BIM技术在装配式建筑中的效益评价研究

宋光昕 SONG Guang-xin

（广州市南沙区建设中心，广州 511400）

0 引言

装配式建筑作为新兴的一类建筑，与传统建筑相比，极大地减少了对劳动力的需求，缓解了建筑业因劳动力老龄化扩大而导致的人工减少的问题。同时，装配式建筑具有节能环保、工业化生产、快速施工等特点，其相对传统的建筑而言更具优越性和先进性，能使我国建筑业生产力低下、建筑质量不高的缺点得到改善，因此，装配式建筑成为未来建筑业转型升级的一个重要方向[1]。与此同时，随着BIM技术的不断发展，为了更好地推动装配式建筑的转型升级，实现数字化建造，在装配式建筑中开始引入BIM技术，以期解决建筑项目全生命周期中各阶段信息断层的问题[2]，实习转型升级。然而，由于企业对BIM技术应用的水平不同[2]，所以在装配式建筑中BIM技术所产生的应用效果也存在差异。为了指导企业有效开展BIM在装配式建筑中的应用，提高BIM技术的应用效益，本文将采用质性研究的方法对BIM技术在装配式建筑中的应用效益指标进行识别，在此基础上，运用层次分析法确定效益指标的权重，构建装配式建筑BIM技术应用效益指标体系。最后依据指标体系采用模糊综合评价法对案例进行评价，验证评价体系可靠性。从而为BIM在装配式建筑中的应用提供指导，更好地推动BIM技术的应用与发展。

1 装配式建筑BIM技术效益指标体系构建

本文通过对近5年与装配式建筑BIM技术应用相关的国内外期刊文献进行整理，最后挑选了其中的21篇对效益指标进行识别，见附件1。在此基础上，将参考文献中提及到的BIM效益指标出现的频数进行统计，得到如下的BIM效益指标频数统计表1。

表1 BIM效益指标频数统计表

整理上述效益指标，并根据专家的意见，结合装配式建筑BIM技术应用的特点对指标进行精简。得到包括4个一级指标和15个二级指标的装配式建筑BIM技术应用效益的指标体系，如表2所示。

表2 装配式建筑BIM技术应用效益指标体系

为确定各指标权重，向10名行业专家进行了专家访谈，并采用层次分析法确定了指标权重。获得的一级指标和二级指标的判断矩阵。如表3～表7所示。

表3 一级指标判断矩阵

表4 构件生产及运输管理效益的判断矩阵

表5 成本管控效益的判断矩阵

表6 施工管理效益的判断矩阵

表7 组织管理效益的判断矩阵

对该判断矩阵进行计算，可得各指标权重，如表8所示。

表8 指标权重汇总表

2 装配式建筑中BIM技术应用效益评价

将所构建的装配式建筑BIM技术效益指标体系应用到GZ市A项目中，采用模糊评价法对项目的BIM技术应用效益进行评价，以验证效益指标体系的合理性和可靠性。

2.1 数据收集及模糊矩阵构建

本研究依据评价指标体系，采用问卷的方式采集相关指标数据，得到有效问卷59份，回收有效率为71.08%。利用文件数据构建应用效益指标体系的模糊矩阵[3-6]。首先，建立评价对象的因素集即四个方面的效益以及15个指标。然后，确定评集：很满意，满意，一般，不满意，很不满意。最后，通过问卷调查的方式进行打分，打分结果如表9。

表9 效益指标评价汇总表

进一步，依据评价情况比例计算各指标的隶属度[7]，见表10。

通过表10可以得到装配式建筑BIM技术应用的4个方面效益指标的模糊矩阵：

表10 效益指标隶属度汇总表

2.2 模糊矩阵与权重组合

根据指标权重和模糊矩阵，依据公式S=W·R[8]可以计算出评价结果，如表11。

表11 装配式建筑BIM技术应用效益指标体系评价结果汇总表

2.3 评价结果与分析

装配式建筑BIM技术应用效益的综合评价结果为“满意”。从构件生产及运输管理效益、成本管控效益、施工管理效益、组织管理效益这四个方面来看，构件生产及运输管理效益的评价结果为“一般”，成本管控效益、施工管理效益、组织管理效益的评价结果均为“满意”。

