BIM实施过程评价体系研究与设计*

邓新星,邬远祥,唐松强

(1.天津大学,天津 300072; 2.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司, 浙江 杭州 311122; 3.浙江华东工程数字技术有限公司,浙江 杭州 311122)

0 引言

当前,我国BIM技术已逐步进入全面应用阶段,与前几年概念宣传、技术尝试及打造BIM标杆项目为主的实践活动不同[1],许多单位已投入大量的资源完成了BIM技术人员的培训、软硬件购置及多个项目的生产应用。但行业内各单位的BIM能力仍良莠不齐,现有BIM实施评价主要关注企业应用成熟度和应用效益等方面,两者均属于应用后评价,这种事后评价机制并不能用于BIM实施过程中的保障应用效果,无法科学地实现BIM的全过程管理。基于此,本文设计了一种BIM实施过程中的评价体系,以实现项目建设过程中相对合理的BIM应用评价,各单位或项目可从体系内选取适宜的指标进行应用,借助评价不断提高BIM实施水平,最终提高工程建设管理水平。

1 BIM实施评价现状

1.1 BIM应用成熟度评价

当前国内外BIM实施评价研究主要集中在BIM应用成熟度评价和BIM应用效益评价两方面。其中,BIM应用成熟度评价主要指对BIM技术在工程项目或工程企业中的应用水平进行评估,以确定其应用的成熟度等级。BIM应用成熟度评价国内外研究视角各不相同,包括:①国家或科研机构出台的通用评价模型,如美国基于CMM模型结合BIM的特点提出的国家建筑信息模型标准NBIMS,英国标准协会BSI提出的风筝标认证包含Level 0～Level 3的4个发展阶段的BIM成熟度模型等[2];②以企业性质为分类视角出发的评价,如李开[3]构建的包含等级目标层、阶段要素层、应用目标层的业主方BIM应用成熟度模型,卞奕涛等[4]基于PSR模型并利用Shapley值法分析组织、制度、范围等因素对工程咨询企业的评价等;③以项目类型为视角出发的评价,如罗嫦玲[5]针对EPC项目建立粗糙集-云模型的BIM应用成熟度综合评价模型,刘莎莎[6]基于模糊综合法建立的施工项目评价方法等;④以项目阶段为视角出发的评价,如王欣怡[7]利用层次分析法和物元可扩模型建立的施工阶段BIM应用成熟度评价模型,李妍蓓[8]利用专家打分、主成分分析等方法构建的工程运维阶段BIM应用成熟度评价指标体系等。

1.2 BIM应用效益评价

BIM应用效益评价指对BIM技术在建筑项目中的应用效果进行综合分析,以确定其应用的价值和效益。为解决BIM效益衡量难、BIM效益不明显等问题,国内外学者对BIM应用效益评价进行了广泛研究。其中,国外学者研究主要关注建立评价指标体系、寻找最具效益的BIM应用等方向,如Barlish等[9],kristen[10]对2012年前BIM效益相关的学术论文进行总结,得到了工期、可视化等BIM应用效益方向的排序,Stowei等[11]通过实际案例分析得到19种BIM应用效益;国内学者则更关注解决BIM应用价值效益量化问题,如程亚楠[12]基于DEMATEL-ISM依次利用模糊综合评价法和间接效益值公式实现施工方BIM技术应用的综合效益和量化间接效益,牛立军等[13]基于设计方项目管理视角建立BIM效益评价指标。

2 设计原则

相较于BIM应用成熟度和BIM应用效益等后评价体系,BIM实施过程评价体系设计需更加关注如何科学地保障工程项目各参建单位BIM实施过程中的可落地性,能客观地在项目建设全过程中评价各阶段和各单位的BIM实施情况,用于反馈项目管理者,设计原则如下。

1)人本性 BIM实施过程评价体系应体现以人为本,从工程项目的实际情况出发,考虑参与单位的BIM应用能力、应用成熟度水平,确保评价BIM实施的可接受性。

2)科学性 BIM实施过程评价体系应体现科学且有依据,选取评价指标和标准应以现有国家、行业或企业相关标准、制度为基础,同时结合项目和BIM实施双目标进行匹配,以价值应用为向导,以数据为驱动,从方法和技术等多角度保证科学性。

3)系统性 BIM实施过程评价体系应体现全面且系统,应结合BIM实施目标构建全过程、多角度、多层次的实际落地指标。各指标全面且相互之间具有关联性,可从不同角度反映BIM实施的目标引导和重点事项。同时,整个评价指标体系的构建具有层次性,由目标引领的整体指标层层分解到具体落地事项操作指标,由上而下形成不可分割的整体。

