天津東疆保稅港區大型綜合商業體BIM 應用成熟度及各項目參與方受益情況評價

付海峰 孫保磊

(天津港地產發展有限公司，天津 300456)

1 前言

目前，BIM (Building Information Model)技術已經越來越多的應用于實體項目，設計單位和施工單位也都把BIM 技術作為一種營銷的招牌來承攬工程，但是BIM 的應用能力成熟度、認證等級及各項目參與方受益情況卻很少有人定量的分析。本文以天津東疆保稅港區大型綜合商業體的BIM 應用［1］為實例對該項目BIM 應用的能力成熟度、認證等級及各項目參與方的受益情況進行了分析。

2 天津東疆保稅港區大型綜合商業體BIM應用能力成熟度分析

2.1 軟件能力成熟度模型(CMM)概念及BIM 能力成熟度模型

軟件能力成熟度模型(CMM-Capability Maturity Model)最早是由美國卡內基－ 梅農大學軟件工程研究所(CMU/SEI)的W.S.Humphrey 等人在1987 年前后提出的，分為五個等級，其主要目的是使軟件開發組織能良好地定義、實施、管理并不斷改進其軟件過程(包括軟件工程過程和軟件管理過程)，從而得到期望的結果。通過軟件過程的不斷改進，增進軟件開發組織能力和提高軟件質量。美國國家BIM 標準NBIMS 引用了軟件能力成熟模型的概念［2］，用以評價BIM 的實施等級、改進區域和協同能力。BIM CMM 評價體系包含11 各因素，每個因素分為10 個等級，其中1 級表示最不成熟，10 級表示最成熟。BIM CMM 評價體系因素表如表1 所示。

2.2 BIM 能力成熟度模型計分表及本項目計分得值

美國的第一版BIM 標準對上述11 個BIM 成熟度模型因素分配的權重系數分別為84%、84%、90%、90%、91%、91%、92%、93%、94%、95%、96%，且評價體系采用百分制，因此可以得到BIM成熟度模型的計分表，如表2 所示。

表1 BIM 能力成熟度模型因素表［2］

表2 BIM 能力成熟度模型計分表

通過《BIM 技術在天津東疆保稅港區國際商品展銷中心項目中的應用實踐》［1］可知，本項目BIM應用情況在該模型11 個因素中的得分分別為:8.4、5.04、7.2、8.1、8.19、6.37、6.44、7.44、7.52、8.55、8.64。因此本項目BIM 評價得分為:=8.4 +5.04 +7.2 +8.1 +8.19 +6.37 +6.44 +7.44 +7.52+8.55 +8.64=81.89 分(其中Xi表示第i 個因素的分值)。在美國的第一版BIM 標準中，將BIM 等級分為最低限度BIM(低于40 分)、認證級別BIM(50 分～69.9 分)、銀牌BIM(70 分～79.9 分)、金牌BIM(80 分～89.9 分)、白金BIM(90 分～100分)，因此本項目BIM 認證級別為金牌。

2.3 BIM 能力成熟度關注區域圖及本項目關注區域圖

以BIM 成熟度模型中的11 個因素為坐標軸，繪制多維坐標系，并將本項目在各個軸上的坐標值連線繪制本項目的能力成熟度云圖，就得到本項目的BIM 能力成熟度關注區域圖，如圖1 所示。

圖1 本項目BIM 能力成熟度關注區域云圖

從BIM 能力成熟度關注區域云圖可以看出，本項目BIM 應用較為全面成熟，但是在全壽命周期、提交方法和響應及時性方面有待提高。

3 項目全壽命周期內各參與方受益情況分析

斯坦福大學集成設施工程中心CIFE 提出的虛擬設計與施工理論指出信息技術對建筑業的影響主要包括三個方面:產品、組織、過程［3］。產品是指組織為完成項目而交付的成果，它可以是最后的成果(如完成的設施)，也可以是中間成果(如設計方案);組織是為完成產品而參與到項目中的單位或個人;過程是指組織為完成產品而經歷的程序。產品、過程、組織涉及到建筑業生產效率最關鍵的三個方面，同時也是信息技術對建設項目最有影響的三個方面［4］。本文通過天津東疆保稅港區大型綜合商業體項目BIM 的實施情況，分析了BIM 對該項目產品、組織和過程的影響及在這三個方面各項目參與方的受益情況。

