基于WSR方法论的企业BIM应用成熟度评价体系构建研究

梁 栋

(烟台大学 土木工程学院，山东 烟台 264003)

BIM作为建筑业数字化的关键技术，目前在我国建筑行业中的应用仍处于研究探索和推广发展的阶段，提升BIM技术的应用水平将会给行业带来显著的价值提升。现如今，应用BIM技术的企业越来越多，如何认清自己的BIM水平已经成为企业关注的热点问题，而目前行业缺乏科学合理的BIM应用评价标准。基于此，笔者依托WSR(物理-事理-人理)方法理论，建立符合我国本土特色的BIM应用成熟度指标体系，以期挖掘适合我国国情的评价因素，改进前人对BIM应用成熟度研究的不足。

1 理论基础

1.1 BIM成熟度现状

国外的一些发达国家BIM技术引入较早，应用广泛，也开发了多种BIM能力成熟度模型。美国和英国的BIM标准在全球范围内最具有代表性。在美国BIM标准中用Capability Maturity Model(CMM)作为评价企业BIM应用水平的工具。CMM是对11个维度按10个等级进行评估。这11个维度分别是：数据丰富性;生命周期视图;变更管理;角色或专业;业务流程;时效性/响应;传递方式;图形化信息;空间能力;信息准确性;互操作性/对IFC的支持[1]。英国政府按Level 0、Level 1、Level 2、Level 3这4个级别来划分BIM应用的成熟度等级。Level 0实际上意味着没有协作，仅使用2D CAD制图；Level 1是3D CAD和2D CAD混合应用，特点是协同工作；Level 2是在统一的三维环境下应用多个不同专业的BIM工具，其中也可包含成本、进度、合约等维度；Level 3是采用BIM技术的项目建立新的合同框架，以确保合约内容的一致性[2]。

国内许多学者也在企业BIM应用成熟度方面做了积极的探索。冯剑依据OPM 3模型利用层次分析法和模糊综合评价法建立了业主方项目管理成熟度模型[3];李开基于国外的BIM AMM模型和层次分析法和模糊综合评价建立了业主方的工程项目BIM应用成熟度评价体系[4];李妍宇利用人工鱼群理论和BP神经网络对施工企业的BIM技术应用成熟度进行评价[5];李成伟采用物元分析和结构方程模型建立施工总承包企业BIM应用能力评价指标体系[6];董娜通过层次分析法和云模型提出装配式建筑的施工BIM成熟度指标体系[7];金兰根据PEMM流程与企业成熟度模型，总结出设计企业BIM设计业务流程应用成熟度评估指标体系[8];彭思惠采用学习效应理论，依据国外的BIM CMM和BIM OPM 3模型对PPP项目公司的BIM应用成熟度进行评价[9];2018年浙江省发布了《工程项目建筑信息模型(BIM)应用成熟度评估标准》，2020年，全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会发布了两项BIM应用成熟度评价导则，其内容分别针对企业和项目，2021年随即展开了BIM成熟度标准的编制。

国外的BIM成熟度指标和标准是针对欧美国家提出的，与此同时，国内学者也依据国外的经典模型进行了一些改进。我国在BIM成熟度评估方面的研究大多借鉴国外的相关评估模型，但以往的研究多采取文献分析法进行指标的归纳与总结，缺乏中国的本土化改进，指标的选取往往忽略“人理”角度的考虑，在指标的赋权上，定性分析较多，定量分析较少，缺乏对指标关联性及测量误差的考虑。基于此，笔者将展开基于WSR(物理-事理-人理)的建筑业企业BIM应用成熟度评价，旨在建立符合我国本土特色的BIM应用成熟度评价体系，以期提高BIM应用的深度和广度。

1.2 WSR方法论

WSR方法论，又叫物理(Wuli)-事理(Shili)-人理(Renli)方法论，是中国的两位系统科学家顾基发教授和朱志昌博士于1994年提出的[10]。WSR方法论就是有效使用物理、事理和人理来系统科学地解决复杂问题。表1列出了WSR方法论中物理事理人理的主要含义。表2列出了WSR在研究管理问题应用上的两种不同研究层面。 WSR方法论

