本文是一篇項目管理論文，本文首先通過文獻分析法廣泛查找國內(nèi)外與 BIM 技術(shù)應(yīng)用、項目管理成熟度等相關(guān)的研究成果，深入閱讀有關(guān)文獻，總結(jié)介紹了相關(guān)理論及研究現(xiàn)狀。從施工前準(zhǔn)備、軟硬件配套、模型管理以及項目管理四個方面對 BIM 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進行了分析，構(gòu)建了成熟度模型及其評價指標(biāo)體系并進行了實例分析。

1 緒論

1.1 研究背景及意義
1.1.1 研究背景
2019 年末以來新冠疫情肆虐，嚴(yán)重影響全球的經(jīng)濟活動，任何行業(yè)都無法獨善其身，屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)的建筑業(yè)也難以例外，但從國家統(tǒng)計局獲取我國建筑業(yè)近五年的部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)（圖 1-1）看，即使近兩年受到了新冠疫情的影響，我國建筑業(yè)企業(yè)單位數(shù)以及總產(chǎn)值仍然在持續(xù)增長，建筑業(yè)企業(yè)從業(yè)人員數(shù)雖然有所起伏，但是總體體量仍然巨大，建筑業(yè)為我國提供了巨大的就業(yè)崗位數(shù)量，對應(yīng)屆畢業(yè)生及社會人員的就業(yè)穩(wěn)定有巨大貢獻。 建筑業(yè)是我國的國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，對國家宏觀經(jīng)濟的影響作用具有舉足輕重的地位。但是我國人口老齡化日趨嚴(yán)重，可以看到工地上的施工作業(yè)人員以五十歲左右的中老年為主，從事這一行業(yè)的青壯年勞動力越來越少，建筑企業(yè)用人成本水漲船高的同時企業(yè)營收利潤率也在持續(xù)下降。建筑業(yè)高速發(fā)展已經(jīng)轉(zhuǎn)向平穩(wěn)發(fā)展，但是與落后管理之間的矛盾仍然較為突出，傳統(tǒng)的建造模式已經(jīng)不再符合可持續(xù)發(fā)展的需要，建筑業(yè)改革迫在眉睫。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
在 BIM 技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn) 狀方 面， 美國教授 Chuck Eastman 的(BuildingDescription System，BDS)思想被有關(guān)學(xué)者認為是 BIM 研究的起點。BIM 概念提出之后，美國政府非常支持 BIM 技術(shù)的推廣應(yīng)用工作，從 2003 年到 2007 年的五年間發(fā)布了 BIM 相關(guān)的系列指南與標(biāo)準(zhǔn)。2009 年美國針對建筑業(yè)與建筑物運營領(lǐng)域的 BIM 使用情況進行了總結(jié)并發(fā)布《BIM 項目實施計劃指南》，極大地降低了 BIM 技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用與推廣的難度，此外印第安納大學(xué)也制訂了 BIM 指南和標(biāo)準(zhǔn)。2012 年麻省理工學(xué)院發(fā)布 CAD 與 BIM 指南，確定了模型范圍、模型用途和項目團隊之間的協(xié)作方式。
Peter Mesároš[4]（2020）等研究了 BIM 技術(shù)在建筑項目管理中的應(yīng)用及其對生產(chǎn)力的影響，討論了 BIM 技術(shù)的使用問題，并分析了 BIM 對建設(shè)項目管理中生產(chǎn)力的影響以及分析了 BIM 技術(shù)在建筑工業(yè)中的應(yīng)用及其對生產(chǎn)率的影響。通過統(tǒng)計檢驗證實了 BIM 技術(shù)作為施工項目管理中的關(guān)鍵績效指標(biāo)之一并對生產(chǎn)力有實際影響的假設(shè)。Hayder Razzaq Abed[5]（2020）等利用 BIM 4D 模擬可視化等方法研究了 BIM 技術(shù)應(yīng)用對項目進度時間和成本的影響并希望提高項目的安全管控，結(jié)果表明，在項目中應(yīng)用 BIM 增加了項目工期約 11 天，BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以準(zhǔn)確識別和評估安全隱患風(fēng)險，并提供減輕危害的解決方案，在早期階段解決所有安全問題。Farah Faaq Taha[6]（2020）等應(yīng)用 BIM 技術(shù)對某項目進行三維模擬和能量分析，旨在利用 BIM 技術(shù)提高建筑室內(nèi)日光性能，確定建筑內(nèi)舒適的人工照明及其與傳統(tǒng)照明的成本計算方法，計算可再生能源和節(jié)約成本。結(jié)果表明，應(yīng)用 BIM 技術(shù)提高了建筑室內(nèi)日光性能，通過日光分析得到的日光比有助于減少燈的數(shù)量，從而減少能量消耗并降低成本。Berardo Naticchia[7]（2020）等提出的基于 BIM 技術(shù)、MR 技術(shù)和云平臺的框架旨在開發(fā)一個支持現(xiàn)場操作的系統(tǒng)，研究為開發(fā)建筑數(shù)字模型制定了標(biāo)準(zhǔn)，該模型將在負責(zé)設(shè)施管理的不同參與者之間共享，并通過云平臺訪問。

