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外與 BIM 技術應用、項目管理成熟度等相關的研究成果，深入閱讀有關文獻，總結介紹了相關理論及研究現狀。從施工前準備、軟硬件配套、模型管理以及項目管理四個方面對 BIM 技術應用現狀進行了分析，構建了成熟度模型及其評價指標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，嚴重影響全球的經濟活動，任何行業都無法獨善其身，屬于勞動密集型產業的建筑業也難以例外，但從國家統計局獲取我國建筑業近五年的部分統計數據（圖 1-1）看，即使近兩年受到了新冠疫情的影響，我國建筑業企業單位數以及總產值仍然在持續增長，建筑業企業從業人員數雖然有所起伏，但是總體體量仍然巨大，建筑業為我國提供了巨大的就業崗位數量，對應屆畢業生及社會人員的就業穩定有巨大貢獻。 建筑業是我國的國民經濟支柱產業，對國家宏觀經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重，可以看到工地上的施工作業人員以五十歲左右的中老年為主，從事這一行業的青壯年勞動力越來越少，建筑企業用人成本水漲船高的同時企業營收利潤率也在持續下降。建筑業高速發展已經轉向平穩發展，但是與落后管理之間的矛盾仍然較為突出，傳統的建造模式已經不再符合可持續發展的需要，建筑業改革迫在眉睫。

1.2 國內外研究現狀
1.2.1 國外研究現狀
在 BIM 技術應用研究現 狀方 面， 美國教授 Chuck Eastman 的(BuildingDescription System，BDS)思想被有關學者認為是 BIM 研究的起點。BIM 概念提出之后，美國政府非常支持 BIM 技術的推廣應用工作，從 2003 年到 2007 年的五年間發布了 BIM 相關的系列指南與標準。2009 年美國針對建筑業與建筑物運營領域的 BIM 使用情況進行了總結并發布《BIM 項目實施計劃指南》，極大地降低了 BIM 技術大規模應用與推廣的難度，此外印第安納大學也制訂了 BIM 指南和標準。2012 年麻省理工學院發布 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作方式。
Peter Mesároš[4]（2020）等研究了 BIM 技術在建筑項目管理中的應用及其對生產力的影響，討論了 BIM 技術的使用問題，并分析了 BIM 對建設項目管理中生產力的影響以及分析了 BIM 技術在建筑工業中的應用及其對生產率的影響。通過統計檢驗證實了 BIM 技術作為施工項目管理中的關鍵績效指標之一并對生產力有實際影響的假設。Hayder Razzaq Abed[5]（2020）等利用 BIM 4D 模擬可視化等方法研究了 BIM 技術應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，結果表明，在項目中應用 BIM 增加了項目工期約 11 天，BIM 技術的應用可以準確識別和評估安全隱患風險，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）等應用 BIM 技術對某項目進行三維模擬和能量分析，旨在利用 BIM 技術提高建筑室內日光性能，確定建筑內舒適的人工照明及其與傳統照明的成本計算方法，計算可再生能源和節約成本。結果表明，應用 BIM 技術提高了建筑室內日光性能，通過日光分析得到的日光比有助于減少燈的數量，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、MR 技術和云平臺的框架旨在開發一個支持現場操作的系統，研究為開發建筑數字模型制定了標準，該模型將在負責設施管理的不同參與者之間共享，并通過云平臺訪問。

2 相關理論基礎概述

2.1 BIM 相關概念
2.1.1 BIM 技術概念
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，屬于一種靜態模式，美國國家建筑科學研究院認為它是設施物理和功能特性的一種數字化表達，是設施在生命周期內進行決策的共享知識資源和信息基礎。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，包括設計、施工和運營等不同專業在內的所有信息、功能要求以及性能。后來學者認為 BIM 不應該是靜態的而是動態的，隨后 BIM 被改為 Building Information Modeling 以表明其代表一個動態的過程。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。總而言之以上定義都是以信息為核心，通過“模型-應用-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，最終形成統一的有機整體。
國內學者李建成、王廣斌在《BIM 應用導論》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品；建模則包含了標準化和交互性的行為過程，各方根據自身需求來修改信息；信息管理則是可協同的、共享的，有助于決策和經驗積累。
從多維角度來看，BIM 一開始被賦予 3D 模型的體現，隨著 BIM 技術的發展，在原來三維空間的基礎上增加了時間進度的演化，可以實現 BIM 4D 進度的跟蹤管控，再到后來在四維時間的基礎上往模型里加入了工程量成本等信息，可以實現 BIM 5D 成本的管控。BIM 技術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 管理平臺實現高效溝通協作，減少了工作上的失誤，提前規避了管理目標上的風險。

