基于FAHP的BIM施工组织设计评价

任兰凤 李 彬

1.华东交通大学 江西南昌 330006；2.临沂职业学院 山东临沂 276000；3.371328199006286037

1 概述

随着BIM等信息化技术的兴起，智能化施工将成为现阶段的研究热点，也是建筑业未来的发展趋势。BIM施工组织设计水平的提升与落实必然会促使BIM技术推动建筑业的发展。

施工组织设计的重要性虽然被大家所公认，但据了解项目施工组织设计存在文件编制内容与实际脱节，难以落实；文件呈现形式单一，专业性强，难理解，投标时亮点不突出；投标结束后，施工组织设计利用率低，难以实现对施工全过程的动态指导等。

BIM技术所具有的可视性、模拟性以及三维场布设计、协同管理等功能，可以很好地将施工组织设计中涉及的施工方案、施工平面布置图、进度计划以三维模型、视频动画的形式呈现出来，通俗易懂，有利于项目管理目标的实现。BIM在施工组织设计中的应用，无疑是锦上添花。

评价是了解事物现状，进一步提升事物水平的重要方法。施工组织设计的评价多是在投标时采用综合评分法进行评价，虽然简便快捷具有一定的综合性，但主观性较强。模糊层次分析法是经典的综合评价方法，将对指标模糊的评价进行量化，并与指标的权重进行矩阵模糊运算，得到相对客观的评价结果。

本文以某工程为例，采用模糊层次分析法构建综合评价模型，并对工程的BIM施工组织设计进行综合评价，根据评价结果，对BIM施工组织设计的进一步完善提出相关建议。

2 工程概况

2.1 项目概况

本工程为某县城党校工程，结构形式为框架结构。工程占地面积约52094m，建筑物总体面积为47503.59m，包括综合楼、文体馆、报告厅、餐厅、学员宿舍和地下车库。

2.2 工程难点

本工程施工工期短，计划工期为2年零5个月，期间跨一个春节、一个雨季、两个农忙季、三个冬季，工期较紧。图纸深化设计程度不够，存在一些明显的错误、漏洞问题，需要通过图纸会审将存在的问题加以确定，同时需要检查设计不合理的地方进行深化设计。土方开挖量大，土方开挖面积大，最大挖土深度达到7.35m。本工程车库防水底板为大体积混凝土，需要采取措施防止裂缝产生。

2.3 BIM在工程施工组织中的应用设计

本工程在施工管理过程中尝试采用了BIM技术作为辅助工具，对工程的成本、进度、质量、安全等进行管理和控制。因而在编制施工组设计时也融入了BIM技术，主要体现在以下几个方面：创建三维模型，完成对图纸审查，通过碰撞检查，发现矛盾点；通过模型精准提量，强化精细化管理；应用场布软件，合理规划布置场地，输出场布漫游视频；应用进度计划模型，编制所需要的进度计划；采用三维模型图片、施工过程模拟动画、安全事故宣传动画进行安全技术交底；采用VR安全体验，对工人进行体验式安全教育；应用BIM5D管理平台，进行协同管理。

3 基于FAHP的某工程BIM施工组织设计评价

模糊综合评价法是借助一些模糊数学的概念，应用模糊集合论方法，对实际决策活动中涉及的边界不清楚、不易定量的因素定量化分析，从多个因素对被评价对象隶属等级状况进行综合性评价的评价方法。

3.1 构建评价体系模型

在构建评价体系模型时，首先根据施工组织设计在招投标评标过程中的评价标准，结合BIM技术和施工组织设计在实际施工过程中的应用要点，搜集与BIM和施工组织相关的评价文献，尽可能多地获得相关评价指标，通过整理得到指标分析初始资料；然后初步筛选建立指标体系，最后指标体系制成问卷，以微信、邮件等方式发送给5名专家进行审查，根据专家反馈的意见修改指标体系，再次发送给专家，如此反复修改直至专家意见一致。最终的评价指标层次体系(如下图)，包含了5个一级指标和17个二级指标。

某工程BIM施工组织设计综合评价指标体系图

按照构建的评价层次指标体系，模糊综合评价模型的评价因素集也对应构建两个层次。

第一层次评价因素集为：

={，…}

={施工组织设计文件，施工方案，施工场地布置，

管理措施，BIM应用}

第二层次评价因素集为：

={，，}={完整性，表现形式，实用性}

根据上图不难发现u、u、u、u的评价因素集的内容，这里不再赘述。

根据BIM施工组织设计的内容及专家建议，将BIM施工组织设计的评价等级划分为优秀、良好、中等、合格、差五个等级。

3.2 运用AHP确定指标权重

首先邀请资深专家运用1-9标度法对每一层次中的因素相对于上一层次中的隶属元素的重要性进行两两对比并打分，组成判断矩阵。然后借助MCE软件完成对判断矩阵的计算和一致性检验，即可得到各级指标权重，具体数值见表2。

