聯動效應對BIM工程項目效能的影響研究*

王建紅 何勁輝 許欣 張亞雙 喇曉澤

(1.河北建筑工程學院，張家口 河北 075000；2.張家口市BIM工程技術創新中心，張家口 河北 075000)

0 引言

聯動效應也稱耦合效應[1]，群體心理學對其定義為將群體中兩個或兩個以上的個體聯合起來能夠使影響效果更強的現象[2]。聯動效應是基于多因素之間關聯的研究。陳瑞[3]通過聯動效應分析地方政府債務與房價之間的關系；王雪等[4]分析不同等級城市的房價聯動效應和市場調控機制。由此可以看出，聯動效應對多因素之間關系有影響。

提高工程項目效能是我國政府部門投資項目建設面臨的重大課題[5]。目前，分析工程項目效能的文獻已相當成熟，質量、成本、工期是保證項目效能的核心要素[6-7]。

技術-組織-環境(Technology-Organization-Environment，TOE)是分析技術應用的框架，用于探討技術及組織內外部因素對創新型技術應用的影響[8]。該框架模型適用性強，可以依據研究情況將各類因素放置到技術、組織、環境三個維度中進行分析。輸入-過程-輸出(Input-Process-Output，I-P-O)系統理論框架是用來探討產出效能問題的模型[9]，其思路是輸入端的不同因素先直接影響組織過程，再經由組織過程進而影響整體效能。本研究結合以上兩個理論，將技術和環境作為輸入端，組織作為過程端，產生的BIM項目效能作為輸出端，探討技術、組織和環境三者之間的聯動及其對BIM工程項目效能的影響。

1 影響因素識別

首先，根據文獻綜述[10-11]，初步識別出影響BIM工程項目效能的因素。其次，與BIM專家和從業者進行訪談，進一步修訂、補充和完善影響因素；最后，聘請專家和同業人員對識別的因素進行討論，確定影響因素。共識別出37個聯動效應在BIM工程項目應用效能中的影響因素，見表1。

表1 影響因素匯總及編碼

本研究采用問卷調查方式對37個影響因素的重要性進行探索性因子分析。采用李克特5級量表設計形式對因素進行重要性程度打分，研究各因素聯動對BIM工程項目效能的影響程度。

調查問卷分兩次進行，共計收回528份。問卷有效率為75.6%。其中，第一次收集112份樣本數據，經探索性因子分析后刪除不合理題項；第二次收集287份問卷，進行驗證性因子分析。問卷發放對象的工作單位包括高校、研究院、設計單位、施工單位、咨詢單位；參與問卷調查的對象具有較為豐富的BIM經驗。

2 數據分析

2.1 探索性因子分析

在探索性因子分析前，為判斷樣本是否適合因子分析，需要對研究的變量進行KMO檢驗和Bartlett球形檢驗。研究數據顯示：KMO=0.833>0.500；Bartlett球形檢驗結果為X2=2 785.484，df=666，Sig值=0.000，小于標準值0.050，表明總體相關矩陣不是單位矩陣，故該樣本的數據適合進行因子分析。

使用SPSS軟件對數據進行探索性因子分析，在分析方法上選擇最常用的主成分分析法。為了得到意義較為明確的因子含義，選擇最大方差法進行旋轉，提取特征根大于1的因子。初次旋轉后的因子荷載表中有兩個題項的因子載荷低于0.5，因此本文先后剔除兩個題項，繼續對35個條目進行分析。

共有9個公因子的特征值大于1，故提取前9個公因子。9個公因子累積方差貢獻率為77.087%，解釋程度良好，通過旋轉后的因子負荷值可以發現每個題項均對應一個因子、因子荷載值均在0.6以上，且所有因子的題項數均不低于3，這說明提取的9個因子結構效度良好。

2.2 公因子的內涵

因子分析所得到的每個主成分的內涵是由其所包含的幾項影響因素的共性所決定的。根據各影響因素在主成分的劃分情況，將9個主成分分別命名為技術復雜性(V1)、技術兼容性(V2)、技術相對優勢(V3)、標準規范(V4)、政府鼓勵(V5)、BIM使用者(V6)、決策者(V7)、企業(V8)、工程項目效能(V9)。

