李明柱 王梓瑋 鄧凌

(1.吉林建筑大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，吉林 長春 130000；2.南通理工學(xué)院建筑工程學(xué)院，江蘇 南通 226000)

0 引言

近年來，國家和地方層面積極推動建筑業(yè)智能化、數(shù)字化升級，出臺了一系列政策文件，積極推進(jìn)BIM技術(shù)在建筑施工企業(yè)中的應(yīng)用。但現(xiàn)階段，BIM在建筑施工企業(yè)中的應(yīng)用仍面臨較大挑戰(zhàn)[1]。因此，開展建筑施工企業(yè)BIM應(yīng)用影響因素關(guān)系研究，對于建筑業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。

國內(nèi)學(xué)者圍繞建筑施工企業(yè)BIM應(yīng)用影響因素進(jìn)行了深入研究。李希妍等[2]采用解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)構(gòu)建5層遞階結(jié)構(gòu)模型，分析BIM應(yīng)用影響因素的相互關(guān)系。郄恩田等[3]基于施工企業(yè)視角，通過施工流程篩選影響因素并結(jié)合層次分析法對影響因素之間的關(guān)系進(jìn)行探討。董娜等[4]通過構(gòu)建系統(tǒng)動力學(xué)模型對施工階段BIM應(yīng)用影響因素進(jìn)行分析。葉萌等[5]通過構(gòu)建以個(gè)體采納為結(jié)果的BIM技術(shù)擴(kuò)散模型，指出BIM技術(shù)初始成熟度是影響其擴(kuò)散的關(guān)鍵因素。趙爽[6]針對項(xiàng)目參與方BIM采納影響因素進(jìn)行研究，基于政府視角提出應(yīng)對策略。耿彪[7]采用結(jié)構(gòu)方程模型對施工企業(yè)BIM技術(shù)采納模型進(jìn)行驗(yàn)證。

以上研究主要面向行業(yè)影響因素，而針對建筑施工企業(yè)影響因素的研究相對匱乏。在研究方法上，更多學(xué)者通過單一方法量化因素作用程度和因素間的關(guān)系，分析結(jié)果具有一定的偏差。鑒于此，本文通過文本挖掘方法統(tǒng)計(jì)相關(guān)政策、交付標(biāo)準(zhǔn)等詞頻信息，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料對影響因素進(jìn)行篩選。采用三角模糊數(shù)與決策實(shí)驗(yàn)室分析法(DEMATEL)結(jié)合解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)對影響因素之間的作用關(guān)系進(jìn)行分析，以期提升建筑施工企業(yè)BIM應(yīng)用水平。

1 建筑施工企業(yè)BIM應(yīng)用影響因素識別

通常，文本挖掘包含詞頻分析、關(guān)聯(lián)度分析等[8-9]。本文以近10年來住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部(住建部)、國務(wù)院、各地政府機(jī)構(gòu)出臺的BIM行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用規(guī)范文件(共47項(xiàng))為研究對象。剔除“不限于全生命周期”“除施工企業(yè)外”等相關(guān)內(nèi)容，對描述一致的文件內(nèi)容進(jìn)行合并處理。例如，將 “數(shù)據(jù)傳輸要求”與“數(shù)據(jù)交換”進(jìn)行合并處理，同時(shí)結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行影響因素篩選，得到建筑施工企業(yè)BIM應(yīng)用影響因素，見表1。

表1 建筑施工企業(yè)BIM應(yīng)用影響因素

2 DEMATEL-ISM模型構(gòu)建

決策實(shí)驗(yàn)室分析法(DEMATEL)是一種運(yùn)用矩陣和圖論分析系統(tǒng)因素的方法[15]，但無法直觀表達(dá)因素間的層次結(jié)構(gòu)。解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)是一種多領(lǐng)域深度應(yīng)用的系統(tǒng)方法，可分析系統(tǒng)內(nèi)影響因素及其關(guān)系和層次結(jié)構(gòu)，但無法展示各影響因素對系統(tǒng)的作用程度。基于此，本文構(gòu)建DEMATEL-ISM模型，分析各因素的層次結(jié)構(gòu)及其對系統(tǒng)的作用程度?？紤]到直接影響矩陣是由專家的主觀判斷信息構(gòu)成，將判斷信息轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)恼Z義變量可以更加科學(xué)地刻畫專家在判斷過程中的模糊性與不確定性[16-18]，因此，引入三角模糊數(shù)作為DEMATEL的評價(jià)標(biāo)度，對專家判斷信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換。語義變量和三角模糊數(shù)的轉(zhuǎn)換對應(yīng)關(guān)系見表2。

