基于DEMATEL-ISM的建設(shè)工程造價(jià)BIM應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)研究

鄭夢(mèng)雅 郭炎樂 付建華 李紅玲

摘要：BIM技術(shù)具有集成多維度建筑信息、提供可視化平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，能有效提高建設(shè)項(xiàng)目工程量計(jì)算效率。然而，在其應(yīng)用過程中也存在著關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)亟需開展管理。文章以項(xiàng)目總承包方視角，從大量文獻(xiàn)成果中析出了BIM在工程造價(jià)應(yīng)用中存在的20個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素;通過問卷調(diào)查的方式獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而應(yīng)用DEMATEL方法確定主要風(fēng)險(xiǎn)因素，結(jié)合ISM方法建模分析風(fēng)險(xiǎn)遞階結(jié)構(gòu)，最后從政府、企業(yè)及技術(shù)三個(gè)方面的五個(gè)底層因素提出風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施。

Abstract： BIM technology has the advantages of integrating multi-dimensional building information and providing visual platform， which can effectively improve the computational efficiency of construction projects. However， in the process of its application， there are also key risks that need to be managed. From the perspective of the general contractor， 20 risk factors existing in the application of BIM in project cost were extracted from a large number of literatures. Relevant data were obtained through questionnaire survey， and then the main risk factors were determined by DEMATEL method， and the hierarchical structure of risk was analyzed by modeling combined with ISM method. Finally， risk countermeasures were proposed from the five low-level factors of government， enterprise and technology.

關(guān)鍵詞：BIM;風(fēng)險(xiǎn)因素;DEMATEL-ISM模型

Key words： BIM;risk factor;DEMATEL-ISM model

中圖分類號(hào)：TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）23-0001-03

0? 引言

近年來，BIM作為建筑工程領(lǐng)域的新興技術(shù)，一直是國(guó)內(nèi)外建筑行業(yè)研究的熱點(diǎn)。該技術(shù)以3D模型為載體，賦予模型現(xiàn)實(shí)屬性，形成的多維信息管理模式為多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)提供了一個(gè)可視化工作平臺(tái)，能從根本上解決建筑生命周期內(nèi)信息斷層問題[1]。在工程造價(jià)管理中，運(yùn)用BIM技術(shù)建立起的施工造價(jià)控制模型，不僅可以用于某個(gè)工程的造價(jià)控制，還能夠?qū)⒐こ绦畔⒂涗浽谄髽I(yè)定額中，對(duì)后續(xù)工程起到指導(dǎo)性意義[2]。

BIM技術(shù)雖具有極高的潛在使用價(jià)值，并可以用來進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，但其應(yīng)用實(shí)則也是一種風(fēng)險(xiǎn)，因此引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的一系列關(guān)注。2012年，何清華等[3]學(xué)者站在施工企業(yè)角度，運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型對(duì)BIM應(yīng)用的障礙進(jìn)行了分析;2014年，Kuo-Feng Chien等[4]運(yùn)用DEMATEL方法針對(duì)不同的利益相關(guān)方所可能面對(duì)的BIM技術(shù)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了詳盡分析，并基于不同角度提出應(yīng)對(duì)策略;2018年，Zhao X等[5]運(yùn)用SEM結(jié)構(gòu)方程模型方法分析使用BIM技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)路徑鏈，為從業(yè)者采取措施減少BIM技術(shù)應(yīng)用帶來的風(fēng)險(xiǎn)提供幫助。

針對(duì)目前BIM應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)的研究趨勢(shì)，以及在風(fēng)險(xiǎn)篩選與風(fēng)險(xiǎn)聯(lián)系方面研究的不足，本文擬從工程總承包方角度，在文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，從風(fēng)險(xiǎn)成因視角出發(fā)，反演歸納整理出BIM技術(shù)在造價(jià)應(yīng)用上的風(fēng)險(xiǎn)因素[6]，建立DEMATEL-ISM風(fēng)險(xiǎn)分析模型，在識(shí)別主要風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上建立風(fēng)險(xiǎn)層次結(jié)構(gòu)圖，為總包方造價(jià)BIM應(yīng)用中的風(fēng)險(xiǎn)防范，提出指導(dǎo)性意見。

