A SWOT Analysis of the Use of BIM Technology in the Polish Construction Industry
Krzysztof Zima * , Edyta Plebankiewicz and Damian Wieczorek
Abstract: The present paper presents a SWOT analysis, the aim of which is to evaluate the strategic implementation of BIM technology in the construction industry in Poland. The authors created a SWOT matrix presenting strengths, weaknesses, opportunities, and risks associated with the use of BIM. Using literature analyses, own experience, and market reports, all elements of the SWOT matrix are described in detail. Basic indicators characterizing the strategic position of BIM on the Polish construction market are calculated. Finally, the matrix of strategic tasks and actions that should be applied in order to promote and develop BIM in Poland are defined.
Keywords: building information modeling; BIM; construction management; SWOT
- Introduction
At present in the world, as well as in Poland, building information modeling (BIM) constitutes the fastest developing concept in the field of construction management. In many countries it is gradually becoming the standard for construction projects. In Poland, this technology is still being discussed and considered as an alternative to traditional planning and execution of construction projects. There exist considerable concerns about the introduction of a mandatory use of BIM technology in public works contracts. On the construction market one may notice a great deal of misunderstanding regarding this technology, lack of experience of the majority of participants in the construction process, and significant caution in its implementation.
However, the global literature emphasizes the major advantages of BIM. Approaches for acquiring 3D building information rely on using digital building information models and simplifying them (geometrically and semantically). BIM are object-oriented, semantically-rich, and up-to-date, thus allowing a query of necessary building parts in views [1]. This means that, according to the BIM idea, it is not only important to obtain information but, above all, to simplify the information contained in the model, systematize it, and use the information contained in the model. In contrast to standard models CAD, BIM models are now able to contain both geometric and semantic information as they develop during all stages of the life cycle of a building.
Due to the advantages and popularity of BIM globally, the authors of this paper decided to analyze the current situation in Poland, with the aim to examine the strengths and weaknesses of the introduction of the BIM technology in Poland, as well as the opportunities and risks it offers. In their analysis, the authors of the paper used a SWOT analysis, which is a tool employed mainly in the process of strategy building, but also in other areas of management. The challenges faced by both the Polish public administration and the participants of construction projects were presented. The authors also attempted to analyze the future trends in the development of BIM technology in Poland.
Buildings 2020,10,16; doi:10.3390/buildings10010016
www.mdpi.com/journal/buildings
- Methods—SWOT Analysis
The SWOT analysis is commonly used in strategic management when building the strategy of a given organization. It is a kind of diagnostic tool, often used at the very beginning of the process of defining future strategic plans. The SWOT analysis is a simple but powerful tool for sizing up an organizations resource capabilities and deficiencies, its market opportunities, and the external threats to its future [2]. SWOT is the acronym created from the initial letters of words that describe the characteristics of an organizations resources and its environment. The analysis has two dimensions: internal and external. The internal dimension includes organizational factors, also strengths and weaknesses, while the external dimension includes environmental factors, as well as opportunities and threats [3]. The SWOT analysis allows to obtain information on the possibilities of using strengths and enhancing the weaknesses in order to take advantage of the opportunities the environment offers and limit the risks that the environment can bring about. Strengths and weaknesses are of an internal nature, while opportunities and threats are of an external nature. Thus, the two dimensions generate four categories of factors:
- External positive (Opportunities)一opportunities (development opportunities in the environment).
- Internal positive (Strengths)一strengths of the organization.
- External negative (Threats)一environmental hazards.
- Internal negative (Weaknesses)一weaknesses of the organization.
