市政工程建筑信息模型采纳意愿影响因素研究

张 晨

(天津大学管理与经济学部,天津 300072)

市政工程即城市建设中的各种公共交通设施以及给水、排水、燃气、防洪等基础设施建设[1-2],是加快城市发展与提高人民生活水平不可缺少的物质基础。在市政工程中,能够帮助居民与货物进行安全有效流通的交通基础设施可被视为国家经济与社会发展的支柱[3]。市政交通工程的施工复杂程度较高,施工过程中的不确定性因素与干扰较多,施工目标较高、施工精度要求严格,因此市政交通工程的施工与管理过程具有一定难度。传统的管理模式难以高效地完成大量进度信息的传递,且占用了管理人员大量精力,可能影响项目管理的效率与效果[4]。因此,无论从中国市政工程急需加大建设力度的前提出发,或从提高市政交通工程管理效率的前提出发,在我国市政工程的现代化建设中,都急需先进的理论和方法对项目进行高效管理。

在此背景下,建筑信息模型(BIM,building information modeling)可作为一种先进的技术手段对大型市政交通工程进行高效管理,以优化项目的施工过程,改善施工效果,提高施工效率。根据Lott+Barber Architects公司的研究,通过将设计流程中使用不同软件时不同阶段所花费的时间进行比较,发现使用BIM软件时在所有的主要设计流程阶段都获得了生产力的极大提升。

然而在国内,BIM技术在设计和施工过程中的采用,尤其是在市政交通工程中的应用可能还不是很成熟[5],且其应用范围十分有限。由于市政项目的建筑性质特殊、参与方众多等原因,其BIM技术的采纳水平仍然较低。因此,提高BIM技术在市政交通工程中的采纳率,充分发挥BIM技术在交通基础设施建设方面的潜力十分重要。

通过对现有文献的整理与分析可以看出,现有的研究虽然集中于将各种信息技术接纳理论模型与影响客户最终采纳信息技术的意图因素相联系,但仍需要一种超越现有采纳模型的更全面的观点。更具体地说,个人信任以及解决特定需求的新技术的相关性可能会对最终客户的采用行为产生重要影响。为了弥合这一差距,可将整合型技术接受模式(UTAUT,unified theory of acceptance and use of technology)、技术任务适配(TTF,task-technology fit)模型以及初始信任模型(ITM,initial trust model)相结合,以此识别影响BIM技术在市政交通项目中采纳行为的因素。

1 研究模型构建

1.1 技术任务适配模型

Goodhue和Thompson最初创造了TTF模型,他们将其定义为“技术协助个人执行其任务组合的程度”。这种结构的产生引出了随后的TTF理论,表明技术在匹配任务时会对结果产生积极影响,反映了信息技术和任务需求之间存在的逻辑关系。TTF理论认为,任务和技术能够相互作用,这两部分产生的效果大于其余各部分的总和[6]。在此模型中,技术特征指的是个人执行任务所使用的技术,可以在其任务中支持用户的计算机系统和移动设备;任务特征指的是“个人在将输入转化为输出时所采取的行动”;任务技术契合度是指技术协助个人执行其任务的程度。因此,只有当技术的功能与要执行的任务相关时,该技术才会被个人接受[7]。

1.2 整合型技术接受模式

用于创建UTAUT的理论借鉴了推理行为理论、技术接受模型、动机模型、计划行为理论以及社会认知理论等,该模型具有比其他模型更好的性能,能够解释近70%的技术使用意图[8]。在该模型中,绩效期望、努力期望、社会影响和促进条件这4个核心维度能够显著影响接受和使用技术的行为。绩效期望项是指人们认为使用该技术有利于提高其专业绩效的程度;努力期望指为掌握该技术所需的工作程度;社会影响是指人们希望他/她使用技术的程度;促进条件是指人们相信技术和组织基础设施支持使用该技术的程度[9]。除了这4个主要因素外,还有4个调节因素,即年龄、性别、经验及使用自愿性。

1.3 初始信任模型

信任是一个随时间发展的动态概念[10],早在2002年McKnight等[11]就已经意识到了研究初始信任的重要性,开发并测试了电子商务中消费者对供应商的信任模型。在该项研究中,对供应商的信任被定义为具有2个相互关联的组成部分的多维构造,包括信任信念与信任意图。其还提出了3个因素来建立消费者对供应商的信任模型,即结构保证、感知的网络供应商声誉与感知的网站质量。经过测试,这3个因素都能够显著影响消费者对网络供应商的信任。该研究还表明,感知风险会对消费者与供应商进行交易的意图产生负面影响。