表1 物理、事理、人理的主要内容

表2 物理、事理、人理两种应用角度

强调从“物理”即客观物质及规律、联系出发，强调“事理”即管理和组织方法的重要性，并深度考虑“人理”即人在系统中的作用来分析问题，可根据研究领域和研究对象的变动灵活运用，为复杂问题的研究提供了较好的方法论指导和研究工具[11]。

通过运用WSR系统方法论从物理、事理、人理3个类别对BIM应用成熟度指标要素进行分类，可以全面梳理BIM应用指标，通过协调物理、事理、人理3个类别的关系，帮助企业明确BIM应用点，避免遗漏关键的BIM应用要素，可以有效提高企业BIM应用水平。

2 研究假设

笔者在国内外BIM成熟度评价的文献研究基础上，初步确立了企业BIM应用成熟度评价指标体系，之后，基于WSR系统方法论，从物理层、事理层和人理层进行评价指标划分，通过专家访谈和问卷调查对初步设定的评价体系进行修正。最终确定BIM应用成熟度评价的23个评价指标。最终得到的评价指标体系框架如图1所示。

图1 企业BIM应用成熟度评价指标体系

2.1 物理层面

BIM应用成果及影响类因素。包括数据库水平、信息流水平、模型水平、实施广度、实施效果、创新拓展。

2.2 事理层面

企业管理的过程及方法。包括资金投入、人才储备、软硬件及网络、目标战略及推广、人才培养和引进、组织架构及分工、操作及交付标准化、制度政策标准化、流程设计、流程信息维护。

2.3 人理层面

人，群体，关系，为人处事的道理。包括高层的支持、管理人员的管理水平、相关方满意度、政府满意度、技术人员的操作水平、企业文化内涵、内外沟通。

3 数据采集及分析

3.1 数据采集

借助问卷星平台，本次问卷调查共发放273份问卷，剔除无效问卷后回收有效问卷252份。有效问卷回收率为87.75%。调查对象主要针对BIM从业者及工程管理层人员还有BIM研究专家、学者，BIM工作经验及研究成果丰富，对BIM有自己独立的思考。

3.2 模型研究假设

结合文献研究及对9位专家的访谈结果，初步设置9个潜变量、23个观测变量。各潜变量与企业BIM实施能力成熟度关系假设：在本文构建的模型中，第一层潜变量为企业BIM应用成熟度，选取信息技术能力、BIM实施深度、BIM投入、组织管理、标准化管理、流程管理、经验、认可及满意、其他9个维度对其进行描述。因此，作出假设H1：9个潜变量均对企业BIM实施能力成熟度具有直接正向的影响。

3.3 信度，效度检验

信度分析方法采用Cronbach’s Alpha(α)系数，通常情况下，Cronbach’s Alpha(α)系数介于0.70～0.98，系数越高表示该问卷的数据结果具有较好的一致性，为高信度，可靠性较强。使用软件SPSS 26对问卷量表数据进行可靠性检验，该问卷的信度为0.957，可靠性强，信度高。

文章的效度检验采取的方法是KMO和巴特利特球形度检验。SPSS计算结果可知该问卷的KMO取样适切性量数为0.936>0.7，巴特利特球形检验的显著性概率值为0.000<0.01，通过了显著性水平为1%的检验，由此可知问卷变量间的相关性较强，适合做因子分析。

3.4 适配度检验

将数据导入AMOS软件，对测量模型进行验证性因子分析，检验可测变量与潜变量间的假设关系及拟合程度。企业BIM实施能力成熟度的测量模型由9个潜变量构成，包括信息技术能力，BIM实施深度、BIM投入、组织管理、标准化管理、流程管理、经验、认可及满意、其他，构建验证性因子分析模型，其原始回归模型如图2所示。