成本管控效益在指标体系中的权重系数为0.4203，在同级指标中权重最大，其评价结果为“满意”。其二级指标减少物资浪费、减少劳动力浪费、造价管控、提升利润率的同级权重分别为0.4033，0.3002，0.1880，0.1085，减少物资浪费、减少劳动力浪费、造价管控的评价结果均为“满意”，提升利润率的评价结果为“一般”。在A项目中，BIM技术对构件图纸进行深化，避免生产及施工过程中因图纸问题导致返工，减少了物资和劳动力的浪费。不过该项目中利用BIM技术提升利润率相对较少，因此提升利润率的评价结果为“一般”。

构件生产及运输管理效益在指标体系中的权重系数为0.3027，其评价结果为“一般”。其二级指标构件生产运输管控、提升构件质量、提升构件标准化生产效率的权重分别为0.3928，0.4711，0.1361，构件生产运输管控的评价结果为“满意”；提升构件质量、提升构件标准化生产效率的评价结果为“一般”。在A项目中，BIM技术应用使构件生产商能与设计人员及时地进行沟通，提升了构件的生产效率，但生产过程还需人工进行构件参数的调控，容易产生误差，影响构件生产质量。

施工管理效益在指标体系中的权重系数为0.1575，在同级指标中权重较小，其评价结果为“满意”，其二级指标缩短工期、完善施工安全管理、碰撞检测和优化设计、辅助预制构件安装、优化施工方案管理的同级权重分别为0.3002，0.3984，0.1472，0.0874，0.0668，缩短工期、完善施工安全管理、碰撞检测和优化设计、辅助预制构件安装的评价结果均为“满意”，优化施工方案管理的评价结果为“一般”。在A项目中，利用BIM技术形成4D模型，优化了施工进度，并通过施工模拟动画提高了工人对装配式建筑的认知和施工效率，但在施工方案模拟的过程中，缺少对可能出现的各种情况的模拟，对施工方案的优化效果不太显著，因此对优化施工方案管理的评价结果为“一般”。

组织管理效益在指标体系中的权重系数为0.1195，在同级指标中权重最小，其评价结果为“满意”，其二级指标促进信息共享、运营维护、提升企业竞争力的同级权重分别为0.6394，0.2465，0.1141，促进信息共享、运营维护、提升企业竞争力的评价结果均为“满意”。在A项目中使用EBIM云平台，有效提高了建设项目各方的信息交流、协同作业。将PC-ERP生产信息化管理平台与BIM联动，记录构件生产过程的信息，为建筑物运行维护提供有效的帮助。

2.4 建议

第一，根据分析结果成本管控效益的权重为0.4203，在一级指标中权重最高，说明BIM技术在装配式建筑中对成本管控的应用是最重要的。项目各参与方可借助BIM模型按照自身需求进行充分沟通，避免造成不必要的成本耗费[9]。借助BIM技术可以实现全费用综合单价计价，更有利于市场竞争和造价控制[9-10]。第二，构件生产及运输管理效益的权重系数为0.3027，在一级指标的权重中排序第二。因此，BIM技术在装配式建筑构件的生产及运输管理方面的应用也是比较重要的。因此，项目参建各方注意运用BIM技术完善预制构件的信息库，可以更好地实现构件的标准化[11-14]。还可以将资料库中构件的信息与生产线上的控制系统结合，减少人工调控，实现构件的数控化生产，提高构件的生产质量和效率。此外，将物联网技术融入到BIM技术中，可以加强对构件的实时。最后，在装配式建筑项目中，借助BIM信息平台，有效地实现项目各参与方之间的沟通协调，可以提升建设项目的协同管理效率，避免沟通过程中的信息丢失。利用BIM技术对装配式建筑进行信息化管理，可以准确定位工程维修的位置以及相应信息，提高装配式建筑项目的运营管理效率[15]。

3 结论与展望

本文通过对BIM技术、装配式建筑的相关文献的梳理，从构件生产及运输管理效益、成本管控效益、施工管理效益、组织管理效益这四个方面对指标进行分类，采用层次分析法计算各指标的权重，最终构建了一个具有四个一级指标、15个二级指标的装配式建筑BIM技术应用效益指标体系。并发现构件生产及运输管理和成本管控的应用效益相对较为突出。最后，应用该指标体系，采用模糊评价法对BIM应用效益进行了评价，验证了评价指标体系的可行性。