建筑工程BIM应用障碍因素研究

徐 鑫

(江西理工大学 经济管理学院，江西 赣州 341000)

0 前 言

在建设和发展过程中，作为世界上最大建筑市场之一的中国投入了大量人力、物力、财力，但能源和环境问题依旧是摆在面前的重难点问题。建筑业在保持高速发展的同时，也逐渐从传统的高消耗、高污染发展模式转向经济高效的发展模式。随着经济社会的不断发展，BIM技术是有效克服这方面问题的关键之处。BIM技术的应用在我国发展迅速，有诸多优点，如：可视化、参数式设计、设计-分析-模拟一体化以及整合优化相关信息。但是由于我国引进BIM技术比较晚，在建筑工程领域易受限制，难以达到预期的效果，所以对建筑信息模型技术在工程上的应用障碍进行分析具有一定的实际意义。

1 研究现状

在科技不断发展的动力下，众多学者对BIM的研究愈发深入。武汉地铁、南昌瑶湖大桥等项目都通过使用BIM技术大幅度改善了因信息缺失而产生的损失[1]。但各种障碍因素的频繁出现也使得BIM应用于那些投资成本高、规模大、工程复杂性强的项目中的风险逐渐增多。刘畅等[2]通过利用解释结构模型分析障碍因素之间的层次关系，阐述了诸多推广BIM应用的措施。仇国芳等[3]利用粗糙集方法，从建筑工程供应链角度发现了影响BIM应用的关键障碍因素，而后提出相应改进策略和建议。郑梦雅等[4]用DEMATEL方法确定风险主要因素，结合ISM方法建模分析风险递阶结构，最后从政府、企业以及技术3个方面提出风险应对措施。郑忆菁等[5]采用文献综述法，发现了技术、管理、规则、经济以及环境是施工单位面临着BIM应用的五个重要影响因素，他们认为企业要在注重技术升级的同时更加注重团队协作，实现BIM的良好应用。本文对建筑工程BIM技术应用过程中可能产生的问题列出障碍因素指标，建立评价体系，通过分析得到BIM应用障碍因素的权重，找出改善策略以促进BIM技术在我国的持续健康发展与应用。

2 建筑工程BIM技术应用障碍分析

2.1 BIM概述

BIM是一种数据化工具，应用在诸多方面。它将建筑数据化、信息化。在项目各个阶段，设计、施工方等建设主体单位可以利用BIM配合其他部门协同作业，以达到缩短工期、降低成本等作用。

BIM技术有可视化、参数化、信息共享、协同工作等特点。BIM技术通过对整个建筑过程中的设计、施工和运营进行直观监控，实现建筑过程可视化。其不仅可以对施工现场的环境进行仿真模拟，可以促进整体建筑工程和施工环节的相互协调，而且可以将二维平面施工设计图纸转化成立体的3D形式，专业设计人员可以在所建的BIM模型基础上进行碰撞检查，以此来解决建筑施工设计中的弊端[6]。

2.2 建筑工程BIM应用障碍因素识别

2.2.1 人为因素

国内BIM发展时间不长，但市场对BIM人才的需求却在愈发扩大。目前我国现有的BIM从业人员待遇一直是一个比较难解决的问题，BIM从业人员的薪资水平在整个社会中都处于低水平，收入无法得到保障，导致BIM从业人员数量比较少。其次，BIM技术一直都在更新，这就需要从业人员不断地学习，需要花费更多的精力，这也会导致他们对新技术的抵触，从整体上降低了BIM从业人员的供给人数。最后，建筑企业和BIM从业人员非常缺乏BIM培训和教育，许多公司并没有给BIM从业者进行岗前培训、交底等，这些都阻碍了BIM技术的推广。

