BIM技术应用效益评价因素分析

摘 要：随着建筑业不断发展，BIM技术的应用需求逐渐提高，BIM技术应用价值以及BIM项目评价受到格外的关注。为有力地推动BIM技术的应用和研发，合理地评估BIM技术应用价值，需进行科学、合理的BIM技术应用效益评价因素分析。本文从适用范围、定量、定性等角度，研究分析了专家预判法、层次分析法、系统动力学三种项目管理评价方法。结合现阶段BIM技术效益影响因素研究成果，将客观、科学的评估方法运用于BIM项目管理，归纳分析出BIM应用效益评价因素，为今后构建科学、有序的BIM应用效益评估系统奠定基础。

关键词：评估方法；BIM应用；专家预判法；层次分析法；系统动力学

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

1 引言

BIM技术是一种集成3D建筑模型信息的技术，它提取有关建筑项目中的结构、设备、场地的几何形状、材料属性、空间位置和其他相关内容的信息，并记录和整合以形成关于项目的构筑物和环境的完整数据库。由于项目数据的不断积累，信息数据库会得到改进[1]。通过开发的BIM技术管理平台，可以充分利用项目数据资产，实现每个参与者的协调管理，减少设计和施工失误，节约成本，提高工程建设质量和经济效益[2]。

国内BIM技术在2010年左右逐渐出现，越来越多的项目开始应用BIM技术，BIM技术的应用价值得到了很多认可，但是许多企业单位对BIM技术只有感知意识，而对BIM技术应用效益的理解尚不清楚。因此，开展BIM技术经济效益评价研究是十分有必要。

BIM技术是建筑业新兴技术，应用于工程项目管理领域，评价项目的常用方法有决策分析法、专家预判法、层次分析法、模糊综合评价法、系统动力学等等[4]。这些评价方法有着其特定的适用范围和特点，但对BIM技术应用价值评价估，并不是每一种方法都能够全面、客观地分析出效益的影响因素。因此，本文对专家预判法、层次分析法、系统动力学这三种方法进行科学分析，为BIM应用价值评价因素的确立提供科学判断和依据。

2 基于专家预判法的影响因素分析

专家预判法，又称德尔菲法，是一种不确定状况下的项目决策方法[6]，其适用于条件较少的项目评价体系中，其步骤框图如图1所示。

在无任何限制条件下，专家预判法在评估BIM项目效益的过程中对专家意见进行整体性征集和量化研究。评估过程中，专家组各成员互不相识或者互不联系，产生的意见互不干扰。不断地征集并修改各类专家意见，让专家之间的建议和思想进行碰撞交融，最终以量化的形式统一出关于BIM项目应用效益评估结果，并做出BIM技术未来发展模式的分析和预测。

随着专家预判法不断地发展，其模式也不断得到了改进。例如，研究人员在专家预判法的基础上取消了首轮专家问卷的传统方式，而采用文献研究法，结合相关研究文献，总结技术发展现状。以文献研究成果为初始依据，再专家进行专家问卷调查，量化专家意见，进而获得价值评估指标。

通过改良专家预判法，对专家组的构成进行优化，从而解决了专家预判法效率较低的问题[7]。首先，在专家预判法的基础上增加头脑风暴法，以此来征集专家初始意见，这样大大提高了征集效率。然后，从业主、设计方、施工方、监理方、咨询方以及政府部门等参与方中选出代表，形成评审专家组。通过研究分析各参与方提出的差异性问题，可得出丰富的调查结果，并该结果更具有真实性。评估BIM项目效益时，利用加入头脑风暴改良后的专家预判法，可以有效得出主要影响因素的量化指标，还能够得到专家关于BIM技术研发和应用的宝贵经验。整理所征集的专家意见和头脑风暴的研究成果，通过量化计算，得出了项目效益影响因素和量化结果。分析所得研究结果的量化指标，得出项目效益的评价因素，进而评估出BIM项目应用价值。

3 基于层次分析法的影响因素分析

层次分析法（AHP）是一种结合定量与定性的项目决策方法，被研究人员广泛地用于工程项目评估[5]。它将工程中复杂的问题分解转化成多层次阶梯形结构，层次结构模型如图2所示。然后，根据项目相关数据和专家评审手段，确定各层次指标的权重。最后，根据每个因素的重要性来进行模拟评估[7]。

建立BIM应用效益影响因素层次结构模型，为建设项目应用BIM技术提供科学的决策依据，并对项目应用BIM技术后进行应用价值的评价分析。结合项目管理目标的五个方面，可将BIM评价模型分为成本、进度、质量、安全和效率等五个因素点。通过层次分析法来比较权重结果，就可以得出了BIM技术应用效益评价模型的五个因素指标的重要程度。

