基于Dematel模型裝配式建筑造價影響因素分析

劉凱， 丁曉欣*， 丁奧， 路文達， 崔超峰， 張袁夢

(1.吉林建筑大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院， 吉林 長春 130118；2.吉林省綠色建造與管理研究中心， 吉林 長春 130114；3.山東科技大學(xué) 測繪科學(xué)與工程學(xué)院， 山東 青島 266500)

隨著我國建筑行業(yè)發(fā)展形式發(fā)生轉(zhuǎn)變，各地區(qū)大力推進裝配式建筑示范城市建設(shè)，利用BIM技術(shù)打造現(xiàn)代化住宅裝配式建筑PC產(chǎn)業(yè)基地[1]。裝配式建筑主要是通過預(yù)制構(gòu)件進行構(gòu)建拆分，預(yù)制廠家批量生產(chǎn)運輸以及吊裝[2-3]，施工現(xiàn)場安裝以及后期運營維護等環(huán)節(jié)完成建造過程，這就存在造價管理的獨特性。從全球裝配式建筑發(fā)展情況來看，采用裝配式建筑的主要目的是因為成本低，多數(shù)國家和地區(qū)對于保障性住房、廉租房的建設(shè)采用裝配式建筑也正是因為如此。但是在我國，相比較現(xiàn)澆混凝土建筑，裝配式現(xiàn)澆混凝土建筑的成本普遍要高5%～10%，甚至部分地區(qū)的裝配式建筑項目成本更高出了30%[4]。傳統(tǒng)的造價管理主要是針對施工建造階段的建筑安裝工程費分析，單方面的進行工程計價與工程管理，不能作為建筑工程造價管理的全部內(nèi)容，應(yīng)歸屬于工程造價管理的一部分[5-6]。它根據(jù)現(xiàn)代全生命周期造價管理理論，針對建設(shè)項目各個階段工程造價的特點，確立工程造價影響因素，提出改進措施，實現(xiàn)為工程項目增值的核心目的。

國內(nèi)裝配式建筑項目開展勢頭很好，但目前仍處于試點探索階段，對于裝配式建筑的造價管理中還存在一些不確定因素，需要不斷地總結(jié)完善，以使得裝配式建筑規(guī)?；?、標準化地穩(wěn)步發(fā)展。李盼等[7]通過對預(yù)制裝配式建筑和傳統(tǒng)建筑比較,分析裝配式建筑在工期、質(zhì)量、環(huán)境等方面的優(yōu)勢,根據(jù)預(yù)制裝配式建筑施工流程，確立施工模式、施工技術(shù)對裝配式建筑造價的影響,并提出裝配式建筑降低造價的方法、措施。鄭艷[8]從設(shè)計規(guī)劃入手,主要針對構(gòu)件生產(chǎn)、施工建設(shè)進行系統(tǒng)化的分析,并根據(jù)各個階段對造價影響的特點給出系統(tǒng)性對策。張蕾[9]著重分析裝配式構(gòu)件的工廠生產(chǎn)對裝配式建筑造價的影響，依據(jù)構(gòu)件的生產(chǎn)方式不同為裝配式建筑發(fā)展中的成本節(jié)約提供了參考。朱發(fā)通[10]主要針對裝配式建筑在施工建造階段造價影響因素，利用層次分析法對建筑預(yù)制混凝土構(gòu)件的行業(yè)成熟度進行分析,并對裝配式建筑的實施技術(shù)、建造制度、參建主體、項目環(huán)境等方面提供相應(yīng)的措施。賈宏俊等[11]對比分析裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式成本管理的差異,利用AHP法研究裝配式建筑成本的影響因素,并從企業(yè)角度分階段給出對策建議。