2.2.2 成本因素

成本因素是一个企业能否正常运转的重要因素。企业中BIM技术的实施需要昂贵的BIM软件和硬件支持，以广联达软件为例，建筑公司购买一把软件钥匙需要上万元，为了降低这方面费用，成本部门人员大多都是几把软件钥匙来回交叉使用，大大降低了工作效率。由于BIM相关方向人员较少，使得从社会上招聘的BIM技术专家费用也非常高，当遇到BIM相关方面问题，从业人员无法解决时，支付给专家的费用较大。而企业内部学习BIM技术也需要花费大量的时间，这些都会使得企业的经营效益下降，所带来的经济效益短时间也不够明显。

2.2.3 管理因素

管理因素指的是BIM技术所带来的组织沟通和业务能力的问题。施工企业领导习惯了传统管理方式，并不愿意学习新型管理方式。许多企业未建立完善的基于BIM的工作流程，一项简单的工作需要经过一层又一层管理者的批准，花费大量的时间在流程的审批上。而且有些部门企业管理者不看好BIM技术，更倾向传统的建筑管理模式，这就使得在缺乏企业管理者的决策支持下，BIM的发展运用比较困难。

2.2.4 技术因素

BIM软件开发质量参差不齐使得软件的兼容性差，例如我国大多数施工项目现阶段均是采用传统的二维形式来实现施工、管理以及成果的展示，然而在二维图纸的出图方面以及由BIM模型转换到二维图纸方面，国内的BIM技术仍然存在着很多问题，这就导致很多由BIM模型导出的二维图纸不精确和不完善，容易产生错漏，从而可能产生一些应用方面的问题。而且许多软件本身存在技术缺陷，软件功能不足，如有的只能用来建模，有的只能用来做造价软件，还有的只能用来做检测等。这些软件的操作也非常复杂，相关从业者学习这类软件的使用非常困难，这就使得施工企业不能很好地听取建设单位或设计单位的意见，很难执行技术变革的方案。

2.2.5 外部环境因素

目前来说市场上具有培训指导能力的BIM专家非常少，大多数人员缺乏实际经验，无法将BIM技术落实到具体项目上。项目管理者想借鉴国内BIM案例，但成功的案例却比较稀少，其中许多项目遇到各式各样的问题带来的损失比较大，无法用以借鉴参考。政府有关部门也未建立合适的激励政策，施工企业未能获得相关的BIM技术应用补偿，这种外部动力不足的情况同样会抑制BIM的发展。

3 构建AHP法评价模型

AHP法是将出现的问题分为若干个影响因素，而这些影响因素又可以划分成许多层，这样一来，多目标多层次的结构模型就形成了。然后通过因素之间的两两相互比对，利用9标度法确定标度，判断各因素之间的权重，再根据权重对各因素进行排序。

3.1 建立层次结构模型

本文将层次结构模型划分为目标层、准则层、方案层。其中建筑工程项目风险评价是目标层，而人的因素、成本因素、管理因素、技术因素和外部环境因素为准则层，方案层则由15个影响BIM技术应用的障碍因素组成，如表1所示。

表1 建筑工程项目风险评价体系

3.2 构造比较判断矩阵

在确定各层级因素之间的权重时，如果直接采用专家打分法确定权重指标，可能具有主观性和片面性，导致结果失真。因此，层次分析法采用构造判断矩阵的方法，避免同时比较所有因素的重要性，而是对指标重要性之间进行两两比较，将绝对判断转化为相对判断，从而降低判断难度和提高结果的准确性。判断矩阵A=(Wij)n×n中的因素可用9标度法表示，见表2。

表2 量化值规定

(1)

3.3 层次单排序

计算某层次因素对上一层次某因素的重要性排序，采用和积法进行单排序。

1)第一步：将矩阵每一列归一化，即：

(2)

(3)

W=(w1,w2,…,wn)T

(4)

4)第四步：

(5)

λ为A的最大特征值。

3.4 判断矩阵的一致性检验

表3 一致性检验RI取值

4 案例应用

4.1 项目概况

位于江西省吉安市的井冈山大学实验教学楼项目总建筑面积为5 419.06 m2，建筑占地面积为1 404.55 m2。该工程从设计到适用阶段全过程采用建筑信息模型技术，根据实际运行情况发现存在一定的BIM应用优化空间，本文依托上述指标体系对BIM从业人员进行问卷调查。

