全过程BIM施工阶段成熟度评价.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 23 日 作者简介：高岩（1997），男，汉族，山东滨州人，硕士研究生，研究方向为工程项目管理。-9-全过程 BIM 施工阶段成熟度评价 高 岩 长春工程学院管理学院，吉林 长春 130012 摘要：摘要：本文详细地描述了某全过程工程咨询企业在施工阶段 BIM 应用成熟度评价的过程。首先，通过深入分析和总结相关文献及专家意见，归纳出影响 BIM 成熟度的四个核心方面指标，分别是进度、质量、安全和成本管理。其次，运用层次分析法来确定这四个指标的权重，进而构建了一个基于模糊综合评价的量化模型。最后，通过案例分析验证了模型的科学性和实用性，表明该模型还可以为其他工程咨询企业提供参考。关键词：关键词：全过程工程咨询；BIM；成熟度评价；模糊综合评价 中图分类号：中图分类号：TU17 1 前景概述 全过程工程咨询单位与项目所有参与方密切合作，在项目中担任着技术顾问、项目管理者和问题解决者的角色，为项目的成功实施提供专业的指导和支持。涵盖了项目的各个阶段，包括规划、设计、施工和运营。而施工阶段被认为是整个项目的关键时期，其质量和效率直接影响项目的最终成功。因此，研究施工阶段全过程工程咨询的 BIM 应用成熟度，分析其与施工效率和质量的关系，可以为建筑项目管理者提供决策支持，实现建筑项目顺利交付，有助于推动建筑行业数字化和高效发展，对行业可持续发展具有重要意义。2 成熟度模型介绍 2.1 成熟度理论 成熟度理论是指事物或能力朝着完美状态的发展过程。在管理研究领域，CMM 思想被应用于组织项目管理成熟度模型，帮助组织评估项目管理过程的成熟度。成熟度模型为组织设定了明确的目标和逐步发展的道路，它明确了获得核心能力的各个阶段所需的要素、特征和要求。这为企业内外的利益相关方提供了一个全面的框架，有助于确立战略目标以及规划实施步骤。通过这一模型，企业能够有针对性地发现不足之处，并科学地缩小战略目标与实际现状之间的差距1。2.2 成熟度模型构造 基于上述理论和相关研究成果，本文构建了全过程工程咨询企业在施工阶段 BIMCMM 模型，如图 1 所示，该模型将 BIM 应用的成熟度分为五个等级：初创级，发展级，演进级，协同级，领先级。（1）初创级：组织处于试验性尝试和初步认知的阶段，尚未建立有效的辅助体系来支持计划、质量、安全和成本的管理。（2）发展级：组织在进度管理中可视化技术的应用仍有限，但在质量、安全和成本管理方面已经开始建立辅助体系，初步的技能培训已经进行。（3）演进级：组织已经积累了丰富的经验，充分利用可视化技术展示项目进度，确保项目按计划进行。在质量、安全和成本管理方面，组织广泛应用辅助体系，以支持项目成功实施。（4）协同级：进度管理中，协同工作和数据共享成为特点，碰撞检测等技术提高了项目效率。在其他管理领域，如质量、安全和成本管理，组织建立了一体化的管理体系，确保项目某些方面得到管理和优化。（5）领先级：进度管理中，开始结合其他前沿技术，如虚拟仿真，以进一步提高项目效率和质量。在质量、安全和成本管理方面，组织通过信息化管理和共享，持续创新和改进，实现了项目管理的巅峰水平，确保项目在各方面有较好的表现。图 1 CMM 模型的五个等级 中国科技期刊数据库 工业 A-10-3 全过程工程咨询在施工阶段的 BIM 成熟度评价体系构建 国内专家学者对全过程工程咨询的数字化转型和BIM 技术的应用进行了深入研究，提出了许多有价值的见解。陈继东等人认为，BIM 技术在施工过程中的应用可以提高工程监理和项目管理的效率，并提出了合理化建议。2敖永杰等人认为，数字化转型是全过程工程咨询行业持续发展的动力，可以提高投资效益、建设质量和运营效率。3白志云指出，数字化管理模式可以使全过程工程咨询管理工作更加系统化、统一化，推动我国建筑工程咨询业的发展。4赵炎认为，利用信息化技术提高管理水平是未来业务发展的重点。5牛震宇等人提出，工程咨询企业应深入理解数字化转型的内涵，抓住政策机遇期，凭借数字化工具实现快速转型。6陆敏敏指出，利用数字化管理手段和创新监管模式，可以解决监管不力、手段落后等问题，已成为项目建设管理的必然选择7。本文以模糊层次分析法为基础，结合文献研究、实地调研等多种方法，对全过程工程咨询在施工阶段的 BIM 成熟度评价体系进行了分析。将 BIM 成熟度影响因素被归纳为四个类别，包括进度、质量、安全和成本管理应用成熟度。这些因素构成了评估的准则层指标，进一步细分得到了指标层的 14 项内容，最终得到了全过程工程咨询在施工阶段的 BIM 成熟度评价体系，如图 2 所示。