基于WSR方法論的企業BIM應用成熟度評價體系構建研究

梁 棟

(煙臺大學 土木工程學院，山東 煙臺 264003)

BIM作為建筑業數字化的關鍵技術，目前在我國建筑行業中的應用仍處于研究探索和推廣發展的階段，提升BIM技術的應用水平將會給行業帶來顯著的價值提升。現如今，應用BIM技術的企業越來越多，如何認清自己的BIM水平已經成為企業關注的熱點問題，而目前行業缺乏科學合理的BIM應用評價標準。基于此，筆者依托WSR(物理-事理-人理)方法理論，建立符合我國本土特色的BIM應用成熟度指標體系，以期挖掘適合我國國情的評價因素，改進前人對BIM應用成熟度研究的不足。

1 理論基礎

1.1 BIM成熟度現狀

國外的一些發達國家BIM技術引入較早，應用廣泛，也開發了多種BIM能力成熟度模型。美國和英國的BIM標準在全球范圍內最具有代表性。在美國BIM標準中用Capability Maturity Model(CMM)作為評價企業BIM應用水平的工具。CMM是對11個維度按10個等級進行評估。這11個維度分別是：數據豐富性;生命周期視圖;變更管理;角色或專業;業務流程;時效性/響應;傳遞方式;圖形化信息;空間能力;信息準確性;互操作性/對IFC的支持[1]。英國政府按Level 0、Level 1、Level 2、Level 3這4個級別來劃分BIM應用的成熟度等級。Level 0實際上意味著沒有協作，僅使用2D CAD制圖；Level 1是3D CAD和2D CAD混合應用，特點是協同工作；Level 2是在統一的三維環境下應用多個不同專業的BIM工具，其中也可包含成本、進度、合約等維度；Level 3是采用BIM技術的項目建立新的合同框架，以確保合約內容的一致性[2]。

國內許多學者也在企業BIM應用成熟度方面做了積極的探索。馮劍依據OPM 3模型利用層次分析法和模糊綜合評價法建立了業主方項目管理成熟度模型[3];李開基于國外的BIM AMM模型和層次分析法和模糊綜合評價建立了業主方的工程項目BIM應用成熟度評價體系[4];李妍宇利用人工魚群理論和BP神經網絡對施工企業的BIM技術應用成熟度進行評價[5];李成偉采用物元分析和結構方程模型建立施工總承包企業BIM應用能力評價指標體系[6];董娜通過層次分析法和云模型提出裝配式建筑的施工BIM成熟度指標體系[7];金蘭根據PEMM流程與企業成熟度模型，總結出設計企業BIM設計業務流程應用成熟度評估指標體系[8];彭思惠采用學習效應理論，依據國外的BIM CMM和BIM OPM 3模型對PPP項目公司的BIM應用成熟度進行評價[9];2018年浙江省發布了《工程項目建筑信息模型(BIM)應用成熟度評估標準》，2020年，全國智能建筑及居住區數字化標準化技術委員會發布了兩項BIM應用成熟度評價導則，其內容分別針對企業和項目，2021年隨即展開了BIM成熟度標準的編制。

國外的BIM成熟度指標和標準是針對歐美國家提出的，與此同時，國內學者也依據國外的經典模型進行了一些改進。我國在BIM成熟度評估方面的研究大多借鑒國外的相關評估模型，但以往的研究多采取文獻分析法進行指標的歸納與總結，缺乏中國的本土化改進，指標的選取往往忽略“人理”角度的考慮，在指標的賦權上，定性分析較多，定量分析較少，缺乏對指標關聯性及測量誤差的考慮。基于此，筆者將展開基于WSR(物理-事理-人理)的建筑業企業BIM應用成熟度評價，旨在建立符合我國本土特色的BIM應用成熟度評價體系，以期提高BIM應用的深度和廣度。

1.2 WSR方法論

WSR方法論，又叫物理(Wuli)-事理(Shili)-人理(Renli)方法論，是中國的兩位系統科學家顧基發教授和朱志昌博士于1994年提出的[10]。WSR方法論就是有效使用物理、事理和人理來系統科學地解決復雜問題。表1列出了WSR方法論中物理事理人理的主要含義。表2列出了WSR在研究管理問題應用上的兩種不同研究層面。 WSR方法論