2 相關(guān)理論基礎(chǔ)概述

2.1 BIM 相關(guān)概念
2.1.1 BIM 技術(shù)概念
BIM 的全稱是建筑信息模型（Building Information Modeling），BIM 在一開始的時候被定義為 Building Information Model，屬于一種靜態(tài)模式，美國國家建筑科學(xué)研究院認為它是設(shè)施物理和功能特性的一種數(shù)字化表達，是設(shè)施在生命周期內(nèi)進行決策的共享知識資源和信息基礎(chǔ)。此外，美國 Chuck Eastman 教授也提出了一個概念，認為 BIM 是一個綜合的建筑信息模型，包括設(shè)計、施工和運營等不同專業(yè)在內(nèi)的所有信息、功能要求以及性能。后來學(xué)者認為 BIM 不應(yīng)該是靜態(tài)的而是動態(tài)的，隨后 BIM 被改為 Building Information Modeling 以表明其代表一個動態(tài)的過程。除此以外 bSI 組織（building SMART International）還給出了 BIM是建筑信息管理這樣一個解釋，即 Building Information Management?？偠灾陨隙x都是以信息為核心，通過“模型-應(yīng)用-管理”將全生命周期中的信息進行集成和整合，逐步深入、層層遞進，最終形成統(tǒng)一的有機整體。
國內(nèi)學(xué)者李建成、王廣斌在《BIM 應(yīng)用導(dǎo)論》中也同樣認為 BIM 有建筑信息模型、建筑信息建模和建筑信息管理三個方面的含義。模型是虛擬的可替代的信息化產(chǎn)品；建模則包含了標(biāo)準(zhǔn)化和交互性的行為過程，各方根據(jù)自身需求來修改信息；信息管理則是可協(xié)同的、共享的，有助于決策和經(jīng)驗積累。
從多維角度來看，BIM 一開始被賦予 3D 模型的體現(xiàn)，隨著 BIM 技術(shù)的發(fā)展，在原來三維空間的基礎(chǔ)上增加了時間進度的演化，可以實現(xiàn) BIM 4D 進度的跟蹤管控，再到后來在四維時間的基礎(chǔ)上往模型里加入了工程量成本等信息，可以實現(xiàn) BIM 5D 成本的管控。BIM 技術(shù)為項目參建方提供了新的管理模式，在工程項目全生命周期中通過 BIM 管理平臺實現(xiàn)高效溝通協(xié)作，減少了工作上的失誤，提前規(guī)避了管理目標(biāo)上的風(fēng)險。