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，它刻畫了獲得并加強一些期待物比如能力等的過程，具體表現為一個機構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預定目標的能力水平。
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，作為最早出現的能力成熟度模型[28]（CMM 模型）是美國卡內基·梅隆大學軟件研究所為了滿足美國聯邦政府評估軟件供應商能力的要求在上世紀八十年代提出的，該模型可以對軟件開發過程的能力進行評價并不斷改進，被學者視為能力成熟度模型的典型代表。隨后，Harold Kerzner 博士結合企業發展和戰略規劃提出了用于項目管理領域的成熟度模型 K-PMMM 模型[29]，而 1998 年美國項目管理協會PMI 與幾家公司聯合啟動了 OPM3 模型計劃[30]，從高新技術企業的規劃研究內容轉向了項目管理方向。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改進企業或者項目能力的有效工具，得到了廣泛的應用，除了 CMM 模型、K-PM3 模型、OPM3 模型以外，在典型模型的基礎上，不斷有后繼學者通過參照不同標準構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 咨詢公司創始人 J. K. Crawford 提出的 PMS-PM3 模型，英國內閣辦公室提出的 P3M3模型，美國 KLR 咨詢公司提出的 KLR-PM3 模型，美國微構技術公司和項目管理技術公司提出的 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 技術應用現狀及問題.................................. 18
3.1 工程施工階段 BIM 技術應用現狀........................................18
3.1.1 施工前準備方面................................18
3.1.2 軟硬件配套方面.........................................18
4 工程施工階段 BIM 技術應用成熟度模型建立.............................. 23
4.1 成熟度評價模型構建.......................................23
4.1.1 成熟度基礎模型選取.....................................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 技術應用成熟度實例分析............................ 48
5.1 項目概況...............................................48
5.2 項目管理 BIM 技術應用情況分析...................................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 技術應用成熟度實例分析

5.1 項目概況
某小學擴建綜合樓工程位于 S 市 F 區 HT 路與 FZY 路交匯處，工程項目建設單位為深圳市福田區建筑工務署，由中國建筑第四工程局有限公司代建，設計單位為深圳大學建筑設計研究院有限公司，監理單位為深圳市粵鵬建設有限公司，施工單位為上海建工四建集團有限公司。施工現場場地狹小，地下管線較多，周邊居民樓緊挨施工現場，且緊挨 HT 路與原有 1 棟教學樓，故現場的安全防護、環境污染防護等工作量和工作難度都很大，且生活設施和辦公設施布置很困難。 校園總用地面積 9785m2，建成后學校總建筑面積為 29307.9m2，1 棟（原有教學樓），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）。擴建部分建設內容：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），內容包括食堂、風雨操場、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。改建部分內容為對 1 棟（原有教學樓）的內部功能結合新建綜合樓統籌規劃布置調整，改造內容涉及土建、立面、場地、裝修及各專業設備。項目預算造價約 2 億 2686 萬元，合同計劃開工日期為 2020 年 9 月 15 日，合同工期總日歷天數為不超過 913 日歷天。根據有關政策和合同要求，項目須使用 BIM，業主與提供專業 BIM 咨詢服務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 技術應用服務。

6 結論與展望

6.1 結論
本文首先通過文獻分析法廣泛查找國內外與 BIM 技術應用、項目管理成熟度等相關的研究成果，深入閱讀有關文獻，總結介紹了相關理論及研究現狀。從施工前準備、軟硬件配套、模型管理以及項目管理四個方面對 BIM 技術應用現狀進行了分析，構建了成熟度模型及其評價指標體系并進行了實例分析。通過相關研究，本文主要結論如下：
（1）以典型成熟度模型——CMM 模型與 K-PM3 模型為基礎構建了工程施工階段 BIM 技術應用的成熟度評價模型，將成熟度模型等級劃分為初級階段、發展階段、提升階段、高級階段以及成熟階段五個等級，構建了包含 19 個二級評價指標的成熟度模型評價指標體系，利用克隆巴赫α信度系數法確定了指標選取的可靠性，通過層次分析法確定了模型評價指標的權重。
（2）從評價指標體系的權重分布來看，對工程施工階段 BIM 技術應用的成熟度評價影響最大的是 BIM 模型管理與 BIM 應用管理兩個方面，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，此外施工前準備中管理流程節點劃分和 BIM 軟硬件配套中專業人員的儲備也是影響評價的關鍵因素，因此施工階段 BIM 技術的應用應更多關注這幾類影響因素。
（3）以某小學擴建綜合樓項目為研究對象對工程施工階段 BIM 技術應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 技術應用情況進行了分析，通過成熟度模型量化評價得出該項目施工階段 BIM 技術應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）