1.4 BIM采纳模型研究

郑生钦等[12]结合BIM特性,改进了现有的UTAUT模型,提出了一个综合研究模型来分析BIM 技术采纳的影响因素。基于对建筑从业人员的问卷调查数据,采用结构方程对该模型进行实证剖析。研究结果表明,感知有用性和任务技术匹配度是BIM技术采纳的主要影响因素;促进条件和任务技术匹配度不但作用于使用行为,同时又是提升感知有用性和感知易用性的引导因素,即BIM自身的任务技术匹配度以及如何提高用户感知有用性是目前亟待解决的问题。赵彬等[13]应用信息技术采纳理论,分析了房地产企业的BIM技术采纳现状,并通过TTF模型从组织维度以及UTAUT模型从个人维度对信息技术采纳理论进行了分类陈述。通过对收集的 328 份有效问卷进行数据分析,并利用结构方程对假设进行检验,发现房地产企业部门工作特征与BIM技术特征正向影响任务-技术匹配度,绩效期望、努力期望正向影响使用意图,且性别与年龄因素对个体有较大影响。

Addy等[14]通过UTAUT模型对加纳的BIM技术的采用情况进行了实证研究,并对其影响因素进行分析,结果显示,努力期望、促进条件和享乐动机对BIM采用具有显著的积极影响,但社会影响力和绩效期望对BIM的采用产生了负面影响。Enegbuma等[15]对马来西亚建筑行业中BIM技术的采纳情况及其影响因素进行了分析,主要侧重于BIM实施过程中涉及到的人员、实施流程与技术感知。研究者结合了多个信息技术采纳理论如UTAUT、技术采纳模型(TAM,technology acceptance model)、创新扩散理论等,研究结果发现人员、流程和技术之间存在高度相关性,其中实施流程能够显著影响BIM采用率。

综上所述,目前针对BIM技术采纳行为的研究多采用UTAUT、TTF等模型,较少考虑信任因素在其中可能产生的作用。事实上,很多学者发现信任也是影响用户对新技术的采纳意愿和行为的关键因素之一[16]。

1.5 模型构建

根据前人的研究文献,目前在信息技术采纳问题领域的经典理论与适用模型包括Fishbein 和Ajzen的理性行为理论、Davis的技术接受模型、Rogers的创新扩散理论、Schifter 和Ajzen的计划行为理论,以及Venkatesh 等的技术接受和使用统一理论等[17]。

基于上述前提,研究选择反映个体意愿的UTAUT模型与反映市政工程项目工作与技术特点的TTF模型,并加入了能够反映个人初始态度与信任特征的初始信任模型,结合已有文献知识、现实工作情况与技术应用情况提出一系列科学假设,以此构建市政工程项目中BIM技术采纳意愿模型,如图1所示。

图1 BIM技术采纳意愿研究模型

A.制度保证

BIM技术作为信息技术的一种,牵涉到多方合作情况,包括客户信息、数据来源、知识版权等,需要一定的规章制度对各方行为与工作流程进行标准化与规范化,以及对数据泄露等违规行为进行补偿等。因此,制度保证对初始信任具有积极作用(H1)。

B.个人信任倾向

个人信任倾向对信任具有较深的全局影响[18]。在推广BIM技术的过程中,若客户具有较高的信任倾向,则其信任BIM技术并采纳的概率可能会更高。因此,个人信任倾向对初始信任具有积极作用(H2)。

C.合作者声望

由于市政工程项目周期长、合作者多的特点,在实施BIM技术时需将各合作方的声望纳入考虑,如BIM咨询公司等。选择声望较好的团队或企业作为合作对象,能够增加用户对成功应用BIM技术的信任感。因此,合作者声望对初始信任具有积极作用(H3)。

D.初始信任

研究中初始信任反映了委托人“在行为上依赖于一个软件(例如统计系统)来完成任务的意愿”,即 “在进行市政项目的过程中依赖BIM技术来完成技术的意愿”。

在市政工程项目使用BIM技术的过程中,由于项目周期长、参与者多、数据量大等原因,可能会产生模型产权纠纷、信息数据泄露或流失、合作者能力不足或缺乏诚意等问题,从而影响项目完成的进度与质量,甚至造成财务上的损失。在BIM技术推广过程中,建立用户的初始信任对于促进采纳和使用BIM技术至关重要。因此,初始信任对采纳意愿具有积极作用(H4)。

