2013-管理科学与工程建设工程行业bim应用成熟度研究

1、 申请同济大学硕士学位论文建设工程行业BIM应用成熟度研究 以我国东部地区为例研 究 生：张静导 师：何清华 教授专 业：管理科学与工程研究方向：建设工程管理答辩时间：2013年3月汇报内容1 研究背景研究的基础研究的主要内容小结 建筑业是国民经济的支柱产业，2011年，建筑业全年全社会增加值32020亿元，比上年增长10.0%。 在过去40年（1964年-2003年）中，其他非农业（包括建筑业）的生产效率（以不变美金计的合同金额/以小时计的工作时间）提高了一倍，而建筑业生产效率却下降了19.2%左右。建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内

2、容4 小结 导致低生产效率现象的原因非常复杂，但信息技术的落后是主要原因之一。CADBIM建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容4 小结 BIM在我国建设工程行业的应用达到怎样的一个水平？ 如何对我国建设工程行业的BIM应用成熟度进行评价？ 影响BIM在我国建设工程行业应用水平的因素都有哪些？1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容4 小结建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例（1）建筑信息模型（BIM）的研究趋势建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容4 小结（2）成

3、熟度研究趋势建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容4 小结（3）BIM与成熟度美国建筑科学研究院（NIBS, National Institute of Building Sciences）建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容4 小结Bilal Succar（3）BIM与成熟度2009年，BSuccar将BIM成熟度划分为技术、过程和政策三个方面，并将BIM成熟度划分为三个阶段：基于构件的建模阶段，基于模型的协同阶段和基于网络的集成阶段。2010年，BSuccar提出建筑信息模型成

4、熟度指标（Building Information Modeling Maturity Index， BIMMI），将BIM成熟度分成5个等级，即：初始级、可定义级、管理级、集成级和优化级。建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容4 小结（3）BIM与成熟度BIM-CMM的11个要素： 数据丰富性（Data Richness） 生命周期（Lifecycle Views） 变更管理（Change Management） 角色专业（Roles or Disciplines） 业务流程（Business Process） 及时性/答复（Timel

5、ines/Response） 交付方式 (Delivery Method) 图形信息 (Graphic Information) 空间能力 (Spatial Capability) 信息准确性 (Information Accuracy) 互操作性/IFC (Interoperability/IFC Support)建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容4 小结建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例 以上所涉及到的BIM成熟度理论研究成果对于我国的BIM应用成熟度评价已经具有非常实际的参考意义，但由于这些模型本身还处于不断发展

6、的过程中，加上我国建设工程建设行业的实际情况和美国相比也存在着各种不同的差别，因此对于要素种类和数量的确定还有不少可以商榷的地方，完全照搬这些模式来对中国BIM的应用现状进行评价会有一定的不合理甚至是不合适的地方。 建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容4 小结BIM应用成熟度等级评价指标第一个等级第二个等级第N个等级第个等级建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行

7、业BIM应用成熟度评价 4 小结 本研究将建设工程行业BIM应用成熟度等级划分为5个梯级，1级为最低水平的成熟度，5级为最高等级,分别为： 水平1：初始级 水平2：成长级 水平3：提高级 水平4：成熟级 水平5：优化级建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业BIM应用成熟度评价 4 小结文献综述建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2

8、 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业BIM应用成熟度评价 4 小结建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例评价指标参考的文献指标解释BIM软件的完善性63,65,69指BIM软件能否进行有效的核心建模、碰撞检查、可视化分析、可持续分析、运营分析等。若BIM软件功能不够完善，则很难达到实现BIM应用的普及和较高的成熟度。而国内除了在算量软件方面具有一定基础优势外，在设计软件核心技术方面并不占优势。行业内人士对BIM的认识和了解程度59,63,65,69人是BIM得以推广和应用的主动力。当BIM在建设工程行业内的应用成熟时，则行业内

