本文是一篇項(xiàng)目管理論文，本文首先通過文獻(xiàn)分析法廣泛查找國內(nèi)外與 BIM 技術(shù)應(yīng)用、項(xiàng)目管理成熟度等相關(guān)的研究成果，深入閱讀有關(guān)文獻(xiàn)，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(xiàng)目管理四個(gè)方面對 BIM 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，構(gòu)建了成熟度模型及其評價(jià)指標(biāo)體系并進(jìn)行了實(shí)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(jì)活動(dòng)，任何行業(yè)都無法獨(dú)善其身，屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)的建筑業(yè)也難以例外，但從國家統(tǒng)計(jì)局獲取我國建筑業(yè)近五年的部分統(tǒng)計(jì)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(huì)人員的就業(yè)穩(wěn)定有巨大貢獻(xiàn)。 建筑業(yè)是我國的國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，對國家宏觀經(jīng)濟(jì)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(dòng)力越來越少，建筑企業(yè)用人成本水漲船高的同時(shí)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(rèn)為是 BIM 研究的起點(diǎn)。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(yùn)營領(lǐng)域的 BIM 使用情況進(jìn)行了總結(jié)并發(fā)布《BIM 項(xiàng)目實(shí)施計(jì)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(xiàng)目團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作方式。
Peter Mesároš[4]（2020）等研究了 BIM 技術(shù)在建筑項(xiàng)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(xiàng)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(jì)檢驗(yàn)證實(shí)了 BIM 技術(shù)作為施工項(xiàng)目管理中的關(guān)鍵績效指標(biāo)之一并對生產(chǎn)力有實(shí)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(xiàng)目進(jìn)度時(shí)間和成本的影響并希望提高項(xiàng)目的安全管控，結(jié)果表明，在項(xiàng)目中應(yīng)用 BIM 增加了項(xiàng)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(xiǎn)，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(xiàng)目進(jìn)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(jì)算方法，計(jì)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(gè)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(fù)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(shí)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(rèn)為它是設(shè)施物理和功能特性的一種數(shù)字化表達(dá)，是設(shè)施在生命周期內(nèi)進(jìn)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(gè)概念，認(rèn)為 BIM 是一個(gè)綜合的建筑信息模型，包括設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)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(rèn)為 BIM 不應(yīng)該是靜態(tài)的而是動(dòng)態(tài)的，隨后 BIM 被改為 Building Information Modeling 以表明其代表一個(gè)動(dòng)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(gè)解釋，即 Building Information Management。總而言之以上定義都是以信息為核心，通過“模型-應(yīng)用-管理”將全生命周期中的信息進(jìn)行集成和整合，逐步深入、層層遞進(jìn)，最終形成統(tǒng)一的有機(jī)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(rèn)為 BIM 有建筑信息模型、建筑信息建模和建筑信息管理三個(gè)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(yàn)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(shí)間進(jìn)度的演化，可以實(shí)現(xiàn) BIM 4D 進(jìn)度的跟蹤管控，再到后來在四維時(shí)間的基礎(chǔ)上往模型里加入了工程量成本等信息，可以實(shí)現(xiàn) BIM 5D 成本的管控。BIM 技術(shù)為項(xiàng)目參建方提供了新的管理模式，在工程項(xiàng)目全生命周期中通過 BIM 管理平臺實(shí)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(xiǎn)。

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(qiáng)一些期待物比如能力等的過程，具體表現(xiàn)為一個(gè)機(jī)構(gòu)或者組織管理能力通過不斷地自我改進(jìn)完善由低級別向高級別不斷提高和改進(jìn)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(xiàng)目組織在限定約束條件下成功實(shí)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(xiàng)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(jìn)行評價(jià)并不斷改進(jìn)，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(xiàng)目管理領(lǐng)域的成熟度模型 K-PMMM 模型[29]，而 1998 年美國項(xiàng)目管理協(xié)會(huì)PMI 與幾家公司聯(lián)合啟動(dòng)了 OPM3 模型計(jì)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(xiàng)目管理方向。OPM3 模型是一個(gè)三維的成熟度模型，為提高成熟度的組織提供了一個(gè)持續(xù)改進(jìn)的計(jì)劃，成為典型的項(xiàng)目管理成熟度模型。
成熟度模型作為一種評價(jià)和持續(xù)改進(jìn)企業(yè)或者項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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(jià)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(jià)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(shí)例分析............................ 48
5.1 項(xiàng)目概況...............................................48
5.2 項(xiàng)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(shí)例分析

5.1 項(xiàng)目概況
某小學(xué)擴(kuò)建綜合樓工程位于 S 市 F 區(qū) HT 路與 FZY 路交匯處，工程項(xiàng)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(jì)單位為深圳大學(xué)建筑設(shè)計(jì)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(tuán)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(hù)、環(huán)境污染防護(hù)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)校總建筑面積為 29307.9m2，1 棟（原有教學(xué)樓），總建筑面積 8201m2（計(jì)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(jì)容積率建筑面積：14703.1m2，核增面積：6403.8m2）。擴(kuò)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(yùn)動(dòng)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(xiàng)目預(yù)算造價(jià)約 2 億 2686 萬元，合同計(jì)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(xiàng)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(xiàng)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(xiàn)分析法廣泛查找國內(nèi)外與 BIM 技術(shù)應(yīng)用、項(xiàng)目管理成熟度等相關(guān)的研究成果，深入閱讀有關(guān)文獻(xiàn)，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(xiàng)目管理四個(gè)方面對 BIM 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，構(gòu)建了成熟度模型及其評價(jià)指標(biāo)體系并進(jìn)行了實(shí)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(jià)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(gè)等級，構(gòu)建了包含 19 個(gè)二級評價(jià)指標(biāo)的成熟度模型評價(jià)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(jià)指標(biāo)的權(quán)重。
（2）從評價(jià)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(jià)影響最大的是 BIM 模型管理與 BIM 應(yīng)用管理兩個(gè)方面，模型管理中影響因素最大的為模型深度與細(xì)度，項(xiàng)目管理中主要影響因素為進(jìn)度管理，此外施工前準(zhǔn)備中管理流程節(jié)點(diǎn)劃分和 BIM 軟硬件配套中專業(yè)人員的儲備也是影響評價(jià)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(kuò)建綜合樓項(xiàng)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(jià)進(jìn)行了實(shí)例分析。重點(diǎn)對項(xiàng)目施工階段項(xiàng)目管理中 BIM 技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，通過成熟度模型量化評價(jià)得出該項(xiàng)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(diǎn)成熟度提升建議。
參考文獻(xiàn)（略）