基于DEMATEL-ISM的BIM技术推广影响因素分析.pdf

建筑经济CONSTRUCTION ECONOMY第 44 卷第 S1 期2023 年 7 月Vol.44 No.S1Jul.2023摘要：BIM技术已然成为了建筑行业中具有巨大潜力的技术创新，为了促进BIM技术在建筑工程中的更快、更深入应用，本文以影响BIM技术推广的因素为研究对象。通过文献阅读法和德尔菲法，识别出涉及技术、经济、环境、管理四个方面15个影响因素。然后使用DEMATEL-ISM方法，构建影响因素递阶结构模型，将这些影响因素划分为五个层级，找到影响BIM技术推广的根本因素、中层因素和表层因素，对影响因素作出分析与建议，旨在推广BIM技术在建筑行业的广泛应用。关键词：DEMATEL；解释结构模型；BIM技术；影响因素中图分类号：TU17文献标识码：A文章编号：1002-851X（2023）S1-0305-05DOI：10.14181/ki.1002-851x.2023S1305Analysis of Influencing Factors of BIM Technology Promotion Based on DEMATEL-ISMCHEN Long，MENG Ge（School of Civil Engineering and Architecture，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，China）Abstract：BIM technology has emerged as a highly promising technological innovation in the construction industry.In order to facilitate its faster and more extensive application in construction projects，this paper focuses on the factors influencing the promotion of BIM technology.Through the utilization of literature review and Delphi method，a total of 15 influencing factors related to technology，economy，environment，and management were identified.Subsequently，the DEMATEL-ISM method was employed to construct a hierarchical structure model of these influencing factors，categorizing them into five levels and determining the fundamental，intermediate，and surface factors affecting the promotion of BIM technology.Based on this analysis，recommendations and insights are provided with the aim of promoting the widespread adoption of BIM technology in the construction industry.Keywords：DEMATEL；interpretive structural model；BIM technology；influencing factorsBIM技术作为一种革命性的数字化建筑设计和管理工具，与传统的二维设计相比，其能够以三维模型的形式集成建筑元素的几何、时间和成本信息，为设计、施工和运营阶段提供全面的支持。这种信息的集成性使得各个参与方能够更好地协同工作，减少信息传递和沟通的错误，提高项目的效率和质量。此外，BIM技术还具备可视化、模拟和分析的功能，能够在项目的早期阶段就进行冲突检测和优化，从而降低设计变更和施工风险。然而，尽管BIM技术具备如此多的优势，其在实际推广应用中还面临一些挑战和障碍。基于此本文以影响建筑行业BIM技术推广的影响因素为对象，通过DEMATEL-ISM耦合的方法构建多层递阶结构模型，并得出缺乏BIM标准、BIM法律责任边界不明确、传统观念束缚、缺乏标准合同示范文本这四个因素是影响BIM技术推广的根本因素，并对此提出了针对性建议。