基于BIM 技術的設備管理與運維發展戰略SWOT 分析

倪小旭

（中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧大連 116000）

0 引言

國內的BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術在經歷了BIM1.0 時代以設計階段應用為主和BIM2.0時代從設計階段向施工階段延伸后，目前國內BIM 技術已經全面邁入了3.0 時代，即以施工階段應用為核心。而設備管理與運維做為工程項目的重要組成部分，正在經歷新一輪信息化改革的考驗，為了進一步落實國務院大力發展BIM 技術應用的發展戰略總目標，全面提升信息化設備管理與運維技術水平，如何對設備從安裝到運維全過程進行現代化管理的問題亟待解決。

目前BIM 技術已然成為設備管理與運維信息化改革的重要工具，為加快推動現代化設備管理與運維提供了強大技術支撐。隨著BIM 技術在設備虛擬仿真安裝和全生命周期運行維護等領域的逐步應用，在極大程度上推動了現代化設備管理與運維發展的步伐，以BIM 技術現階段的主流應用為基礎制定系統的研究方案，具體通過文獻研究與專家訪談歸納出16 個影響設備管理與運維現階段發展的關鍵因素，結合SWOT 戰略分析模型計算分析，依據結果有針對性的給出未來一段時間國內基于BIM 技術的設備管理與運維發展應采取的戰略對策，為其他有意向采用BIM 技術進行設備管理與運維的工程項目提供參考。

1 研究流程框架

SWOT 戰略分析法是哈佛大學戰略管理研究中心的Roussel P.A.等人于1991 年正式提出的[1]，通過這一理論有效的解決了以往SWOT 分析方法只能進行基本的定性評價[2]，精度上達不到指導某一專業領域具體應用實踐的要求，在大量參考國內外BIM 設備管理與運維相關參考文獻的基礎上，結合Fuzzy-AHP模糊層次分析理論把16 個影響因素劃分為3 層，并引入評分標度建立了判斷矩陣。與此同時，為了保證評價數據的有效性采用了Matlab 軟件核算矩陣最大特征值和特征向量，在對6 位行業內專家訪談、評價、打分的基礎上構建戰略模型，并根據結果有針對性的提出戰略對策。SWOT 戰略分析研究流程框架如圖1 所示。

圖1 SWOT 戰略分析研究流程框架

2 SWOT 分析關鍵影響因素

對企業內部而言，BIM 技術應用與設備管理與運維的組合發展模式，有助于企業在新的一輪信息化設備管理服務競爭中掌握領先優勢，特別是在設備管理與運維全過程的技術管理水平上增強企業競爭力。運用BIM 技術對設備安拆進行正向設計，能夠有效保證設備運行整體穩定性，其次利用BIM 技術精細化控制設備管理與維修總體成本，然后通過BIM 技術進行安裝與運維前的三維可視化施工模擬，及早發現問題解決施工重難點，最后利用BIM 信息模型對設備使用全過程進行運維管理，高效交流反饋設備使用信息，保證設備運行質量。當然企業引入BIM 技術的同時，還要面對資金投入問題，并且需要招聘或培養一定數量的BIM 相關專業技術人才，短期內的資金和人力物力投入較大，與此同時，尚未從根本上解決設備運行損耗及折舊的實際問題。

對企業外部而言，在第三次信息化工業革命的浪潮下，國內迅速發展興起了一批擁有自主知識產權的創新型BIM 技術科技公司，這些企業在準確的把握國家大力推行BIM 技術應用的政策背景下，密切結合國內設備管理與運維現狀，研發了符合國情的設備管理與運維相關BIM 軟件，對設備管理水平及運行維護技術起到了明顯提升作用，并且讓企業能夠有機會更多承接明確要求采用BIM 技術進行設備管理與運維的招投標項目。但是當施工企業引入BIM 技術后同樣面臨著上下游產業鏈還不夠健全和全國各地區沒有統一應用標準規范的尷尬局面，容易造成施工企業前期設備管理與運維工作量大幅增加，但經濟效益上卻無明顯提高的窘境，造成許多施工企業沒有大范圍應用BIM 技術進行設備管理與運維的現實情況。

通過對使用BIM 技術進行設備管理與運維組合發展模式的國內外理論研究成果梳理，總結出了16 項基于BIM 技術的設備管理與運維關鍵影響因素見表1。

表1 SWOT 分析關鍵影響因素

3 層次結構分析

在對基于BIM 技術的設備管理與運維發展SWOT 分析基礎上，運用AHP 層次分析法建立基于BIM 技術的設備管理與運維發展戰略層次結構[3]見表2。

表2 基于BIM 技術的設備管理與運維發展戰略層次結構

目標層是基于BIM 技術的設備管理與運維發展戰略總目標。主準則層選取SWOT 分析的4 個方向作為研究指標，次準則層是4 個方向下的16 個具體評估因素。

4 構建判斷矩陣

為了能夠更加精準的標度各個關鍵因素的影響大小，通過引入判斷矩陣標度的方式對每一個影響因素予以賦值，采用影響因素之間兩兩對比的方式定量評價見表3。

表3 判斷矩陣標度及其含義

判斷矩陣代表各個關鍵因素的影響權重大小，基于對以上總結出的16 個關鍵影響因素向6 位行業內的專家進行訪談，并對照表2 進行定量評價，得到基于BIM 技術的設備管理與運維發展戰略關鍵影響因素判斷矩陣見表4。

