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BIM云评分：BIM绩效基准分析法
Jing Du1; Rui Liu2; and Raja R. A. Issa, F.ASCE3
摘要：各种各样的建筑信息模型(BIM)绩效评估计划提出了量化企业BIM的利用率的能力的方法。这些举措被设计用于评估一个组织的表现BIM利用率，而不是基准。与评估主要侧重于确定BIM利用组织内的成就相比，基准测试更感兴趣的是把一个组织的BIM绩效与他们的同行对比。通过识别在特定领域空白，可以促进决策做出改进。本文提出了一种基于云计算的BIM绩效基准测试应用程序——建筑信息建模云评分(BIMCS)，它能自动从一个广泛覆盖全国的BIM用户中收集BIM绩效数据。它利用软件作为云计算服务（SaaS）模式，使收集，汇总，和基准的表现数据呈现出自主性和交互性。基于从BIMCS数据库收集的大数据，一个整个行业全局观的BIM应用现状得以体现，最终，一个基于更好的认识发现基础上的BIM绩效报告可以被开发出来。此外，BIMCS数据将帮助个别公司与他们的行业竞争者比较和提高其在BIM绩效利用率。DOI:10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0000891. copy; 2014 American Society of Civil Engineers.
关键词：建筑信息模型（BIM） 云计算 建筑信息建模云评分（BIMCS） 基准分析 信息技术
引言
一个混乱的建筑信息模型（BIM）模式将最终导致一个混乱的项目，这是难以执行，控制，协调的，可能会引入额外费用（Suermann2009）。为了持续增加的行业对BIM的绩效问题的认识，各种BIM的绩效评测提出的评价框架纳入了企业BIM发展的能力,技术成熟度等行政和技术角度BIM的绩效等因素。(CIFE 2013; NIBS 2012; Succar 2009; Succar et al. 2013)。
尽管当前BIM绩效评价的取得了巨大成功，但是他们仍很容易出现漏洞疏漏和一些局限性。最大的缺点是，目前的举措是设计用于评估，而不是基准。评价系统的过程，以确定的优点，系统的工艺价值和意义的设计、实施、评价对象的结果（例如，一个程序）(Rossi et al. 2004)。评价的主要目的是确定一个组织，计划的实现程度，或工程方面的目的、目标、和已取得的成果(Rossi et al. 2004)。相比之下，基准化分析法是在行业中比较一个业务流程的过程和绩效指标。(Costa et al. 2006)。评价和基准的最大区别是跨组织的比较。通过跨组织的比较，一个组织可以学习如何以执行目标，以及更重要的是，业务流程，解释为什么领先的组织是成功的。然后，从其他组织的经验教训可以用来建立改善目标，促进组织的变革。(Barber 2004)。与跨组织的基准相比，内部评估，可以显着提高组织的绩效，明确确定与最佳同行的差距(Costa et al. 2006)。不幸的是，当前BIM绩效评价的举措在他们的设计有多方面的局限，使得基准更难。首先，多数举措最初是设计用于一个组织内部评价的BIM应用(NIBS 2007; Succar et al. 2013); 使用的指标是主观或者非常具体,都不适用于基准测试目的。其次，虽然某些BIM评价举措，声称为基准(CIFE 2013; Sebastian and van Berlo 2010), 他们使用自我报告的问卷调查作为数据源，在基准化分析法过程更值得商榷。最后，许多举措是商业化的（不是免费的），从而使它难以收集足够的数据进行统计分析。没有一个合适的基准作用，这些举措很难更新BIM绩效点的未来发展方向，并轻松找出差距。按照上述概念，有两个挑战需要解决：
1.一个系统可以设计成允许自动进行BIM绩效基准测试吗?
