基于社交网络分析BIM 跨组织应用之工程硕士研究

硕士论文网第2020-08-04期，本期硕士论文写作指导老师为大家分享一篇毕业论文文章《基于社交网络分析BIM 跨组织应用之工程硕士研究》，供大家在写论文时进行参考。

第 1 章  绪论

  1.1  研究背景与问题提出

  1.1.1  研究背景

 

  近年来，我国建筑业高速成长，按照国家统计局数据显示，2018年上半年，建筑业总产值94790.39亿元，比去年同期增长10.39%，国内生产总值418961.1

亿元，比去年同期增长9.98%，可见建筑业产值占国内生产总值的比重高达22.63%，且增速大于国内生产总值的增速，足以证明建筑业依然占据支柱性行业的地位。但不可忽视的是，我国2016年建筑业利润总额达到6986.05亿元，建筑业总产值193566.78亿元，可见产值利润率只有3.61%，其高能耗、重污染、低产出的粗放型发展模式已经严重影响了可持续发展的社会理念，工期延误、工程返工现象频出，追求建筑业的转型和升级迫在眉睫。回顾借鉴制造业发展历程，其在走上信息化的创新与改革道路之后得到了质的变化和可持续的发展，足以见得信息化对产业发展的重要性和关键性。

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  1.1.2  问题提出 

  建筑工程领域在发展过程中，不断突破传统，在建造技术和思想上改革创新，出现了崭新的变革型技术，其中以新的信息技术为代表，即建筑信息模型（BIM），旨在打破工程项目各参与方的沟通壁垒，构建整个建设项目的模型化、参数化，提供信息化平台，实现信息的集结和永续使用。现阶段，我国建筑业的BIM应用和发展较20世纪有了很大的进步，BIM技术在建设项目全生命周期中为各参与方提供了信息交流与协同工作的平台，在工程项目成本管控、进度管控、变更管理、绿色节能等方面发挥着巨大优势。近几年，我国陆续出台BIM 推广应用的相关政策，在政策的带领和行业的引导下，业主、设计单位、施工单位以及BIM咨询公司等建设项目各参与方相继开展BIM的实施应用，BIM在建筑业的优势得到极大展现，应用卓有成效。尽管如此，我国BIM应用的总体水平和应用层次相对较低，应用的广度和深度不够，多数参与方也只把BIM的应用当做适应政策要求的制度需要，BIM技术在我国的推广应用障碍重重。

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  1.2  研究目的和意义

  1.2.1  研究目的 

  BIM的实施过程是项目各参与方协同合作、共同推进的过程，基于目前我国建筑行业BIM技术的应用和推广现状，以建设项目的不同利益相关方出发，研究总结阻碍各参与方实施BIM的影响因素，探究其在BIM应用中的利益驱动因素和激励点，而社会网络分析的方法，从一个全新的、整体的系统视角，建立BIM跨组织应用影响因素网络模型，寻找跨组织之间的相互关系和影响机制，从而为BIM各相关方更好地协同应用创造可能性，为加快BIM技术在我国建筑行业的推广实施提供科学合理的理论依据。

  1.2.2  研究意义 

  理论意义：

  （1）辨识现阶段，BIM在工程项目推动过程当中的阻碍因素。本文从项目各相关方的利益出发，通过文献阅读总结以及问卷调查法，搜集整理BIM在我国建筑业推行应用过程中的阻碍因素，为BIM应用现状的研究以及文章后续各影响因素之间的相互关系研究做了充足的铺垫和准备工作。 

  （2）建立BIM跨组织应用影响因素网络模型，分析获取各影响因素之间的相互关系。以往对影响BIM在实际工程中实施应用的原因研究大多只停留在影响因素的挖掘和对因素的聚类分析这一步，而很少对影响因素之间的相互关系进行探讨。但是工程项目作为一个完整的系统，其各参与方在协同过程中必然相互影响和关联，导致各影响因素和影响程度也相应随之变化，而基于社会网络分析建立的BIM跨组织应用影响因素网络模型，进一步分析了影响不同参与方应用BIM的因素之间的相互关联情况。 

  现实意义： 

  （1）有利于加速我国建筑业信息化历程，加速建筑业BIM技术的推进落地和实施。从行业发展来看，信息化是我国建筑业转型升级、持续发展的必经之路，BIM技术在建筑领域的应用发挥了其信息集成、资源优化、可视化模拟等一系列特点，为建筑业带来了成本可控、工期缩短、有效协同的价值。随着政府关于推进BIM技术相关政策的出台，BIM的应用有了很大进展，但在实际工程中依旧推行缓慢，障碍重重。对BIM跨组织间应用进行研究，挖掘影响各利益相关方应用BIM技术的因素和障碍，可以促进不同部门在BIM实施过程中的协同合作，促进建筑业信息化的发展进程。