图2 BIM应用成熟度结构方程模型回归模型

首先对测量模型进行了拟合度检验，观察模型与数据的适配程度，在输出数据表中提取各拟合指标，初次计算根据模型评价标准，个别指标没有通过验证，模型拟合效果不佳，通过修正后拟合情况得以改善，各项指标都通过拟合度检验，拟合结果见表3。

表3 一阶潜变量模型最终拟合系数

数据代入AMOS 26.0软件进行模拟，结果显示RMSEA为0.072，达到大于0.05标准;方差与自由度的比值为2.472，达到小于3的标准;RMR值为0.044，达到小于0.05标准;CFI、PNFI等指标如上表所示均达到标准要求。因此，该模型合理、科学.可以进行下一步分析。

表4 测量模型路径系数

续表4

路径系数的检验结果表明，信息技术能力、BIM实施深度、BIM投入、组织管理、标准化管理、流程管理、经验、认可及满意、其他，这些因素对企业BIM应用成熟度的影响路径系数P值均小于0.05，影响系数显著，各观测变量在其对应的潜变量上的荷载系数均大于0.5，这与前面探索性因子分析结果吻合。这表明初始假设成立。

3.5 结果分析

各因素对BIM应用成熟度的影响路径系数如表5所示。这说明以上因素均正向显著影响企业BIM应用成熟度，呈正相关关系，利用SEM模型中标准化计算后的路径系数占总路径系数的比例，计算9个潜变量的权重系数，据此确定了企业BIM应用成熟度评价体系。模型结果显示对评价企业BIM应用成熟度影响从小到大依次是：BIM实施深度、组织管理、信息技术能力、标准化管理、经验、流程管理、认可及满意、BIM投入、其他。据此，为企业提高BIM应用成熟度提出以下几点建议：①公司层面首先要改变传统的被动应用BIM观念，积极主动应用BIM，重视BIM应用，在组织、资源等方面加大保障措施，成立专门的BIM团队，设立专项资金，营造良好的BIM应用氛围。②加强人才队伍建设，加强员工的BIM技术培训，培养与业务深度结合、懂技术懂应用懂管理的综合型人才。建立合理的人才考核与激励体系，引进高层次综合型BIM人才，提高从业人员的积极性、工作认同感和价值感。③根据企业自身实际进行BIM应用，制定符合自身需求和业务情况的应用点，不能脱离企业整体的发展战略，应用点不是越多就越好。根据企业总体目标和资源归属，结合项目实际需要，制定BIM技术应用战略规划。④完善管理流程，形成一系列技术标准，建立合理规范体系，提高管理效率。⑤推广使用竞赛，积极参加国内外BIM竞赛，测试自身BIM水平，积极开展企业内部BIM技能竞赛，选拔优秀BIM人才和成果。根据企业自身的经济实力和需要，进行专用软件开发和功能研究。在一些大项目和优秀项目中，优先考虑BIM技术，实现示范和引领作用。

表5 一阶潜变量重要性系数

4 结论

笔者从物理-事理-人理系统方法论的角度出发，通过文献整理及专家访谈得到评价企业BIM应用成熟度的9个潜在因素：信息技术能力、BIM实施深度、BIM投入、组织管理、标准化管理、流程管理、经验、认可及满意、其他，提出了具有中国特色的BIM能力成熟度指标体系。通过结构方程模型，计算分析了BIM能力成熟度的主要影响指标，为BIM在我国建筑业的深入和广泛应用提供了参考。虽然本文得出了重要结论，但仍存在一些不足：问卷样本数量不够丰富，所得数据可能与实际情况略有偏差；从动态角度评估BIM应用成熟度更有利于BIM能力的提高。

在今后进行研究的过程中，将通过专家咨询和BIM从业者的问卷调查等，提出更深层、更详细的评价指标,建立更加科学准确的BIM成熟度评估体系，企业可以通过对自身BIM技术应用成熟度的评估和测量，逐步提高BIM技术应用的深度和广度。