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如何利用层次分析法(AHP)解决施工 企业BIM应用障碍?

发表日期:2016-04-05 文章编辑:纬衡科技 览次数:2144

摘要:本文首先总结建筑施工企业BIM技术应用存在的障碍因素,再利用层次分析法(AHP)分析各障碍因素对BIM技术的影响程度,再根据层次分析法模型结果,提出相应的解决方案。

建筑信息模型(BIM)的推广应用是建筑业信息化革命的必然结果,然而BIM技术在建筑施工企业中应用还存在诸多问题。本文利用层次分析法(AHP)分析如何建筑施工企业高效地应用BIM技术,并对BIM技术在施工企业中的应用作出了展望。

20世纪70年代美国乔治亚理工大学建筑与计算机学院(GeorgiaTechCollegeofArchitectureandComputing)的查克伊士曼博士(ChuckEastman,Ph.D)对BIM提出了最原始的定义:“建筑信息模型是将一个建筑建设项目在整个生命周期内的所有几何特性、功能要求与构件性能信息综合到一个单一的模型中。同时,这一模型还包括了施工进度和建造过程控制的信息。”。BIM技术在建筑施工企业中的应用既可以提高管理水平也可以提高施工效率,经王广斌等的调查,在山景城医院综合办公楼项目上,利用BIM技术及其相关的设计、模拟、分析软件进行管理使得整个项目的返工只有0.2%,各系统之间达到零冲突,现场因信息不明确而发出的问询单(requestforinformarequestforinformation)只有两份。

然而,BIM技术在我国建筑施工企业中应用还具有很大的提升空间。利用BIM技术可以解决传统施工中的诸多不足,为施工项目的精细化管理提供平台和基础,提高施工企业的管理水平和经济效益。探讨施工企业BIM技术应用中的存在问题及解决方法对BIM技术在项目全寿命周期的普及推广尤为重要。

一、施工企业BIM应用障碍综述

与传统的施工管理模式相比,使用BIM技术管理模式具有明显的优势。由于国内BIM技术的发展还处于刚起步阶段,很多地方与现在的施工管理模式相冲突,使得BIM技术在施工阶段应用时很难体现其优势,很多单位机构和多位学者对其原因做了深入研究。对BIM技术在建筑工程项目中应用存在的障碍,许多资深学者也对其做了深入的研究,张连营等总结了BIM在中国推行和发展所面临的主要障碍有:(1)缺乏行业相关部门制定的BIM标准和指南;(2)项目各参与方不习惯相互配合、共同工作;(3)BIM软件熟练操作者和专家不足。龚彦兮研究了BIM技术在国内发展存在的主要障碍:(1)国内缺乏自主研发的BIM软件;(2)应用BIM技术专业技术人员不足;(3)BIM在全寿命周期中的应用缺失现象普遍。由以上分析可以得出,BIM技术在建筑施工企业中应用的障碍既有来自行业规范流程方面的因素也有来自专业技术人员、硬件配备方面的因素。下文将根据这些障碍因素建立AHP模型并进行分析。

二、基于AHP的施工企业BIM应用障碍分析

1.建立AHP结构模型

建立AHP模型。首先,确定模型目标层。目标层是层次模型的最高层表示解决问题的目的,也是层次分析法要达到的目标。本文的决策目标层即为如何解决BIM技术在施工企业中应用的障碍,即找出BIM技术在施工企业应用中的障碍因素及解决方案。其次,确定模型的准则层。基于上文施工企业BIM障碍综述与实际调研,本文主要考虑了来自软件支持层面上的障碍、来自专业技术人员层面上的障碍、来自部门间合作的障碍、来自BIM规范流程层面上的障碍、来自资金投入层面上的障碍这五个方面的障碍因素作为准则层的组成因素。最后,确定模型的方案层。根据上文分析的具体障碍可以把来自技术措施方面的解决方案、组织管理方面的解决方案、经济投入方面的解决方案、合同措施方面的解决方案这四个方面的解决方案作为方案层的组成要素。

2.构造层次结构判断矩阵并检验一致性

构造判断矩阵是从抽象到具体量化的过程,是层次分析法的核心部分。检验判断矩阵的一致性为该模型是否可以采用提供了科学依据,同时也是总决策的关键依据。

首先,构造判断矩阵。通过调研或聘请专家的方式对模型各层要素相对于上一层特定要素的影响程度进行两两对比,对比结果采用Saaty的标度值,从而构造判断矩阵。

其次,检验判断矩阵的一致性。本文采用Yaahp软件计算判断矩阵的最大特征根λmax、相应的特征向量wi及一致性指标CI。当CI=0时,表示判断矩阵完全一致,CI的值越大,表示判断矩阵的一致性越差,CI的取值一般小于0.1,若大于0.1就要调整判断矩阵中两两对比的标度值,知道CI小于0.1为止。Wi表示某一层各因素对上一层某一特定因素的权重分配。根据此步骤方法构造该模型的各个判断矩阵并检验一致性。经检验该模型判断矩阵一致性指标符合要求。