9、人士对BIM的认识和了解程度也必然会有相应的提高。人们对BIM的认识和了解程度是评价BIM应用成熟度的重要指标。与BIM相配套的设施设备是否健全59BIM基于三维的工作方式，对硬件的计算能力和图形处理能力提出了很高的要求，对计算机的CPU、内存、显卡、硬盘等都有较高的配置要求。此外，BIM的实施还需要合适的网络平台，服务器，图形处理工作站等。基础设施是否健全也是评价BIM应用成熟度的主要指标之一。对BIM数据管理的有效性59,60，61,64在BIM的应用过程中，不可避免的涉及到对BIM数据的管理。BIM的应用者应当对BIM数据的版权、访问权进行明确的规定，以防在BIM应用过程中出现人员之间的

10、矛盾和摩擦，这对于顺利推广BIM的应用意义重大；此外，BIM数据的准确性至关重大，BIM数据的不准确性有可能直接导致项目的失败，如何确保数据的准确性是在BIM推广过程中必然会遇到的问题。是否有充分的技术支持69充分的技术支持是BIM技术能够有较高的应用成熟度的基本保证。BIM技术在我国建设行业内广泛的推广和成熟的应用离不开软件供应商提供的充分的技术支持。与BIM相适应的合同体系的完善性72我国与BIM相适应的合同体系研究尚处于空白，现有的合同范本缺乏对协同设计的规定，电子信息没有法律地位且无法归档，造成信息搜集的重复性，如何明确项目参与方BIM应用的合同责任、实现合同管理的信息化为组织成员应用

11、BIM工作提供依据，保障各方合法权益是BIM应用需要重点考虑的问题。数据交换标准的有效性59,60,70是否有统一的信息交换格式，BIM软件相互之间、BIM软件与非BIM软件之间能否进行有效的信息转换，是衡量BIM软件成熟度的重要标准之一。对BIM实施过程风险管理的有效性59 ,71作为一种新的技术和理念，在BIM应用的过程中团队成员必然会遇到许多意想不到的困难和障碍。成熟的BIM应用，应当对BIM实施过程进行有效的风险管理，在事先做好准备措施，以防在这些风险发生时，可以及时作出应对。同时，还应当建立完善的保险机制，若实施过程出现差错，则应对受损的一方该获得的补偿以及如何进行补偿有清晰的规定。

12、对BIM模型管理的有效性59,60,62,64BIM的实施围绕着BIM模型。在成熟的BIM应用过程中，组织内部对模型应当进行了有效的管理。对应当由哪一方负责构建BIM模型，如何对建模和运行的费用进行分配等有明确的安排，还应当有专门协议针对BIM模型的更新、修改和编辑等工作的责任人进行约定。BIM应用理论研究成果的丰富性69任何一项技术的实施都离不开理论的指导。想要BIM在建设工程行业的应用达到较高的成熟度，则应当有丰富的关于BIM应用的理论研究成果作为支撑。行业内各部门在运行体制上的一致性67,68，69当前的建筑行业体制不完善，目前城市规划等设计审查机构仍要求设计成果以2D图纸表达，这在一定

13、程度上对BIM技术推广带来了影响。建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业BIM应用成熟度评价 4 小结文献综述2. 专家访谈建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例增加的评价指标指标解释行业内人士对待BIM技术的积极性要接纳BIM这一新兴的技术，从业人员首先要改变自己的思维方式，这有可能使得从业人员产生对BIM的抵制情绪。而当BIM应用成熟时，从业人员感受到BIM技术给建设工程行业质量、进度、成本、交流等方

14、面带来的改善，则这种抵制情绪会逐渐淡化，反而更加支持BIM的应用。对BIM实施效果奖励机制的完善程度。BIM作为一种新的技术和理念在国内的应用仍处于初步阶段，因此，设定合理的奖励机制不仅可以鼓励团队对BIM的积极性，同时也是BIM应用走向成熟的重要标志。信息沟通的有效性基于BIM的协作设计是在同一个模型下进行的，为了能够更好的发挥BIM技术的优势，BIM设计团队的组织结构应当更加便于组织内部成员的沟通，使信息能够快速传达。多专业配合的工作界面管理的清晰性。在基于BIM的建设过程中，多个专业的人员需要在同一个模型中共同工作。若工作界面管理不善，不但造成工作上的等待、重复及延误等现象，而且还是产生