1? 方法介紹

ISM解釋結(jié)構(gòu)模型是于上世紀(jì)七十年代提出的一種結(jié)構(gòu)模型化方法，該模型因能抓住系統(tǒng)中的重點(diǎn)，精簡(jiǎn)劃分系統(tǒng)層次而被廣泛應(yīng)用。隨著系統(tǒng)工程研究的深入，復(fù)雜系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了新的思路和方法，如基于圖論因素分析發(fā)展而來的DEMATEL方法。這兩種方法在分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次時(shí)各有優(yōu)劣，相互結(jié)合即可取長(zhǎng)補(bǔ)短。

1.1 DEMATEL方法

DEMATEL法（Decision Making Trial and Evaluation Laboratory），是一種為篩選復(fù)雜系統(tǒng)的主要要素，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析過程而提出的方法論。這種方法能利用專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)處理復(fù)雜的問題。主要步驟如下[7]：

1.1.1 計(jì)算各影響因素指標(biāo)的直接關(guān)聯(lián)矩陣A

其中aii=0，aij為影響因素i對(duì)影響因素j的影響作用，須經(jīng)打分確定。具體操作內(nèi)容如下：

①通過各因素間兩兩比較來確定相互影響程度，按0～4標(biāo)度方法進(jìn)行打分，各數(shù)字具體含義如表1所示。

②下發(fā)專家評(píng)分表，通過專家對(duì)指標(biāo)的打分，建立關(guān)聯(lián)矩陣。

1.1.2 歸一化直接關(guān)聯(lián)矩陣A，得到矩陣B

1.1.3 計(jì)算綜合影響矩陣T

1.1.4 計(jì)算影響度Ri、被影響度Ci、中心度ei及原因度fi

式中Ri指影響因素i對(duì)其他影響因素的綜合影響值;Ci指其他影響因素對(duì)影響因素i的綜合影響值;中心度ei值越大表示該因素重要性越大;原因度fi值越大表示該因素的關(guān)聯(lián)性越強(qiáng)。原因度fi大于0時(shí)為原因因素;原因度fi小于0時(shí)為結(jié)果因素[7]。

1.2 ISM方法

ISM（Interpretative Structural Modeling）方法是一種建立系統(tǒng)要素內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系的模型，其目的是解釋諸多要素間的內(nèi)部邏輯關(guān)系并將其結(jié)構(gòu)化[8]。建立結(jié)構(gòu)模型的一般步驟如下：①區(qū)域劃分。區(qū)域劃分是將要素之間的關(guān)系分為可達(dá)與不可達(dá)，并判斷哪些要素是連通的。②級(jí)間劃分。級(jí)間劃分是將系統(tǒng)中的所有要素，以可達(dá)矩陣為準(zhǔn)則劃分為不同級(jí)（層）次。③強(qiáng)連通塊劃分。在進(jìn)行級(jí)間劃分之后，每級(jí)要素中可能有強(qiáng)連接要素，在同一區(qū)域內(nèi)同級(jí)要素相互可達(dá)的要素稱為強(qiáng)連通塊。④求縮減可達(dá)矩陣。在可達(dá)矩陣中，若存在某一行元素完全相同，只需選取其中一個(gè)為代表要素，即可得到縮減可達(dá)矩陣。⑤作結(jié)構(gòu)模型。經(jīng)過排序的縮減可達(dá)矩陣為下三角矩陣，因上一級(jí)的要素不能到達(dá)下一級(jí)的要素，左下角的子矩陣便可表明要素級(jí)間關(guān)系。

2? 造價(jià)BIM應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)因素辨識(shí)

為站在總承包商角度，辨識(shí)造價(jià)BIM應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)因素，現(xiàn)選取9篇相關(guān)文獻(xiàn)[3-5，7，9-13]，有針對(duì)性地匯總整理出20個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素，詳情見表2。

3? DEMATEL-ISM模型建立

3.1 數(shù)據(jù)收集

使用5分李克特量表邀請(qǐng)受訪者對(duì)20個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行評(píng)級(jí)。受訪對(duì)象包括施工單位、BIM咨詢單位和科研院校等從事BIM工作的人員。研究發(fā)放問卷70份，回收有效問卷51份，回復(fù)率72.9%。風(fēng)險(xiǎn)因素影響關(guān)系的問卷結(jié)果如圖1所示。

3.2 基于DEMATEL方法的數(shù)據(jù)分析

利用DEMATEL方法對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果如表3所示。對(duì)表3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪制出散點(diǎn)圖，如圖2所示。將原因-結(jié)果散點(diǎn)圖劃分為四個(gè)象限，進(jìn)行逐一分析。