4)可操作性 BIM实施评价体系应体现简单可落地,要与工程实施背景、设备情况、各参与方能力及所有作业人员的认知水平相适应,要充分利用平台或系统已有数据和统计分析能力,便于操作,容易实践。

5)可扩展性 BIM实施过程评价体系应体现开放且可扩展,允许纳入行业内最新的评价指标或在项目实践过程中证明切实可行且有益的评价指标,同时各单位可将已有的评价指标进行“复制”和“修改”以匹配同类型项目甚至跨行业项目。

3 评价指标设计

BIM实施过程评价指标整体可分为否决类指标和评分类指标,其中否决类指标可分为质量类、安全类、环境类、行政类、其他类等一级指标类型,评分类指标可分为能力类、流程类及成果类等一级指标类型,否决类指标可在一级指标下设计具体二级指标评价要素,评分类指标在一级指标下设计多个二级指标类型,具体指标评价要素可设计到三级。具体项目BIM实施评价指标的实际内容应根据项目明确的BIM实施目标和任务进行匹配,同时也应在BIM实施的准备阶段建立并在实施过程中逐步完善。BIM实施过程评价指标总体框架如图1所示。

图1 BIM实施过程评价指标总体框架Fig.1 Overall framework of BIM implementation process evaluation indicators

3.1 否决类指标

否决类指标主要包括对项目建设及BIM实施有重大不利影响的关键指标,发生以下否决类指标要素事件时,评定该评价对象BIM实施结论为不合格。

1)涉及BIM实施的质量事故,如发生重大质量事故,例如经BIM设计的构件发生重大质量事故,经查明是设计方原因且BIM审查可发现。

2)涉及BIM实施的安全事故,如发生人身死亡事故或性质严重的群伤事故(一次事故中造成三人及以上重伤),发生较大及以上设备损坏事故、火灾事故同等及以上责任的重大交通事故等,例如经BIM设计的脚手架倒塌引起人员伤亡,经查明是设计方原因且BIM审查可发现。

3)涉及BIM实施的环境问题,如发生较大及以上环境污染责任事件等,例如经BIM设计的某设备引发重大环境污染,经查明是设计方原因且BIM审查可发现。

4)涉及BIM实施的行政类、处罚类问题,如受省、自治区、直辖市及以上部门通报或行政处罚事件,涉及发生领导班子成员和群体性违法、违纪重大案件等,例如BIM设计分包采购过程中出现贪污受贿事件。

5)其他涉及BIM实施的重大问题,如发生越级集体上访事件、影响生产经营和造成不良社会影响的事件、重大泄密事件等,例如涉密项目BIM设计模型泄露事件。

3.2 评分类指标

BIM实施过程评分类指标主要分为能力类、流程类、成果类3个一级指标分类,每个一级指标分类下设有二级指标分类。

3.2.1能力类指标

能力类指标指用于评价BIM实施过程中的BIM、物联网、云计算、大数据、地理信息系统等新一代信息技术,开展BIM相关技术应用的一系列定性或定量的要素项,可包括以下4个二类指标。

1)资源投入类 主要从各BIM参与方对BIM实施各类资源的能力和数量制定相关评价指标要素事件,可从人力资源、物资资源、财力资源及时间资源等方向设计。

2)信息安全类 应根据国家和行业相关信息安全标准建立评价指标,主要可按照《信息系统安全等级保护测评过程指南》《信息系统安全等级保护测评要求》及企业相关信息安全标准。

3)创新能力类 主要可从各BIM参与方对BIM实施过程中能否提供具有经济价值、社会价值或生态价值的新方法、新应用的能力进行评价,各指标可参考国家、行业关于企业创新能力评价的方式方法建立。

4)机制保障类 主要可从BIM实施相关的资源保障、信息共享、信息安全、创新能力及保障机制的完善程度进行设计。

3.2.2流程类指标

流程类指标是指用于评价BIM实施过程中对按规定进行的流程性能和现状制定的指标,主要包括规划管理、设计管理、开工准备管理、招标管理、进度管理、质量管理、安全管理、造价管理、资源管理、变更与签证管理、工程文件档案管理、工程验收及移交管理、运维管理、安全监测及其他临时性管理等结合BIM实施的相关流程,并考虑其流程的发起、流转及流程参与的员工、时间、内容等进行评价。