E.绩效期望

绩效期望意味着使用BIM技术完成市政工程项目能够使用户更加高效地完成分内工作。同时,考虑到BIM技术越来越广泛地被应用于各大建筑工程,成功掌握BIM技术这一优势甚至能够带给用户一定的升职潜力。根据文献[9]发现,BIM项目经理、BIM咨询师、BIM协调员和BIM建模师等职业具有非常积极的发展前景。因此绩效期望对采纳意愿具有积极作用(H5a)。

BIM技术具有一定的风险难度,但若BIM技术提供的价值远远超过传统方法时,即使没有经验,人们也可能对该技术产生较为积极的信任态度[20]。因此,绩效期望对初始信任具有积极作用(H5b)。

F.努力期望

努力期望是指与使用BIM技术相关的易用程度。根据过往文献调查,较多建筑行业人员担心从现有熟悉的传统技术转用BIM技术会花费较长时间,公司担心这种行为会降低工作效率。但实际上,各类BIM解决方案是专门为其所服务的设计领域打造的,在使用时甚至比通用CAD软件更加容易掌握。因此,努力期望对采纳意愿具有积极作用(H6)。

G.社会影响

研究中发现,社会影响指代个人行为受同事或同龄人的影响下使用BIM技术的情况。如今信息系统发展迅速,BIM越来越广泛地被用于各大建筑工程。在这样的社会环境下,用户很容易受到同事或同领域专业人士的影响,产生接纳BIM技术的意愿。因此,社会影响对采纳意愿具有积极作用(H7)。

H.促进条件

研究中促进条件包括公司提供的BIM培训课程、硬件设施与软件设施等。许多研究人员表示,进行有关BIM技术的教育和培训对于推动该技术在建筑行业的实施和发展至关重要。因此,促进条件对采纳行为具有积极作用(H8)。

I.技术特征

BIM技术的技术特征主要有4种,分别是可视化、协调性、模拟性、优化性。首先,BIM技术能够增加设计的直观性,使项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行;BIM技术的协调功能可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调并生成报告,并解决各种构件布置之间的协调问题;BIM技术的模拟性能够使其模拟无法在真实世界中进行操作的事物;BIM的优化性使其能够将成本、工期、施工顺序等进行最佳控制,提高工程项目的完成效率与质量。因此,技术特征对任务技术适配有积极作用(H9)。

J.任务特征

市政工程项目的特征主要在于其施工难、周期长、投资高、影响因素复杂、信息交流困难等,而作为负责施工工程的项目团队,则需获取精确的环境与构件数据、进行准确高效的信息交流与研讨、严格把控工程的进度与成本等。因此,任务特征对任务技术适配有积极作用(H10)。

K.任务技术适配度

研究中任务技术适配度指代BIM技术与员工任务的匹配程度。根据文献研究可知,BIM技术具有较高的应用价值,能够在各方面对工程项目进行优化。但另一方面,即使BIM技术被认为更先进,但如果该技术不适合用户的任务,也不应随便滥用BIM技术。因此,任务技术适配度对采纳行为有积极作用(H11)。

L.采纳意愿

研究中采纳意愿指代个体采纳BIM技术的意愿强度,行为由意愿引导,因此采纳意愿能够对采纳行为进行影响。基于上述因素,提出假设为:采纳意愿对采纳行为有积极作用(H12)。

2 实证研究

2.1 数据选取

在研究市政项目中影响BIM采纳意愿的因素时,由于潜变量无法直接测量,因此选择李克特5分量表进行问卷调查。问卷由2个部分组成:第1部分测量样本的基本信息,确保受访样本为建筑行业或与BIM相关的参与者;第2部分为样本对BIM采纳意愿的影响因素,包括12个变量。为了保证问卷的有效性与全面性,问卷对象包括建筑公司、设计院的BIM相关者,并以网络方式进行问卷发布。

研究共计发布问卷215份,除去无效问卷与回答时间小于180 s的问卷,剩余有效问卷203份,有效回收率为94.42%。

2.2 数据的适用性检验

一般来说,KMO检验的结果大于0.7则说明符合实现因子分析的条件,研究分析结果如表1所列。表1显示,检验值为0.755,且通过巴特利特球体检验得到的显著性概率为0,小于0.01,因此能够使用因子分析。

表1 KMO 和巴特利特检验

将模型中变量中的数值导入SPSS,进行主成分分析,分析结果见表2。各变量因子载荷均大于0.5,符合一定的效度要求。

表2 公因子方差

方差解释情况见表3。方差解释值为70.398%,说明调查问卷样本对研究的解释能力较强,可以进一步进行研究。

表3 总方差解释

2.3 模型拟合度检验

各变量通过验证性因子分析后,对假设模型进行检验。结果显示,χ2=385.482,df=447,χ2/df=0.862,GFI=0.902,IFI=1.026,NFI=0.863,RMSEA=0,模型各项指标拟合良好。在各路径上的假设检验结果表明“个人信任倾向→初始信任”(p=0.930)、“绩效期望→初始信任”(p=0.995)、“社会影响→BIM采纳意愿”(p=0.667)3条路径不显著。