15、若干质量疑难杂症的重要原因。因此，在BIM项目中，多专业配合的工作界面管理是影响BIM应用成熟度的重要因素。不同参与方合作的有效性。在BIM的工作环境中，各参与方围绕着BIM模型进行协同作业，下游的参与方能够提前介入系统，这就对BIM工作环境下的组织模型提出了很高的要求。在成熟的BIM应用过程中，新的组织结构应当保证各组织的努力同系统目标协调一致，促进组织间的合作，减少组织间的内耗，从组织结构上保证各参与方围绕共同目标工作，共同为系统目标的实现而努力。当前建设工程行业内是否存在满足要求的组织模型也是评价建设工程行业BIM当前应用成熟度的重要指标之一。BIM软件与国内建筑业法律法规的适应性。主流

16、的BIM软件已经相继进入国内市场，但这些软件目前还不能很好地满足我国设计规范的要求。若这些软件不能满足国内的设计规范，不能真正的为国内建筑市场所用，则势必会影响BIM在我国建设工程行业的应用。文档管理框架的有效性。传统的建设项目文档管理系统已经不能满足当前建筑信息化的发展以及BIM在信息检索及知识重用上的数据共享的要求。随着建设工程领域信息生成与交流的方式从手工到计算机辅助转变，再到伴随着3D甚至更高维度信息技术的发展而产生的各种信息储存交互方式的应用，传统意义上的建设项目文档管理系统存在的问题已愈显凸出。尽管计算机辅助已经得到了广泛应用，但是传统的纸质文档管理仍然是现今建设项目文档管理中信息

17、储存交流的主要形式。是否有专门的BIM咨询机构。企业BIM生产力建设过程在空间跨度上几乎涉及到企业所有业务和管理部门以及主要客户和业务伙伴，在时间跨度上即使初步完成也需要一两年时间，在技术跨度上几乎涉及到企业目前使用的所有信息化系统，因此选择一个合适的BIM建设咨询服务机构其重要性不言而喻。 问卷发放与回收 发放376份，回收97份，剔除无效问卷9份，共得有效问卷88份，问卷的回收率为23.41%。 问卷数据处理 探索性因子分析 建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4

18、问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业BIM应用成熟度评价 4 小结KMO和巴特利特球体检验结果建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业BIM应用成熟度评价 4 小结Component12345文档管理框架的完善性.812.231.097.138.232对BIM数据管理的有效性.788.224.123.118.139BIM实施效果奖励机制的完善程度.681-.053.206.359.208对BIM模型管理

19、的有效性.662.374.382.093-.156与BIM相适应的合同体系的完善性.645-.324.061.212.195对BIM实施过程风险管理的有效性.602-.253-.152.033.440是否有充分的技术支持.164.899.044.019.140BIM软件的完善性.157.896.077.088.090BIM软件与国内建筑业法律法规的适应性.005.713.250.370.135与BIM相配套的设施设备是否健全.298.709.362.141.006数据交换标准的有效性.338.648.289.273.176BIM应用理论研究成果的丰富性.247-.130.685.224.110

20、行业内各部门在运行体制上的一致性.179.211.683.098.235是否有专业的BIM咨询机构.030.224.643.316.264行业内人士对待BIM技术的积极性.180.077.155.848.110行业内人士对BIM的认识和了解程度.200.228.093.796.113不同参与方合作的有效性-.030.215.399.078.758多专业配合工作界面管理的有效性.243.252-.042.339.712信息沟通的有效性.429.040.232.123.612解释方差 40.244% 10.872% 7.937% 6.506% 6.194%总解释方差 71.753%旋转成分矩阵a建

21、设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业BIM应用成熟度评价 4 小结信度检验分量表内部一致性系数分量表项目数因子一0.8636因子二0.8125因子三0.6323因子四0.7972因子五0.6523总量表内部一致性信度0.90819问卷分量表信度SPSS分析可靠性统计量建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标