2.怎么能有足够的数据汇总为基准的BIM绩效？
为了克服这些挑战，本研究提出了一个免费的基于云的应用BIM建筑信息模型的绩效基准称为云评分（BIMCS）从一个广泛的覆盖全国的BIM用户中自动收集BIM的绩效数据。量化基于BIM的整体绩效两个关键方面:BIM模型(产品)和BIM模型(过程)。通过BIM绩效得分对业内同行相比，BIMCS的用户能够评估他们的BIM绩效的竞争地位、识别他们的BIM模型建模过程以及决定的差距和改进方向。利用软件作为云计算服务（SaaS）模式，使收集，汇总，和基准的表现数据呈现出自主性和交互性。此外，根据从全国收集的大数据基准测试过程中，BIMCS做深入的数据挖掘能够发现关键的BIM绩效方面，BIM应用领域的分类，和行业市场。它提供了对行业的BIM应用工作状态的总体视图。最终，一个基于BIMCS提供的更好的认识发现基础上的BIM绩效报告可以被开发出来。
文献评述
BIM评价
自2007以来，建筑业已经出现了许多尝试评估BIM的绩效。其中一个卓有成效的先驱为国家BIM标准的交互能力成熟度模型（ICMM）(NIBS 2007)。ICMM是一个互动的微软电子表格，有助于组织衡量何种程度上他们的BIM项目实施的成熟的BIM标准（NIBS 2007）。十一个指标被用来评估信息管理与BIM利用率,包括数据丰富性、生命周期观、角色或学科、业务流程、响应的及时性、配送方式、图形信息、空间能力、信息准确度、变更管理互操作性/工业基础类（IFC）支持。ICMM设计仅供内部使用,而不是跨组织的比较(Suermann et al. 2008)。自2009以来，Succar (Succar 2010; Succar et al. 2012, 2013)开发了一系列BIM评估框架来衡量个人、团队和组织的质量，组织BIM的实施。他的第一个模型，BIM的成熟度矩阵，旨在探讨利用BIM的组织管理能力，而不是评估一个特定的BIM辅助项目(Succar 2010)。十个关键的成熟区（KMAS）被用来指定一个组织成五个成熟度等级(Succar 2010)。这项工作后不久，Succar et al. (2012)开发了一个BIM胜任力指标来量化个人（BIM开发人员）在专业和学术背景方面的能力。这个框架的亮点是个人作为BIM绩效测量的关键指标。然后，作为一个单独的能力指数的能力（ICI）有五个递增的能力层次组成：（1）无、（2）基础、（3）中级、（4）高级和（5）专家。这些水平作为BIM绩效结果的重要预测因素(Succar et al. 2013)。最近，上述框架已经被集成到一个更大的项目叫卓越BIM (BIMe)(Succar et al. 2013)。 BIMe提供了一个360度的BIM绩效评估工具来评估个人，组织，团队，或者基于多个能力领域的项目。与ICMM和Succar的作品不同，某些BIM绩效评价举措从一开始就自称为基准测试工具。这样的作品之一是由斯坦福大学综合设施工程中心开发的虚拟设计建设（VDC）和BIM的计分卡(CIFE 2013)。该框架对虚拟设计的成熟度进行了评价并在此基础上对具体项目的BIM实践有关规划、采纳、技术的四项调查表格和绩效（CIFE 2013）。用户可以根据行业标准对BIM绩效进行基准分析。另一个有代表性的框架——快速扫描，由荷兰国家应用科学院（TNO）于2009年引入荷兰(Sebastian and van Berlo 2010)。根据TNO，快速扫描是一个基准测试工具，用以评估BIM绩效组织利用BIM。根据TNO，快速扫描是一个来评估组织利用BIM率的基准测试BIM绩效的工具。四类标准是：（1）组织和管理、（2）心态和文化、（3）信息结构和信息流和（4）的工具和应用程序，每个类别组成加权关键绩效指标（KPI）。类似于CIFE、VDC和BIM记分卡，快速扫描的绩效数据是通过从BIM管理人员中收集选择题的问卷统计出来的(Sebastian and van Berlo 2010)。这些基准测试工具是基于自我报告问卷作为数据源，因此往往是可疑值得商榷的。
基准测试
基准测试法是一种比较某组织与其他组织在关键业务领域中的一种结构化的衡量和比较的方法(Barber 2004)。虽然在实践中，基准测试可以参考多个类型如过程基准，战略基准，绩效基准(Bogan and English 1994), 本文关注的是绩效基准，即专注于关键绩效结果的比较。