綜上所述，上述學(xué)者主要是針對裝配式建筑施工建造階段的造價影響角度出發(fā)，沒有考慮到裝配式建筑全生命周期造價管理[12]的本質(zhì)性要求，缺少對于裝配式建筑造價影響因素分析的全局性、整體性以及系統(tǒng)性。為此，本文依據(jù)現(xiàn)代項目管理全生命周期理論[13]，建立以裝配式建筑全生命周期造價影響因素分析，探究裝配式建筑工程造價影響因素，尋求改進措施和辦法，以便減少造價影響因素造成的負面效果，借此全方面地提升項目效益。

1 全生命周期造價管理

全生命周期[14]是指對象自研究開發(fā)階段開始，經(jīng)歷隨后的設(shè)計、建造、使用直至報廢為止的整個時期。美國項目管理學(xué)會(PMI)對其定義為：為使項目處于合理可控范圍之內(nèi)，通過合理、科學(xué)的手段將項目劃分為一系列階段；分別完成各階段的任務(wù)，將各個階段組建在一起就是工程項目的全生命周期[14]。英國皇家特許測量師協(xié)會(RICS)認為：整個項目的設(shè)計建造、運維使用以及最終清理作為全生命周期[15]?？蛇M一步劃分為更詳細的階段，這些更為詳細的階段就組成了項目的全生命周期。在我國工程項目的全生命周期是對工程建設(shè)項目前期研究決策、項目實施、運營維護提供規(guī)劃、設(shè)計、建造、售后服務(wù)在內(nèi)工作的全部階段。

1.1 全生命周期工程造價管理的特點

全生命周期工程造價管理[15]的主要特點：一是以最小的工程總造價實現(xiàn)投資建設(shè)總價值,保證利益最大化；二是加強對運營和維護成本管理，綜合考慮整個項目的全生命周期造價管理各個階段的造價特點，雖然可能會增加前期投資，但從長遠的觀點看，整個生命周期內(nèi)總成本是降低的；三是能夠指導(dǎo)工程建設(shè)的決策者綜合考慮項目的建設(shè)造價和運營與維護成本,選擇最適宜的投資方案，主要強調(diào)的是前期決策管理和投資管理。為適應(yīng)現(xiàn)代項目管理發(fā)展的趨勢，尋求適合裝配式建筑項目的工程造價管理模式，則不能僅僅局限于建安工程費；還需要考慮到在裝配式建筑項目總投資及運營收益因素的影響。

1.2 全生命周期工程造價管理的構(gòu)成及分類

在進行全生命周期工程造價管理的過程中，對于準確把握在全生命周期內(nèi)各個階段成本的構(gòu)成有著舉足輕重的作用[16-17]。在全生命周期成本構(gòu)成圖中可以全方位把控各個階段的成本控制，在工程項目全生命周期內(nèi)各個階段成本構(gòu)成情況以及確定相互間的聯(lián)系。全生命周期成本構(gòu)成如圖1所示。

圖1 全生命周期成本構(gòu)成圖

根據(jù)工程項目全生命周期成本劃分的階段進行分類，通過對項目在投資決策階段、設(shè)計階段、招/投標階段、施工階段、竣工結(jié)算審計階段、運營維護及爆破拆除階段進行工程造價分析，可以確立工程項目全生命周期成本管理,如圖2所示。

在全生命周期成本管理中，依據(jù)各個階段成本對全生命周期成本的影響也存在較大的差異[18-19]。其中，決策和設(shè)計階段對工程項目全生命周期成本的影響如圖3所示。

圖2 全生命周期工程造價結(jié)算圖

圖3 決策和設(shè)計階段成本對全生命周期成本影響

2 裝配式建筑全生命周期造價影響因素模型建立

2.1 Dematel模型定義

Dematel模型(Decision Making Trail and Evaluation Laboratory)即“決策實驗和評價實驗法”[20]。主要是利用圖論、矩陣工具等方法探究影響因素對系統(tǒng)運行的影響，并可以得出主要影響因素及各個影響因素之間的關(guān)系的一種系統(tǒng)工程方法。通過Dematel模型對裝配式建筑項目工程造價管理各個階段存在的問題及成因進行探討，針對其在各個階段造價影響因素的特點,量化分析各造價影響因素間的關(guān)系，確定裝配式建筑工程造價管理中的中心度和原因度,以此判斷各造價影響因素之間的關(guān)系以及對工程造價影響的貢獻度。