從圖2可以看出，位于第三象限的風(fēng)險(xiǎn)因素中心度和原因度均很低，故排除在后續(xù)研究范圍外;位于第一象限的R1、R4、R8、R12、R13的原因度和中心度均很高，為影響度最高的一類風(fēng)險(xiǎn)因素，視為下一步的重點(diǎn)研究對(duì)象;第二象限中的R2、R20兩個(gè)因素中心度雖不高，但（R-C）值明顯較高，對(duì)其他風(fēng)險(xiǎn)因素造成了較大影響，亦納入研究范圍;第四象限的R9、R10、R17中心度較高，但原因度小于0，受其他因素影響較大，也需納入后續(xù)研究中。

3.3 基于ISM的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系分析

前文通過DEMATEL方法確定了10個(gè)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素，但風(fēng)險(xiǎn)間的聯(lián)系未能直觀顯現(xiàn)，為此引入解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）方法，建立風(fēng)險(xiǎn)間的聯(lián)系，以找出關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素。

從DEMATEL方法調(diào)查問卷結(jié)果中，篩選出各關(guān)鍵因素的打分情況。其中不低于3分的視為有影響，記為1;低于3分視為無影響，記為0，即各因素影響程度被分為0、1兩個(gè)等級(jí)。然后，通過布爾運(yùn)算得到可達(dá)矩陣，各因素的可達(dá)集合A，前因集合B和共同集合A∩B。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素系統(tǒng)層次分析結(jié)果，可構(gòu)建出風(fēng)險(xiǎn)因素系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示。

3.4 造價(jià)BIM應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)分析

3.4.1 原因因素? 位于L1原因?qū)拥奈鍌€(gè)因素是影響總承包方建設(shè)工程造價(jià)BIM應(yīng)用的根本因素。從結(jié)果上看，主要分政府、企業(yè)和技術(shù)三個(gè)方面，即在總承包單位進(jìn)行BIM造價(jià)應(yīng)用時(shí)，一是需要關(guān)注政府出臺(tái)的造價(jià)BIM標(biāo)準(zhǔn)、指南，如政府方面尚未出臺(tái)政策，可制定企業(yè)方面的標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)本企業(yè)造價(jià)BIM應(yīng)用的管理;二是需要對(duì)企業(yè)員工做好造價(jià)BIM培訓(xùn)，在BIM技術(shù)發(fā)展的大環(huán)境下做出正確引導(dǎo)，改變員工的固有思維模式和工作方式;三是需要選用相對(duì)合適的、功能強(qiáng)大的BIM技術(shù)產(chǎn)品，以保障造價(jià)管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用。

3.4.2 問題因素? L2問題層指出了現(xiàn)階段總承包造價(jià)BIM應(yīng)用中存在的問題。因此，總承包方進(jìn)行造價(jià)BIM技術(shù)應(yīng)用時(shí)，需注重人才的吸納與培養(yǎng)，在實(shí)踐探索中積累和總結(jié)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，并在造價(jià)BIM合同管理中制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)合同示范文件，規(guī)避合同問題帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

3.4.3 結(jié)果因素? 結(jié)果因素代表著系統(tǒng)的最終目標(biāo)，即總承包方在造價(jià)BIM應(yīng)用中一是需實(shí)現(xiàn)造價(jià)BIM信息的溝通交流，做到信息的實(shí)時(shí)跟進(jìn)和更新;二是隨造價(jià)BIM技術(shù)應(yīng)用的深入，形成企業(yè)造價(jià)BIM技術(shù)的適應(yīng)性業(yè)務(wù)流程。這些因素往往都會(huì)隨原因?qū)?、問題層因素的解決而得到解決。

4? 結(jié)論

①本文通過廣泛查閱文獻(xiàn)，確定20個(gè)總承包商造價(jià)BIM技術(shù)應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)因素，利用了DEMATEL的數(shù)據(jù)分析方法，篩選出其中的10個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)因素。利用解釋結(jié)構(gòu)模型對(duì)10個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行層級(jí)的劃分，并對(duì)各層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)因素做出逐一分析，為總承包商造價(jià)BIM的應(yīng)用提出建議。②本文所采用的DEMATEL-ISM數(shù)據(jù)分析方法，為BIM技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)的確定、BIM的風(fēng)險(xiǎn)管理與應(yīng)對(duì)提供思路。

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