表2 語義變量和三角模糊數(shù)的轉(zhuǎn)換對應(yīng)表

為了避免去模糊化后出現(xiàn)兩個(gè)相同清晰值的情況[19]，采用CFCS法[20]進(jìn)行去模糊化處理。綜上所述，DEMATEL-ISM模型構(gòu)建步驟如下：

(1)將F={F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)n}作為待評估因素集，將Fi對Fj的影響程度量化為數(shù)字0、1、2、3、4，分別表示“無影響”“較小影響”“中等影響”“較大影響”“極大影響”。通過專家對待評估因素進(jìn)行量化評估后匯總得到關(guān)系矩陣X。

(2)將關(guān)系矩陣X轉(zhuǎn)換為三角模糊數(shù)后，進(jìn)行去模糊化處理，公式如下

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(3)計(jì)算k名專家評價(jià)的準(zhǔn)確值，得到直接影響矩陣zij。即

(8)

Z=|zij|n×n

(9)

(4)計(jì)算規(guī)范化直接影響矩陣N。得到

(10)

(5)計(jì)算綜合影響矩陣T。其中，I為單位矩陣。公式如下

(11)

T=tij(i，j=1，2，…，n)

(12)

(6)計(jì)算各因素的影響度度Di、被影響度Ci、中心度Mi、原因度Ri。公式如下

(13)

(7)計(jì)算整體影響矩陣H。其中，I為單位矩陣。公式如下

H=T+I

(14)

(16)

(9)根據(jù)可達(dá)矩陣K，計(jì)算各因素的可達(dá)集R(Si)、先行集A(Si)和共同集C(Si)。為了直觀展現(xiàn)各因素間的層級關(guān)系，按照式(17)計(jì)算結(jié)果，通過優(yōu)先抽取的方法進(jìn)行層級劃分。先在可達(dá)矩陣K中將所在行列元素劃去，再按照結(jié)果優(yōu)先方法進(jìn)行劃分，直至不可再分，最終確定各因素層級。

R(Si)=C(Si)

(17)

3 研究過程與結(jié)果分析

3.1 DEMATEL計(jì)算結(jié)果

首先，邀請5名專家(高校建筑信息化相關(guān)教師2名，施工企業(yè)管理、技術(shù)人員各1名，相關(guān)從業(yè)人員1名)對影響因素間的作用關(guān)系進(jìn)行打分，并計(jì)算各因素的影響度、被影響度、中心度、中心度排序、原因度和因素屬性，結(jié)果見表3；其次，依據(jù)各影響因素的中心度和原因度計(jì)算結(jié)果，繪制因素影響結(jié)果圖，如圖1所示。

圖1 因素影響結(jié)果圖

3.2 解釋結(jié)構(gòu)模型

通過計(jì)算得到閾值λ= 0.303 5，從而得到可達(dá)矩陣K。按照結(jié)果優(yōu)先方法進(jìn)行層級劃分后得到多層遞階結(jié)構(gòu)模型，如圖2所示。

