IPD模式下基于BIM的精益建造能力研究
——AHP分析法

(西南科技大學土木工程與建筑學院 四川 綿陽 621010)

一、研究背景

建筑行業(yè)近年來發(fā)展迅速，但其生產(chǎn)過程中仍然存在生產(chǎn)粗狂、效率低下、能耗高、資源浪費率大等問題。隨著精益建造概念的提出和各種建筑技術(shù)和工具的使用，在一定程度上提高了資源的利用率和建筑生產(chǎn)效率，但是由于我國建筑業(yè)發(fā)展過程中知識化發(fā)展較為緩慢，妨礙了建筑業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此本文對推廣基于BIM(Building Information Modeling)技術(shù)和精益建造技術(shù)的集成交付模式各個因素間的相互影響進行研究，建立評價模型，分析我國建筑業(yè)朝可持續(xù)發(fā)展目標邁進的屏障。在建筑業(yè)與信息業(yè)快速發(fā)展的環(huán)境下，該模式的全面實現(xiàn)必將推動建筑工程領(lǐng)域根本性變革。

二、IPD模式下基于BIM的精益建造模式

(一)IPD模式

在傳統(tǒng)的如DBB、DB模式下，建筑工程拆分為設(shè)計、招標、建造幾部分，按時間順序依次進行，消耗時間較長，并且參與項目的業(yè)主、設(shè)計方、建設(shè)方、供應(yīng)商、監(jiān)理方等多方分離、從而導(dǎo)致在建設(shè)過程中容易出現(xiàn)頻繁工程變更，各方均以規(guī)避自身風險將自身利益最大化為建設(shè)目標，從而難以控制建設(shè)成本，造成資源浪費。

IPD(Integrated Product Development)模式旨在將項目實施過程中的關(guān)鍵參與者通過協(xié)同機制集成為一個團隊，實現(xiàn)協(xié)作、集成和高效的目標。在建設(shè)項目全壽命周期中，集業(yè)主、承包商、建筑師、咨詢工程師等多方為一體，建立基于相互信任，風險共擔與利益共享的團隊，從而實現(xiàn)建筑業(yè)業(yè)的高效率低浪費發(fā)展。

(二)BIM技術(shù)

多方早期介入、協(xié)同工作目標的實現(xiàn)最重要的就是各方成員間的經(jīng)驗知識和信息的共享，而BIM則是實現(xiàn)信息集成的重要手段。BIM技術(shù)為建筑信息的多方交互提供技術(shù)平臺，使建筑在全壽命周期中可以有多方參與并對項目進行優(yōu)化。

現(xiàn)今，建筑工程相關(guān)人員運用BIM技術(shù)可以實現(xiàn)3D模型建立、4D施工進度計劃、5D成本控制，模擬施工過程和碰撞檢驗，這些可視化極大促進建筑項目的高效率實施。從建筑設(shè)計階段開始，將建筑項目的細節(jié)和可能實現(xiàn)的沖突呈現(xiàn)，從而減少不必要的變更，控制工期和成本。

(三)精益建造

精益建造理論是精益生產(chǎn)思想在建筑業(yè)中的體現(xiàn)。隨著可持續(xù)發(fā)展的理念提出，建筑業(yè)作為社會發(fā)展的重要組成部分，對經(jīng)濟、資源、環(huán)境的影響都很大。在此種發(fā)展背景下，旨在降低建造周期、控制成本、減少浪費、保證項目質(zhì)量和交付日期的精益建造已成為全球建筑業(yè)發(fā)展的主要方向。

現(xiàn)有的LPS(末位計劃者系統(tǒng))、CE(并行工程)、TVD(目標價值設(shè)計)等方法已得到廣泛運用。例如，價值流程圖在精益建造過程中可以用于消除資源浪費，LPS可用于均衡工作流，CE則可用于縮短項目建設(shè)時長并且可提高建設(shè)質(zhì)量。上述方法均可提高工程建設(shè)效率。

(四)新模式探索

新模式主要是業(yè)主、設(shè)計、承包商、分包商、供應(yīng)商等項目參與方以IPD合同為紐帶，以BIM為合作信息平臺，以精益建造作為項目實施的整體操作體系，通過團隊支持和真誠合作，以有效減少變異，為顧客減少浪費，創(chuàng)造價值。[4]在新模式的運行過程中，主要依賴于多方的早期參與和全過程參與人員知識化生產(chǎn)過程，將BIM技術(shù)和多種精益建造方法正確地投入建設(shè)。其主要工作結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 新模式主要工作形式