2.2 Dematel模型運算步驟

在利用Dematel模型[21]對裝配式建筑造價影響因素分析時，主要步驟：

第一步，通過分析裝配式建筑全生命周期造價影響因素的形成與特點，對其進行定義和設(shè)定編號，例如將其定義為：A1、A2、…、An。

第二步，依據(jù)裝配式建筑項目實施的具體環(huán)境設(shè)置調(diào)查問卷，并邀請專家為裝配式建筑造價各影響因素進行打分，收集并整理專家打分結(jié)果；對各個影響因素之間的關(guān)聯(lián)度可以對其進行賦值。

第三步，通過專家打分結(jié)果確定各個影響因素之間的關(guān)聯(lián)度，以此確定影響矩陣Y，在影響矩陣中，根據(jù)影響因素的個數(shù)，可以得出n×n個直接影響矩陣，其數(shù)值表示各影響因素之間影響程度的大小。

第四步，為保證評價結(jié)果的準確性，需要對直接影響矩陣進行標準化處理，并確定各行元素的最大值。

第五步，根據(jù)公式T=Y×(E-Y)-1得出綜合影響矩陣T，其中E為單位矩陣。

第六步，在綜合影響矩陣T中每行元素之和為影響度，每列元素和為被影響度，每個元素的影響度與被影響度之和為該元素的中心度，每個元素的影響度與被影響度之差為原因度。

最后，通過對Dematel模型的原因因素和結(jié)果因素進行分析，得出各影響因素之間的關(guān)系，判斷對造價的貢獻程度，尋求相適宜的解決辦法。

2.3 基于Dematel模型裝配式建筑造價影響因素模型應(yīng)用

2.3.1 裝配式建筑造價影響因素指標體系的建立

根據(jù)裝配式建筑全生命周期各個階段造價管理的主要內(nèi)容，確立裝配式建筑全生命周期造價影響因素為目標層，各階段造價管理內(nèi)容為主要因素，對造價管理和控制產(chǎn)生影響的因素為子因素。根據(jù)各階段裝配式建筑造價影響因素的特點，邀請專家打分，對影響因素賦值的原則：0為沒有影響，1為因素之間的影響關(guān)系較弱，2為因素之間的影響關(guān)系較強，3為因素之間的影響關(guān)系很強。構(gòu)建影響矩陣如表1所示。

表1 裝配式建筑造價影響因素影響矩陣

2.3.2 裝配式建筑造價影響因素綜合影響矩陣

根據(jù)各行元素的最大值，對直接影響矩陣進行標準化處理后，并利用公式T=Y×(E-Y)-1得出綜合影響矩陣T。確定綜合影響矩陣T的流程如圖4所示。

圖4 綜合影響矩陣確定流程圖

2.3.3 裝配式建筑造價影響因素原因因素確定

在綜合影響矩陣中，每行元素之和為影響度，每列元素和為被影響度，每個元素的影響度與被影響度之和為該元素的中心度，每個元素的影響度與被影響度之差為原因度。當原因度大于0時，說明該原因因素自身變化小但對于結(jié)果因素影響較大；當原因度小于0時，說明該因素為結(jié)果因素，容易受到其他原因因素影響。其計算公式為

Di=Ai1+Ai2+Ai3+…+Aij，

(1)

Fi=A1i+A2i+A3i+…+Aji，

(2)

Mi=Di+Fi，

(3)

Ui=Di-Fi，

(4)

其中Di為影響度，綜合影響矩陣T中每行元素之和；Fi為被影響度,綜合影響矩陣T中每列元素之和；Mi為中心度，每個元素的影響度與被影響度之和；Ui為原因度，每個元素的影響度與被影響度之差。

3 實證分析

根據(jù)吉林省某集團裝配式科研樓項目為例，對其在建設(shè)過程中各個階段造價影響因素進行分類處理，收集材料、報表確定主要影響因素，建立影響因素指標體系見表2。