V1包括專業對BIM技術知識要求、操作難度、企業推行3個影響因素，這些因素集中反映BIM技術本身復雜程度及在企業推行的復雜程度，故將其歸納命名為技術復雜性。

V2包括BIM軟件反應速度、生成文件格式、軟件穩定性、軟硬件適配4個因素，這些因素緊緊圍繞BIM技術在軟件和硬件配置上的兼容程度，故將其命名為技術兼容性。

V3包括提高施工性、及時決策、業主參與、提升企業競爭力4個因素，這4個因素都是描述BIM技術相較傳統二維技術的優勢，故將其命名為技術相對優勢。

V4包括環境維度中地方政府、業主方和建筑規范3個因素，這3個因素反映了不同參與單位對BIM技術在標準規范上的影響，故將其命名為標準規范。

V5包括政府部門對BIM使用率的要求、政府部門的政策扶持和政府BIM項目訂單數3個因素，集中體現為政府對BIM技術的推廣鼓勵，故將其命名為政府鼓勵。

V6包括BIM組織中個人工作態度、工作經驗、學習能力、創新能力、團隊配合度、靈活度、人數配比7個因素，這7個因素集中反映了個體因素和團隊因素對BIM軟件使用的影響，故將其命名為BIM使用者。

V7包括BIM組織中領導能力、過程把控、專業程度及領導風格4個因素，這4個因素都是領導者的能力體現，故將其命名為決策者。

V8包括激勵機制、培訓體系、企業規范、資金支持4個方面，這些因素都是描述企業能力和企業政策，故將其命名為企業。

目前，對工程項目效能測量指標的學術研究非常成熟，基本上從質量、工期和成本三方面考量，V9涵蓋了這三方面的內容，故將其命名為工程項目效能。

2.3 驗證性因子分析

為探討各因素之間的影響關系，構造結構路徑和計算路徑系數，采用結構方程模型繼續分析數據。結合文獻綜述，本文提出如下假設：

H1：BIM技術復雜性對成員使用BIM技術有負向影響。

H2：BIM技術兼容性對成員使用BIM技術有正向影響。

H3：BIM技術相對優勢對成員使用BIM技術有正向影響。

H4：BIM技術復雜性對決策者采納BIM技術有負向影響。

H5：BIM技術兼容性對決策者采納BIM技術有正向影響。

H6：BIM技術相對優勢對決策者采納BIM技術有正向影響。

H7：標準規范對決策者采納BIM技術有正向影響。

H8：政府鼓勵對決策者采納BIM技術有正向影響。

H9：成員使用BIM技術對決策者采納BIM技術有正向影響。

H10：標準規范對企業采納BIM技術有正向影響。

H11：政府鼓勵對企業采納BIM技術有正向影響。

H12：決策者對企業采納BIM技術有正向影響。

H13：BIM技術使用者對工程項目BIM效能有顯著的正向影響。

H14：決策者對工程項目BIM效能有顯著的正向影響。

H15：企業對工程項目BIM效能有顯著的正向影響。

一份信度系數好的量表或問卷，總量表α值應在0.80以上，0.70～0.80可以接受；分量表α值應在0.70以上，0.60～0.70可以接受。本研究正式調查問卷中各因子所代表的分量表的α值均在0.8以上(表2)，表明問卷信度理想。

表2 各變量的α值及項數

聚斂效度見表3。技術兼容性、技術復雜性、技術相對優勢、標準規范、政府鼓勵、BIM使用者、工程項目效能、企業、決策者對應各題項的因子載荷均大于0.5，說明各潛變量所對應題項均具有很高的代表性。另外，各個潛變量的平均提取方差值AVE均大于0.5，且組合信度CR均大于0.7，說明聚斂效度理想。

表3 聚斂效度表

皮爾遜相關系數檢驗表見表4。可以看出，技術兼容性、技術復雜性、技術相對優勢與BIM使用者之間有顯著的相關性(p<0.01)；標準規范、政府鼓勵與企業之間有顯著的相關性(p<0.01)；技術兼容性、技術復雜性、技術相對優勢、標準規范、政府鼓勵與決策者之間有顯著的相關性(p<0.01)；BIM使用者、決策者、企業與工程項目效能之間有顯著的相關性(p<0.01)。可見，本研究的變量間關系得到了初步支持，可以進一步檢驗研究假設。

表4 皮爾遜相關系數檢驗表

模型擬合度檢驗表見表5。可以看出，X2/df低于3；RMR、RMSEA均低于0.08；CFI、TLI、IFI均大于0.9；PGFI大于0.5，說明中介模型擬合良好。影響機理模型的路徑系數圖(標準化)如圖1所示。

圖1 路徑系數圖(標準化)