3.3 运用FUZZY进行模糊综合评价

3.3.1 确定各指标评价等级的隶属度

根据评语集中5个评价等级，编制调查问卷，搜集行业内专业人士对于指标层各评价因素的评价认定结果，并进行数据统计，得到评价结果数据如表1。

表1 某工程BIM施工组织设计评价结果统计表

根据表1计算得到某工程BIM施工组织设计的隶属度分析表如表2所示。

表2 评价指标隶属度分析表

3.3.2 评价矩阵与权重的模糊运算

通过表2的权重值及评价隶属度值的基础数据，可以确定出权重向量和判断矩阵，将两者进行模糊综合运算，即可得到对BIM技术应用后的施工组织设计的综合评价结果。具体步骤如下：

从表2中找到子准则层模糊评判矩阵如下：

将1与权重向量1进行模糊运算，即可得到1：

=·=(，，，，)·

B1=[0.1940 0.3675 0.3882 0.0479 0.0000]

同样的，可以从表中得到模糊矩阵2、3、4、5，分别与2、3、4、5进行模糊运算可得到：

=·

=[03758 03617 02002 00567 00000]

=·

=[04428 03998 01487 00000 00000]

=·

=[03305 03865 02165 00654 00000]

=·

=[01900 03825 03525 00000 00000]

则准则层评价矩阵为：

进行模糊综合运算得到目标层最终的隶属度值：

B=[0.3512 0.3738 0.2181 0.0473 0.0000]

3.4 评价结果分析

根据3.3的综合评价结果可以得到该项目BIM施工组织设计属于评价等级V=(优秀、良好、中等、合格、差)的模糊隶属度为(0.3512、0.3738、0.2181、0.0473、0.000)，根据隶属度最大原则，该项目应用BIM施工组织设计评价等级良好。由此可以看出BIM技术在施工组织设计中的应用效果良好，而且从评价结果数据可以看出来，“优秀”与“良好”的隶属度值相近，表明本工程BIM施工组织设计水平贴近优秀。

对一级指标结果进行分析，首先从隶属度结果来看，B2和B3均为“优秀”；B4和B5均为“良好”；B1“中等”。B1和B5评价隶属于“中等”和“良好”比例高，其余几个方面隶属于“良好”和“优秀”比例较高。

结合评价结果分析可能存在的原因：BIM的应用，使施工组织设计在表现形式上得到了改善，但在实用性方面还需要继续完善并通过实践检验；对于施工方案的水平，更多地由编制人的专业知识和经验来决定，且很多施工工艺为成熟，BIM施工模拟还是得到较多人的认可，但原创的BIM施工动画的制作对于普通施工企业有一定的难度；BIM场布的应用，不管是呈现形式上还是现场规划模拟方面都具有优势；BIM技术可应用于各项管理措施中，但因为项目为对于BIM技术施工管理的应用尚不成熟，导致有些措施停留于文件，没有落实到位；BIM团队组建方面，存在成员BIM水平与项目需求不匹配的情况；存BIM施工组织设计，因设计不适用、管理人员管控不到位，存在实际施工脱离施工组织设计的情况。

4 意见和建议

通过上述分析对于BIM施工组织设计的编制提出以下几点意见和建议：

4.1 重视BIM施工组织设计

公司及项目领导重视是提升BIM施工组织设计水平的关键环节，完善BIM硬件、软件及人员的配备，为BIM应用提供条件。

4.2 成立BIM施工组织设计团队小组

成员要求老中青相结合，专业技术人员与信息技术人员相结合，避免文件设计单调和设计不实用的问题。加强团队成员的培训，真正把BIM技术融入所建工程的施工管理过程中，对工程实际施工控制起到指导作用。

4.3 理论与实践相结合逐步提升

BIM技术在施工组织设计的应用与BIM技术在施工过程中的应用是相辅相成的，在施工过程中将BIM做实做精，在实践中积累经验不断完善施工组织设计。从根本上解决BIM施工组织设计脱离实际的问题。BIM在应用过程中，由易到难，从技术成熟的部分进行加强，做出亮点，对于技术欠缺部分尝试应用。

4.4 增进与BIM软件开发公司的沟通

BIM软件是BIM施工管理的支撑。加强与BIM软件开发公司的联系，有利于BIM软件开发更贴近工程实际，使用起来更方便快捷；同时便于组织相关专家对企业人员进行BIM技术方面的培训交流。

结语

BIM技术的引入可以使得施工组织设计水平得到一定的提升，使得施工组织设计在招投标中和施工过程中更好地发挥起作用。基于模糊层次分析法构建的BIM施工组织设计综合评价模型可以对工程BIM施工组织设计水平作出相对客观的评价。但BIM施工组织设计在编制和落实过程中仍然存在一些问题，本文根据现状及评价结果对提出了相关建议，以期能够进一步提升BIM施工组织设计水平。