在基准测试的过程中，决策者确定在同一地区最好的同行并将其自身的绩效结果与这些被研究组织（称为目标）相比较(Costa et al. 2006)。在这个过程中，可以得到几个好处。最大的好处是，它允许一个组织来评估其在行业中的竞争地位。不仅绩效目标是量化的，且排名也表现为产业之间的竞争对手百分位值(Bendell et al. 1993)。它也可以将这样的百分位值转换成成功的可能性(Lohuis et al. 1992)。在测试过程中同样鼓励创新(Garvin 1993)。基准测试法包括一个社区的类似组织，比较结果和共享的做法，持续改进。基于这种情况确立的基准俱乐部里的人共享着相同的关切，并愿意从最好的学习做法(Camp and Camp Robert 1995)。最后，基准测试也可以提高一个组织中决策者对于关键业务流程的认识。它可以帮助管理者了解何种领导方式能缔造更好的绩效(Camp and Camp Robert 1995)。根据Garvin（1993），这也促使管理者在业务流程中采取更积极的态度，而不是单纯依赖于结果。为确定基准的重要性，建筑行业已经建立了各种基准措施。代表作品包括以下内容：
- 美国建筑业研究会基准评量框架(CII BMamp;M) (Construction Industry Institute 2013);
- 英国建设最佳实践方案（CBPP）(Construction Excellence 2013);
- 智利建筑业国家基准系统(NBS-Chile) (Ramiacute;rez et al. 2004);
- 精益建设基准(Marosszekey and Karim1997); 以及
- 在巴西、智利和香港发展的其他举措(Costa et al. 2006)。
虽然不同地区有不同的焦点、不同的市场领域有针对性的服务, 这些建设基准计划是有针对性地制定共同的定义和指导的绩效测量，提供绩效规范的行业，并通过报告传播基准网络的最佳实践。某些基准倡议还试图建立支持网络以供该行业参与者和领域专家讨论最佳做法，并确定如何实施他们的绩效改善(Construction Industry Institute 2013)。
当前基准的举措面临三大挑战：
- 第一个挑战是一个普遍同意的基准指标清单。例如，CII BMamp;M的目标之一是达成“关于绩效指标的通用定义和实践使用(Costa et al. 2006).”使用的指标在基准测试中必须对所有组织都有足够的适用性。通常测量的指标是质量，时间和成本。其它可能包括计量单位成本、生产力的成本、计量单位的周期时间或单位测量的缺陷(Construction Industry Institute 2013)。然而，通过比较四大基准举措，包括CII BMamp;M和CBPP, Costa等(2006) 仍然发现不同的基准举措之间存在着显著分歧，这暗示着建设行业缺乏基准协议。
- 第二个挑战是基准指标的加权方法。虽然文献已经提出多目标加权方法(Datta et al. 2009; Greco et al. 2001; Zelenyand Cochrane 1982), 值得注意的是，许多这些基准倡议仍采用主观赋权法和广泛依赖于领域专家的意见。当一个基准是专为更广泛的科目，这是值得怀疑的。
- 最后一个挑战是收集基准数据的方法。虽然有些基准举措，如CII BMamp;M (Construction Industry Institute 2013), 创建了网页应用程序，使测试过程更友好，这个过程还没有完全开放给行业从业人员（例如，CII要求会员才享有基准测试服务）而且不是自主的（多数基准协议要求手动输入绩效数据）。云计算可以用来解决上述挑战。
云计算
根据美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种“按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问， 进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。(Mell and Grance 2011)。”NIST (Mell and Grance 2011) 目前正在采用云计算包括三种服务模式（1）软件即服务（SaaS）、（2）平台即服务（PaaS）和（3）基础设施即服务（IaaS）。用户可以基于基础设施的组件行使不同控制权。例如,允许IaaS用户提供处理、存储、网络和其它基本计算资源,而SaaS用户可能只使用提供者的应用程序运行在云基础设施。这个应用程序可以从各种客户端设备通过瘦客户端（例如，网络浏览器或程序接口）或胖客户端（例如，一台个人电脑）。根据云服务的部署方式与服务对象，云可以部署私有云、社区云、公共云或混合云(Subashini and Kavitha 2011)。云部署方法的选择取决于在用户所关心的问题，如任务，安全策略，以及合规性考虑(Marinescu 2013)。尽管部署不同，云计算设施可能由组织本身、第三方服务提供商运营或它们的一些组合拥有和管理。
云计算已经吸引了越来越多来自于建筑、工程和施工（AEC）行业的目光。（1）云计算建筑工程管理(Gong and Azambuja 2013; Kumar et al.
2010; Liang and Luo 2013; Senescu
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