表5 模型擬合度檢驗表

結構方程模型路徑系數表見表6。可以看出，除標準規范→決策者這條路徑的p值大于0.05，假設不成立外，其余假設均得到驗證。

表6 結構方程模型路徑系數表

造成該假設不成立的原因是決策者一般根據經驗法則制定決策，往往會忽視外界變化，導致標準規范對決策者的影響不敏感。

3 結果分析及對策建議

數據分析結果得出因子影響路徑系數關系圖，如圖2所示。從圖可知，聯動效應體現在以下三個方面：①場景聯通——BIM數字技術重新定義了工程項目的上下游關系，由傳統的上下游供應交易關系轉為上下游價值共創關系；②數據貫通——專業數據和市場數據會讓原有行業產生新的價值，數據貫通了整個工程項目的全過程；③價值共創——BIM將工程項目的不同場景、用戶關系、數字資產進行融合，在可控成本上創造更大的價值體系，即三個方面的聯動效應會給工程項目效能打造出更高的價值空間。

圖2 因子影響路徑系數關系圖(標準化)

3.1 技術與組織之間的聯動

在工程項目中，組織對行業信息的獲取越實時，越能提高項目造價的精準度。BIM使用者會根據市場中成本、價格等因素計算造價。由于各因素會影響市場，市場中的成本和價格因素將有所浮動。BIM使用者為了掌握市場價格變化的信息，需要通過市場調研等途徑收集信息，過程費時費力，而借助BIM技術，可以通過BIM數據庫快速獲得不同地域的市場價格及變化情況，極大程度地降低了造價人員的工作復雜度，提高了造價管理的效率。

根據結構方程模型路徑系數可知，在技術與組織產生聯動的過程中，技術兼容性對決策者的影響路徑系數最高(0.33)，且為負向影響。此結果表明，在工程項目中，由于BIM技術復雜性，企業理解和使用的成本越高，決策者采納該技術的意愿會越低。

3.2 環境與組織之間的聯動

環境包括宏觀環境和行業環境，政府對BIM技術的使用開發和應用可通過輔導、驗收發揮主導作用，政府的鼓勵能極大地推動企業創新技術的發展。除政府因素，市場競爭激烈度和不確定性也是企業采納和推廣BIM技術的主要驅動力量，組織需要依據環境隨時發生變革和推動。

根據結構方程模型路徑系數可知，在環境與組織產生聯動的過程中，標準規范對企業的影響路徑系數最高(0.36)。此結果表明，政府和決策者之間的合作能促使BIM工程項目效能達到最大化。BIM技術引進使用是一項高投入、高技術的經濟活動，政府和建筑行業共同合作和推廣才能激勵BIM企業提高工程項目效能，推動建筑行業智能化和數字化發展。

3.3 組織內部的聯動

決策者和BIM使用者都需要具備一定的信息化理念和技能，并且對業務內容、業務流程和組織管理有一定理解及經驗。決策者根據BIM使用者的反饋作決策，依賴自身內在心理屬性(認知、價值觀等)對項目戰略作選擇，實現BIM技術利用最大化；此外，組織對BIM使用者也會形成心理成就的影響，從而產生企業文化、員工價值感等心理層面的作用，推動行業的數字化和智能化發展。

根據結構方程模型路徑系數可知，在組織內部產生聯動的過程中，決策者對企業的影響路徑系數最高(0.41)。此結果表明，決策者對項目效能起著重要作用，決策者的專業技能和管理技能影響工程項目效能，BIM技術的信息化和智能化使決策者有效控制了工程項目風險。

3.4 組織對項目效能的影響

借助BIM技術，工程項目管理可以實現設計、施工、造價等不同組織之間數據共享，各方基于自身利益實現深度合作。在此基礎上，各組織可以更好地進行信息溝通，實現建設各方的緊密聯系。同時，組織也會依據工程項目的復雜性和多樣性進行組織變革，依靠結構的靈活性應對數字技術帶來的變化和挑戰。

根據結構方程模型路徑系數可知，在組織與工程項目效能產生聯動的過程中，組織中的BIM使用者對工程項目效能的影響路徑系數最高(0.28)。此結果表明，BIM技術對BIM使用者的專業技能、工作態度和認知能力等要求較高，在BIM聯動模式下，團隊成員需要改變傳統的設計思維，掌握相關專業的設計知識。同時，BIM團隊成員需要積極分享經驗，促進團隊成員掌握BIM技術及相關專業知識，做到技術、資源和信息共享，從而實現工作場景聯動。

4 結語

未來建筑行業將打破原有的行業邏輯，通過BIM信息平臺實現工程項目的場景聯通，重新定義工程項目價值鏈的關系，從傳統的供應交易關系轉向價值共創關系。本研究將聯動效應運用于工程領域，在梳理BIM應用及研究現狀的基礎上，針對我國BIM技術應用情況識別整理出BIM工程項目效能影響因素，基于SEM建立影響因素評價模型，通過SPSS和AMOS軟件分析調查樣本數據，實證驗證初始理論模型，并根據驗證后的模型結果提出相應的對策，為未來建筑業數字化轉型提供理論參考。