基于DEMATEL-ISM的建設工程造價BIM應用風險研究

鄭夢雅 郭炎樂 付建華 李紅玲

摘要：BIM技術具有集成多維度建筑信息、提供可視化平臺的優勢，能有效提高建設項目工程量計算效率。然而，在其應用過程中也存在著關鍵風險亟需開展管理。文章以項目總承包方視角，從大量文獻成果中析出了BIM在工程造價應用中存在的20個風險因素;通過問卷調查的方式獲取相關數據，進而應用DEMATEL方法確定主要風險因素，結合ISM方法建模分析風險遞階結構，最后從政府、企業及技術三個方面的五個底層因素提出風險應對措施。

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.

關鍵詞：BIM;風險因素;DEMATEL-ISM模型

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

中圖分類號：TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）23-0001-03

0? 引言

近年來，BIM作為建筑工程領域的新興技術，一直是國內外建筑行業研究的熱點。該技術以3D模型為載體，賦予模型現實屬性，形成的多維信息管理模式為多專業協同設計、施工及運營提供了一個可視化工作平臺，能從根本上解決建筑生命周期內信息斷層問題[1]。在工程造價管理中，運用BIM技術建立起的施工造價控制模型，不僅可以用于某個工程的造價控制，還能夠將工程信息記錄在企業定額中，對后續工程起到指導性意義[2]。

BIM技術雖具有極高的潛在使用價值，并可以用來進行風險管理，但其應用實則也是一種風險，因此引起了國內外學者的一系列關注。2012年，何清華等[3]學者站在施工企業角度，運用解釋結構模型對BIM應用的障礙進行了分析;2014年，Kuo-Feng Chien等[4]運用DEMATEL方法針對不同的利益相關方所可能面對的BIM技術應用風險進行了詳盡分析，并基于不同角度提出應對策略;2018年，Zhao X等[5]運用SEM結構方程模型方法分析使用BIM技術的風險路徑鏈，為從業者采取措施減少BIM技術應用帶來的風險提供幫助。

針對目前BIM應用風險的研究趨勢，以及在風險篩選與風險聯系方面研究的不足，本文擬從工程總承包方角度，在文獻研究的基礎上，從風險成因視角出發，反演歸納整理出BIM技術在造價應用上的風險因素[6]，建立DEMATEL-ISM風險分析模型，在識別主要風險的基礎上建立風險層次結構圖，為總包方造價BIM應用中的風險防范，提出指導性意見。

1? 方法介紹

ISM解釋結構模型是于上世紀七十年代提出的一種結構模型化方法，該模型因能抓住系統中的重點，精簡劃分系統層次而被廣泛應用。隨著系統工程研究的深入，復雜系統的層次結構也出現了新的思路和方法，如基于圖論因素分析發展而來的DEMATEL方法。這兩種方法在分析系統結構層次時各有優劣，相互結合即可取長補短。

1.1 DEMATEL方法

DEMATEL法（Decision Making Trial and Evaluation Laboratory），是一種為篩選復雜系統的主要要素，簡化系統結構的分析過程而提出的方法論。這種方法能利用專家的經驗和知識處理復雜的問題。主要步驟如下[7]：

1.1.1 計算各影響因素指標的直接關聯矩陣A

其中aii=0，aij為影響因素i對影響因素j的影響作用，須經打分確定。具體操作內容如下：

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

②下發專家評分表，通過專家對指標的打分，建立關聯矩陣。

1.1.2 歸一化直接關聯矩陣A，得到矩陣B

1.1.3 計算綜合影響矩陣T

1.1.4 計算影響度Ri、被影響度Ci、中心度ei及原因度fi

式中Ri指影響因素i對其他影響因素的綜合影響值;Ci指其他影響因素對影響因素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聯性越強。原因度fi大于0時為原因因素;原因度fi小于0時為結果因素[7]。

1.2 ISM方法

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

2? 造價BIM應用風險因素辨識

為站在總承包商角度，辨識造價BIM應用的風險因素，現選取9篇相關文獻[3-5，7，9-13]，有針對性地匯總整理出20個風險因素，詳情見表2。

3? DEMATEL-ISM模型建立

3.1 數據收集

使用5分李克特量表邀請受訪者對20個風險因素進行評級。受訪對象包括施工單位、BIM咨詢單位和科研院校等從事BIM工作的人員。研究發放問卷70份，回收有效問卷51份，回復率72.9%。風險因素影響關系的問卷結果如圖1所示。

3.2 基于DEMATEL方法的數據分析

利用DEMATEL方法對調查結果進行分析，結果如表3所示。對表3中的數據進行處理，繪制出散點圖，如圖2所示。將原因-結果散點圖劃分為四個象限，進行逐一分析。

從圖2可以看出，位于第三象限的風險因素中心度和原因度均很低，故排除在后續研究范圍外;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險因素，視為下一步的重點研究對象;第二象限中的R2、R20兩個因素中心度雖不高，但（R-C）值明顯較高，對其他風險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，也需納入后續研究中。

3.3 基于ISM的風險關系分析

前文通過DEMATEL方法確定了10個關鍵風險因素，但風險間的聯系未能直觀顯現，為此引入解釋結構模型（ISM）方法，建立風險間的聯系，以找出關鍵風險因素。

從DEMATEL方法調查問卷結果中，篩選出各關鍵因素的打分情況。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、1兩個等級。然后，通過布爾運算得到可達矩陣，各因素的可達集合A，前因集合B和共同集合A∩B。根據風險因素系統層次分析結果，可構建出風險因素系統層次結構圖，如圖3所示。

3.4 造價BIM應用風險分析

3.4.1 原因因素? 位于L1原因層的五個因素是影響總承包方建設工程造價BIM應用的根本因素。從結果上看，主要分政府、企業和技術三個方面，即在總承包單位進行BIM造價應用時，一是需要關注政府出臺的造價BIM標準、指南，如政府方面尚未出臺政策，可制定企業方面的標準，加強對本企業造價BIM應用的管理;二是需要對企業員工做好造價BIM培訓，在BIM技術發展的大環境下做出正確引導，改變員工的固有思維模式和工作方式;三是需要選用相對合適的、功能強大的BIM技術產品，以保障造價管理中BIM技術的應用。

3.4.2 問題因素? L2問題層指出了現階段總承包造價BIM應用中存在的問題。因此，總承包方進行造價BIM技術應用時，需注重人才的吸納與培養，在實踐探索中積累和總結項目經驗，并在造價BIM合同管理中制定企業標準合同示范文件，規避合同問題帶來的風險。

3.4.3 結果因素? 結果因素代表著系統的最終目標，即總承包方在造價BIM應用中一是需實現造價BIM信息的溝通交流，做到信息的實時跟進和更新;二是隨造價BIM技術應用的深入，形成企業造價BIM技術的適應性業務流程。這些因素往往都會隨原因層、問題層因素的解決而得到解決。

4? 結論

①本文通過廣泛查閱文獻，確定20個總承包商造價BIM技術應用的風險因素，利用了DEMATEL的數據分析方法，篩選出其中的10個主要風險因素。利用解釋結構模型對10個主要風險因素進行層級的劃分，并對各層級風險因素做出逐一分析，為總承包商造價BIM的應用提出建議。②本文所采用的DEMATEL-ISM數據分析方法，為BIM技術應用關鍵風險的確定、BIM的風險管理與應對提供思路。

參考文獻：

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