有无价值的工程。工程价值就是通过工程活动创造出来的一种特殊价值，它反映了工程活动及其成果究竟在何种程度上满足了人类的需要。王玻等[17]认为公共项目需要把各利益主体的价值因素加以考虑，只有对各种利益主体利益兼顾与均衡，实现其价值，才有利于公共项目长期价值的创造和促进公共项目的持续健康发展。尹贻林等[18]强调公共项目的价值体现的是该项目所有利益相关者的共同价值，而不能仅仅由政府或者少数几个利益集团决定。

基于以上讨论，本文认为公共工程的核心价值可以理解为“以公平为前提，以最合理的资源配置有效地实现公共工程核心利益相关者的价值需求”。

2.2 基于利益相关者理论的公共工程价值需求要素

为最终实现公共工程的核心价值，在工程决策阶段就要考虑全寿命期各个阶段的价值主体需求要素。公共工程价值体现的是各利益相关者的共有价值，公共工程本身参与者众多，且各个阶段的价值主体略有不同，需要对各阶段核心价值主体进行界定。本文在文献综述和问卷调查的基础上识别出各阶段的价值主体。

分析各阶段价值主体的价值需求要素，利于构建IPD模式下基于BIM的公共工程综合价值集成管理模型，使全寿命期的价值要素前向集成，应用于工程前期并贯穿工程建设全过程，以此提高协同效率，使最终的工程能够满足各利益者的价值需求。公共工程各阶段的价值主体与价值需求要素见表2。

表2 公共工程全寿命期利益相关者价值需求要素一览

由表2可看出，公共工程在工程寿命期不同阶段都有众多利益相关者，且各阶段价值需求信息量大，各阶段利益相关者对公共工程的价值需求也存在差异。因此需采取有效的集成管理模式将各利益相关者围绕自身展开的价值诉求进行集成，动态贯穿工程始末，各方也不断进行沟通协调和反馈，以期在公平的前提下，以最合理的资源配置有效实现公共项目核心利益相关者的价值需求，最终实现公共工程的价值。

3 基于BIM的公共工程综合价值集成管理模式构建

3.1 基于BIM的公共工程综合价值集成管理模型构建

本文应用IPD模式，构建了基于BIM的公共工程综合价值集成管理模式(图3)，该模型将公共工程的关键利益相关者组建成一个高效协作和集成的项目团队，该项目团队以BIM作为信息交互平台进行价值信息沟通集成，在公共工程全寿命周期围绕共同的价值目标进行密切合作，具体流程如下：

图3 IPD模式下基于BIM的公共工程综合价值集成管理模型

3.1.1公共工程利益相关者识别

因公共工程本身特点，其涉及的利益相关者众多，且工程寿命期各阶段所涉及的利益相关者也不同，因此需要准确全面进行公共工程利益相关者识别。对利益相关者的识别可从主动性、重要性和紧急性三个维度来识别出公共工程全寿命期中的所有核心利益相关者，为更全面地进行价值分析以及价值信息沟通奠定基础。

3.1.2IPD团队的组建

基于IPD模式的协同机制，公共工程的所有关键利益相关者通过SPE组建成一个高效协作和集成、共担风险和共享收益的项目团队，确保各利益方介入工程，同时基于BIM平台使各利益方之间以及与工程之间界面消失，能够更加及时畅通地将各利益相关者的价值需求集成到公共工程全寿命周期中。

3.1.3公共工程全寿命期价值需求信息

事先分析各利益相关者在工程决策、设计、施工以及运营使用全周期内的价值需求，有利于公共工程更加全面地进行决策。同时规范的信息也利于各方基于BIM平台进行沟通协作，将各方价值需求要素集成到公共工程建设中，在工程建设前期便考虑全寿命期的价值要素，实现后期价值信息前向集成为后期建设服务的目的。

3.1.4基于BIM的公共工程综合价值集成管理

公共工程利益相关者将在工程的决策阶段、实施阶段和运营阶段产生的对公共工程的价值需求要素输入到BIM信息协同系统，各方通过BIM数据模型可以进行全过程的实时跟进，对公共工程进行价值诉求和实现，同时结合实际情况进行协调和反馈，以达到各利益相关者的需求均衡，解决价值需求沟通不对称、传递不及时以及沟通不畅等问题。各方价值需求信息集成到建筑物的数字化模型中，再利用BIM的虚拟建造功能进行施工模拟；将各利益方对工程建设的需求进行事先模拟可以减少或消灭工程在前期决策和建设中的工程变更等不确定性因素，从项目长远的可持续发展角度对项目设计、建造等过程进行控制和管理。

3.2 基于BIM的公共工程综合价值集成管理模型实施过程中的关键模块

3.2.1基于信任的IPD合同构建

合作是IPD的核心理念，合作是建立在信任的基础之上，IPD模式下的信任缺失会严重影响各参与主体之间的协作与信息共享。目前以SPE为基础的合同体系对于协调各方之间的关系及促进IPD团队信任仍存在挑战。因此，合同内容一方面要对各方责任进行清晰地划分(包括全寿命期可能出现的事故和意外情况)，避免推卸责任；另一方面，IPD模式要对项目各参与方采取一定的激励措施。

3.2.2BIM信息协同系统管理

公共工程在全寿命期中涉及众多关键利益相关者，价值需求信息要素数量庞大且内容复杂，如何及时有效地将价值要素集成到公共工程建设全过程中愈加重要。BIM 信息协同系统以 BIM 模型作为各利益相关者交流和沟通的载体，通过此系统，将各阶段的利益相关者价值需求信息模型有效集成，进行信息数据的交换传递、存储和应用，实现公共工程价值需求信息的共享和集成。

