第1章 绪论
1.1 本书研究背景
1.1.1 行业实践概况
国家统计局相关统计数据显示，我国建筑业总产值从2000年的12 497.60亿元、2005年的34 552.10亿元、2010年的96 031.13亿元，到2015年的180 757.47亿元，逐年保持着持续增长的态势。建筑业已经成为我国国民经济的支柱产业（张雷，2014）。然而，建筑业在本质上仍属于劳动密集型产业（谭丹，2014），与制造业、航空业等行业相比，技术水平低、生产效率低及科技创新水平低等问题一直伴随着建筑业的发展（Harty，2005；Reichstein et al.，2005）。随着时代的发展和需求的多元化，建设工程项目的建筑形态越来越复杂，技术要求越来越高，建设工程项目全生命周期过程中的信息种类和信息数量随着信息技术的应用开始呈现爆炸式增长。在此种情境下，如何利用和管理项目信息，进一步提高设计质量、降低项目成本已经成为当前项目管理的关键问题之一。
从全球范围来看，信息技术的广泛和深入应用已经被视为改善建筑业生产及管理的重要战略手段（Rezgui and Zarli，2006）。作为一种前所未有的技术和管理理念，BIM是现代信息技术在建筑业的直接应用，被认为是解决建筑业行业生产特性根本性问题和提升项目绩效的重要潜在手段（曹冬平，2015），将会对建设项目的交付方式产生巨大影响（Harty，2005）。有学者认为，BIM正在引领建筑业进行一场“史无前例的大变革”（Young et al.，2008），已经引起了世界范围内许多国家及其附属机构的广泛关注。
从BIM的推广和应用措施来看，世界各国政府和相关机构相应地制定并发布了较为具体的BIM发展战略、执行路线或指导意见，将BIM的应用作为建筑行业改革进程中的强制性要求来推动。具体来说，早在2003年，美国联邦总务署（U.S. General Services Administration，GSA）（GSA，2003）就发布了“国家3D-4D-BIM计划”，以期实现基于BIM的项目全生命周期管理。2007年，美国建筑科学研究院（National Institute of Building Sciences，NIBS）发布了《美国国家BIM标准》（National Building Information Modeling Standard-United States，NBIMS-US），并指定其所属的Building SMART联盟专门负责与BIM相关的应用及研究工作。在英国，内阁办公室（Cabinet Office）于2011年发布了Government Construction Strategy文件，并制订了一个为期五年的阶段性BIM发展计划，以期到2016年实现全面协同的3D-BIM和项目文件信息化管理，实现英国建筑业在建设成本节约、生产效率提高等方面的战略发展目标。2016年5月，英国发布的Government Construction Strategy 2016-2020，对建筑信息化管理又提出了新的更高要求。新加坡建设局（Building and Construction Authority，BCA）于2011年发布了新加坡的BIM发展路线BCA’s Building Information Modeling Roadmap，明确了推动整个建筑业在2015年前广泛使用BIM技术的总目标和第一个五年计划。为了保障BIM发展路线的顺利实施，BCA于2012年发布了《新加坡BIM指南》和《BIM执行计划》等文件。与美国、英国、新加坡等国家类似，韩国、澳大利亚、芬兰等国家政府或相关附属机构近年来亦开始采取各种政策和措施，以推动BIM在其建筑业行业的应用和发展。2011年5月，我国住房和城乡建设部亦印发了《2011—2015年建筑业信息化发展纲要》，其中明确指出，“‘ 十二五’期间，基本实现建筑企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用”。为了进一步明确我国的BIM发展方向和加快技术应用，住房和城乡建设部、国务院办公厅分别于2015年、2017年发布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》及《关于促进建筑业持续健康发展的意见》等BIM发展指导意见。其中，《关于促进建筑业持续健康发展的意见》中明确提出了要加快推进BIM技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用，促进建筑业提质增效。
为了提高BIM应用的广度和深度，许多组织和国家机构陆续出版了一系列BIM技术标准或指南。2007~2015年，世界范围内已经相继发布了各种技术标准或指南二十多项，这些标准和指南中包含了BIM建模要求、BIM模型共享标准、BIM实施标准、BIM管理规划和执行计划、BIM应用的决策和责任、交付要求、系统要求及合同要求等。相关BIM标准或指南如表1.1所示。
表1.1 国内外主要BIM标准或指南
注：ISO为国际标准化组织（International Organization for Standardization）；BSI为英国标准协会（British Standards Institution）；NBS为英国国家建筑规范（National Building Specification）；MLTM为韩国国土交通省（Ministry of Land，Transport and Maritime Affairs）；NUS为新加坡国立大学（National University of Singapore）