通过本研究的深入探讨，希望能够为建筑行业的发展和转型做出积极的贡献。*基金项目：武汉工程大学第十四届研究生教育创新基金（CX2022189）作者简介：陈龙，硕士研究生，主要研究方向：建筑信息化，工程造价管理。孟戈（通讯作者），副教授，主要研究方向：工程管理与经济、产业规划与管理、循环经济。基于DEMATEL-ISM的BIM技术推广影响因素分析*陈龙，孟戈（武汉工程大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430205）建 筑 经 济2023年3061BIM技术推广影响因素的识别本文通过在中国知网和Web of Science上进行“BIM技术”和“影响因素”关键字检索并研读相关文献，收集整理出了一个包含34个影响因素的初步列表，然后与10位具有丰富理论知识和行业经验的专家进行面对面访谈，对影响因素进行筛选整理，最后得到了来自于技术、经济、环境、管理四个方面的15个影响因素，如表1所示。2构建DEMATEL-ISM模型2.1构建直接影响矩阵X基于上述构建的15个BIM技术推广影响因素，本文采用德尔菲法来研究因素之间的关联性，邀请了10位BIM技术的专家对表1中两两因素进行分析，采用里克特五级量表的形式给两两影响因素之间的互相影响程度打分，从4到0以递减的方式来表示其影响程度，4代表影响程度很大，0代表无影响（表1）。2.2计算规范直接影响矩阵G运用公式（1）将直接影响矩阵X进行规范化处理，进而得到规范化直接影响矩阵G（表2）。G=1MAXnj1SijX（1in）（1）2.3计算综合影响矩阵T借助MATLAB软件，通过公式（2）由规范化直接影响矩阵计算综合影响矩阵T，并计算其各元素的均值和标准差，分别是0.12428和0.018117，再引入阈值=+来对递阶结构模型中的影响路径进行筛选，使得模型更加精简，更加能反应关键问题。其中I代表n阶单位矩阵。T=G+G1+G2+G3+Gn=G（I-G）-1（2）2.4计算整体影响矩阵H根据公式（3），由综合影响矩阵T加上单位矩阵I得表1BIM技术推广影响因素体系因素分类 因素编号影响因素因素来源经济S1BIM软硬件成本费用昂贵356789S2BIM效益不明显2379S3聘请BIM专家和咨询费用高910技术S4BIM数据互操作性低5710S5BIM软件操作复杂相关课题调研S6缺乏BIM标准35671011S7国内BIM核心软件缺乏361011环境S8政府推行力度不够38S9BIM法律责任边界不明确312S10传统观念束缚6711S11缺乏标准合同示范文本212管理S12共享数据资源的保守态度67S13未建立基于BIM的工作流程37S14项目参与方对BIM认知不足69S15复合型人才储备不足3568表2直接影响矩阵S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S1030000320000200S2202000210000201S3030230010000103S4002010000000100S5002000100000210S6012300121030320S7433220010100210S8212003202020222S9000100230043212S10000101120223223S11010000133103220S12020000001200121S13010100222212022S14021000020223302S15023000010011300第 44 卷第 S1 期307到整体影响矩阵H。H=T+I（3）2.5计算可达矩阵M其中1代表两要素之间有影响，0代表无影响（表3、表4）。mij=1，Hij 0，Hij?（i，j=1，2，3n）（4）2.6构建递阶结构模型首先，根据可达集和先行集的定义，即可达矩阵中第i行中值为1的列对应元素所组成的集合为因素Si的可达集，可达矩阵中第i列中值为1的行对应元素所组成的集合为先行集，确定了每个影响因素的可达集R（Si）和先行集A（Si），并计算得到交集T（Si）。然后，通过比较交集T（Si）和可达集R（Si）的关系，确定了第一层要素集合，即满足T（Si）=R（Si）的要素。在本研究中，第一层要素集合为S2，S4，S5，S12，S13。接下来，从可达矩阵M中剔除已分层的要素，得到新的矩阵M1，并重复之前的操作，直到所有要素都被分层为止。