2.2 成熟度與成熟度模型概述
2.2.1 成熟度概述
所謂成熟度就是能量化的表現(xiàn)，它刻畫了獲得并加強一些期待物比如能力等的過程，具體表現(xiàn)為一個機構(gòu)或者組織管理能力通過不斷地自我改進完善由低級別向高級別不斷提高和改進的過程。此外，成熟度還表示為一種能力水平，這種能力水平通常指的是項目組織在限定約束條件下成功實現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的能力水平。
2.2.2 成熟度模型概述
成熟度模型總得來說可分為能力成熟度模型和項目管理成熟度模型兩大類，作為最早出現(xiàn)的能力成熟度模型[28]（CMM 模型）是美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)軟件研究所為了滿足美國聯(lián)邦政府評估軟件供應(yīng)商能力的要求在上世紀(jì)八十年代提出的，該模型可以對軟件開發(fā)過程的能力進行評價并不斷改進，被學(xué)者視為能力成熟度模型的典型代表。隨后，Harold Kerzner 博士結(jié)合企業(yè)發(fā)展和戰(zhàn)略規(guī)劃提出了用于項目管理領(lǐng)域的成熟度模型 K-PMMM 模型[29]，而 1998 年美國項目管理協(xié)會PMI 與幾家公司聯(lián)合啟動了 OPM3 模型計劃[30]，從高新技術(shù)企業(yè)的規(guī)劃研究內(nèi)容轉(zhuǎn)向了項目管理方向。OPM3 模型是一個三維的成熟度模型，為提高成熟度的組織提供了一個持續(xù)改進的計劃，成為典型的項目管理成熟度模型。
成熟度模型作為一種評價和持續(xù)改進企業(yè)或者項目能力的有效工具，得到了廣泛的應(yīng)用，除了 CMM 模型、K-PM3 模型、OPM3 模型以外，在典型模型的基礎(chǔ)上，不斷有后繼學(xué)者通過參照不同標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建出了各種能力成熟度模型以及項目管理成熟度模型[31]。如 CMM 模型的升級版 CMMI 模型，美國 PM Solutions 咨詢公司創(chuàng)始人 J. K. Crawford 提出的 PMS-PM3 模型，英國內(nèi)閣辦公室提出的 P3M3模型，美國 KLR 咨詢公司提出的 KLR-PM3 模型，美國微構(gòu)技術(shù)公司和項目管理技術(shù)公司提出的 MF-PM3 模型，澳大利亞克納譜與摩爾私人有限公司提出的KM-PM3 模型，Young Hoon Kwak 博士和 C. William Ibbs 博士提出的（PM）2 伯克利模型等。

3 工程施工階段 BIM 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及問題.................................. 18
3.1 工程施工階段 BIM 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀........................................18
3.1.1 施工前準(zhǔn)備方面................................18
3.1.2 軟硬件配套方面.........................................18
4 工程施工階段 BIM 技術(shù)應(yīng)用成熟度模型建立.............................. 23
4.1 成熟度評價模型構(gòu)建.......................................23
4.1.1 成熟度基礎(chǔ)模型選取.....................................23
4.1.2 成熟度評價模型等級劃分.....................................24
5 某工程施工階段 BIM 技術(shù)應(yīng)用成熟度實例分析............................ 48
5.1 項目概況...............................................48
5.2 項目管理 BIM 技術(shù)應(yīng)用情況分析...................................49
5.3 基于成熟度模型的量化分析..............................................50