3.1 BIM 對產品的影響及各項目參與方的受益情況

BIM 對產品的影響貫穿于整個項目從設計、施工到后期維護的全壽命周期，主要包括以下幾個方面:(1)提高業主對設計要求的滿意度;(2)通過確定恰當的成本、能源及環境目標來提高設計的可靠度;(3)檢查設計方案對功能要求的實現程度等等［5］。BIM 對產品的影響及各項目參與方的受益情況如表3 所示，從表3 可以看出本工程各項目參與方的受益頻數分別為:業主方9 次、設計方5 次、施工方4 次、物業管理方1 次。本項目參與方的受益頻數對比分析如圖2 所示。

表3 各項目參與方的受益情況［5］

3.2 BIM 對組織的影響及各項目參與方的受益情況

BIM 對組織的影響因素及各項目參與方的受益情況如表4 所示，從表4 可以看出本工程各項目參與方受益頻次為:業主方4 次、設計方5 次、施工方2次。各項目參與方受益頻次對比分析如圖3 所示。

圖2 各項目參與方的受益頻數對比分析

表4 各項目參與方的受益情況［5］

圖3 各項目參與方的受益頻數對比分析

3.3 BIM 對過程的影響及各項目參與方的受益情況

BIM 對過程的影響因素及各項目參與方的受益情況如表5 所示，從表5 可以看出本工程各項目參與方受益頻次為:業主方12 次、設計方9 次、施工方7 次，材料供應方2 次。各項目參與方受益頻次對比分析如圖4 所示。

圖4 各項目參與方的受益頻數對比分析

表5 各項目參與方的受益情況［5］

3.4 各項目參與方在項目全壽命周期內的受益頻數和

通過對各項目參與方在項目全壽命周期內BIM實施過程中對產品、組織、過程影響的受益次數，可以得到各項目參與方在全壽命周期內的受益頻數和，其計算方法可用公式(1)表示:

式中:Y 表示某項目參與方;Ki表示Y 項目參與方在BIM 對產品、組織、過程某次影響中的受益次數。由此可以得到在項目全壽命周期中:業主方的受益頻數和為25 次;設計方受益頻數和為19 次;施工方受益頻數和為13 次;材料供應方2 次、物業管理方1 次。各項目參與方受益頻數和對比分析如圖5 所示。

圖5 各項目參與方受益頻數和

4 結論

通過對天津東疆保稅港區大型綜合商業體BIM應用能力成熟度評價的定量分析可知該項目通過了BIM 標準的金牌認證，基本實現了BIM 的核心價值－數據共享、協同設計、模擬建造和輔助施工，有效提高了工作效率。通過對工程BIM 應用的各項目參與方受益情況評價可知，在項目全壽命周期BIM實施過程中最大的受益方是業主，其次是設計單位和施工單位，也就是說工程實施的三個主體方和推動方也是BIM 實施的最大收益方，這也從側面證明了目前BIM 技術在建筑業三個主體方之間極為推崇的內在動力。

［1］付海峰，孫保磊.BIM 技術在天津東疆保稅港區國際商品展銷中心項目中的應用實踐［J］.土木建筑工程信息技術.2012，(4).

［2］National Building Information Modeling Standard Version1－Part1:Overv-iew，Principles，and Methodologies［S］.National Institute of Building Sciences，2007.

［3］Kunz J，FischerM.The scope and role of information technology in construction［EB/OL］.http://cife.stanford.edu/online publications/TR156.pdf，2004-03-15.

［4］Kunz J，FischerM.Virtual design and construction:themes，case studies and implementation suggestions［EB/OL］.http://cife stanford.edu/online.publications/WP097.pdf，2005-03-15.

［5］Gao J，FischerM.Framework ＆ case studies comparing implementations ＆ impacts of 3D/4D modeling across projects ［EB/OL］.http://cife.stanford.edu/Publications/index.html，2008-02-07.