3.2.3BIM信息数据库的建立

BIM 数据模型主要为公共工程全寿命期的利益相关者价值需求要素进行系统分析、归纳、整理和存储，方便进行数据的传送与提取；构建强大的数据库，可以让IPD项目团队在公共工程的各个阶段进行信息的交换与传递，同时利益相关者可以将各自的价值需求要素输入到BIM信息模型，为全过程价值集成管理服务。

3.3 基于BIM的公共工程综合价值集成管理实施机理

在公共工程的各个阶段，IPD团队各方可在 BIM 中插入、提取、更新和修改价值需求信息，实现工程各阶段、IPD各方间的价值要素共享与交流。在前期，IPD团队将自身的价值需求上传到信息平台，由专门的平台管理员进行信息归类编码处理，然后存储到BIM数据库中，方便各参与方提取、完善和使用。将BIM数据库中价值要素进行整合，建立BIM数据模型，为IPD团队提供各自需要的模型信息，数据模型对接不同的功能模块，方便各参与者对从数据模型中获取的信息进行碰撞模拟和分析应用，并将获取应用信息进行反馈和共享。平台管理模块负责对信息进行甄别和权限内处理，权限外上报决策层后处理；信息集成模块对接IPD团队各参与者，方便其进行数据存储与访问以及通过BIM 模型功能模块对公共工程进行全过程价值管理。其运作方式如图4所示：

图4 基于BIM的公共工程综合价值集成管理运作方式

基于BIM的IPD模式能促进与工程相关的所有要素信息的交流与共享，有利于在建造中将所有利益相关者的利益需求考虑进去，使工程能够体现所有利益相关者核心价值需求，各方处于共担风险和共享利益的机制，最终工程建设能够让各方利益相关者满意，避免诸如公共工程建成后没有实质性运营，造成浪费而导致项目最终的失败。

4 结 语

公共工程因利益相关者众多以及利益复杂的特点，要求其建设应秉持以工程价值问题为核心的工程思维方式。本文从公共工程利益相关者角度出发结合IPD模式理念和BIM技术，在分析公共工程全寿命期价值要素基础上，提出了IPD模式下基于BIM的公共工程综合价值集成管理模型，该模式可以有效实现工程信息传递与共享，确保所有关键利益相关者介入工程，在全寿命期内协同合作；同时在工程建设前期便考虑全寿命期的价值要素，实现后期价值要素前向集成为建设全过程服务的目的，使最终的工程能够满足公共工程核心利益相关者的价值需求，从而实现公共工程核心价值。由于目前我国IPD模式实际应用较少且合同体系还不健全，如何促进IPD团队信任并使各方间的价值需求均衡，未来仍需要重点研究。

[1] Tu Xiaojing, Feng Weimin. Integrated management of construction project based on knowledge base[J]. Advanced Materials Research, 2011, 243-249: 6288-6291

[2] Eastman C, Teicholz P, Sacks R, et al. BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors[M]. Hoboken: Wiley, 2011.

[3] 刘尔烈, 蔡耿谦. 工程项目集成化管理[J]. 港工技术, 2001, (4): 19-21.

[4] 潘怡冰, 陆 鑫, 黄 晴. 基于BIM的大型项目群信息集成管理研究[J]. 建筑经济, 2012, (3): 41-43.

[5] AIA. Integrated Project Delivery: A Guide[M]. USA: American Institute of Architects, 2007.

[6] 张连营, 赵 旭. 工程项目IPD模式及其应用障碍[J]. 项目管理技术, 2011, 9(1): 13-18.

[7] 徐友全, 孔媛媛. IPD 模式的国内研究现状及展望[J]. 工程管理学报, 2016, 30(5): 12-17.

[8] 包剑剑, 苏振民, 王先华. IPD模式下基于BIM的精益建造实施研究[J]. 科技管理研究, 2013, 33(3): 219-223.

[9] 中共中央马克思恩格斯列宁斯大林著作编译局. 马克思恩格斯选集(1-4卷)[M]. 北京: 人民出版社, 1995.

[10] 孙伟平. 价值定义略论[J]. 湖南师范大学社会科学学报, 1997, 26(4): 8-13.

[11] 李德顺, 马俊峰. 价值论原理[M]. 西安: 陕西人民出版社, 2002.

[12] 陈 斌. 多维视角下的价值探略——价值的系统分析[J]. 湖北经济学院学报(人文社会科学版), 2007, 4(3): 15-16.

[13] 张秀华. 工程价值及其评价[J]. 哲学动态, 2006, (12): 42-47.

[14] Neap H S, Celik T. Value of a product: A definition[J]. International Journal of Value-Based Management, 1999, 12(2): 181-191.

[15] Shenhar A J, Levy O, Dvir D. Mapping the dimensions of project success[J]. Project Management Journal, 1997, 28(2): 5-13.

[16] 殷瑞钰, 汪应洛, 李伯聪, 等. 工程哲学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2007.

[17] 王 玻, 朱喜旺. 面向多元利益主体的公共项目价值模型研究[J]. 华东经济管理, 2011, 25(2): 137-141.

[18] 尹贻林, 胡 杰. 基于利益相关者核心价值分析的公共项目成功标准研究[J]. 中国软科学, 2006, (5): 149-155.