 （2）根据社会网络分析的结果为BIM应用的利益相关方协同合作提供思路。基于社会网络分析软件计算影响因素结构矩阵的密度、点度中心度、中介中心度和位置中心度等指标以及因素相关方的出入度分析，分析不同影响因素之间的相互关联性，间接反映出项目各个相关方之间的联系和影响关系，从而为其协同合作提供新的方向和思路。

  1.4  研究内容、方法和技术路线 

  1.4.1  研究内容

  在研读国内外大量文献的基础上，提取得到现阶段我国建筑行业BIM跨组织应用的影响因素，基于社会网络分析法，创建影响因素网络模型，利用软件Ucinet 6对模型进行分析，得到不同影响因素之间的相互关系，最后提出基于项目参与方主导的 BIM 跨组织应用模式，针对模式中影响因素之间的变化，提出适合不同模式的实行策略，从而为不同参与方协同利用BIM提供新的思路和应对策略。主要研究内容如下：（1）分析BIM在我国建筑业利用的现状。结合建筑业信息化发展的背景，通过文献阅读，了解BIM在我国当前建筑行业的应用现状，弄清研究问题，为后续的模型构建和应用模式实施策略的提出奠定基础。（2）提取并确定BIM跨组织应用的影响因素。首先对BIM跨组织应用的范围进行界定，本文研究限定在业主方、政府部门、设计方、施工方、BIM咨询公司、BIM软件公司这六类利益相关方之间。通过提炼相关文献，归纳总结出基于不同利益相关方的BIM实施应用的影响因素，并通过问卷调查得到各影响因素的重要性程度排序，从而确定影响因素。（3）建立BIM跨组织应用影响因素网络模型。本部分将是文章的核心内容。首先，对社会网络分析方法在BIM跨组织应用领域的适用性和应用步骤进行分析介绍；其次，应用德尔菲法对影响因素之间的相互关系进行识别，获得影响因素结构矩阵，构建影响因素网络模型，应用软件 Ucinet 6 进行网络图的密度、网络中心性（包括影响因素直接关联性和影响因素控制能力分析）、因素影响力和因素相关方的分析计算，最后得到影响因素之间的相互关系。（4）提出BIM跨组织应用模式及其实施策略。基于各影响因素之间的相互关系及其特点，提出BIM跨组织协同应用的模式，针对不同模式下影响因素的关系，为项目各参与方提供相应的实施策略和建议。 

  1.4.2  研究方法 

  （1）文献调研法。通过中国知网、Web of Science等来源，查阅关于BIM在我国推广应用现状的研究文献，对 BIM 在我国的应用实施现状进行分析和了解，从文献中提取出影响BIM在工程项目中实施应用的因素。（2）问卷调查法。以高校、房地产开发公司、设计单位、施工单位、BIM 咨询公司等相关人员为对象，对影响BIM跨组织应用实施的影响因素进行问卷调查分析，借助 SPSS软件，对问卷结果进行数据处理，从而对文献中提取的影响因素进行发生的概率和影响程度计算，得到影响因素的重要性程度排序，最终确定BIM跨组织应用的影响因素。（3）德尔菲法。调查选取建设项目中BIM应用相关的专家，其中包括业主方专家、设计方专家、建设方专家、BIM 咨询专家以及高校中与BIM 研究相关的学者，通过德尔菲法，以两轮问卷的形式向专家咨询意见，识别影响因素两两之间的关系，得到影响因素关系矩阵。（4）社会网络分析法。通过建立BIM跨组织应用影响因素网络模型，运用社会网络分析软件Ucinet 6对其进行个体指标和整体指标的分析，得到影响因素之间的关系，为BIM跨组织应用模式的提出提供依据，也为建设项目不同利益相关方之间的协同合作提供理论依据和指导意见。 

  1.4.3  技术路线

  本文的技术路线图如图 1-1 所示。

  

  第 2 章 BIM 跨组织界定与社会网络分析法理论分析

  2.1 BIM 跨组织应用的范围界定

 