表1 物理、事理、人理的主要內容

表2 物理、事理、人理兩種應用角度

強調從“物理”即客觀物質及規律、聯系出發，強調“事理”即管理和組織方法的重要性，并深度考慮“人理”即人在系統中的作用來分析問題，可根據研究領域和研究對象的變動靈活運用，為復雜問題的研究提供了較好的方法論指導和研究工具[11]。

通過運用WSR系統方法論從物理、事理、人理3個類別對BIM應用成熟度指標要素進行分類，可以全面梳理BIM應用指標，通過協調物理、事理、人理3個類別的關系，幫助企業明確BIM應用點，避免遺漏關鍵的BIM應用要素，可以有效提高企業BIM應用水平。

2 研究假設

筆者在國內外BIM成熟度評價的文獻研究基礎上，初步確立了企業BIM應用成熟度評價指標體系，之后，基于WSR系統方法論，從物理層、事理層和人理層進行評價指標劃分，通過專家訪談和問卷調查對初步設定的評價體系進行修正。最終確定BIM應用成熟度評價的23個評價指標。最終得到的評價指標體系框架如圖1所示。

圖1 企業BIM應用成熟度評價指標體系

2.1 物理層面

BIM應用成果及影響類因素。包括數據庫水平、信息流水平、模型水平、實施廣度、實施效果、創新拓展。

2.2 事理層面

企業管理的過程及方法。包括資金投入、人才儲備、軟硬件及網絡、目標戰略及推廣、人才培養和引進、組織架構及分工、操作及交付標準化、制度政策標準化、流程設計、流程信息維護。

2.3 人理層面

人，群體，關系，為人處事的道理。包括高層的支持、管理人員的管理水平、相關方滿意度、政府滿意度、技術人員的操作水平、企業文化內涵、內外溝通。

3 數據采集及分析

3.1 數據采集

借助問卷星平臺，本次問卷調查共發放273份問卷，剔除無效問卷后回收有效問卷252份。有效問卷回收率為87.75%。調查對象主要針對BIM從業者及工程管理層人員還有BIM研究專家、學者，BIM工作經驗及研究成果豐富，對BIM有自己獨立的思考。

3.2 模型研究假設

結合文獻研究及對9位專家的訪談結果，初步設置9個潛變量、23個觀測變量。各潛變量與企業BIM實施能力成熟度關系假設：在本文構建的模型中，第一層潛變量為企業BIM應用成熟度，選取信息技術能力、BIM實施深度、BIM投入、組織管理、標準化管理、流程管理、經驗、認可及滿意、其他9個維度對其進行描述。因此，作出假設H1：9個潛變量均對企業BIM實施能力成熟度具有直接正向的影響。

3.3 信度，效度檢驗

信度分析方法采用Cronbach’s Alpha(α)系數，通常情況下，Cronbach’s Alpha(α)系數介于0.70～0.98，系數越高表示該問卷的數據結果具有較好的一致性，為高信度，可靠性較強。使用軟件SPSS 26對問卷量表數據進行可靠性檢驗，該問卷的信度為0.957，可靠性強，信度高。

文章的效度檢驗采取的方法是KMO和巴特利特球形度檢驗。SPSS計算結果可知該問卷的KMO取樣適切性量數為0.936>0.7，巴特利特球形檢驗的顯著性概率值為0.000<0.01，通過了顯著性水平為1%的檢驗，由此可知問卷變量間的相關性較強，適合做因子分析。

3.4 適配度檢驗

將數據導入AMOS軟件，對測量模型進行驗證性因子分析，檢驗可測變量與潛變量間的假設關系及擬合程度。企業BIM實施能力成熟度的測量模型由9個潛變量構成，包括信息技術能力，BIM實施深度、BIM投入、組織管理、標準化管理、流程管理、經驗、認可及滿意、其他，構建驗證性因子分析模型，其原始回歸模型如圖2所示。