3.3 DEMATEL-ISM模型結(jié)果分析

由表3和圖1可知，影響度最高的三個(gè)因素分別是企業(yè)對BIM技術(shù)的接受度(S10)，BIM標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、交付體系和規(guī)范(S1)，施工中組織內(nèi)部協(xié)同程度(S4)，其中，S10對系統(tǒng)內(nèi)其他因素的作用程度最強(qiáng)；被影響度最高的三個(gè)因素分別為數(shù)據(jù)應(yīng)用能力(S7)，模型質(zhì)量、更新速度、施工指導(dǎo)(S9)和施工前后各參與方協(xié)同程度(S3)，其中，S7最易受系統(tǒng)內(nèi)其他因素的影響；施工前后各參與方協(xié)同程度(S3)的中心度最高，說明其與系統(tǒng)中大部分因素都會產(chǎn)生作用關(guān)系，且對系統(tǒng)的整體影響程度較強(qiáng)。反之，政府支持政策、監(jiān)督與法律責(zé)任(S2)中心度最低，說明其作用程度相對較弱。與此同時(shí)，位于Ⅰ區(qū)的因素中心度和原因度均處于較高水平，說明該區(qū)因素會對系統(tǒng)產(chǎn)生顯著影響；位于Ⅳ區(qū)的因素雖是其他因素綜合影響的結(jié)果，但其對系統(tǒng)仍有較強(qiáng)影響。

由圖2可知，建筑施工企業(yè)BIM應(yīng)用影響因素間存在較為復(fù)雜的關(guān)系。將系統(tǒng)中的因素劃分為根本因素(L1)，中間因素(L2、L3、L4)和表層因素(L5)。具體分析如下：

(1)根本因素為企業(yè)對BIM技術(shù)的接受度(S10)，說明企業(yè)對BIM的接受度會直接影響企業(yè)內(nèi)外部協(xié)同、投入成本和人員組織等方面，進(jìn)而對BIM應(yīng)用產(chǎn)生根本影響。

(2)中間因素包括BIM標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、交付體系和規(guī)范(S1)，軟件交互性、兼容性、二次開發(fā)程度(S6)，人員、專家、咨詢成本(S13)，企業(yè)BIM成果效益(S14)，組織結(jié)構(gòu)、工作流程、合同管理(S11)，施工前后各參與方協(xié)同程度(S3)，BIM相關(guān)人員意識、能力(S12)，數(shù)據(jù)應(yīng)用能力(S7)，數(shù)據(jù)與各專業(yè)的適配性(S8)。其中，S1、S12、S13和S14是各類因素影響關(guān)系的起點(diǎn)。通常，企業(yè)很難直接對這類因素進(jìn)行有效控制，只能通過其作用的其他因素進(jìn)行控制。

(3)表層因素包括政府支持政策、監(jiān)管與法律責(zé)任(S2)，施工中組織內(nèi)協(xié)同程度(S4)，外部BIM效能研究(S5)，模型質(zhì)量、更新速度、施工指導(dǎo)(S9)，硬軟件配置成本(S15)，這類因素不易影響系統(tǒng)中的其他因素。為了加強(qiáng)建筑施工企業(yè)BIM應(yīng)用能力，可以直接加強(qiáng)對表層因素的控制。由于表層因素較易受其他因素影響，應(yīng)綜合考慮對其前置因素的控制。需要注意的是，在遞階結(jié)構(gòu)模型中，節(jié)點(diǎn)較多的S3、S7和S8和DEMATEL中心度排序結(jié)果具有高度相關(guān)性，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。建議從提高企業(yè)接受度，完善標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、交付體系和規(guī)范，提升各參與方協(xié)同程度，加強(qiáng)數(shù)據(jù)應(yīng)用能力等方面進(jìn)行控制。同時(shí)，不能忽視對系統(tǒng)作用相對較弱的因素。

4 結(jié)語

本文針對建筑施工企業(yè)BIM應(yīng)用影響因素間的作用關(guān)系，采用DEMATEL計(jì)算各因素的影響度、被影響度、中心度和原因度，并劃分了6個(gè)原因因素和9個(gè)結(jié)果因素；通過構(gòu)建多層遞階結(jié)構(gòu)模型，劃分了根本因素、中層因素和表層因素，清晰展示了建筑施工企業(yè)BIM應(yīng)用影響因素的復(fù)雜關(guān)系，有助于企業(yè)管理者了解各因素間的作用關(guān)系和傳遞結(jié)構(gòu)，提升建筑施工企業(yè)BIM應(yīng)用能力，促進(jìn)建筑行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。