针对工程项目BIM应用能力的测评问题，借助德尔菲法确定影响指标要素集，利用主成分分析对25个指标要素进行降维处理。结合相关研究文献和实际工程，从项目目标维度对9个主成分变量进行整合，进而构建出包括5个一级指标和17个二级指标的BIM技术应用能力评价指标体系。通过COWA算子对指标赋权，建立基于灰色定权聚类分析法的BIM应用能力评价模型对工程项目进行测评，确定出各评价值与等级间的对应关系，识别出薄弱环节。将模型运用到青岛地铁X号线一期项目中，结果表明该项目BIM应用能力为较强等级，在信息管理和安全管理两方面的BIM应用力相对强，从而验证该模型具有可行性和有效性。