项目全生命周期应用BIM技术的风险网络构建与研究——基于SNA视角

本文是一篇项目风险管理论文，本文以 ZZ 市高新第二水厂建设项目为实例，以项目全生命周期应用 BIM技术的项目风险管理中风险因素之间影响关系为研究对象，并将所识别的风险要素依据处于项目全生命周期不同阶段及属于不同利益相关者这一二维角度进行分类，并采用社会网络分析法构建出项目全生命周期应用 BIM 技术的风险网络，并通过分析出的结果对实际项目进行风险的预控。

1 绪论

1.1 研究背景

全球已逐步迈入信息化时代，信息化技术已广泛的应用于各个行业以求提高效率、减少能耗。我国经济在经历了多年高速增长之后，已经进入了一个不再一味追求“速度”而更加注重“质量”的中速发展的新常态。而与此同时中国建筑业完成总产值却在逐年增加，即 2017 年突破“突破二十万亿大关”之后，2018 年更是达到了 23.5 万亿元的历史新高[1]。随着建设项目体量日益增大，建设项目难度日趋增加，建筑形式更加多样性[2]，建筑业必须由以往的“高污染、高消耗”发展模式向着“节约、高效、环保”的发展模式进行转变[3]。建筑信息模型（BuildingInformation Modeling，BIM）技术的应用，能够为建筑行业提高生产力、加强专业沟通，减少信息孤岛、降低资源浪费提供技术支持。在中国，已有越来越多的施工企业开始项目建设过程之中应用 BIM 技术。（如图 1.1 所示）

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1.2 BIM 技术应用所存在的问题

随着 BIM 技术被广泛的应用于各类工程之中，在取得应用成功的同时，仍有许多 BIM 应用过程中的问题值得研究人员深思，同时也为 BIM 技术实际应用人员提出警示。

2011 年美国所公布的首件关于 BIM 应用问题的诉讼案件，被国内外 BIM 技术应用从业人员格外关注，在此次的讼诉中，建筑师及设备安装工程师利用 BIM技术进行了管道布设工作，但建筑师未能将 BIM 模型提交给工程承包商，也并未告知工程承包商应按照特定的施工顺序进行管道的安装，以至于造成工程承包商在完成了 70%的管道安装后，发现吊顶已没有剩余空间。由于没有相应的BIM 标准合同范本及相关标准、条款，且建筑工程承包合同中也未能进行预判，并未就此情况的产生设定相应的合同条款，最终在保险公司的调解下，工程承包商、设计方及业主方分摊了此项经济损失[9]。

此类的情况还要很多，例如美国密西西比州某法院项目在应用 BIM 技术的过程中，虽已建立了 BIM 模型，并已进行了相应的管道碰撞检测，但由于专业分包单位没有机会提前介入项目的实施，且没有相应的 BIM 标准合同范本及相关标准、条款对专业分包单位应用 BIM 技术的义务进行明确，以至于不仅没有实现减少设计变更、减少信息处理的初衷，反而造成了设计变更增加，施工难度增大，项目实施受阻等一系列不良影响[10]。

在国内的 BIM 应用过程中，同样存在着诸多的问题。备受关注的上海中心大厦项目，在其应用 BIM 技术进行设计的过程中，设计单位采用了 Autodesk 公司的 Revit 系列软件进行了施工图深化设计，以期能够实现协同工作、细化分工，但由于缺乏相关 BIM 标准、规范，所完成的模型文件未能进行轻量化处理，造成了 BIM 模型数据的流通困难，同时由于不同阶段所使用的不同的 BIM 软件之间存在着的并行、兼容的问题，最终造成了项目 BIM 技术应用的结果未能达到预期的效果[11]。

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2 相关研究综述

2.1 工程项目风险管理研究现状

无论项目的大小，其在建设过程中都存在着一定的风险及不确定性[17]。风险管理对于确保在建筑行业按时做出准确的决策和计划至关重要。风险管理是一个旨在识别，量化和管理业务或项目中暴露的所有风险。风险管理的主要目的是通过识别，分析和响应风险的系统过程来提高项目绩效，以实现项目目标[18]。它确保风险和不确定性的水平得到有效管理，从而使项目成功完成。此外，它还使参与者能够识别和量化项目所面临的所有风险，以及如何管理该风险及由此而产生的潜在成本。

工程项目风险管理作为风险管理的一个重要组成部分受到国内外学者的广泛关注，同时国内外学者以不同的维度、角度，采用不同的方法对工程管理进行相应的研究，并取得丰硕的研究成果。