22、设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业BIM应用成熟度评价 4 小结效度检验A建构效度一般情况下，各因子累计方差达到60%以上，说明该问卷有良好的结构效度。本研究结果显示，5个因子所能解释的总变异量达到71.753%，符合测量学要求。在共同度方面，所有项目的全部公共因子对各个项目的总方差解释量在60%以上，说明公因子对观测变量的大部分变异进行了解释。建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业B

23、IM应用成熟度评价 4 小结InitialExtraction不同参与方合作的有效性1.0000.787多专业配合工作界面管理的有效性1.0000.746信息沟通的有效性1.0000.629BIM应用理论研究成果的丰富性1.0000.609是否有充分的技术支持1.0000.857行业内各部门在运行体制上的一致性1.0000.608BIM实施效果奖励机制的完善程度1.0000.681与BIM相适应的合同体系的完善性1.0000.608文档管理框架的完善性1.0000.795对BIM数据管理的有效性1.0000.719数据交换标准的有效性1.0000.723对BIM模型管理的有效性1.0000.7

24、57是否有专业的BIM咨询机构1.0000.634对BIM实施过程风险管理的有效性1.0000.644行业内人士对待BIM技术的积极性1.0000.794行业内人士对BIM的认识和了解程度1.0000.747与BIM相配套的设施设备是否健全1.0000.742BIM软件与国内建筑业法律法规的适应性1.0000.726BIM软件的完善性1.0000.849共同度建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业BIM应用成熟度评价

25、 4 小结效度检验B内容效度邀请专家和学者对建设工程行业BIM应用成熟度的评价指标的针对性和代表性进行了评判，最后确定的19个指标被认为是能够反映建设工程行业BIM应用成熟的代表性题项，量表的内容效度得到了保证。建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业BIM应用成熟度评价 4 小结 因子项目题项因子命名因子一文档管理框架的完善性管理成熟度对BIM数据管理的有效性BIM实施效果奖励机制的完善程度对BIM模型管理的有效性与

26、BIM相适应的合同体系的完善性对BIM实施过程风险管理的有效性因子二不同参与方合作的有效性组织成熟度多专业配合工作界面管理的有效性信息沟通的有效性因子三BIM应用理论研究成果的丰富性环境成熟度行业内各部门在运行体制上的一致性是否有专业的BIM咨询机构因子四行业内人士对待BIM技术的积极性人员成熟度行业内人士对BIM的认识和了解程度因子五是否有充分的技术支持技术成熟度BIM软件的完善性BIM软件与国内建筑业法律法规的适应性与BIM相配套的设施设备是否健全数据交换标准的有效性BIM应用成熟度评价指标因子命名建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内

27、容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业BIM应用成熟度评价 4 小结建设工程行业BIM 应用成熟度管理成熟度组织成熟度环境成熟度人员成熟度技术成熟度文档管理框架的完善性对BIM数据管理的有效性BIM实施效果奖励机制的完善程度对BIM模型管理的有效性与BIM相适应的合同体系的完善性对BIM实施过程风险管理的有效性不同参与方合作的有效性多专业配合工作界面管理的有效性信息沟通的有效性BIM应用理论研究成果的丰富性行业内各部门在运行体制上的一致性是否有专业的BIM咨询机构行业内人士对待BIM技术的积极性行业内人士对BIM的认识和了解程度是否有充分的技术支持BIM软件的完善性BIM软件与国内建筑业法律法规的适应性与BIM相配套的设施设备是否健全数据交换标准的有效性层次分析法模糊综合评价建设工程行业BIM应用成熟度研究以我国东部地区为例1 研究背景2 研究的基础3 研究的主要内容 3.1 模型的主体框架 3.2 成熟度等级 3.3 指标设计 3.4 问卷调研统计分析 3.5 模型构建 3.6 当前行业BIM应用成熟度评价 4 小结单项评价Z1=(0.128, 0.359, 0.325, 0.127, 0.055)管理成熟度 “成