根据分层结果和可达矩阵中的影响路径，得出了多层递阶结构模型如图1所表3可达矩阵S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S1110000100000000S2010000000000000S3011000000000001S4000100000000000S5000010000000000S6000101010010100S7111000100000100S8000000010000101S9000000011011100S10000000010101101S11000000011011100S12000000000001000S13000000000000100S14000000000001110S15001000000000101陈龙，等基于DEMATEL-ISM的BIM技术推广影响因素分析表4相关集合计算因素可达集前因集交集S1S1、S2、S7S1、S7S1、S7S2S2S1、S2、S3、S7S2S3S2、S3、S15S3、S7、S15S3、S15S4S4S4、S6S4S5S5S5S5S6S4、S6、S8、S11、S13S6S6S7S1、S2、S3、S7、S13S1、S7S1、S7S8S8、S13、S15S6、S8、S9、S10、S11S8S9S8、S9、S10、S11、S12、S13S6、S9、S11S9、S11S10S8、S10、S12、S13、S15S10S10S11S8、S9、S11、S12、S13S6、S9、S11S9、S11S12S12S9、S10、S11、S12、S14S12S13S13S6、S7、S8、S9、S10、S11、S13、S14、S15S13S14S12、S13、S14S14S14S15S3、S13、S15S3、S8、S10、S15S3、S15图1递阶结构模型建 筑 经 济2023年308示，图标含义如表5所示。3影响因素作用关系层次分析3.1第一层影响因素分析第一层影响因素包括了BIM效益不明显（S2）、BIM数据互操作性低（S4）、BIM软件操作复杂（S5）、共享数据资源的保守态度（S12）、未建立基于BIM的工作流程（S13），该层位于模型的顶端，直接或间接地受到下层影响因素的影响，并且不需要以其他的影响因素为中介来对BIM技术推广产生影响，属于是影响BIM技术推广的直接影响因素。对于一般的建筑企业来说，经济效益最大化无疑是其首要目标，而使用BIM技术则需要投入大量的人力、物力和财力，对于大部分中小型企业是一个不小的经济负担。此外BIM技术需要跨部门和跨专业进行协同管理，而BIM技术涉及大量的项目数据与信息，数据的安全性和隐私保护成为使用BIM技术时需要考虑的重要问题，再加上由于缺乏统一的数据标准和格式，不同软件之间的数据交换和共享困难以及软件本身操作界面复杂，严重影响了数据资源的共享和互操作性，增加了企业组织和管理难度，对企业的管理能力提出了更高的要求，因此部分企业未能建立基于BIM技术的全面工作流程，只是在部分环节去使用完成眼前的工作，这根本发挥不了BIM技术在项目管理和协同合作的作用。3.2第二层影响因素分析第二层影响因素包括了BIM软硬件成本费用昂贵（S1）、聘请BIM专家和咨询费用高（S3）、国内BIM核心软件缺乏（S7）、政府推行力度不够（S8）、项目参与方对BIM认知不足（S14）、复合型人才储备不足（S15）。该层影响因素位于模型的中间层，能够直接影响第一层影响因素，同时也受到第三层影响因素的直接或间接 影响。由于我国大部分企业缺乏对BIM技术的了解，不能充分认识到BIM技术带来的经济效益和应用价值，在实际使用过程中仅仅是为了完成一定的指标去使用BIM软件，这会大大降低BIM技术带来的经济效益。国内BIM核心软件的缺乏，使得本土企业过度依赖国外BIM软件供应商，再加上BIM软件本身对硬件要求较高，使得企业采购BIM软硬件成本较高。BIM技术的应用要求跨学科的合作和沟通，既要求从业人员有丰富的实际项目经验，还要求精通BIM软件复杂的功能以及使用界面，这对从业人员提出了极高的要求，这也导致了这类复合型人才数量并不多，在整个建筑市场处于一个供需不平衡状态，聘请BIM专家和相关的咨询业务的费用也会成为企业不小的经济负担，再加上政府部门没有创造足够的外部动机，所以必然会导致企业对于BIM技术应用的积极性不高。3.3第三层影响因素分析第三层影响因素包括了缺乏BIM标准（S6）、BIM法律责任边界不明确（S9）、传统观念束缚（S10）、缺乏标准合同示范文本（S11）。