The analysis performed by the authors aims to assess the opportunities offered by the introduction of the BIM technology in Poland, to evaluate risks, as well as analyze the strengths and weaknesses of support for the construction and the investment process using the BIM technology. The combination of strengths and weaknesses with opportunities and threats in the analysis strives for finding the best use of the potential that the BIM method offers in Polish conditions. The measure of the internal stre
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波兰建筑业应用 bim技术的书面性分析
概述：本文采用 swot 分析方法，其目的是评估 在波兰建筑业中应用 bim 技术战略。作者创造了一个Swot 矩阵展示了优势、劣势、机会,以及使用 bim 带来的风险。利用文献分析、自身经验和市场报告，详细描述了 swot 矩阵的所有元素。计算了描述建筑工程师在波兰建筑市场战略地位的基本指标。最后，对在波兰促进和发展 bim 应采取的战略任务和行动矩阵进行了严格定义
关键词: 建筑信息模型; 建筑管理; swot。
- 介绍目前在世界上，以及在波兰，建筑信息模型(bim)是建筑管理领域中发展最快的概念。 在许多国家，它正逐渐成为建设项目的标准。 在波兰，这种技术仍在讨论中，并被认为是传统建筑项目计划和执行的替代方案。对于在公共工程合同中引入强制使用 bim 技术，存在着相当大的关注。 在建筑市场上，人们可能会注意到对这项技术有很大的误解，大多数参与建筑过程的人缺乏经验，并且在实施过程中非常谨慎。然而，全球文献强调了 bim 的主要优势。 获取三维建筑信息的方法依赖于使用数字建筑信息模型和简化它们(几何和语义)。 Bim 是面向对象的、语义丰富的、最新的，因此允许在视图[1]中查询必要的构建部分。 这意味着，根据 bim 的想法，不仅获取信息很重要，而且，最重要的是，简化模型中包含的信息，使之系统化，并使用模型中包含的信息。 与标准模型 cad 不同，bim 模型在建筑物生命周期的各个阶段都能同时包含几何图形和语义信息。 鉴于光纤光栅技术在全球的优势和普及，本文决定对波兰的现状进行分析，旨在探讨波兰引进光纤光栅技术的优势和不足，以及发展光纤光栅技术的机遇和风险。 在他们的分析中，作者使用了 swot 分析，这是一个主要用于战略制定过程中的工具,还有其他管理领域。 会上介绍了波兰公共行政部门和建设项目参与者所面临的挑战。 并对波兰光纤光栅技术的未来发展趋势进行了分析。
- Swot 分析 方法
swot 分析是战略管理中常用的一种分析方法。 它是一种诊断工具，经常用于制定未来战略计划的最初阶段。 Swot 分析是一个简单而有力的工具，用来评估一个组织的资源能力和损失，它的市场机会，以及对其未来的外部威胁。 Swot 是由描述一个组织的资源和环境特征的首字母组成的缩略词。 分析有两个维度: 内部和外部。 内部维度包括组织因素，也包括优势和弱点，而外部维度包括环境因素，以及机会和威胁[3]。 Swot 分析可以获得关于利用优势和加强弱点的可能性的信息，以便利用环境提供者的机会和限制环境可能带来的风险。 长处和弱点是内在的，而机会和威胁则是外在的。 因此，这两个维度产生了四类因素: bull;外部正面(机会)ー机会(环境中的发展机会)。 bull;内部积极(力量)ー组织的力量。 bull;外部负面(威胁)ー环境危害。 bull;内部消极(弱点)ーー组织的弱点。 作者进行的分析旨在评估波兰引进 bim 技术带来的机遇，评估风险，并分析利用 bim 技术支持建设和投资过程的优缺点。 在分析中，优势和劣势、机会和威胁相结合，力求最大限度地发挥 bim 方法在波兰条件下提供的潜力。 测量 bim 技术的内部实力，它的战略吸引力和战略成功的概率也将被决定。 在分析中将介绍 bim 技术的优点和缺点，并分析实施 bim 的机会和风险。 分析将分三个阶段进行: bull;阶段 i ー识别与实施工程建设项目及其环境有关的因素为正面或负面，并在1ー5的数值尺度上对这些因素进行评估，其中: 1ー很弱的因素影响，5ー很强的因素影响。 第二阶段ー评估生物导弹方法的战略情况。 * 第三阶段ー确定战略任务和行动，将生物标志技术的优点和缺点与机会和威胁结合起来并进行分析，利用生物标志的优点从环境提供的机会中获得最大利益，利用环境中存在的机会克服弱点，利用生物标志的优点避免环境的威胁，最大限度地减少生物标志弱点的存在以避免环境风险。