例如，成本层面上，减少设计失误从而减少工程变更所产生的损失，就节省成本而言，这是最明显的表现；进度层面上，设计冲突和设计变更的减少以及施工时间的有效缩短都能够最好地反映缩短施工周期的应用效益；质量层面上，性能够分析能够促進对节能够环保性能够、施工质量的提高；安全层面上，有效识别工程施工潜在危险因素最能够反映BIM的应用效益；效率层面上，BIM技术的应用效益更多地体现为各工程数据的实时共享和信息流畅传递。

4 基于系统动力学的影响因素分析

系统动力学是一种定性分析和定量模拟结合、系统综合推理的方法[8]。该方法根据模型结构中各成分互为因果的反馈特点，从系统的内部结构来寻找问题的本质，而不是用外部环境进行系统的行为本质分析。系统动力学模型构建是以因果关系为基础，定性地描述系统内部两个变量之间关系。例如，某系统有两变量A和B，当变量A发生改变时，变量B随之变化。

因果链分为正负两个极性，反映着系统的结构，当因素变量改变时，相关变量随之发生变化。因果链意味着若因素增加，则结果高于其本应达到的程度；反之亦然。负因果链意味着若因素增加，则结果低于其本应达到的程度；反之亦然。

三个或者三个以上的因果关系链首尾相联，形成了环形路——反馈环，分正反馈环和负反馈环。正反馈环发挥着强化作用，A增大引起B增大，进而使C增大，C增大则反馈让A增大。负反馈环则发挥抑制作用，通过负反馈机制让系统达到稳定状态。

考虑BIM技术应用效益评价因素（进度、成本、质量、安全、效率、技术水平等），建立流率基本入树模型[8]。在该系统动力学模型中，形成进度管理、质量管理、成本管理、安全管理、管理效率以及技术水平这六个因素流位，分别通过辅助变量，计算生成对应的六个流率，利用各累计变量分别控制各流率变量。模型的入树中进度偏差控制率，衡量着进度管理在工程项目管理过程中计划进度与实际进度的控制情况，同时受质量管理、成本管理和BIM应用3个流位的控制，进度管理的流率基本入树模型如图3所示。由此，进度与质量、成本目标相互协调，以保证项目如期完工、实现预期目标。

通过分析因果链模型，可以清楚地看到BIM技术对进度管理、质量管理、成本管理、安全管理以及管理效率各因素之间的因果关系。同时，利用枝向量矩阵反馈环计算方法，得出了BIM技术产生的新增反馈影响，由此观察系统内部的反馈结构发生的变化以及BIM项目管理本身影响因素。

5 结论

本文分析了项目管理评价方法中实用的三种效益因素分析方法，并结合BIM技术效益评价实际状况进行分析，得出了以下结论：

（1）专家预判法的研究成果不设任何约束条件，专家意见不存在任何联系和干扰。在不断地征询专家意见中，反复将各专家意见进行碰撞交融，最终得出了BIM项目影响因素的统一的专业意见，并做出符合BIM技术未来发展趋势的评价。

（2）层次分析法根据专家的主观判断确定指标权重，通过人的定性评审和判断来弥补了数学模型是否符合真实情况的不确定性这一缺陷，通过用数学语言来表达专家的主观性意见，实现定性到定量的转换，客观地做出了BIM技术效益评价结果。

（3）用系统动力学评估BIM技术应用项目时，结合对其效益的定性分析和定量模拟，通过其因果链模型和反馈环的直观反映，分析出BIM应用效益各因素之间的因果关系，从此归纳出BIM项目系统内影响因素对项目管理产生的作用。

参考文献：

[1]張坤南.基于BIM技术的施工可视化仿真应用研究[D].青岛理工大学，2015.

[2]汤博文，郭文波.建筑BIM技术的现状和发展[J].门窗，2016（07）：112.

[3]吴蔚.BIM效益评价方法及应用研究[D].华中科技大学，2014.

[4]袁斯煌.业主驱动的BIM应用效益评价研究[D].重庆大学，2016.

[5]胡帆，袁蓓.信息系统评价方法的研究与改进[J].科技创新与应用，2015（21）：45.

[6]张子隆.德尔菲法在房地产可行性研究决策应用中的分析[D].山东大学，2016.

[7]黄洪金.层次分析和模糊综合评价方法在公共政策评价中的应用研究[D].华中师范大学，2014.

[8]边兰兰.系统动力学结构模型建模方法研究与应用[D].南昌大学，2010.

作者简介：项江繁（1973-），男，上海人，本科，助理工程师，经济师，主要从事城市建设管理方面工作。