  2.1.1 BIM 的内涵及其应用价值

  BIM理念及技术的出现无疑是建筑行业从2D走向3D、4D乃至5D的一次历史性变化。BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling）的英文缩写，其实质为基于建设项目全寿命周期，通过定义参数和包含丰富信息的建筑物构件，以图形可视化或非图形化的方式，建立数字化模型，为项目的设计、施工、运营各阶段提供可视化模拟和管理。其中模型是BIM的基础，按照其所集成的信息特征，可分为3D模型、4D模型（在3D模型基础上加入工期要素）、5D模型（在3D模型基础上加入工期和成本要素）等；按建设项目不同阶段和专业又可划分为设计模型（包括结构模型、机电模型、建筑模型、综合模型等）、施工模型、运维模型等。不同项目参与方在建设项目的各个周期通过建筑信息模型建立起信息和数据的流动、交互和共享，实现建设工程的信息化、可视化管理。技术则是利用和实现建筑信息模型功能的手段。首先，BIM软件所具有的建模技术是建立建筑信息模型的首要条件；其次，只有在具备技术条件的条件下，才能真正发挥建筑信息模型的功能。

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  2.1.2 BIM跨组织应用的相关方界定

  建设项目在全寿命周期内涉及的参与主体较为广泛，部分主体参与了全过程或设计、施工等阶段，部分主体则参与的较为短暂（如零星采购工程供应商），为进一步探讨这些因素以及它们相互间的影响关系，确定BIM在建设领域推广应用的主要影响因素，首先需要对BIM跨组织应用的研究范畴进行界定，即明确本文所要研究对象的主体范畴。在一个运用BIM技术的建设项目中，依据参与方的参与程度的大小以及相互间的合同关系，本文将BIM跨组织应用的范围界定在业主、政府部门、设计单位、施工单位、BIM咨询公司，以及与BIM软件直接相关的软件开发商之间业主，本文仅考虑项目开发商，是以项目的开发经营为主体的企业，通过整合规划设计、工程施工、监理咨询等各方资源的土地开发过程而获得盈利。此外，业主方这一组织内部通常包含有投资部、设计管理部、工程部、成本管理部、招标采购部等业务部门，在一个实际工程项目周期内分别会与政府相关部门、设计

单位、施工单位、造价咨询公司、材料供应商等进行业务来往和合作。

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  2.2  社会网络分析法适用性分析 

 

  2.2.1 BIM跨组织应用的网络特性 

  BIM本身的协调性、优化性、一体化性等特性，为技术整合和资源优化创造了平台；建设项目的一次性、生命周期性、有特殊的组织与法律条件、涉及面广等特点，使得BIM在建设项目应用过程中，存在多个利益相关的主体以及主体的协同关系。这些多主体之间协同合作，使得BIM跨组织应用存在网络型的组织模式和特点。处于网络中的某个主体的决议计划和行动的转变会导致网络中其他主体和主体间联系的相应转变。BIM项目在实施过程中，主体及主体之间的相互关系使得整个协同过程形成网络结构。下图2-1为这些BIM相关方在项目全过程的参与和协同应用情况。业主介入了建设项目的整个周期，在决策阶段考虑应用BIM技术，可采纳自行组建BIM团队或外包给BIM咨询公司的模式，并对设计和施工单位提出采用BIM的需求；设计单位在设计阶段按照业主方需求或自身需求运用BIM进行建模和设计，将数据信息共享给业主和施工单位，接受业主和施工单位的设计变更进行修改；施工单位按照设计单位所给的模型信息，进行施工，以及质量、工期、成本、安全等的管理、决策和控制。设计单位和施工单位也可将BIM计划和管理工作外包给BIM咨询公司，由专业的团队完成。BIM项目的各参与方以BIM为协同工作的平台，数据和信息将在这些相关方之间进行传递和交互，最后物业公司整合项目竣工验收和投入使用之后的信息，开展运营维护工作。但在实际项目中，BIM技术的推进和使用存在层层障碍，这些障碍因素的存在离不开这些相关参与者。

 

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  2.3  社会网络分析法应用

  2.3.1  社会网络分析法 

  社会网络分析（Social Network Analysis，简称SNA）是一门通过对社会网络关系进行量化分析来研究社会关系的学科，可用来研究行动者或组织之间的相互关系以及由这些关系所组成的社会网络结构和属性。社会网络分析的思路与以单一个体为研究对象的传统原子论分析理论不同，它的特点在于注重个体或组织之间的互动和联系，强调以结构性的整体视角研究个体的社会行为。 社会网络是指由社会中的个体或组织相互联系所产生的关系结构。常见的社会网络由多个点和各点之间的连线构成。其中，节点表示网络中独立、分散的个体、组织、国家等行动者，连线则表示这些行动者之间的相互作用和关系，可以是定向的，也可以是非定向的，由箭头代表信息传递的方向。处在一个社会网络中的行动者，他们的决策和行动是相互依赖而非独立的。 