陆续删除模型中不显著的路径,继续进行模型的拟合度检验,最终结果表明χ2=271.71,df=294,χ2/df=0.924,GFI=0.914,IFI=1.011,NFI=0.882,RMSEA=0,模型各项指标拟合良好。假设模型检验图(标准化)见图2。

2.4 研究结果分析

模型各路径显著性水平检验结果见表4。根据表4可知,各条路径均达到显著水平。由于模型中变量数目较多,标准化回归系数多介于0.2～0.3。各影响因素排序为努力期望>初始信任>促进条件>技术任务适配程度。

图2 模型检验图

表4 模型检验显著性水平

努力期望对BIM技术采纳意愿的路径系数β=0.32,P=0,说明努力期望对BIM技术采纳意愿具有正向影响。

在初始信任因素中,个人信任倾向对初始信任的影响不具有显著性,而制度保证与合作者声望均对初始信任具有显著水平影响,其回归系数分别为β=0.343与β=0.327,可见制度保证对初始信任的影响略大于合作者声望。而初始信任条件对BIM技术采纳意愿的影响路径为β=0.266,P=0,说明其对BIM技术采纳意愿具有正向影响。

促进条件对BIM技术采纳意愿的路径系数β=0.262,P=0.001,说明促进条件对BIM技术采纳意愿具有正向影响。

在技术任务适配程度因素中,技术特点与任务特点的路径系数分别为β=0.535,P=0.001与β=0.466,P=0.001,由此可知技术特点对技术任务适配度的影响略大于任务特点。技术-任务适配程度对BIM技术采纳意愿的影响路径为β=0.236,P=0.001,说明该条件对BIM技术采纳意愿具有正向影响。

3 加快推进我国市政工程BIM采纳水平的建议

3.1 组织BIM相关课程

目前仍有较多BIM相关从业者认为学习BIM技术会花费较多的时间与精力,甚至对自己的工作造成阻碍。为此,可在公司内部进行专门的BIM技术相关课程的开展与培训,打破人们对BIM技术的固有认知,通过实践让人们了解使用BIM技术时的真实难易程度与实施效果。

3.2 健全BIM相关的法律政策与实施规范

在考虑是否采纳BIM技术时,人们会将是否具备相关的法律保障与规章制度作为主要的考虑因素之一。在市政工程中实施BIM技术时,参与者较多,模型知识产权、数据来源等多项内容均需要一定的规则与保障。同时,BIM技术需具有规范的实施流程,明确各参与方的工作内容与责任,防止出现浑水摸鱼或利益纠纷。

3.3 建立适合BIM技术使用的公司内部氛围

采纳BIM技术的必需条件之一即为相应的硬件与软件支持，公司自上而下主动提供相关技术与设备支持,建立具备BIM使用氛围的硬件环境。同时,增加BIM技术的相关培训与激励措施,鼓励员工进行相关的技术学习与使用,并提供一定奖励,以此激发员工对BIM技术的正面印象与学习的积极性。

3.4 提高企业BIM项目标准

提高公司对涉及BIM项目工程的要求与标准,建立良好的业界评价与声望,增加BIM技术的可靠性。在可合作者均具有较好的名声与业界评价时,从业者会更倾向于采纳BIM技术。

4 结语

目前,BIM技术的优势与前景已经毋庸置疑,但该技术在中国市政工程领域的采纳水平仍有待提升。通过对大量国内外文献的阅读与整理,设计探索影响BIM技术采纳意愿的调查问卷,并以建筑行业与BIM技术相关从业者为样本进行了调查,运用结构方程模型进行了数据分析,最终提取出对BIM技术采纳意愿具有影响作用的因素,并针对推广我国市政工程中BIM技术采纳水平提出建议。研究的主要结论有:

(1) 根据对国内外文献的整理与总结,提出了用于研究我国市政工程中BIM技术采纳意愿影响因素的ITM-UTAUT-TTF整合模型。

(2) 根据模型中的12个变量进行问卷设计,并采用结构方程模型对进行了数据分析,发现努力期望、初始信任、任务-技术适配程度、促进条件4个因素可由强到弱分别对BIM技术采纳意愿产生正向影响。

(3) 根据BIM技术采纳意愿的影响因素,对提高我国市政工程中BIM技术采纳水平提出了指导性的建议。