2.1.1 工程项目风险识别

为了能够准确的对建设项目中的分析做出评价，首先应对建设项目实施过程中可能出现的全部风险进行逐一识别。俞素平[19]在进行公路工程项目施工安全的研究中，通过将识别出的风险因素进行分类，将风险分为自然环境风险、周边环境风险、技术风险、组织管理。江新[20]等在进行水电工程项目研究中，水电工程项目群交叉作业风险主要有现场管理风险、机械设备风险、施工人员风险，作业环境风险。陈志鼎[21]等通过对水电工程 EPC 项目采购风险的研究，共识别并归纳出质量缺陷风险、监造风险、供应商能力和信誉风险、检验和试验风险、生产期延期风险、采购进度变更风险、运输安全风险、设计递延风险、资金损失风险、价格变动风险、交易成本风险、围标串标风险、库存成本增加风险等 13 类风险。邵强[22]等在国际石油工程项目风险研究中识别出政治风险、经济风险、社会风险、自然风险、组织风险、建设单位风险、竞争对手风险、分包商风险、中介代理风险、联营/合资风险、计划控制风险、技术风险、合同风险等 13 类一级风险，通过对一级风险的分解得到 42 个二级风险。

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2.2 BIM 技术应用发展现状

学术界普遍认为 BIM 源于 Chuck Eastman 于 1974 年发表在美国卡内基梅隆大学的 AIA 杂志上的“Building Description System”[27]，Eastman 提出了依托建筑原有属性，采取信息化技术对建筑图形进行相应编辑及对建筑元素进行组合处理，并提出应根据建筑的不同属性采取相应的功能排序的发展思路[28]。

20 世纪 80 年代，Graphisoft 公司提出虚拟建筑模型(VBM，Virtual BuildingModel)这一理念[29]，并开展了 BIM 技术的探索研究。其推出的 ArchiCAD 软件，使得更多的企业能够进入到 BIM 领域进行相应的研究[30]。

20 世纪 90 年代，G. A. van Nederveen 和 F.P.Tolman 总结出“BIM———建筑信息模型”，其核心理念是要求全体项目参与者相互配合，相互沟通，进而汇集各阶段、各环节、各利益相关方的全部信息，用以满足不同专业及不同功能对建筑信息进行提取的需要[31]。

2002 年，欧特克有限公司正式发布了《BIM 白皮书》，对“Building InformationModeling”做了系统、全面的论述，Jerry Laiserin[32]据此对 BIM 的内涵及外延进行了明确的界定进而推动 BIM 一词在行业内的广泛流传。如表 1.2.1 所示。之后Charles Eastman[33]与 McGraw-Hill 建筑信息公司[34]也对其概念做出了定义。

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3 项目全生命周期应用 BIM 技术的风险识别..............23

3.1 项目全生命周期应用 BIM 技术的风险因素分类......................23

3.2 项目全生命周期应用 BIM 技术的风险直接影响关系识别....................25

3.3 项目全生命周期应用 BIM 技术的风险因素识别..............27

4 调查问卷设计与研究方法.........................39

4.1 调查问卷设计及介绍.........................39

4.1.1 问卷的设计..............................39

4.1.2 问卷填写者背景数据分析.....................39

5 项目全生命周期应用 BIM 技术的风险网络管理实证分析..........48

5.1 项目概况..........................48

5.2 BIM 技术应用目标................49

5.3 项目全生命周期应用 BIM 技术的风险网络的构建..............51

5 项目全生命周期应用BIM技术的风险网络管理实证分析

5.1 项目概况

ZZ 市高新区 2020 年用水总规模为 20 万 m3/d，2030 年用水总规模为 30 万m3/d，而现状仅有梧桐水厂 1 座，总规模 10 万 m3/d，已无法满足高新区用水需求，急需新建水厂。依据 2018 年 12 月所完成的《ZZ 高新第二水厂建设项目可行性研究报告》修编最终成果，确定第二水厂工程总规模为 20 万 m3/d，一期规模为 10 万 m3/d，一期水源以南水北调水源为主，牛口峪引黄水为备用水源，石佛生态引水管作为应急备用水源。工艺采用“预臭氧接触池+平流沉淀池+臭氧接触池+上向流生物活性炭滤池+V 型滤池+超滤膜”的净水组合工艺流程。

本工程为市政供水工程，是河南省水务供水板块首次采用 BIM 技术进行设计、施工、运维的工程，通过本工程的实施，将增强建设单位的影响力，同时为河南省同类工程提供有益的示范。

随着项目的实施，BIM 技术应用主要涉及建设单位、设计单位、监理单位、施工单位、运维单位，各个利益相关方将共同采用 4D-BIM 协同管理平台以实现以项目为导向的图形显示、文档管理、进度管理、资源管理、监控信息动态集成与分析、传感器现场监测、