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附录A 中文译文

利用科学计量分析法绘制建筑信息建模(BIM)的管理领域

摘要：

建筑信息模型(BIM)的成功采用导致后续需要改进管理实践和利益相关者的关系。以往的研究试图探索非技术问题的解决方案;然而，对非技术领域的细节，即BIM (MA-BIM)的管理领域，似乎缺乏系统和定量的审查。因此，在MA-BIM中，我们使用科学计量学方法构建知识地图，从而使文献计量数据从整体上提供一个客观、准确的视角。通过对2007 - 2015年发表的126篇相关论文的关键词和摘要术语分析，基于五个主要研究领域，提出集成的概念框架，总结MA-BIM的现状和未来发展方向。该研究显示了MA-BIM从单一的方法到广泛的组织战略的转变。它提供了新的见解，管理BIM项目通过参考准确的表现和分析以前的研究努力。

关键词：建设项目管理；建筑信息模型(BIM)；科学计量学；文献分析

1. 引言

建设项目，特别是大型项目，正变得非常复杂和难以管理(Bryde等人， 2013)。为应对日益复杂和困难的项目管理，BIM得到了快速的发展和广泛的应用。BIM在不同类型的建设项目中的好处是多方面的，并被相关利益相关者普遍认可(Eastman等人，2011；Gu和伦敦，2010)。尽管其具有巨大的技术优势和价值潜力，但事实仍是，BIM在世界范围内的使用仍远远低于其能力，许多建筑项目甚至不考虑BIM (Cao等人，2014)。Barlish和Sullivan(2012)认为BIM产生的投资回报(ROI)可能因项目而异。Oakley(2012)揭示了几个建筑项目使用BIM对项目绩效的最小影响。虽然BIM的技术层面在建筑行业中已经相当成熟，但是BIM (MA-BIM) 的管理领域仍然有局限性。

对于一个建筑项目来说，BIM不仅仅是一个软件。而获得BIM所承诺的项目利益似乎取决于管理变革，而不是技术问题。最近的一个例子是上海中心大厦，其中BIM实施的关键挑战不是技术方面，而是8个BIM团队之间的协调，这些团队成员有着不同的职业背景和不同的兴趣方向。在参与的各方中，上海建设集团是总承包商和拥有4%份额的项目(上海中心，2015年)业主之一。IPD-ish伙伴关系(El Asmar等人，2013)极大地促进了上海中心大厦承包商在前期规划和设计阶段的参与。在这方面，非技术性的挑战需要对MA-BIM的研究进行全行业的需求。Volk等人(2014)从“广义”的角度对BIM进行了全面的回顾，其中包括贯穿项目整个生命周期的功能、信息、技术和组织/法律问题。根据Volk等人(2014)的说法，组织/法律问题是MA-BIM需要改善的项目绩效。

基于这些原因，MA-BIM的建议如下:

协调和管理整体项目信息、流程和调整项目政策的组织和法律策略，以提高BIM的采用和实施水平。

文献综述被认为是深入了解研究领域的一种权宜之计。通过对现有研究的系统检查，可以确定最先进的进展和趋势，以激励未来的研究。尽管批评性审查很重要，但几乎没有关于MA-BIM的工作进行。因此，本研究对2007 - 2015年发表的MA-BIM论文进行科学计量分析。与以往的研究不同的是，本研究没有对MA-BIM的具体来源进行区分，这使得数据能够提供一个高度准确的总体视角。

本研究的目的如下：(1)总结2007 - 2015年的MA-BIM研究；(2)从关键词共现网络角度全面了解bim的研究现状，并通过抽象术语聚类分析确定研究主题划分；(3)通过关键词突发检测识别该领域研究的突发趋势；(4)开发一个阐明未来研究路线图的MA-BIM框架。本文的其余部分结构如下。第2节阐述了本研究所采用的研究方法。第3节给出了关键词共现分析和突发检测的结果，第4节描述了抽象术语聚类分析的结果和结果。然后，第5节基于科学计量学分析发展并提出了MA-BIM概念框架。最后，第6节总结了本研究的发现。

2.研究方法

2.1论文检索

为了实现本研究的研究目标，我们确定了有MA-BIM出版物的学术期刊。通过Scopus和Web of Science (WoS)这两个数据库对该主题领域进行全面搜索，获得了出版物列表。WoS数据库覆盖了全球超过12000种高影响力期刊，包括开放获取期刊和超过150000个会议论文集(Thompson-Reuters, 2014)。Scopus包括超过21500份同行评审期刊、720万篇会议论文和超过6000万份记录(Elsevier，2016)。这两个数据库的资源整合被认为足以证明关于MA-BIM整体发展的广泛结论。