新模式的特點?？沙掷m(xù)發(fā)展是整個社會發(fā)展的目標，IPD模式下基于BIM技術(shù)的精益建造是為了從項目初期到建設(shè)竣工整個過程實現(xiàn)質(zhì)量最佳、工期最短、成本最低和社會公共利益最大化。項目參與各方的盡早介入、充分溝通和積極合作，減少了整個過程不必要的變更和浪費，同時降低了風險，為業(yè)主增加了項目本身的價值，是精益建造思想的具體體現(xiàn)。與此同時，借助BIM技術(shù)的信息平臺，為項目各個參與方提供了簡單、透明、開放的平臺。各方可以在平臺選擇獲取有用的信息，在自己的責任領(lǐng)域內(nèi)做出及時的調(diào)整與優(yōu)化，同時及時反饋給項目其他參與方，充分調(diào)動發(fā)揮了各方的主觀能動性。

三、建立AHP評價體系

(一)AHP基本原理及其主要過程

將層次分析法引入IPD模式下基于BIM的精益建造模式(以下稱新模式)的評估中，可以將新模式的諸多影響因素的定性關(guān)系轉(zhuǎn)化為定量分析，經(jīng)過兩兩比較層層分析，從而得出新模式的主要影響因素，其主要過程如圖2所示。

圖2 層次分析法主要過程

(二)構(gòu)建指標體系及定量分析

通過文獻梳理和專家問卷等方式，通過計算最終得到表1中的結(jié)果，具體公式及步驟可參考《基于AHP-GRAP模型的建筑業(yè)企業(yè)精益建造能力評價研究》[3]。

表1 指標層各要素的權(quán)重值及其排序

表1的主要分析結(jié)果如下：

(1)在影響IPD模式下基于BIM的精益建造能力的因素中，BIM軟件功能因素占0.2507，在眾多單因素指標中居于榜首，表明在新模式的發(fā)展過程中，應(yīng)當將BIM技術(shù)的開發(fā)與完善居于首位，以推動IPD模式的發(fā)展。

(2)IPD合同范本占比為0.1367，居于第二位。但IPD合同是一種新型的合同關(guān)系，其是以全生命周期為出發(fā)點，現(xiàn)行的合同類型主要為AIA A195，AIA C195，IFOA(Integrated Form Of Agreement)等，但是基于我國建筑業(yè)的發(fā)展情況，需要制定一份更符合國內(nèi)環(huán)境的合同范本，充分考慮各方的利益與風險，實現(xiàn)項目整體最優(yōu)。

(3)此外，從準則層層面看人員和經(jīng)濟因素也占有較大比重，因此，各方在今后工作中，國家應(yīng)當給予一定的政策支持，鼓勵獎勵BIM和精益建造的發(fā)展，在一定程度上降低企業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的經(jīng)濟壓力，同時完善知識化體系，提高從業(yè)人員的專業(yè)素養(yǎng)和精益建造的意識，實現(xiàn)建筑業(yè)的高效發(fā)展。

四、結(jié)語

本文主要通過AHP法對IPD模式下基于BIM的精益建造能力進行研究分析，此種模式符合當下建筑業(yè)轉(zhuǎn)型的趨勢，是實現(xiàn)建筑項目可持續(xù)發(fā)展的一大前提，其可改變建筑業(yè)粗放型的發(fā)展方式，推動建筑業(yè)向信息化、科技化、協(xié)同化的方向發(fā)展。

本文在研究過程中，主要以IPD模式為基礎(chǔ)，考慮基于BIM技術(shù)精益建造的能力影響因素，但還存在一些問題可以作為下一步研究方向。

(1)IPD模式合同范本的訂立。在IPD模式下，各方的風險與利益該以何種機制進行分擔；現(xiàn)有的合同范本該做出怎樣的變動以符合當下國內(nèi)發(fā)展情況。

(2)精益工具在精益建造中的應(yīng)用。在精益建造過程中，對人員、技術(shù)都有較高的要求，如何依據(jù)情況的變化控制精益建造過程從而發(fā)揮精益工具對精益績效的作用。

(3)BIM技術(shù)應(yīng)用的成熟度。當今BIM已經(jīng)成為建筑業(yè)發(fā)展的必要趨勢，如何在相關(guān)領(lǐng)域提高技術(shù)水平，引進先進技術(shù)，實現(xiàn)本土化的技術(shù)創(chuàng)新。