工程硕士论文：基于BIM技术的建筑工业化发展路径研究及发展

第 1 章 绪论

1.1 研究背景与问题提出
1.1.1 绿色发展
中国的工业化、城市化和现代化进程在改革开放四十多年来不断加快，但伴随而来的是人与自然之间的矛盾日益显现。面对世界资源的有限供应和国内环境问题的严峻挑战，我国被迫摒弃发展的“黑路”，不再遵循苏联高消费、高资源消耗、高污染排放的重工业化模式。面对中国未来发展，我们要走出一条与自然良性互动的新的发展道路。绿色发展是基于传统发展基础之上的创新，使用环保的方法代替传统的工业功能和要素。
绿色发展作为一种将经济、社会和生态综合起来的新的发展模式[1]（如图 1.1），主要目的是为了扭转工业发展以来一直存在的“黑色”发展模式，彻底改变人与自然之间的关系，实现经济增长与生态环境发展相脱钩的问题。2020 年是“十三五”规划的最后一年，我国也已经进入了绿色发展的黄金时期。中国的绿色发展之路已将战略创新与概念创新同发展实践创新相结合，作为创新绿色发展计划的一部分，绿色发展正在为中国的不断进步提供强大动力。

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1.2 研究目的与意义
1.2.1 研究目的
通过阅读国内外相关文献，考虑 BIM 技术在建筑工业化各阶段的应用现状，识别建筑工业化核心的利益相关者，筛选基于 BIM 技术的建筑工业化发展的影响因素，通过社会网络分析找出关键影响因素，再从不同利益相关者视角下提出针对不同影响因素的应对措施。从以下三个方面说明本文的研究目的：
（1）以绿色发展为背景，以 BIM 技术及建筑工业化在我国的发展现状为基础，说明 BIM 技术在建筑工业化各阶段的应用现状；
（2）从核心利益相关者视角，筛选出基于 BIM 技术的建筑工业化发展的影响因素，

继而运用社会网络分析法，识别我国运用 BIM 技术发展建筑工业化的关键影响因素；
（3）针对识别出的关键制约因素，从利益相关者视角提出针对性的应对措施。
1.2.2 研究意义
中国的建筑业正面临着快速发展、技术不足、资源耗竭、大量浪费、质量下降、安全风险高、生产率低和熟练工人短缺等挑战[7]，这些问题制约了建筑业的发展，从而直接的影响到我国绿色发展整体进程。建筑工业化是缓解这些挑战的一种可行方案。通过建筑工业化的实施，将有利于提高我国建筑行业生产率效率，提升建筑工程质量，同时降低建筑生命周期成本，缩短交付周期，减少建筑垃圾的产生，实现建筑工程的可持续发展。因此，推进完善建筑工业化的发展有重大的理论和现实意义。
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第 2 章 相关概念及理论基础

2.1 建筑信息模型
2.1.1 BIM 定义
美国国家建筑信息模型标准（NBIMS-US）这样定义 BIM，BIM 是一种生产、沟通、分析的技术，用于建筑物规划、设计、施工、运营、维修的整个生命周期中，数字化建筑物信息并将其作为管理建筑的可靠决策依据，不同的参与方通过 BIM 对相关信息进行更新和修改等操作，以实现各方的协同工作。
国内对于 BIM 还没有统一的定义，在不同的标准和文件中对 BIM 的定义均有所不同。如 2015 年住建部发布的《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中认为 BIM 是在计算机辅助设计（CAD）等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达[39]。而在 2018 年底住建部发布的《建筑信息模型设计交付标准》中对 BIM 的定义有所不同，强调 BIM 在决策、设计建造及运营各阶段的应用。可见，关于 BIM 的定义在随着认识和实践的不断深入而有所更新与发展。
本文认为，BIM 是以模型组件为基本组成元素，利用 3D 模型元件承载建筑物的相关信息以及参数等，在电脑虚拟空间中模拟真实的工程作业，以协助建筑全生命周期（如图 2.1）中规划、设计、预制生产、施工、运营、维护的的新技术、新方法与新概念。