3.施工企业BIM技术应用障碍分析

经AHP可计算准则层各项对总决策目标的权重,可以看出阻碍BIM技术在建筑施工企业中应用最直接的影响是来自专业技术人员层面上的障碍和来自BIM规范流程层面上的障碍。对于专业技术人员层面上的障碍,这是因为BIM技术的应用还处于推广普及阶段,需要大量懂BIM技术的专业人员做支持。对于BIM规范流程层面上的障碍,由于国内一直没有统一的BIM规范流程,应用BIM技术时很难达到统一步调,各部门相互交流时难免会出现冲突,从而导致应用效率降低。

来自资金投入层面上的障碍是阻碍BIM技术在施工企业应用的一个重要因素。BIM在施工企业中的推广及应用需要大量的资金做保证。资金投入不足,将直接导致BIM专业人员与硬件软件配置不足,从而影响BIM技术的应用效果。来自软件支持层面上的障碍和来自部门间合作的障碍是阻碍BIM技术在施工企业应用不可忽视的两个因素。

三、施工企业BIM应用障碍解决方案

经AHP计算出方案层各项对总决策目标的权重,可以看出方案层各要素重要性优先顺序。根据此结果可编写如下解决方案:BIM技术在施工企业应用中应以编制技术措施解决方案为核心,以编制组织管理和合同措施解决方案为重点,以编制经济投入解决方案为支撑点。根据此思路本文提出了相应的解决方案,以便为BIM技术在我国建筑施工企业发展应用中创造更好的条件。

1.技术措施方面的解决方案

没有统一BIM规范流程、缺乏专业BIM人才和BIM软件功能单一且相互之间不兼容是BIM技术在建筑业应用中几项重要技术性障碍因素。经实际调研得知,解决这些障碍行业协会、项目业主和软件开发商起着决定性作用。行业协会掌控着市场发展方向,项目业主具有充裕资金和丰富工程建设经验,软件开发商对软件开发起着决定性作用。因此,对于技术措施解决方案可以从三方面入手:第一,行业协会应制定出统一的BIM规范流程;第二,项目业主可以培养专业的BIM人才;第三,软件开发商可以根据工程项目需求开发出功能齐全且相互兼容的BIM软件。

2.经济投入方面的解决方案

为了使施工企业加大对BIM技术的资金投入,行业协会、政府相关部门可以大力宣传BIM技术以及使用BIM技术将会带来的经济价值,让施工企业更多的了解BIM技术,积极主动投入更多资金使用BIM技术。现阶段,国内BIM技术还属于刚起步阶段,政府部门可以强制规定某些项目必须使用BIM技术,同时给予使用BIM技术的施工企业一定的经济补助。项目业主可以在招标文件中要求施工方使用BIM技术,同时给予施工方一定的经济援助。待BIM技术发展成熟时,政府、项目业主的经济补助可以取消。

3.合同措施方面的解决方案

制定系统的BIM合同条款可以根据以往使用过BIM的工程项目的完成情况,由政府牵头,项目业主、建筑施工单位、咨询单位等相互配合来制定。合同内容应明确BIM各参与方的职责以及工作内容、奖惩措施、违约责任等。在以后要求使用BIM技术的工程项目都必须按照制定出来的BIM合同条款统一执行。

四、施工企业BIM技术应用展望

BIM技术是一门新技术,给建筑业带来巨大的影响,但从刚接触到熟练应用还需要解决碰到的各种问题,它是一个过程。本文通过查阅文献、实际调研分析了BIM技术在施工企业应用的主要障碍因素,并通过建立AHP模型并提出了相应的解决方案。BIM技术在国内的发展逐步深化,对BIM技术在施工阶段应用方法及应用的管理模式都进行了研究。与此同时,我们也应加大力度研究BIM技术与其他方向专业技术的共同运用。例如:与遥感技术的相结合,实现复合型技术,使BIM技术在现实项目中更方便有效的应用。

参考文献

[1]张人友,王珺.BIM的内涵[J].工业建筑,2012,(S1):34-36.

[2]龚彦兮.浅析BIM在我国的应用现状及发展阻碍[J].中国市场,2013,(46):104-105.

(作者:刘刚董娜四川大学建筑与环境学院)


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