尽管在各国政府或组织机构发布的关于推广BIM应用和发展的相关政策、指南、标准等的共同影响下，BIM已开始得到越来越广泛的关注和重视，但从全球范围来看，由于涉及业主、设计单位、施工单位、咨询单位、运营维护单位等不同利益相关者及技术特征、组织特征、外部环境等方面不同因素的共同影响，BIM技术的实际应用效果和它所具有的巨大潜在优势相比还具有比较大的差距（Chen et al.，2016；Fischer and Kunz，2004；Miettinen and Paavola，2014）。《中国BIM应用价值研究报告（2015）》显示，有25%和33%的设计企业和施工企业认为它们仅体验到了一小部分BIM可以为它们创造的价值，且仅有40%和45%的设计企业及施工企业认为其BIM投资回报率（return on investment，ROI）为正。澳大利亚和新西兰的BIM应用价值研究报告也显示，相较于设计企业，施工企业认为自己仅仅体验到了一小部分BIM可以为它们创造的价值（McGraw-Hill Construction，2014a）。BIM实际应用效果与其所具有的巨大潜在优势之间的较大差异，促使理论界在关注BIM推广和应用相关政策、标准及指南的同时，亦需要进一步探索影响BIM应用效果的相关因素和作用机制，为实现BIM在建筑业行业内的更好发展提供理论和实践指导。
1.1.2 理论研究概况
为了提高BIM的应用广度和深度，增强BIM的实际应用效果，实现BIM所具有的巨大潜在优势，近年来学术界对BIM相关问题的研究兴趣呈现出明显的增长趋势（曹冬平，2015）。从整体上看，目前针对BIM技术层面相关问题（如BIM模型创建方法、BIM技术兼容性及BIM应用领域拓展等）的研究快速发展且日益成熟（Wang et al.，2015），提高了BIM技术在建设工程项目全生命周期各阶段、各领域应用的技术可行性。但是，考虑到BIM实际应用效果和它所具有的巨大潜在优势之间的较大差距，近年来已有许多学者和组织开始关注BIM技术应用效果的影响问题。
与BIM应用的扩散机制研究类似，现有研究已经从不同角度研究了导致BIM技术应用效果差异的各类因素。综合这些相关的研究，可以将影响BIM应用效果的关键因素划分为技术类因素、组织与流程类因素、政策及环境类因素等多个方面。
在技术类因素方面，Won 等（2013）认为与互操作性问题相关的技术支持、协同管理工具等是影响BIM技术成功实施的重要技术因素。我国的设计企业和施工企业亦认为促进BIM与现有管理系统的整合是影响它们应用BIM的关键因素之一（McGraw-Hill Construction，2015）。与设计企业相比，施工企业认为更高的软件应用互用性、更强大的BIM软件功能、更多三维族库、BIM数据与移动设备/应用软件的集成等技术因素亦对它们的BIM应用具有重要影响。有鉴于此，我国于2012年开始着手编制一系列BIM技术实施标准，如《建筑工程信息模型应用统一标准（征求意见稿）》《建筑工程设计信息模型交付标准（征求意见稿）》等。
在组织与流程类因素方面，Taylor（2007）通过对26个施工企业及设计企业为期7个月的调研，对影响建设工程项目BIM应用成功程度的因素进行了研究和排序，他认为项目参与方之间工作职责的重新分配、项目参与方之间较高的协调性、项目参与方之间合作伙伴关系的建立、标准化的交互流程、技术实验等15个因素是影响BIM技术成功应用的关键因素。亦有研究认为，项目参与方信息共享的意愿、项目参与方之间协同的有效性、适用于BIM的组织结构、持续性的投资等是影响BIM应用的关键成功因素（Won et al.，2013）。
在政策及环境类因素方面，有70%以上的设计企业和施工企业同时认为，更多具备BIM技能的外部企业（McGraw-Hill Construction，2015），以及更多现成的外包建模服务等行业环境因素是影响它们BIM应用效果的重要产业因素。Won等（2013）认为，软件供应商的长期策略、企业或业主的BIM技术需求、BIM 投资回报率等因素亦会对BIM应用产生影响。根据《中国BIM应用价值研究报告（2015）》，在没有备选答案或提示的情况下，设计企业认为标准化和法规是影响它们应用BIM的最重要的政策因素。
亦有相关研究或报告表明，BIM的应用效果也在较大程度上与项目的BIM应用阶段或应用方式相关（曹冬平，2015）。例如，王广斌等（2009）指出，在项目施工前各阶段的BIM应用过程中，业主、设计方、承包商、政府、材料供应商、设施管理方等在BIM的收益方面存在较大差异，其中业主和设计方是最大的受益者。《中国BIM应用价值研究报告（2015）》显示，仅有7%和3%的设计企业和施工企业认为它们获取了BIM可为它们创造的全部价值，另外还有62%和59%的设计企业和施工企业认为它们可以从BIM技术当中获取更多价值。
上述研究较为一致地强调了技术类因素、组织与流程类因素、政策及环境类因素等方面对BIM应用效果的影响。除此之外，有研究表明，在工程建设过程中，BIM使用者越多，应用功能越广泛、越深入，其应用的价值和益处就越明显（McGraw-Hill Construction，2015；Sawhney，2014）。BIM应用效果与BIM使用者密切相关（Love et al.，2014；Tiernan and Peppard，2004）。从技术应用行为的运行机理看，BIM技术的应用和发展是经过技术采纳（Davis et al.，1989）、技术吸收（Huber，1991）和技术扩散（Schultz，1961）等一系列组织和个体对技术的评价及使用过程。组织或个体对技术的评价越高，其使用意向就越积极。互联网等信息技术的快速发展，使得技术开发者、推广者和服务者更加关注使用者的技术感知（邓朝华，2012）。Zhou等（2012）研究发现，使用者满意度对信息技术的应用具有明显的积极作用。因此，亦有一部分学者开始从BIM使用者满意度的角度开展BIM应用问题的相关研究（Dowsett and Harty，2015；Rodgers et al.，2015；何伟怡等，2015）。但整体来看，相关研究仍处于起步阶
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