联动效应对BIM工程项目效能的影响研究*

王建红 何劲辉 许欣 张亚双 喇晓泽

(1.河北建筑工程学院，张家口 河北 075000；2.张家口市BIM工程技术创新中心，张家口 河北 075000)

0 引言

联动效应也称耦合效应[1]，群体心理学对其定义为将群体中两个或两个以上的个体联合起来能够使影响效果更强的现象[2]。联动效应是基于多因素之间关联的研究。陈瑞[3]通过联动效应分析地方政府债务与房价之间的关系；王雪等[4]分析不同等级城市的房价联动效应和市场调控机制。由此可以看出，联动效应对多因素之间关系有影响。

提高工程项目效能是我国政府部门投资项目建设面临的重大课题[5]。目前，分析工程项目效能的文献已相当成熟，质量、成本、工期是保证项目效能的核心要素[6-7]。

技术-组织-环境(Technology-Organization-Environment，TOE)是分析技术应用的框架，用于探讨技术及组织内外部因素对创新型技术应用的影响[8]。该框架模型适用性强，可以依据研究情况将各类因素放置到技术、组织、环境三个维度中进行分析。输入-过程-输出(Input-Process-Output，I-P-O)系统理论框架是用来探讨产出效能问题的模型[9]，其思路是输入端的不同因素先直接影响组织过程，再经由组织过程进而影响整体效能。本研究结合以上两个理论，将技术和环境作为输入端，组织作为过程端，产生的BIM项目效能作为输出端，探讨技术、组织和环境三者之间的联动及其对BIM工程项目效能的影响。

1 影响因素识别

首先，根据文献综述[10-11]，初步识别出影响BIM工程项目效能的因素。其次，与BIM专家和从业者进行访谈，进一步修订、补充和完善影响因素；最后，聘请专家和同业人员对识别的因素进行讨论，确定影响因素。共识别出37个联动效应在BIM工程项目应用效能中的影响因素，见表1。

表1 影响因素汇总及编码

本研究采用问卷调查方式对37个影响因素的重要性进行探索性因子分析。采用李克特5级量表设计形式对因素进行重要性程度打分，研究各因素联动对BIM工程项目效能的影响程度。

调查问卷分两次进行，共计收回528份。问卷有效率为75.6%。其中，第一次收集112份样本数据，经探索性因子分析后删除不合理题项；第二次收集287份问卷，进行验证性因子分析。问卷发放对象的工作单位包括高校、研究院、设计单位、施工单位、咨询单位；参与问卷调查的对象具有较为丰富的BIM经验。

2 数据分析

2.1 探索性因子分析

在探索性因子分析前，为判断样本是否适合因子分析，需要对研究的变量进行KMO检验和Bartlett球形检验。研究数据显示：KMO=0.833>0.500；Bartlett球形检验结果为X2=2 785.484，df=666，Sig值=0.000，小于标准值0.050，表明总体相关矩阵不是单位矩阵，故该样本的数据适合进行因子分析。

使用SPSS软件对数据进行探索性因子分析，在分析方法上选择最常用的主成分分析法。为了得到意义较为明确的因子含义，选择最大方差法进行旋转，提取特征根大于1的因子。初次旋转后的因子荷载表中有两个题项的因子载荷低于0.5，因此本文先后剔除两个题项，继续对35个条目进行分析。

共有9个公因子的特征值大于1，故提取前9个公因子。9个公因子累积方差贡献率为77.087%，解释程度良好，通过旋转后的因子负荷值可以发现每个题项均对应一个因子、因子荷载值均在0.6以上，且所有因子的题项数均不低于3，这说明提取的9个因子结构效度良好。

2.2 公因子的内涵

因子分析所得到的每个主成分的内涵是由其所包含的几项影响因素的共性所决定的。根据各影响因素在主成分的划分情况，将9个主成分分别命名为技术复杂性(V1)、技术兼容性(V2)、技术相对优势(V3)、标准规范(V4)、政府鼓励(V5)、BIM使用者(V6)、决策者(V7)、企业(V8)、工程项目效能(V9)。