- Bim 技术根据美国国家建筑科学研究所(nibs)“ bim 是一个设备的物理和功能特性的数字表示。 因此，它作为一个共享的知识资源，提供关于一个设施的信息，从一开始就为其生命周期中的决策提供一个可靠的基础。 因此，建筑信息模型技术的任务是，通过提供建筑物的几何形状信息以及建筑物及其单个元素的描述性信息，支持建筑物在整个生命周期中所进行的活动。 建筑信息模型和其他支持建筑业的数字技术的发展允许改善建筑过程和建筑物2020,10,163加速建筑物的实施。 随着建筑信息模型(bim)、扩增实境(ar)、虚拟现实(vr)和物联网(例如近场通信(nfc)和射频识别(rfid)传感器)等技术的发展，新的硬件和软件工具已引入建筑业。 这些技术可实现施工过程的自动化、监测施工工程和管理信息流，以及质量检查[5]。Bim 的主要优点是可以在一个地方收集数据，即在 bim 模型中，以及在三维视图中建筑结构的几何表示方法。 通过设计、构建和操作阶段收集数据，可以对这些数据进行进一步分析，产生新的见解和模拟，以识别冲突和相互依赖关系。 此外，利用视觉和混合现实创造数据可视化的新方法改善了沟通，并提供了现场信息。 应该强调的是，与传统的施工工艺相比，不仅要改变几何数据(三维视图)的显示方式和所有必要数据的收集方式，而且要改变施工过程中参与者的观点和心态。 例如，成本分析过程利用 bim 模型扩散器的可用性，快速提取必要的信息和数据作为开发的预测模型的输入[7]。 然而，建设项目的每个参与者都可以访问整个建设周期的数据。 因此，成本数据可以不断调整。 此外，每个参与者都可以访问模型及其所包含的数据，因此，例如，他们可以持续核实数据，或者拥有关于样本成本分析及其变化的最新信息。 Bim 的另一个优点是可以方便快捷地检查模型中包含的几何形状和信息。 修正可能的冲突检测，使工作难以实现，以讨论其他解决方案或消除在执行前阶段已经存在的错误，是 bim 技术的一个显著优势。 Bim 处于原子能委员会行业数字化转型的前沿，[ ... ]着眼于简化一些操作，如协作和设计审查，同时解决诸如速度、网络安全和数据交换完整性等问题[8]。 考虑到 bim 的使用所带来的演变，表1总结了在施工过程中使用 bim 模型的可能性与支持传统施工过程的 cad 软件的可能性之间的基本差异。
表一。 Cad 和 bim 软件能力的比较(自己的研究)。 Cad 环境 bim 技术图形之间没有连接，任何变化需要手工修正参数化设计允许自动更改对象和元素参数2d 视图，不可视化3d (对象及其元素的高度)3d，4d，5d，... ，xd 元素的特征由设计师给出。 绘图由2d 线条组成，这些线条后来被解释为可以使用已经具有属性的对象现成元素。 元素之间建立特定关系的可能性在图纸或项目的技术说明中描述一个元素的特性元素的特性的可能性元素的特性与元素是相关的，可以在任何时候通过选择元素得出工业文件往往是独立创建的工业文件工业模型是所有工业的数据来源，整合它们之间的冲突往往只是在施工阶段检测到工业之间的冲突在设计阶段检测到建筑2020年, 通过对2004年以来发表的13篇关于光纤光栅的论文的研究，刘等[9]得出结论: 近十年来，光纤光栅的研究不断发展，彻底颠覆了原子能工业的传统运作模式，同时也吸引了越来越多的研究者的关注。 考虑到 bim 技术的优势及其在世界许多国家的发展速度，同时也考虑到这项技术的缺点，作者决定调查波兰 bim 技术的发展趋势。
4。 美国是世界上应用 bim 领域的领导者，所以对北美大陆的统治地位感到惊讶是很困难的。 然而，欧洲应该排在第二位，使用美国的模式，但主要是创造自己的动态发展，使用 bim 技术。 澳大利亚和大洋洲被认为是第二先进的，在设计建模方面很强。 紧随亚洲之后的是韩国，香港，中国和日本。 在南美洲和中美洲，尽管美国和加拿大的领导人有着紧密的联系，采用 bim 的速度要慢得多，只有个别国家决定在几年内在公共采购中采用 bim，没有像阿根廷和巴西这样的大国。 中东和非洲的收养率很低。 私人投资者渴望实施使用 bim 技术的项目，而公共投资者只在基础设施投资中使用 bim，这些基础设施投资涉及机场或客运服务终端(如伊斯坦布尔大机场、巴林国际机场和阿布扎比中场航站楼)的建设。 表2列出了各地区采用 bim 的清单和简要特点。