圖2 BIM應用成熟度結構方程模型回歸模型

首先對測量模型進行了擬合度檢驗，觀察模型與數據的適配程度，在輸出數據表中提取各擬合指標，初次計算根據模型評價標準，個別指標沒有通過驗證，模型擬合效果不佳，通過修正后擬合情況得以改善，各項指標都通過擬合度檢驗，擬合結果見表3。

表3 一階潛變量模型最終擬合系數

數據代入AMOS 26.0軟件進行模擬，結果顯示RMSEA為0.072，達到大于0.05標準;方差與自由度的比值為2.472，達到小于3的標準;RMR值為0.044，達到小于0.05標準;CFI、PNFI等指標如上表所示均達到標準要求。因此，該模型合理、科學.可以進行下一步分析。

表4 測量模型路徑系數

續表4

路徑系數的檢驗結果表明，信息技術能力、BIM實施深度、BIM投入、組織管理、標準化管理、流程管理、經驗、認可及滿意、其他，這些因素對企業BIM應用成熟度的影響路徑系數P值均小于0.05，影響系數顯著，各觀測變量在其對應的潛變量上的荷載系數均大于0.5，這與前面探索性因子分析結果吻合。這表明初始假設成立。

3.5 結果分析

各因素對BIM應用成熟度的影響路徑系數如表5所示。這說明以上因素均正向顯著影響企業BIM應用成熟度，呈正相關關系，利用SEM模型中標準化計算后的路徑系數占總路徑系數的比例，計算9個潛變量的權重系數，據此確定了企業BIM應用成熟度評價體系。模型結果顯示對評價企業BIM應用成熟度影響從小到大依次是：BIM實施深度、組織管理、信息技術能力、標準化管理、經驗、流程管理、認可及滿意、BIM投入、其他。據此，為企業提高BIM應用成熟度提出以下幾點建議：①公司層面首先要改變傳統的被動應用BIM觀念，積極主動應用BIM，重視BIM應用，在組織、資源等方面加大保障措施，成立專門的BIM團隊，設立專項資金，營造良好的BIM應用氛圍。②加強人才隊伍建設，加強員工的BIM技術培訓，培養與業務深度結合、懂技術懂應用懂管理的綜合型人才。建立合理的人才考核與激勵體系，引進高層次綜合型BIM人才，提高從業人員的積極性、工作認同感和價值感。③根據企業自身實際進行BIM應用，制定符合自身需求和業務情況的應用點，不能脫離企業整體的發展戰略，應用點不是越多就越好。根據企業總體目標和資源歸屬，結合項目實際需要，制定BIM技術應用戰略規劃。④完善管理流程，形成一系列技術標準，建立合理規范體系，提高管理效率。⑤推廣使用競賽，積極參加國內外BIM競賽，測試自身BIM水平，積極開展企業內部BIM技能競賽，選拔優秀BIM人才和成果。根據企業自身的經濟實力和需要，進行專用軟件開發和功能研究。在一些大項目和優秀項目中，優先考慮BIM技術，實現示范和引領作用。

表5 一階潛變量重要性系數

4 結論

筆者從物理-事理-人理系統方法論的角度出發，通過文獻整理及專家訪談得到評價企業BIM應用成熟度的9個潛在因素：信息技術能力、BIM實施深度、BIM投入、組織管理、標準化管理、流程管理、經驗、認可及滿意、其他，提出了具有中國特色的BIM能力成熟度指標體系。通過結構方程模型，計算分析了BIM能力成熟度的主要影響指標，為BIM在我國建筑業的深入和廣泛應用提供了參考。雖然本文得出了重要結論，但仍存在一些不足：問卷樣本數量不夠豐富，所得數據可能與實際情況略有偏差；從動態角度評估BIM應用成熟度更有利于BIM能力的提高。

在今后進行研究的過程中，將通過專家咨詢和BIM從業者的問卷調查等，提出更深層、更詳細的評價指標,建立更加科學準確的BIM成熟度評估體系，企業可以通過對自身BIM技術應用成熟度的評估和測量，逐步提高BIM技術應用的深度和廣度。