图 2 全过程工程咨询在施工阶段的 BIM 成熟度评价体系 4 基于模糊层次分析法的成熟度评价模型构建 4.1 确定评价指标权重 4.1.1 层次分析模型构建 基于表 1 确定层次分析模型的具体结构如表 1 所示。表 1 全过程工程咨询在施工阶段的 BIM 成熟度评价指标层次分析模型 目标层 准则层 指标层 全过程工程咨询 在施工阶段的 B IM 成熟度评价 B1 B11 B12 B13 B14 B2 B21 B22 B23 B3 B31 B32 B33 B4 B41 B42 B43 B44 注：准则层及指标层各指标用代码表示。4.1.2 判断矩阵构造 通过对表 1 中准则层和指标层的内容分别进行两两比较可以确定它们之间的相对重要程度，由数字 1-9来表示，进而构造出判断矩阵，如表 2 所示。表 2 判断矩阵样式 指标 B1 B2 Bn B1 1 b12 b1j B2 1/b12 1 b2j Bn 1/b1j 1/b2j 1 4.1.3 计算权重（1）计算判断矩阵的特征向量 W,要求满足 （2）计算判断矩阵与特征向量的乘积（3）计算最大特征根，4.1.4 一致性检验（1）CI 计算过程：（2）CR 计算过程：,RI 的取值如表 3 所示。一致性检验的目的是为了评估专家打分的可靠性和准确性，确保其评分结果在可接受的误差范围内。niW11BWiinWBW）（max11maxnCIRICICR 中国科技期刊数据库 工业 A-11-只有当一致性比率 CR0.1 时，计算结果才可被接受和信任。表 3 RI 取值表 判断矩阵阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 RI 0 0 0.58 0.9 1.12 1.24 1.36 1.41 4.2 构建模糊综合评价模型 4.2.1 确定评语集 在全过程工程咨询在施工阶段的 BIM 成熟度评价中，将评语分为 5 个级别，即=(领先级，协同级，演进级，发展级，初创级)，并且赋值为。4.2.2 隶属度矩阵的建立 所谓隶属度就是评价因素集 B 和评语集 V 之间的一种模糊关系,即：Y：单一评价指标 Bi 在评价等级 Vi 的评价结果yij 组成的集合 4.2.3 多级模糊综合评价（1）一级模糊综合评价 单因素判别矩阵为：运算过程如下：54321iknik2ik1i2ni22i21i1ni12i1154321,yyy yyyyyy,iiiiiiiiiiiiibbbbbwwwwwYWB（2）二级模糊综合评价 单因素判别矩阵为：54321knk2k12n22211n121154321,bbb bbbbbb,bbbbbwwwwwYWB4.2.4 确定评价等级 根据下式能够计算目标层 B 的综合得分，通过得分进而可以得到对应的评价等级。5 实例分析 5.1 项目概况 长春工程学院勘测校企合作实验实训基地建设项目建设地点位于长春市朝阳区同志街 3066 号，长春工程学院湖东校区内。设计总建筑面积为 18800m2，其中地上建筑面积为17008.9m2，地下建筑面积为1791.1m2；结构层数：地上 5 层，地下室 1 层，建筑高度为 22.7m。5.2 基于该案例的成熟度评价 5.2.1 评价流程 通过和表 4 中相同的计算过程及分析形式可以得出指标层中 14 个指标的权重和综合权重，如表 5 所示。表 4 准则层判断矩阵权重计算结果 指标 B1 B2 B3 B4 权重 B1 1 1/3 1/7 2 0.0937 B2 3 1 1/2 6 0.2912 B3 7 2 1 9 0.5626 B4 1/2 1/6 1/9 1 0.0525 一致性检验，（一致性检验通过）表 5 全过程工程咨询在施工阶段的 BIM 成熟度指标体系综合指标权重 准则层 权重 指标层 权重 综合权重 B1 0.0937 B11 0.1550 0.0145 B12 0.2996 0.0281 B13 0.5054 0.0474 B14 0.0400 0.0037 B2 0.2912 B21 0.6999 0.2038 B22 0.1935 0.0563 B23 0.1066 0.0310 B3 0.5626 B31 0.2946 0.1657 B32 0.6486 0.3649 B33 0.0567 0.0319 B4 0.0525 B41 0.3058 0.0161 B42 0.0975 0.0051 B43 0.5457 0.0286 B44 0.0510 0.0027 为了顺利完成这次评价工作，本项目请来了多位专业知识丰富的专家进行评估。