鉴于每一篇相关文章的检索难度，往往需要划定研究边界(Chen等人， 2015)。每篇论文的要点应根据其研究目标、方法和主要贡献来确定。在目前的研究中，在对管理领域的BIM文献进行界定的过程中，提出了三个标准。图1为本研究框架。

首先，仅在同行评议的英文期刊上的论文被纳入评审，考虑到它们在BIM研究中的影响位置在SCImago期刊排名和H-index。剔除书评、社论和会议论文，以便所有检索到的论文在研究目的和方法方面使用相同的分析结构进行筛选(Mok等人，2015)。

其次，这些论文的主题仅限于BIM采用和实施中的管理问题，而不是BIM的技术发展。从摘要出发，根据研究目的和方法确定每篇论文的选题。初步排除了那些旨在提供BIM技术解决方案，而没有参考项目策略提高BIM采用水平或实施过程的论文。同时，从研究方法上也可以确定每一篇论文的主题。值得注意的是，访谈和问卷通常被用作调查BIM管理问题的主要手段。相比之下，技术集成和系统开发实质上是为了解决BIM的技术问题。

第三，排除了描述BIM功能和应用的功能问题、描述行业基础类(IFC)和模型视图定义(MVD)的信息问题，以及描述数据捕获、数据处理、对象识别和建模的技术问题。在从摘要中确定了研究目的和方法后，还需要对每篇论文的主要内容进行深入的了解。例如，如果一篇论文的主体讨论了BIM插件开发的整个过程，但与组织/法律问题几乎没有关系，就被筛选掉了。为了减少目标论文选择过程中可能出现的偏差，每篇论文都由不同的作者进行筛选，以确定适合本研究的内容。

本研究的搜索规则为(“BIM”或“建筑信息模型”或“建筑信息模型”或“建筑信息模型”或“虚拟设计与施工”或“VDC”或“竣工模型”或“虚拟模型”)和(“管理”或“管理”或“管理”或“管理”)。为避免目标论文的遗漏，论文检索时间设置为“全年”(截止2015年8月18日)。根据第一个标准，共检索了308篇期刊论文。这些期刊至少发表了一篇符合第一标准的论文，并被建筑管理研究人员高度排名。尽管有严格的搜索规则，但一些检索到的出版物似乎不那么相关。根据第二和第三项标准，筛选过程后确定了126篇论文供进一步分析。关于“论文选择”列表的第一个研究是Fox和Hietanen(2007)，他们对BIM在芬兰跨组织使用的潜力进行了调查，包括自动化、信息化和转型效应。因此，在CiteSpace中设置了2007 - 2015年的后续分析流程。

图1：本研究的研究框架，资料来源:Mok等人(2015)

2.2科学计量分析

由于与MA-BIM相关的研究课题范围广泛，通过手工文献分析来表征整个领域的前景不大。而手工审查，虽然富有洞察力，但在主观解释方面容易有偏见和局限性(Yalcinkaya和Singh, 2015)。因此，本研究采用科学计量学技术(一种知识领域可视化或制图的研究方法)对MA-BIM进行了整体分析(Pollack and Adler, 2015)。这是一种将文献计量学应用于已发表文献的定量方法；它用于绘制基于大规模学术数据集的众多学科的结构演变(Bouml;rner等人，2003)。通过网络建模和可视化，科学计量学研究旨在分析一个知识领域的智力景观，并感知研究人员一直试图回答的问题，以及他们为实现目标而开发的方法(Chen, 2006)。整个可视化的MA-BIM提供了一种得到该领域研究模式的方法和趋势。

MA-BIM文献为这一领域的发展提供了切实的证据，从而可以得出一些有影响力的研究结论，这些研究推动了BIM的采用、实施和后评估，以及这些工作体现在管理领域。MA-BIM领域的规模和范围已经扩大，大大超出了人工和智能分析的范围。进行快速有效分析所需的技术属于领域可视化工具包，如CiteSpace、Science of Science (Sci2 Tool)和BibExcel (Chen等人， 2011)。在这项定量解释研究中，CiteSpace软件用于网络分析和可视化，基于作者用来描述其出版物的术语。

关键词和摘要被认为是对研究内容的清晰而简明的描述，这就需要使用诸如分析单元等术语来识别影响MA-BIM领域结构的突出分组。本研究对MA-BIM文献进行关键词和抽象词分析，尽可能保留作者的意见。通过关键词共现分析、关键词突发检测、抽象术语聚类分析，揭示了MA-BIM领域的研究模式和趋势。