4.2 AHP法计算指标权重

构建准则层判断矩阵，障碍因素指标权重计算结果见表4。

表4 障碍因素指标权重

同理，下一级方案层的5个判断矩阵在软件上运行后，一致性检验均小于0.1，最终权重结果如表5所示。

表5 障碍因素综合权重分析表

从表5可以看出外部动力不足、BIM从业人员数量少、缺乏企业管理者的决策支持以及软件兼容性差占比整个建筑工程BIM应用障碍评价体系比的72%，所以这四项指标是阻碍BIM应用发展的关键因素，因此，本文针对这四项障碍因素作出以下几点相关建议。

5 对策及建议

5.1 政府力度层面

政府部门应该制订相关政策来激励扶持BIM技术在工程项目上的实际应用，鼓励更多大学生或其他社会人士投身到BIM的学习中来，给予合适的经济奖励并制定全国统一的行业资格考试，对BIM应用成功的案例进行奖励，其他企业也会看到这一技术产生的实际效益，引导更多的企业使用BIM技术在工程上的应用。而且为了进一步推进BIM应用发展，当地政府可以多种手段。比如可以采取在基础设施建设等招标文件中规定投标企业必须采用BIM技术这一类型的强制措施，当然也可以制定配套的激励政策，如对采用了建筑信息模型技术的建筑施工企业采取财政补贴、降低税费等激励措施。

5.2 参建各方企业内部管理层面

企业的高层领导要从思想上认识到BIM技术的重要性，从长远的角度认识到BIM技术带来的收益是可观的，动员员工积极采纳BIM技术。其次要增加对BIM技术所需软件和硬件的投入，购买市面上通用的BIM软件，邀请BIM软件公司的技术人员为本单位员工进行集中统一培训。制定奖惩制度，对员工的学习BIM技术的情况赏罚分明。参与建设的各单位应该加大投入，完善BIM应用软件、硬件和人才体系的建立。作为领导者的建设单位要充分发挥在项目中应用BIM技术的积极性，可以在招标文件中承诺对在工程项目中运用BIM技术的投标单位适当加分，加大月进度款的付款比例等激励措施鼓励施工企业运用BIM技术。BIM软件、硬件以及人才对于设计单位和施工单位非常重要，设计单位和施工单位应该购买并更新设备软件,创建BIM从业人员培训部门，对企业相关人员多多加以实训。

5.3 市场环境层面

现阶段，市场上BIM软件参差不齐，许多软件不能实现数据共享，数据的互通性非常差。为了解决这种情况，众多软件开发商应该提供数据库系统的支持考虑不同数据库的兼容性，并且要兼容通用文件的格式，还需要提供统一的API和IFC接口。这可以由政府部门来组织科研机构、高等院校和建筑公司共同改进现有的BIM软件，共同解决BIM软件与本土传统软件不兼容的相关问题和BIM技术信息交换标准和软件并行的接口问题,实现BIM软件的本土化;另外,要搭建BIM技术协同平台，整合FRID、5G、GIS、IOT等各个领域的信息技术和工具，形成基于BIM技术的信息管理系统，方便数据的存储、编辑、集成和交换，提高BIM应用效率。

6 结 语

我国是全球最大的建筑市场，BIM技术作为新兴信息技术顺应时代潮流，是大势所趋。BIM技术的应用不仅是一种技术在工程上实施的问题，而且是一个行业发展的管理水平。本文主要通过研究BIM技术在工程上应用的阻碍问题，确定了15种阻碍因素，分析出外部动力不足、BIM从业人员数量少、缺乏企业管理者的决策支持以及软件兼容性差是阻碍BIM技术实际应用的主要阻碍因素，通过相关的措施克服这类因素，对BIM的发展有较大的现实意义。

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