V1包括专业对BIM技术知识要求、操作难度、企业推行3个影响因素，这些因素集中反映BIM技术本身复杂程度及在企业推行的复杂程度，故将其归纳命名为技术复杂性。

V2包括BIM软件反应速度、生成文件格式、软件稳定性、软硬件适配4个因素，这些因素紧紧围绕BIM技术在软件和硬件配置上的兼容程度，故将其命名为技术兼容性。

V3包括提高施工性、及时决策、业主参与、提升企业竞争力4个因素，这4个因素都是描述BIM技术相较传统二维技术的优势，故将其命名为技术相对优势。

V4包括环境维度中地方政府、业主方和建筑规范3个因素，这3个因素反映了不同参与单位对BIM技术在标准规范上的影响，故将其命名为标准规范。

V5包括政府部门对BIM使用率的要求、政府部门的政策扶持和政府BIM项目订单数3个因素，集中体现为政府对BIM技术的推广鼓励，故将其命名为政府鼓励。

V6包括BIM组织中个人工作态度、工作经验、学习能力、创新能力、团队配合度、灵活度、人数配比7个因素，这7个因素集中反映了个体因素和团队因素对BIM软件使用的影响，故将其命名为BIM使用者。

V7包括BIM组织中领导能力、过程把控、专业程度及领导风格4个因素，这4个因素都是领导者的能力体现，故将其命名为决策者。

V8包括激励机制、培训体系、企业规范、资金支持4个方面，这些因素都是描述企业能力和企业政策，故将其命名为企业。

目前，对工程项目效能测量指标的学术研究非常成熟，基本上从质量、工期和成本三方面考量，V9涵盖了这三方面的内容，故将其命名为工程项目效能。

2.3 验证性因子分析

为探讨各因素之间的影响关系，构造结构路径和计算路径系数，采用结构方程模型继续分析数据。结合文献综述，本文提出如下假设：

H1：BIM技术复杂性对成员使用BIM技术有负向影响。

H2：BIM技术兼容性对成员使用BIM技术有正向影响。

H3：BIM技术相对优势对成员使用BIM技术有正向影响。

H4：BIM技术复杂性对决策者采纳BIM技术有负向影响。

H5：BIM技术兼容性对决策者采纳BIM技术有正向影响。

H6：BIM技术相对优势对决策者采纳BIM技术有正向影响。

H7：标准规范对决策者采纳BIM技术有正向影响。

H8：政府鼓励对决策者采纳BIM技术有正向影响。

H9：成员使用BIM技术对决策者采纳BIM技术有正向影响。

H10：标准规范对企业采纳BIM技术有正向影响。

H11：政府鼓励对企业采纳BIM技术有正向影响。

H12：决策者对企业采纳BIM技术有正向影响。

H13：BIM技术使用者对工程项目BIM效能有显著的正向影响。

H14：决策者对工程项目BIM效能有显著的正向影响。

H15：企业对工程项目BIM效能有显著的正向影响。

一份信度系数好的量表或问卷，总量表α值应在0.80以上，0.70～0.80可以接受；分量表α值应在0.70以上，0.60～0.70可以接受。本研究正式调查问卷中各因子所代表的分量表的α值均在0.8以上(表2)，表明问卷信度理想。

表2 各变量的α值及项数

聚敛效度见表3。技术兼容性、技术复杂性、技术相对优势、标准规范、政府鼓励、BIM使用者、工程项目效能、企业、决策者对应各题项的因子载荷均大于0.5，说明各潜变量所对应题项均具有很高的代表性。另外，各个潜变量的平均提取方差值AVE均大于0.5，且组合信度CR均大于0.7，说明聚敛效度理想。

表3 聚敛效度表

皮尔逊相关系数检验表见表4。可以看出，技术兼容性、技术复杂性、技术相对优势与BIM使用者之间有显著的相关性(p<0.01)；标准规范、政府鼓励与企业之间有显著的相关性(p<0.01)；技术兼容性、技术复杂性、技术相对优势、标准规范、政府鼓励与决策者之间有显著的相关性(p<0.01)；BIM使用者、决策者、企业与工程项目效能之间有显著的相关性(p<0.01)。可见，本研究的变量间关系得到了初步支持，可以进一步检验研究假设。

表4 皮尔逊相关系数检验表

模型拟合度检验表见表5。可以看出，X2/df低于3；RMR、RMSEA均低于0.08；CFI、TLI、IFI均大于0.9；PGFI大于0.5，说明中介模型拟合良好。影响机理模型的路径系数图(标准化)如图1所示。

图1 路径系数图(标准化)