表4 戰略關鍵影響因素判斷矩陣

為了保證多位專家對同一影響因素判斷結果的一致性，本文采用了Matlab R2014b 軟件對判斷矩陣進行一致性檢驗見表5。

表5 中CI=λmax-n/n-1，λmax為階矩陣的最大特征值，CR=CI/RI，RI為平均一致性指標，四階矩陣查表取值為0.9，當CR 小于0.1 時，說明判斷結果有效。

表5 判斷矩陣一致性檢驗結果

5 模糊綜合評價

引入Fuzzy 模糊綜合評價理論對基于BIM 技術的裝配式建筑發展戰略關鍵影響因素進行評估[4]，定義為很重要、較重要、重要、一般4 個等級對應4，3，2，1 進行專家打分，并把優勢和機會記為正數，把劣勢和威脅記為負數。計算結果見表6。

表6 關鍵影響因素綜合力度評價

6 SWOT 總力度計算

根據SWOT 定量分析理論可知總力度計算公式如下[5]：

式中，Si、Wi、Oi、Ti 為第i 個因素的力度值，i=1，2，3……n。根據式（1）～（4），即可計算出基于BIM 技術的裝配式建筑發展戰略S總=0.846，W總=-0.640，O總=0.742，T總=-0.624。

7 構建戰略四邊形

根據計算出的4 個總力度值結合直角坐標系原理，分別畫點連線形成一個四邊形，即可得到基于BIM 技術的設備管理與運維發展戰略四邊形如圖2 所示。

8 確定戰略類型、強度、模式

戰略四邊形S總、O總、W總、T總的重心坐標如下：

xi 和yi 是戰略四邊形S總O總W總T總的4 個角點坐標，在此基礎上，即可計算出戰略方位角θ。

利用反函數求解θ，并對照表7 確定戰略類型。

表7 戰略方位角與戰略類型的對應關系

戰略系數是確定戰略強度的依據。計算公式如下：

ρ 的取值范圍在［0，1］之間，通常選擇ρ 為0.5 處做為臨界點，當ρ 小于0.5 時，采取保守型戰略，當ρ大于0.5 時，采取積極型戰略。通過式（5）～（7）計算得出的P（0.052，0.030）點坐標位于第一象限內，戰略方位角θ≈0.167π，戰略系數ρ ≈0.611，大于0.5，根據上述計算結果對照圖2 可知，基于BIM 技術的設備管理與運維發展戰略應選擇開拓型戰略區的實力型戰略，并采用積極型的戰略措施。

9 戰略對策

（1）從圖2 中可以明顯的看出基于BIM 技術的設備管理與維護發展戰略優勢明顯大于劣勢，機會明顯大于威脅，根據戰略選型結果可以得知，BIM 技術的三維可視化、信息化、集成化應用能夠科學的解決設備管理與維護中的常見難題，在很大程度上能夠強有力的開拓設備管理與運維的應用面及市場占有率。

圖2 戰略四邊形

（2）從表6 中可以明顯看出最大的因素力度為發展機會中的政策支持，因此各地方政府均深入貫徹執行國務院發布的相關BIM 技術應用指導意見精神，制定鼓勵以BIM 技術促進設備管理與運維的政策法規，并在項目招投標加分、設備采購稅費補貼等方面建立更加完善評價體系，政策激勵現代化設備管理與運維發展的同時也會有利于提高企業的實際經濟效益。

（3）為了能夠更好的發揮BIM 技術的整體優勢，完善設備管理與運維全產業鏈良性健康發展，應積極構建新型管理體系，充分利用信息化工具與手段做好設備管理與運維的事前控制及事中控制，避免事后控制的現象發生，為建立統一的設備管理與維護管理評價體系打下堅實的技術基礎。

10 結語

未來基于BIM 技術的設備管理與運維組合發展模式必將能帶動新一輪的改革創新。結合Fuzzy-AHP-SWOT 三種方法，系統分析論證了如何更好的運用BIM 技術加快促進設備管理與運維發展。然而研究僅是在理論層面進行了分析，因此還需要結合更多BIM 設備管理與運維應用的實際案例進行經驗總結，這也將是下一步繼續研究的重點。