这些专家通过搜集现场资料、工程信息以及与相关人员的访谈等方式填写问卷。本次评价选取了 20 份调查问卷，并对各位专家的打分进行了汇总，如表 6 所示。54321,VVVVVVT），（54321TVknk2k12n22211n1211yyyyyyyyyYiknik2ik1i2ni22i21i1ni12i11yyyyyyyyyiYknk2k12n22211n1211bbbbbbbbbY0189.4max10.00071.0CR中国科技期刊数据库 工业 A-12-表 6 全过程工程咨询在施工阶段的 BIM 成熟度指标专家评价汇总表 准则层 指标层 领先级（5分）协同级（4分）演进级（3分）发展级（2分）初创级（1分）B1 B11 0 3 10 3 4 B12 5 4 5 6 0 B13 7 6 3 4 0 B14 0 0 11 6 3 B2 B21 10 3 7 0 0 B22 0 0 9 6 5 B23 0 0 10 7 3 B3 B31 0 7 8 5 0 B32 6 3 11 0 0 B33 0 0 7 9 4 B4 B41 2 8 10 0 0 B42 0 0 8 7 5 B43 8 3 9 0 0 B44 0 2 7 11 0 通过表 6 中的内容及前文展示的计算过程，可以得到相对应的隶属度计算值，进而得到全过程工程咨询在施工阶段的 BIM 成熟度指标评价成绩，如表 7 所示。表 7 全过程工程咨询在施工阶段的 BIM 成熟度指标评价成绩 准则层 评价值 指标层 评价值 B1 3.4382 B11 2.6000 B12 3.4000 B13 3.8000 B14 2.4000 B2 3.5811 B21 4.1500 B22 2.2000 B23 2.3500 B3 3.4675 B31 3.1000 B32 3.7500 B33 2.1500 B4 3.1072 B41 3.6000 B42 2.1500 B43 3.9500 B44 2.5500 5.2.2 评价结果分析 根据表7的评估结果，发现进度管理应用成熟度、质量管理应用成熟度、安全管理应用成熟度、成本管理应用成熟度评价值均在 3 分至 4 分之间，这表明在准则层中，这四个方面的应用都处于演进级和协同级之间。此外，指标层中“辅助施工质量计划制定”方面的应用评价值超过了 4.0，这表明该方面的成熟度已经达到了协同级水平。然而，还有不少指标的评价值处于发展级和演进级之间，这表明这些指标在实际操作中仍存在较大的提升空间。整体来看，针对施工阶段的全过程BIM成熟度评估结果在演进级和协同级之间，这表明评价模型具有相对较高的可靠性和有效性。6 措施和建议 6.1 加强数据管理和分析 为提升项目中的数据分析和监控能力，必须确保数据质量和安全准确性以及实时性处于高水平，可以及时发现潜在问题并采取相应的有效措施。此外，应确保 BIM 数据的顺畅传递与共享，以增强团队协作效果。需要扩展咨询的广度和深度，不断改进组织形态、工作方式和服务模式，以实现全生命周期的数据共享和信息化管理。这将为项目方案的优化和科学决策提供坚实的基础8。6.2 团队协作和沟通 促进团队间的密切协作具有至关重要的意义。为确保项目各方之间的紧密联系，我们应协同解决问题、共享信息并提高协作效率。为达成这一目标，我们应建立有效的沟通渠道，使项目团队能够及时交流信息和反馈遇到的问题。在推动高效沟通的过程中，定期会议、电子邮件以及协作平台等渠道均可以为我们提供有力支持。6.3 持续改进和更新 项目团队应定期评估和更新 BIM 应用策略，确保与技术发展和项目需求一致。审查和改善工作流程、培训方案和工具使用方式。实施具体改进方案，确保BIM 技术的持续成熟与发展。通过追踪关键绩效指数，识别可改进的潜在领域，采取合理措施提高 BIM 技术的实施水平。7 结语 本研究初步验证了模型的科学性与实用性，但样本量较小，且基于单一案例，结论的普适性相对较弱。此外，评价指标相对简化，在反映项目复杂性方面稍显欠缺。因此，后续研究可通过扩大样本量,丰富指标体系,检验模型适用范围。后续研究可在此基础上拓展广度和深度,提升模型适用性,丰富实证内容,以切实提高施工阶段全过程工程咨询在 BIM 领域的应用水平和管理价值。中国科技期刊数据库 工业 A-13-参考文献 1陈劲,黄海霞.智慧企业理论模式-以中国航天科工集团公司为例J.技术经济,2017,36(08):1-8.2陈继东,胡灿,林文敏.BIM 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