表二。 各地区采用的染色体标记(自己的研究)。 2008年以来，美国一直强制使用 bim，在 bim 的采用方面处于领先地位。 在加拿大，收养项目从2014年一直持续到今天。 北美洲显然是各方面最先进的大陆。 南美洲和中美洲计划在2020-2022年间，在一些国家的政府项目中引入 bim 义务。 欧洲开放 bim 标准和授权在一些国家(特别是在斯堪的纳维亚和英国) ，许多国家正准备引入 bim 标准，或在公共采购中强制使用 bim。 亚洲的韩国和香港正在成为区内的领导者，中国和日本在执行 bim 标准方面得到了政府的大力支持。 然而，尽管有这四国强有力的领导，非洲大陆的应用率还是很低。中东与许多远东国家不同，中东的 bim 采用率很低。 个别项目已经实施，但在中东个别国家没有采用 bim 的具体行动。 南非政府在南非技术应用方面的增长目标，将有益于广大利益相关者。 然而，欧洲大陆缺乏采用 bim 的有效性。 只有建筑学、工程学和建筑学的代表建议在埃及采用 bim 技术，首先要从建筑项目整个生命周期的角度充分认识 bim 框架、不同层次和 bim 阶段。 澳大利亚和大洋洲的任务在澳大利亚到位，在新西兰有政府的支持和显著的推广。 在欧洲，普遍的趋势是，西方和北方国家更早采用 bim，其中一些国家(主要是英国和斯堪的纳维亚)是 bim 市场的领导者。 南部和东部国家对待 bim 的速度放慢了。 情况是类似的，如果我们看看政府的倡议，尤其是芬兰，挪威，英国，法国和意大利，主导的解决方案，在公共采购的范围。波兰属于第二类国家，这些国家只是计划在公共采购中采用2020年、10年、16年和13年中使用建筑物的标准或义务，采用 bim 的速度稍慢一些。 在波兰，普遍使用的 bim 标准和政府支持以及在公共采购中引入的强制性解决方案都缺乏。 然而，市场意识，尤其是设计师的意识，似乎正在增长，几十个公共采购，主要是有关的 bim 模型设计，已经宣布和执行。
5.1433/5000
- 波兰使用 bim 技术的 swot 分析第二章中所描述的 swot 分析的后续步骤如下。 该分析涉及波兰建筑工业中 bim 战略使用的评估。 5.1. 第一阶段ー因素识别是基于对波兰和外国文献的分析、作者自己在波兰实施 bim 的经验以及 autodesk 发表的报告: 2015年10月，millward brown 研究所代表 autodesk 对建筑和建筑行业(建筑工作室、建筑设计和安装公司以及开发公司)的350家公司进行了一项名为“ bim ー polish perspective”的研究。 bull;2019年10月，根据287家公司的样本，坎塔尔波兰研究所(kantar poland institute)(由欧特克(autodesk)委托)准备并发表了一份研究报告，题为《波兰建筑中的 bim、合作与云》(bim，cooperation，cloud in polish construction)。 表3列出了在波兰建筑项目中实施 bim 技术的优缺点、机会和威胁。 该表还包括了 swot 矩阵中元素的评估，数值范围从1到5，其中: 1ー元素的影响非常微弱，5ー元素的影响非常强烈。 评估是由作者根据市场数据、报告和他们自己的经验主观地进行的。
表3。 优势和弱点，以及在波兰建设项目中使用 bim 技术的机会和威胁(自己的研究)。 优点缺点更好的文档没有通用的软件平台降低建筑项目的成本正确的工程设计模型高劳动力消耗建筑材料浪费减少反射建筑物的真实形式自动化绘图执行工程设计模型高成本在一家公司实施工程设计模型总共17个机会威胁建筑市场领导人的高度兴趣缺乏法律 在许多国家实施 bim 技术缺乏合格和经验丰富的工作人员培养所有利益攸关方更高的认识承包商 / 客户 / 用户不愿意雇用 bim 3教育学生使用 bim 2——总共14共13下面扼要叙述了 swot 矩阵的各个组成部分。 2020,10,166 of 135.1.1. 由于3d 视图提供的文件具有更大的透明度以及关于模型开发程度的要求(开发水平，lod) ，文件质量有所提高，因此有可能获得质量更好的文件，并适应特定投资阶段的要求(例如，按照 lod 100，... ，lod 500分类的要求)。 此外，bim 工具允许检测 bim 模型中元素的空间碰撞，即所谓的“碰撞检测”。 因此，有可能发现早期的不规则之处和设计错误，从而减少施工期间产生成本的错误。 根据[12] ，使用 bim 探测冲突，导致所有调查项目的 rfis (索取资料的要求)显著减少。 在[13]提出的案例研究中，小型倾斜墙项目的地价减少了34% ，三层辅助生活设施的地价减少了68% ，中层商业共管公寓项目的地价减少了43% 。 变更单的数目分别减少40% 、48% 及37% 。 根据报告[10,11] ，实施 bim 技术的最大收益是创造更高质量的项目(2015ー61.4% ; 2019ー69.4%)和在设计和实施方面最小化错误的可能性(60.5% ，51.0%)。 功能的最终评级(1-5分) : 5(由于超过60% 的调查最高评级)。 建筑项目成本的减少输入模型的信息和收益计算的准确性对建筑项目的计算成本有相当大的影响[14]。 通过在一个地方收集信息，允许所有投资参与者访问这些信息，改进信息流程和冲突检测，bim 允许降低整个投资的成本。 在[13]提供的案例研究中，bim 的投资回报率从16% 到1.654% 变化很大。 根据该报告[10] ，最大的节省来自冗余和成本估算阶段(70% 的受访者表示)、实施阶段(约55% 的受访者)和使用阶段(约50% 的受访者表示)。 2019年，维持了类似的等级制度。 最大的争议是由建筑设计阶段引起的，因为大约
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