表5 模型拟合度检验表

结构方程模型路径系数表见表6。可以看出，除标准规范→决策者这条路径的p值大于0.05，假设不成立外，其余假设均得到验证。

表6 结构方程模型路径系数表

造成该假设不成立的原因是决策者一般根据经验法则制定决策，往往会忽视外界变化，导致标准规范对决策者的影响不敏感。

3 结果分析及对策建议

数据分析结果得出因子影响路径系数关系图，如图2所示。从图可知，联动效应体现在以下三个方面：①场景联通——BIM数字技术重新定义了工程项目的上下游关系，由传统的上下游供应交易关系转为上下游价值共创关系；②数据贯通——专业数据和市场数据会让原有行业产生新的价值，数据贯通了整个工程项目的全过程；③价值共创——BIM将工程项目的不同场景、用户关系、数字资产进行融合，在可控成本上创造更大的价值体系，即三个方面的联动效应会给工程项目效能打造出更高的价值空间。

图2 因子影响路径系数关系图(标准化)

3.1 技术与组织之间的联动

在工程项目中，组织对行业信息的获取越实时，越能提高项目造价的精准度。BIM使用者会根据市场中成本、价格等因素计算造价。由于各因素会影响市场，市场中的成本和价格因素将有所浮动。BIM使用者为了掌握市场价格变化的信息，需要通过市场调研等途径收集信息，过程费时费力，而借助BIM技术，可以通过BIM数据库快速获得不同地域的市场价格及变化情况，极大程度地降低了造价人员的工作复杂度，提高了造价管理的效率。

根据结构方程模型路径系数可知，在技术与组织产生联动的过程中，技术兼容性对决策者的影响路径系数最高(0.33)，且为负向影响。此结果表明，在工程项目中，由于BIM技术复杂性，企业理解和使用的成本越高，决策者采纳该技术的意愿会越低。

3.2 环境与组织之间的联动

环境包括宏观环境和行业环境，政府对BIM技术的使用开发和应用可通过辅导、验收发挥主导作用，政府的鼓励能极大地推动企业创新技术的发展。除政府因素，市场竞争激烈度和不确定性也是企业采纳和推广BIM技术的主要驱动力量，组织需要依据环境随时发生变革和推动。

根据结构方程模型路径系数可知，在环境与组织产生联动的过程中，标准规范对企业的影响路径系数最高(0.36)。此结果表明，政府和决策者之间的合作能促使BIM工程项目效能达到最大化。BIM技术引进使用是一项高投入、高技术的经济活动，政府和建筑行业共同合作和推广才能激励BIM企业提高工程项目效能，推动建筑行业智能化和数字化发展。

3.3 组织内部的联动

决策者和BIM使用者都需要具备一定的信息化理念和技能，并且对业务内容、业务流程和组织管理有一定理解及经验。决策者根据BIM使用者的反馈作决策，依赖自身内在心理属性(认知、价值观等)对项目战略作选择，实现BIM技术利用最大化；此外，组织对BIM使用者也会形成心理成就的影响，从而产生企业文化、员工价值感等心理层面的作用，推动行业的数字化和智能化发展。

根据结构方程模型路径系数可知，在组织内部产生联动的过程中，决策者对企业的影响路径系数最高(0.41)。此结果表明，决策者对项目效能起着重要作用，决策者的专业技能和管理技能影响工程项目效能，BIM技术的信息化和智能化使决策者有效控制了工程项目风险。

3.4 组织对项目效能的影响

借助BIM技术，工程项目管理可以实现设计、施工、造价等不同组织之间数据共享，各方基于自身利益实现深度合作。在此基础上，各组织可以更好地进行信息沟通，实现建设各方的紧密联系。同时，组织也会依据工程项目的复杂性和多样性进行组织变革，依靠结构的灵活性应对数字技术带来的变化和挑战。

根据结构方程模型路径系数可知，在组织与工程项目效能产生联动的过程中，组织中的BIM使用者对工程项目效能的影响路径系数最高(0.28)。此结果表明，BIM技术对BIM使用者的专业技能、工作态度和认知能力等要求较高，在BIM联动模式下，团队成员需要改变传统的设计思维，掌握相关专业的设计知识。同时，BIM团队成员需要积极分享经验，促进团队成员掌握BIM技术及相关专业知识，做到技术、资源和信息共享，从而实现工作场景联动。

4 结语

未来建筑行业将打破原有的行业逻辑，通过BIM信息平台实现工程项目的场景联通，重新定义工程项目价值链的关系，从传统的供应交易关系转向价值共创关系。本研究将联动效应运用于工程领域，在梳理BIM应用及研究现状的基础上，针对我国BIM技术应用情况识别整理出BIM工程项目效能影响因素，基于SEM建立影响因素评价模型，通过SPSS和AMOS软件分析调查样本数据，实证验证初始理论模型，并根据验证后的模型结果提出相应的对策，为未来建筑业数字化转型提供理论参考。