基于建筑项目施工阶段AHP-CRITIC(Analytic Hierarchy Process-Criteria Importance Through Intercriteria Correlation)与云模型(Cloud Models)的BIM应用成熟度评价研究：以中国西安为例

《Buildings》：A Study on the Evaluation of BIM Application Maturity in the Construction Phase of Building Projects Based on AHP-CRITIC and Cloud Models: A Case Study in Xi’an, China

　　

随着建筑行业的持续数字化转型，建筑项目施工阶段BIM(Building Information Modelling)应用的深度与成效差异日益显著。为系统评价此阶段的BIM应用成熟度，研究人员开发了特定于施工阶段的成熟度评估框架。首先，基于施工阶段BIM应用特征及成熟度评估逻辑，界定了BIM应用成熟度概念，采用平衡计分卡(Balanced Scorecard)作为组织框架构建评价指标体系，涵盖财务与成本效益、客户与交付价值、内部流程与效率、学习与创新能力四个维度。其次，利用灰色关联分析(Grey Relational Analysis)筛选优化初始指标，采用AHP-CRITIC组合赋权法融合主观专家判断与客观数据特征。在此基础上，引入基于云模型(Cloud Model)的评价方法，在考虑模糊性与随机性的同时将定性成熟度评估转化为定量评价。最后，将该框架应用于C项目进行实证案例研究。结果表明，C项目施工阶段整体BIM应用成熟度归类为集成级(Integration Level)。在四个一级维度中，客户与交付价值维度表现相对较强，而学习与创新能力维度期望(Expectation, Exi)值最低。该框架有助于识别施工阶段BIM应用的成熟度水平与相对薄弱环节，可为针对性的BIM改进与施工管理决策提供参考。

研究背景方面，建筑业作为国民经济支柱正向数字化、智能建造与可持续发展转型，BIM(Building Information Modelling)因信息集成、可视化及全生命周期协同管理能力成为提升施工质量与效率的基础技术。尽管政策推动BIM广泛应用，施工阶段作为其核心价值实现环节仍面临应用局限于可视化碰撞检测、跨专业协同不足、数据互操作性差、标准不一及人才短缺等挑战。现有成熟度评估多聚焦组织层面或全生命周期，缺乏针对施工阶段动态管理与现场实施特征的评价体系，且单一评价方法难以兼顾指标筛选、主客观赋权与不确定性分类。为此，研究人员开展本项目，旨在构建施工阶段专属的BIM应用成熟度评价框架并实证应用。

研究人员采用的关键技术方法包括：基于平衡计分卡(Balanced Scorecard)逻辑初构43项指标，通过灰色关联分析(Grey Relational Analysis)以0.6为阈值筛选优化至38项三级指标；采用AHP(Analytic Hierarchy Process)计算主观权重与CRITIC(Criteria Importance Through Intercriteria Correlation)计算客观权重并进行局部归一化组合赋权（α=0.5）；引入云模型(Cloud Model)将定性成熟度转化为数字特征（期望Ex、熵En、超熵He）进行定量评价；实证选取陕西西咸新区机场新城C项目，收集10位专家评分，利用正向与反向云发生器生成评价云图判定等级。

研究结果部分保留小标题说明如下：

1. 1.
   Introduction 引言
   研究人员指出施工阶段资源投入强度大、多方协同复杂，是BIM价值实现核心，但现有评估多关注采纳与否而非实施深度。文献回顾显示既有BIM成熟度模型偏重组织能力或通用采纳，施工阶段专项研究匮乏，且评价方法割裂。本研究贡献在于构建四维度指标体系、整合灰色关联分析-AHP-CRITIC-云模型工作流、通过C项目实证诊断薄弱点。
2. 2.
   Research Framework and Methodology 研究框架与方法论
   研究人员定义施工阶段BIM应用成熟度为项目在施工过程中系统应用BIM支持管理、协同与交付的程度，非仅工具使用。建立五级成熟度结构：初始级(Initial Level)、认知级(Cognitive Level)、复用级(Reuse Level)、集成级(Integration Level)、优化级(Optimisation Level)。基于平衡计分卡构建含4个一级维度、14个二级指标、38个三级指标的体系。灰色关联分析基于81份有效问卷剔除关联度低于0.6指标。AHP-CRITIC在同父指标下组合赋权，云模型将成熟度区间[0,20)、[20,40)、[40,60)、[60,80)、[80,100]映射为标准云数字特征Ex, En, He。
3. 3.
   Case Study 案例研究
   3.1. Project Overview 项目概况
   C项目位于陕西西咸新区，总建筑面积82337 m²，采用BIM 5D与智慧工地决策系统，集成生产、质量、安全等管理，具备丰富BIM应用场景。
   3.2. Identification of the Comprehensive Evaluation Cloud and First-Level Dimension Clouds 综合评价云与一级维度云识别
   基于10位专家评分与组合权重，计算得C项目综合评价云数字特征C=(71.819, 6.537, 2.042)。期望Ex=71.819落于[60,80)区间，判定为集成级(Integration Level)。四维云特征分别为财务与成本效益(71.957, 6.949, 2.150)、客户与交付价值(76.688, 6.759, 2.066)、内部流程与效率(69.519, 6.192, 2.164)、学习与创新能力(68.154, 6.179, 1.639)，均属集成级，其中客户与交付价值最高，学习与创新最低。
   3.3. Overall Maturity Evaluation Results 整体成熟度评价结果
   C项目BIM应用已超越孤立模型使用，向多场景集成发展，建立了涵盖协同、模拟、进度、质安管理的系统化框架。
   3.4. Recommendations for Improving the Maturity of BIM Application 改进建议
   针对学习与创新维度薄弱，建议完善人才培养与知识库建设，探索BIM与物联网(Internet of Things)、人工智能(Artificial Intelligence)、数字孪生(Digital Twins)集成，建立“评估—改进—再评估”闭环。
4. 4.
   Discussion and Maturity-Oriented Improvement Pathways 讨论与成熟度导向改进路径
   讨论部分指出C项目集成级结果符合成熟度阶段性逻辑，维度差异显示交付价值强而知识积累弱，与Tennakoon等关于组织学习的研究一致。云模型Ex, En, He表征了中心趋势与模糊性，71.819虽属集成级但含离散度，非绝对边界。改进路径围绕战略组织支持、项目实施与流程协同、技术集成与平台支持、持续改进与知识转移四方展开，形成“评估—改进—实施—反馈”循环。

结论部分翻译：随着建筑业数字化转型推进，建筑项目施工阶段BIM应用水平差异显著，系统识别与评价成为关键。研究人员界定施工阶段BIM应用成熟度为技术运用、管理集成、价值实现与持续改进的综合水平，建立五级分类；基于平衡计分卡初构指标并经灰色关联分析优化；采用AHP-CRITIC赋权与云模型实现定量化评价；实证C项目综合云C=(71.819, 6.537, 2.042)，Ex=71.819属集成级(Integration Level)，四维均属集成级，客户与交付价值最高，学习与创新最低。研究价值在于聚焦施工阶段增强实践对齐，建立灰色关联分析—AHP-CRITIC—云模型集成框架，识别C项目等级与薄弱点并提出路径。局限在于单案例普适性待验、专家判断成分及改进路径需多项目比较深化。

论文发表于《Buildings》。

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