5 某工程施工階段 BIM 技術(shù)應(yīng)用成熟度實例分析

5.1 項目概況
某小學(xué)擴建綜合樓工程位于 S 市 F 區(qū) HT 路與 FZY 路交匯處，工程項目建設(shè)單位為深圳市福田區(qū)建筑工務(wù)署，由中國建筑第四工程局有限公司代建，設(shè)計單位為深圳大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司，監(jiān)理單位為深圳市粵鵬建設(shè)有限公司，施工單位為上海建工四建集團有限公司。施工現(xiàn)場場地狹小，地下管線較多，周邊居民樓緊挨施工現(xiàn)場，且緊挨 HT 路與原有 1 棟教學(xué)樓，故現(xiàn)場的安全防護、環(huán)境污染防護等工作量和工作難度都很大，且生活設(shè)施和辦公設(shè)施布置很困難。 校園總用地面積 9785m2，建成后學(xué)?？偨ㄖ娣e為 29307.9m2，1 棟（原有教學(xué)樓），總建筑面積 8201m2（計容積率建筑面積：6868m2，核增面積：1333m2）。2 棟（新建綜合樓）總建筑面積 21106.9m2（計容積率建筑面積：14703.1m2，核增面積：6403.8m2）。擴建部分建設(shè)內(nèi)容：拆除原有 1 座羽毛球館，然后在原址上新建 1 棟 6 層綜合樓（含 3 層地下室），內(nèi)容包括食堂、風(fēng)雨操場、功能室以及辦公室食堂、管理輔助用房、體育用房、配套室外運動場地等。改建部分內(nèi)容為對 1 棟（原有教學(xué)樓）的內(nèi)部功能結(jié)合新建綜合樓統(tǒng)籌規(guī)劃布置調(diào)整，改造內(nèi)容涉及土建、立面、場地、裝修及各專業(yè)設(shè)備。項目預(yù)算造價約 2 億 2686 萬元，合同計劃開工日期為 2020 年 9 月 15 日，合同工期總?cè)諝v天數(shù)為不超過 913 日歷天。根據(jù)有關(guān)政策和合同要求，項目須使用 BIM，業(yè)主與提供專業(yè) BIM 咨詢服務(wù)的某工程顧問公司簽訂了合同，由該單位提供項目的部分 BIM 技術(shù)應(yīng)用服務(wù)。

6 結(jié)論與展望

6.1 結(jié)論
本文首先通過文獻分析法廣泛查找國內(nèi)外與 BIM 技術(shù)應(yīng)用、項目管理成熟度等相關(guān)的研究成果，深入閱讀有關(guān)文獻，總結(jié)介紹了相關(guān)理論及研究現(xiàn)狀。從施工前準(zhǔn)備、軟硬件配套、模型管理以及項目管理四個方面對 BIM 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進行了分析，構(gòu)建了成熟度模型及其評價指標(biāo)體系并進行了實例分析。通過相關(guān)研究，本文主要結(jié)論如下：
（1）以典型成熟度模型——CMM 模型與 K-PM3 模型為基礎(chǔ)構(gòu)建了工程施工階段 BIM 技術(shù)應(yīng)用的成熟度評價模型，將成熟度模型等級劃分為初級階段、發(fā)展階段、提升階段、高級階段以及成熟階段五個等級，構(gòu)建了包含 19 個二級評價指標(biāo)的成熟度模型評價指標(biāo)體系，利用克隆巴赫α信度系數(shù)法確定了指標(biāo)選取的可靠性，通過層次分析法確定了模型評價指標(biāo)的權(quán)重。
（2）從評價指標(biāo)體系的權(quán)重分布來看，對工程施工階段 BIM 技術(shù)應(yīng)用的成熟度評價影響最大的是 BIM 模型管理與 BIM 應(yīng)用管理兩個方面，模型管理中影響因素最大的為模型深度與細度，項目管理中主要影響因素為進度管理，此外施工前準(zhǔn)備中管理流程節(jié)點劃分和 BIM 軟硬件配套中專業(yè)人員的儲備也是影響評價的關(guān)鍵因素，因此施工階段 BIM 技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)更多關(guān)注這幾類影響因素。
（3）以某小學(xué)擴建綜合樓項目為研究對象對工程施工階段 BIM 技術(shù)應(yīng)用成熟度評價進行了實例分析。重點對項目施工階段項目管理中 BIM 技術(shù)應(yīng)用情況進行了分析，通過成熟度模型量化評價得出該項目施工階段 BIM 技術(shù)應(yīng)用的成熟度處于提升階段，并針對分析情況提出了三點成熟度提升建議。
參考文獻（略）