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2.2 建筑工业化
2.2.1 建筑工业化定义
龚越（2016）等认为建筑工业化是一场“建造”到“制造”的革命[41]，建筑工业化是转变我国建筑产业结构不合理及生产方式落后等问题、实现我国建筑业转型升级的有效途径[42]。
很多学者从生产方式的角度对建筑工业化进行定义，如纪颖波(2013)认为建筑工业化是在可研、设计、生产、施工和运营等环节形成成套集成生产技术，实现建筑产品节能、环保、全寿命周期价值最大化的可持续发展建筑生产方式[43]。孙玉钦将定义在生产方式的基础上进行更新升级，认为建筑工业化是指以标准化设计、部品化构件、机械化施工为特点，能把设计、制造、建造施工等整个产业链进行集成整合，能让建筑项目实现可持续发展的新的建筑生产方式[44]。建筑工业化还没有一个统一的定义，但是可以看出，建筑工业化的定义正在随着其不断的发展变化而逐渐更新完善。
2.2.2 建筑工业化的特征
考虑到各学者对建筑工业化的定义，建筑工业化有五个主要的特征：
1）设计标准化
建筑工业化的重要标志就是构件设计的标准化，标准化也是构件生产工厂化的前置要求。通过统一建筑物构件的类型、规格等的标准，将在实际建筑中需求量大、通用性强的建筑构配件、设备装置等，制成相互配套的标准设计图[45]。通过建筑设计的标准化，实现减少生产时间与成本、提高生产质量和效率的目的，促进全面经济管理。
2）构件生产商品化
基于建筑构件部品的通用性假设，将建筑构件以工厂化批量生产方式投入市场，以满足建筑工业化建造过程中对通用性构件的需求。目前，建筑工业化的重要表现之一就是建筑构件生产的商品化。
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（1）提高政府和行业主管部门的政策支持
我国建筑工业化还尚在发展之中，应用 BIM 技术到建筑工业化中去，会使得建筑工业化的成本高于传统建筑模式，如企业培训员工去学习新技术需要付出时间和金钱成本，从成熟的技术到新技术的转换过程中发生的风险成本等，这使得许多建设单位不愿意开发建筑工业化的项目，以及进行 BIM 的应用研究。
近年来，政府陆续出台了许多有关 BIM 在建筑工业化中应用的政策文件，在一定程度上促进了建筑工业化与 BIM 技术的结合应用，但这些政策大多为鼓励性质的，而强制性的政策或者具体的目标却只有很少的政府制定，减缓了 BIM 技术在建筑项目中的快速应用。然而许多政策并没有太多的实际效果，实施力度也不大。

在不扰乱市场秩序的前提下，政府部门需要通过加强激励政策的制定实现对建筑工业化的大力扶持，除了政策上的鼓励支持，同时也要注重给予企业一定经济上的支持。比如，对应用 BIM 的建筑工业化项目给予扶持和优惠政策，在土地的相关税费方面给予减免，提供每平米一定数额的经济补助等；鼓励相关企业进行 BIM 技术应用研究，通过企业内部建立研究部门，在企业实施层面更好的促进 BIM 技术在建筑项目中的应用。
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第 5 章 结论及展望

5.1 研究结论
在我国绿色发展背景下，绿色建筑是绿色发展的关键，而建筑工业化是绿色建筑的主要实现途径，BIM 技术与建筑工业化结合发展是目前的趋势。但是，一些因素影响了BIM 技术与建筑工业化的结合发展，BIM 技术在我国建筑行业并没有真正推广开来。本文通过阅读大量的国内外文献并进行专家咨询，最终提取出了影响基于 BIM 技术的建筑工业化发展的因素清单，运用社会网络分析得出阻碍 BIM 应用与建筑工业化的八个关键制约因素。在路径分析阶段，针对识别出的关键影响因素，结合不同的项目参与方，提出促进 BIM 在我国建筑工业化进程中发展的建议。本文的研究结论主要有：

（1）基于第一章和第二章的文献总结以及理论分析，对基于 BIM 技术的建筑工业化发展影响因素进行识别。经过对相关研究的归纳总结及专家咨询，从五个核心的利益相关者出发，最终识别出 19 个有代表性的影响因素。
（2）采用专家咨询法对识别出的 19 因素的两两关系进行打分，使用社会网络分析法，识别了影响 BIM 在我国建筑工业化中发展应用的 8 个关键影响因素，分别是适用的管理制度、各专业之间设计的协同性、完善的施工协同机制、构件生产自动化和数字化、政府和行业主管部门的政策支持、BIM 应用标准及规范 、明确各利益相关者的权责及BIM 价值及理念的认知程度。
（3）根据识别出的基于 BIM 的建筑工业化发展的关键影响因素进行发占路径分析，从各利益相关者关键影响因素及共同关键影响因素两方面，提出促进基于 BIM 的建筑工业化发展的的七条路径。