该层影响因素位于模型的最底层，是影响BIM技术推广的根本因素，它对该层之上的所有影响因素都会直接或者间接的产生影响。首先缺乏BIM标准是我国BIM技术推广的根源因素，目前我国尚未制定完善的BIM标准体系，缺乏统一的规范和指导，导致不同行业、不同地区在BIM实施过程中存在着标准的不一致性和缺乏互操作性的问题，这使得各参与方在BIM应用中面临着数据兼容性、协作一致性和培训难度等方面的困扰，限制了BIM技术的广泛推广和应用。其次，在BIM项目中，涉及多个参与方之间的合同关系、责任划分和风险分担问题，然而目前我国相关法律法规对于BIM技术的法律责任边界尚未明确规定，缺乏明确的法律依据和约束，使得各参与方在使用BIM技术时存在着法律风险和不确定性。第三，传统观念的束缚也是我国BIM技术推广过程中的一大障碍。长期以来，我国建筑行业一直存在着传统的设计理念、施工方法和运营模式，对于新兴的BIM技术接受度较低。最后，缺乏标准合同示范文本也阻碍了BIM技术的推广，BIM项目中的各方之间需要签订合同来明确权益和责任，然而目前我国缺乏与BIM技术应用相适应的标准合同示范文本，这导致合同条款不够完善，缺乏对BIM技术特点和应用过程的考虑，会给各参与方带来不确定性和风险。4对策建议4.1加速BIM标准的制定与管理首先应加快制定统一的BIM标准。政府、行业协会和专业机构应共同合作，制定统一的BIM标准体系。这些标准应覆盖BIM数据格式、模型交换、协同设计、表5递阶结构模型图标含义图形含义圆形影响因素单向箭头两个影响因素之间存在因果关系虚线划分不同层级之间的界线第 44 卷第 S1 期309信息共享等方面，确保不同项目和参与方之间的一致性和互操作性。标准的制定应考虑国际经验和最佳实践，与国际标准接轨，通过与国际标准组织和其他国家的合作，可以吸收和借鉴国际先进经验，加快我国BIM标准的发展进程。其次，BIM标准的发展是一个持续不断的过程，需要建立监督和更新机制，确保标准与技术的发展保持同步。政府和行业协会可以设立专门的机构或委员会，负责监督和更新BIM标准，并及时反馈行业的需求和变化。这样可以保持标准的及时性和适应性，推动BIM技术在建筑行业的持续发展和 应用。4.2制定明确的法律框架和规范制定专门的法律法规，明确各参与方在BIM项目中的责任和义务，包括数据质量、模型准确性、信息共享、协同设计等方面，为BIM技术的应用提供明确的法律依据，促进各方的合作和风险分担。4.3政府主导打破传统观念束缚传统观念束缚往往与信息孤岛和缺乏合作有关。政府可以推动行业各方之间的合作和信息共享，建立平台和机制促进交流和合作。例如，建立BIM技术应用的信息共享平台，提供BIM项目的案例分享、技术交流和最佳实践的共享，使从业人员能够了解到BIM技术的实际应用效果和益处。其次政府和行业协会可以推动培育一批BIM技术的领军人物，在实践中展示BIM技术的价值和成果，对行业树立榜样作用。同时，鼓励和支持示范项目的实施，通过成功案例的展示和宣传，让更多人了解和接受BIM技术的好处，并改变传统观念。4.4建立健全标准合同示范文本首先政府、行业协会和专业机构可以联合制定BIM合同标准，包括合同模板、条款和示范文本。这些标准合同可以涵盖BIM技术应用的各个方面，明确各方的责任和义务，解决在BIM项目中常见的合同问题。其次政府和行业组织可以收集和推广BIM项目中成功的合同案例和最佳实践，分享各方在合同签订和执行过程中的经验和教训。最后政府和行业组织可以鼓励企业和机构共享他们自己的标准合同示范文本，形成一个共享的合同文本库。这样可以减少合同起草的工作量，提高合同的一致性和规范性。5结论我国于2003年引入BIM技术概念，至今已有20年的发展历程。然而，尽管经过多年的推广和努力，BIM技术在我国仍处于应用的初级阶段，推广应用仍面临一定的困难。为了解决这一问题，本文通过广泛研读文献并与建筑领域专家进行研讨，采用DEMATEL-ISM模型对影响BIM技术推广的15个因素进行了层级划分，得出缺乏BIM标准、BIM法律责任边界不明确、传统观念束缚、缺乏标准合同示范文本是根本影响因素并对此做出了详细的对策建议，希望这些研究结果能够加快BIM技术在我国建筑行业的推广和应用，促进建筑行业的进步和发展。参考文献1 刘芷含.BIM在IPD模式中应用价值的影响因素研究D.重庆：重庆大学，2021.2 李雨蔓，李素蕾.基于ISM方法的制约BIM技术推广的因素分析J.价值工程，2020（8）：178-180.3 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