3.2.3成果类指标

成果类指标是指用于评价BIM实施过程中和实施后得到的成果的正确性、合规性要素项。

1)模型成果 模型成果指标可根据国家、行业或企业建筑信息模型相关标准建立相应指标,可包括项目各阶段的建模种类、范围、详细程度及要求的模型图元属性定义、模型工程属性定义等模型建立的具体技术要求及及时性、合规性要求。

2)应用成效 应用成效指标应主要从BIM应用实施后最终取得的技术经济指标进行评价,主要包括该BIM应用总体的技术水平、主要技术(性能、性状、参数等)、经济(投入产出比、性能价格比、成本、规模等)、环境和生态等指标所处的位置等方面。

3)数据成果 数据成果指标应主要从BIM实施过程中获取和保留下来的相关文档及数据的准确性、完整性进行评价,主要依据是BIM实施规划所要求的各BIM实施关键节点及该节点完成所需的数据、资料。

4 评价规则设计

BIM实施过程评价规则设计主要包括评价对象、评价应用及评价实施周期。其中,鉴于项目周期的不确定性,通常可对短周期项目(项目全生命周期小于1年)按照项目履约前、中、后3次评价,长周期项目(项目全生命周期大于1年)按照季度或半年等自然周期组织,评价对象和评价应用可按照以下规则进行设计。

4.1 评价对象设计

1)组织评价 即BIM实施机构评价,在考核周期内以工程各参与方为考评对象,充分考虑项目特点,优先考虑利用BIM管理平台等信息系统,对机构组织在BIM实施过程中的能力、流程、成果等进行指标评价。具体可根据考评周期内目标,同时可选取合适的BIM实施过程评价体系内指标,进行行业内或项目内评比,将机构评价结论分为优秀、良好、合格、基本合格、不合格5个等级。

2)人员评价 即BIM实施人员评价,在考核周期内以项目BIM实施各参与单位的从业人员为考评对象,对相关人员在BIM实施过程中的能力、流程、成果等进行指标评价。具体可根据考评周期内目标,选取合适的BIM实施过程评价体系内指标,进行行业内、项目或团队内评比,将人员评价结论分为优秀、良好、合格、基本合格、不合格5个等级。

4.2 评价应用设计

BIM实施过程评价应用可结合项目实际情况进行,特别是可根据参建方不同的BIM应用成熟度执行不同的评价应用方案,若不宜开展BIM应用成熟度评价,可将项目/参与方进行尝试期、推广期、成熟期等简单分类,根据分类对应用方案辅以相应的奖励和惩罚措施,以达到以评促建的目的,奖励和惩罚措施如下。

1)评价激励 可采用表彰激励和薪酬激励2种模式:表彰激励主要针对考核评优的机构、个人进行表彰,颁发BIM实施先进单位、先进个人奖,并推广应用其成功经验;薪酬激励主要针对考核评优的机构、个人在合理范围内,给予一定的经济奖励,具体数额可根据项目实际确定。

2)评价惩罚 主要对BIM实施评价等级为不合格的机构和个人应当视具体情况给予一定的经济处罚及考核评优不做考虑或倾斜等。

5 应用案例

对某机场建设项目进行BIM实施评价体系实例化和评价应用,建设周期约5年。鉴于民航业BIM起步相对较晚,BIM应用成熟度不高,故评价对象按照组织、人员2个维度展开,对于设计、监理、施工等长期服务单位评价周期采用前2年按季度组织、后3年按半年组织,对设备供应商等短期单位采用前、中、后3次评价方案,BIM实施评价及评价应用写入招标及合同文件进行落实。具体指标以施工单位为例,包括5类共计18个否决指标及3类共计46个评分类指标。项目通过建立数字化工程管理平台,汇聚规划、设计、建设、移交等建设全阶段、全业务、全人员、全专业数据,实现BIM实施的自动评价。整个工程围绕BIM数据流展开业务,用BIM评价促进业务提升,实现多方面效益提升,如BIM设计优化间接节省建安费用约2 800万,平均缩减工期约5%,节约项目成本约5%等。

6 结语

本文提出一种包含评价指标、评价规则及评价应用方式的BIM实施过程评价体系,实际项目应用表明:相比现有以应用成熟度和应用效益评价为主的事后评价体系,该方法简单且便于操作,可实现项目建设过程中相对合理的BIM应用评价;该体系可与现有的BIM应用成熟度和应用效益评价相结合形成覆盖BIM实施过程、企业BIM应用能力、BIM应用效果的更为完整的评价系统,能有效提高BIM实施水平,保障工程项目高水平建设。