表2 影響因素指標體系表

通過在項目部與設(shè)計單位、監(jiān)理人員、現(xiàn)場施工技術(shù)員多方溝通，制定問卷調(diào)查，構(gòu)建影響矩陣。造價影響因素綜合影響關(guān)系度如表3所示。

表3 造價影響因素綜合影響關(guān)系度表

通過對Dematel模型分析可以得出各影響因素之間的關(guān)系，并繪制關(guān)于中心度Mi與原因度Ui坐標系，判斷對造價影響的貢獻程度，具體情況如圖5所示。從圖中可以很直觀得出裝配式建筑項目工程造價影響原因因素為：A2項目投融資、A10進度結(jié)算、A11二次裝修、A12設(shè)施維護等其他因素等。結(jié)果因素為：A4前期規(guī)劃、手續(xù)的完善,A14國家政策調(diào)整,A15市場價格變動等。

圖5 造價影響因素中心度與原因度

4 建議與結(jié)語

(1)重視投資決策。建設(shè)單位在前期決策時，根據(jù)技術(shù)科學(xué)、工程經(jīng)濟學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)等多重學(xué)科，判斷在經(jīng)濟上是否合理，財務(wù)上是否盈利；還需要對裝配式建筑各類風(fēng)險控制，對內(nèi)外部環(huán)境進行全面的評估，做出系統(tǒng)性策劃。

(2)注重設(shè)計質(zhì)量。建立的大數(shù)據(jù)工程管理庫可以快速地了解已完工程與目前設(shè)計的異同，縮短設(shè)計時間，節(jié)約成本。設(shè)計單位在設(shè)計過程中應(yīng)建立逆向思維，首先考慮各方利益最大化，設(shè)計質(zhì)量可靠且成本較低，接下來結(jié)構(gòu)方案技術(shù)可行，同時滿足各專業(yè)相關(guān)技術(shù)條件，最后設(shè)計相對完善的建筑方案。

(3)規(guī)范進度結(jié)算。項目施工收尾的順利與否與合同違約條款掛鉤，竣工結(jié)算的結(jié)果直接關(guān)系到項目盈虧，故該階段的成本控制是作為整個項目周期的收官工作，是對工程項目的整體考核，其意義重大。加強竣工驗收管理，在進行工程竣工驗收時，需要配備專業(yè)工作人員對工程竣工驗收工作、審核竣工工程量、完善工程尾款會簽等工作的處理。因此，需要加強竣工驗收工作的管理，形成規(guī)范的竣工驗收工作程序。

(4)裝配式建筑的發(fā)展是社會發(fā)展的客觀需求，也是可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，對于加快城市化進程、推進工業(yè)化建造具有重大的積極意義。在確保裝配式建筑在使用期間質(zhì)量目標、安全目標的前提下，以最低成本代價是運營維護及報廢階段造價管理的基準目標。在進入運營階段之前，承包商須積極配合發(fā)包商開展運營介入工作，包括現(xiàn)場辦公支持、技術(shù)支持、協(xié)調(diào)支持，并為開展運營介入工作提供一切必要的便利條件。

裝配式建筑的發(fā)展是建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型的客觀需求，也是住宅產(chǎn)業(yè)化可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。探究裝配式建筑工程造價影響因素，尋求改進措施和辦法，以便減少造價影響因素造成的負面效果，借此全方面地提升項目效益，增強企業(yè)的競爭能力。加強前期投資決策的正確性，雖然可能會增加前期投資，但從長遠的觀點看，整個生命周期內(nèi)總成本是降低的。通過確定裝配式建筑項目工程造價影響的原因因素和結(jié)果因素的主要原因，對于裝配式建筑項目工程造價管理能夠“對癥下藥”，為裝配式建筑項目工程造價管理水平的提高提供了切實可行的實施辦法，為我國裝配式建筑項目建設(shè)的工程項目的管理增添助力。