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  2.3.2  社会网络分析法测度分析 

  在应用社会网络分析时，往往会有以下测度：图的密度、节点度、中心性、结构洞和凝聚性，各项测度的含义及其意义如表2-1所示。

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  2.4  本章小结

  本章首先对BIM跨组织应用的范围进行界定，将本文的研究主体范围框定在业主、设计单位、施工单位以及BIM咨询公司之间。其次，对社会网络分析法的相关理论和概念进行梳理，阐述将社会网络分析方法应用在本文研究的适用性，为下一章建立BIM跨组织应用的社会网络模型和测度分析奠定理论基础。再次，对当前主流的两款社会网络分析软件Gephi和Ucinet进行特性和功能的分析和对比，在此基础上选择Ucinet作为本文的社会网络分析软件。

  第 3 章 BIM 跨组织应用影响因素识别与网络模型构建 

  3.1 BIM 跨组织应用影响因素提取

  3.2 BIM 跨组织应用影响因素确定

  3.3 BIM 跨组织应用影响因素网络构建

  3.4  本章小结

 第 4 章 基于利益各方主导的 BIM 跨组织应用策略

 4.1 BIM 跨组织应用影响因素网络分析

 4.2 BIM 跨组织应用模式提出

  4.3 BIM 跨组织应用模式的实施策略

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  4.4  本章小结

  本章在影响因素提取并建立关系矩阵的基础上，利用Ucinet 6软件对BIM跨组织应用的影响因素进行了社会网络分析，通过网络图密度分析得到影响因素间的关系较为紧密，再次验证本研究的必要性；通过点度中心度和中间中心度得到各影响因素在网络图中对其他因素的直接关联性和传导控制能力；通过位置中心度获得因素的影响力分析。在此基础上提出业主自主型、业主-BIM咨询公司型和共建BIM团队型这三种BIM跨组织应用模式，对其应用流程、影响因素网络图以及适用性和实施策略分别进行论述。

  结论

  以BIM跨组织应用各参与方相关影响因素之间的关系作为本文的研究对象，建立影响因素关系矩阵，基于社会网络分析方法得到BIM跨组织应用影响因素网络模型，通过分析得到影响因素之间的相互关系，由此提出三种BIM跨组织实施模式，并分别对这三种模式下影响因素的控制策略进行分析。本文的结论如下： 

（1）识别BIM跨组织应用的影响因素，对其进行定性和定量分析，获得影响因素清单。总结了BIM跨组织协同应用具有网络特性，组织间关系复杂且影响因素来源广泛数量较多的特点，因此社会网络分析法在本文的研究中具有适用性。从BIM项目主要参与方角度，定性分析了BIM跨组织应用的影响因素，通过文献阅读提取和重组影响因素，并对其进行影响程度的量化处理，形成影响因素清单。（2）构建BIM跨组织应用影响因素网络模型，经过可视化和定量分析，确定影响因素之间的相互关系。利用软件Ucinet 6的可视化功能得到影响因素网络图，通过网络图密度分析，得到BIM跨组织应用影响因素之间的影响和联系较为密切；经过网络中心性分析得到影响因素传导图，按照传导方向识别出源头型因素、结果型因素和中介因素，并对这些因素进行控制能力分析，结合因素影响力分析得到因素之间的影响程度，结合以上分析以及影响因素相关方的出入度值衡量，将BIM相关方划分为主导型主体和合作型主体两大类，并由此提出BIM跨组织应用的三种实施模式。（3）将业主自主型、业主-BIM咨询公司型和共建BIM团队型三种BIM跨组织应用模式进行分析和对比，得出每种模式的优劣势、适用范围以及因素控制策略。通过对每种模式的组织架构和实施流程进行分析，探讨不同的模式对影响因素的动态调整，形成新的影响因素网络图，再次进行影响因素的社会网络分析，从而提出相应的因素控制策略以及实施建议。通过分析可以发现，不同的BIM跨组织模式的应用，可以削弱甚至消除某些影响因素，从而对影响因素整体网络实现一定程度的弱化，降低了整体发生的可能性，而在新的影响因素网络下，影响因素之间的相互关系得到动态调整，通过相应的因素控制策略和模式的实施建议，提高组织管理效率，促进BIM跨组织的顺利实施。

 

  参考文献（略）

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