首先，关键词共现分析对MA-BIM领域进行聚合表示，关键词共现网络指标为后续的聚类分析提供依据。其次，关键词突发检测可以进一步了解关键词之间的显著性随时间的相对变化，从而识别MA-BIM的研究趋势，而关键词共现分析仅仅是对领域整体的静态描述。抽象术语聚类分析详细阐述了MA-BIM领域的研究模式;并确定了与每个主要领域相关的各种具体研究主题，为建立MA-BIM概念框架奠定了基础。

3.关键词的共现分析和突发检测

选取126篇MA-BIM论文进行关键词分析。文中提到了四个常见的关键词，即“建筑信息模型”的四种组合。这些关键词被定义为领域停止词，因为它们在分析领域中占了很高的比例(Hu and Zhang,2015)。因为它们没有为本研究增加价值，这四个停止词被排除，也没有影响关键词共现网络的聚类准确率。此外，并不是所有作者提供的关键词都被确定为标准化；将“多信息技术”改为“信息技术”，将“多建设项目”改为“建设项目”等。波尔纳(2010)在科学计量学研究中，80%的精力花在数据获取和预处理上。在数据采集和预处理之后，进行关键词共现分析、关键词突发检测和抽象术语聚类分析。

利用CiteSpace进行关键词共现网络分析。整个网络的特点随着时间推移，MA-BIM的发展显示了这个领域最重要的足迹。网络中的节点代表单个关键词，用于概括每篇文章的本质。连接节点的边为共现链接，即在同一篇文章中同时使用两个不同的关键词。

关键词共现网络的总体特征，特别是，模块化Q和平均剪影得分是决定网络整体结构属性的两个重要指标。值得注意的是，模块化Q值为0.8115相对较高(Q N 0.3)，这表明网络被合理地划分为松散耦合的集群(Newman，2006)。平均剪影得分为0.9372 (N0.7)，表明这些聚类的同质性也相对较高，说明网络聚类是高效可靠的(Kaufman and Rousseeuw，2009)。研究结果为后续工作中保证数据集的有用性和可靠性提供了依据。

关键词共现网络整体如图2所示。节点大小表示一个关键字出现的频率，而边缘权重表示两个关键字联合使用的频率。这些线条的颜色是为了显示第一次在不同的关键字之间建立连接。颜色编码阐明了网络的哪些部分是旧的，哪些是新的。图2中蓝色代表2007年首次连接的关键词，橙色代表2015年的关键词连接。从冷色调到暖色调的色彩转换代表了从过去到现在的时间跨度。

本研究在CiteSpace中的时间跨度为2007 - 2015年，这与数据集的大小有关(Chen, 2014)。通过对“所有年份”内的WoS和Scopus进行检索，以及2.1节中介绍的划界过程，确定了本研究2007 - 2015年发表的126篇论文的数据集，并将其视为近期工作。BIM的概念可以追溯到20世纪70年代中期Eastman提出的“建筑描述系统”(Eastman, 1976)。我们承认，126篇确定的论文并不包括迄今为止对MA-BIM研究做出贡献的所有出版物。然而，入选的16种期刊包括与MA-BIM相关的最突出的出版物。共有126份确认文件被认为足以代表整个过去十年的最新发展。

图3突出显示了最常见的关键词。其中“信息技术”使用频率最高，代表了BIM的物理属性。作为近十年来信息技术的一个重大转变，BIM，它是指建筑的建模活动和数字和虚拟模型，触发了项目管理范式的转变(Succar, 2009)。其他与“信息技术”相关的关键词还包括“信息系统”和“信息管理”。关键词“教育”、“工程教育”和“采用”的接近程度与这些主题之间的关联的期望一致。Hartmann和Fischer(2008)总结说，需要“深远的教育和培训计划”来实现BIM的广泛采用。同样，根据其他关键词的位置得出相关结论也是可能的。例如，“集成”、“协调”、“精益建设”分布在图3的左下方。精益施工和BIM是相对不同的项目，但又是彼此不可分割的一部分。这两个计划之间的集成和协调可以最大化，以改进项目过程，超出这些过程可以通过这些范例中的任何一个来改进的程度(Sacks等人，2010)。一方面，处于精益之旅的建设项目依赖于BIM来提高精益成果。另一方面，由于BIM的实现而导致的业务流程的变化极大地促进了项目的精益化。从布局上看，与设计和施工相关的问题似乎与“信息技术”高度相关，而与运营和维护相关的问题却缺乏。

图2：2007-2015年关键词共现网络 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

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