基于ISM的裝配式建筑進度影響因素的研究

王錦洲 黃歌

摘要：隨著裝配式建筑技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的建設模式很難及時有效地解決建筑裝配化、結(jié)構(gòu)化問題。文章梳理出進度影響關(guān)鍵因素，運用解析結(jié)構(gòu)模型（ISM）分析各因素之間的相互關(guān)系，通過區(qū)域和層級劃分來建立結(jié)構(gòu)模型，針對模型分階段提出合理性應對建議，為我國裝配式建筑的發(fā)展提供參考依據(jù)。

Abstract： With the development of fabricated building technology， the traditional construction mode is difficult to solve the problems of building assembly and structure in a timely and effective manner. The article sorts out the key factors affecting the progress， analyzes the relationship between various factors by using the Interpretive Structural Modeling（ISM）， establishes the structural model through regional and hierarchical division， and proposes rational response suggestions for the model in stages， which provides a reference for the the development of the project.

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;進度;解析結(jié)構(gòu)模型

Key words： fabricated building;construction progress;Interpretive Structural Modeling

中圖分類號：TU722 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）30-0103-03

0 ?引言

2016年3月，中共中央國務院在《關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設管理工作的若干意見》（中發(fā)[2016]6號）文件中，首次提出“發(fā)展新型建造方式，大力發(fā)展裝配式建筑”，并指出力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%。此后出臺一系列政策，對裝配式建設規(guī)模、標準規(guī)范、發(fā)展目標等提出了具體可行的要求。

裝配式建筑是指用預制的構(gòu)件在工地裝配而成的建筑。相比較傳統(tǒng)建筑模式，裝配式建筑在質(zhì)量合格、節(jié)能環(huán)保、縮短工期、生產(chǎn)標準、節(jié)省人力、操作可控等方面更具優(yōu)勢。如今信息化技術(shù)與裝配式建筑有機結(jié)合，裝配式建筑的管理組織更精確簡單，煥發(fā)出新的生機。

1 ?裝配式建筑進度管理研究的必要性及其因素識別

2018年全國建筑業(yè)總產(chǎn)值235086億元，同比增長9.9%，其中全國建筑業(yè)房屋裝配式房屋建筑施工面積140.9億平方米，同比增長6.9%。工業(yè)化已成為建筑的發(fā)展方向，加強裝配式建筑的研究具有重要意義，重點包括進度管理優(yōu)化，研究影響進度計劃因素，使得合理有序地使資源與時間進度契合，降低時間成本，優(yōu)化資源配置，提高經(jīng)濟效率。一方面，裝配式建筑的一大優(yōu)勢是建設速度快，從構(gòu)件制作到后期拼接，大部分可以實現(xiàn)機械化作業(yè)，大量節(jié)省資源，從而縮短項目工期。但我國裝配式建筑仍處于發(fā)展階段，傳統(tǒng)管理模式向新型工業(yè)化管理模式轉(zhuǎn)型存在諸多問題，制約了裝配式建筑的發(fā)展。

另一方面，裝配式施工階段可以劃分為設計準備階段、生產(chǎn)運輸階段、施工安裝階段，除此之外還有外界制約因素，導致裝配式工業(yè)化優(yōu)勢未能充分發(fā)揮。各階段諸多影響因素并不是孤立存在的，它們之間往往存在錯綜復雜的關(guān)系。通過解析結(jié)構(gòu)模型可以進一步精確描述這種層級關(guān)系，理清相互聯(lián)系。

為了較為實際和全面分析問題，筆者通過文獻綜述法梳理出了進度影響關(guān)鍵因素：手續(xù)辦理、合同審批繁瑣，政策波動影響S1;施工資金緊張S2;施工設計方案不完整，設計變更頻繁S3;施工環(huán)境變化（自然環(huán)境和社會環(huán)境），突發(fā)事件影響S4;構(gòu)建設計不標準、生產(chǎn)不及時、運輸不合理S5;施工組織不協(xié)調(diào)（機械調(diào)度協(xié)調(diào)不科學、原料場地堆放不恰當）S6;缺乏技術(shù)支持，施工人員技術(shù)不達標S7。

2 ?基于解析結(jié)構(gòu)模型的進度影響因素關(guān)系分析

美國學者John N.Warfield于20世紀70年代初創(chuàng)立了一種研究復雜系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系的方法——解析結(jié)構(gòu)模型（Interpretive Structural Modeling，ISM），從理論、概念上通過恰當?shù)倪\算把系統(tǒng)中各因素之間的復雜關(guān)系有效地構(gòu)成一幅多級遞階有向圖或網(wǎng)絡圖。

2.1 研究因素相互關(guān)系，建立鄰接矩陣

系統(tǒng)各因素之間通常存在直接關(guān)系或不存在直接關(guān)系，且這種關(guān)系具有方向性，一個具有n個因素的系統(tǒng)S={S1，S2，…，Sn}可用一n階二元矩陣表示。任意比較系統(tǒng)中兩個因素Si和Sj，如果Si對Sj有關(guān)系則？琢ij=1（i≠j），否則？琢ij=0（i≠j）。依據(jù)上述進度關(guān)鍵影響因素進行分析，得出各因素鄰接矩陣A。

2.2 根據(jù)鄰接矩陣計算可達性矩陣

一個元素能否通過若干個中間元素影響到另一個元素，稱為可達性問題，并用可達矩陣來描述有向連接圖各個節(jié)點之間經(jīng)過一定長度通路后可到達的程度。鄰接陣A加上單位陣I后得到矩陣I∪A，經(jīng)由布爾運算直到滿足。經(jīng)計算，K=2，可達性矩陣R為

2.3 對系統(tǒng)因素進行區(qū)域劃分和級別劃分

在進行區(qū)域劃分和級別劃分前需要找出可達集R（Si）和先行集A（Si），其中，可達集A（Si）是因素Si所對應的行中，滿足？琢ij=1的列因素組成的集合，先行集A（Si）是因素Si所對應的列中，滿足？琢ij=1的行因素組成的集合。

區(qū)域劃分是把系統(tǒng)因素集合中各因素按可達性矩陣R劃分為若干個分離的區(qū)域，使任何區(qū)域的所有因素與其他區(qū)域的單元沒有關(guān)聯(lián)或聯(lián)系?？蛇_集R（Si）和先行集A（Si）的交集稱為共同集合T={Sj|Sj∈S，R（Si）∩A（Si）=A（Si）}，如果共同集合T中任何兩個因素Si和Sj滿足R（Si）∩R（Sj）=？準，則稱因素Si和Sj不屬于同一區(qū)域。顯然，上述因素相互影響，共屬同一區(qū)域，即只有一個獨立區(qū)域。

級別劃分是把系統(tǒng)因素集合中各因素按可達性矩陣R劃分為若干層次，首先要找出頂級因素集合H={Sj|Sj∈S，R（Si）∩A（Si）=A（Si）}，然后從系統(tǒng)因素中去掉相應因素并劃掉對應的行和列，再從剩下的因素中找到新的頂級因素，以此類推，最后根據(jù)級別從高到低重新排列可達性矩陣得到下三角塊矩陣。第一集因素分析如表1。

由表1可知一級因素是S5，S6，S7;剔除一級因素后繼續(xù)上述步驟，得到二級因素S2，S3，S4;三級因素為S1。根據(jù)層級關(guān)系再次排列可達矩陣，得到標準形式R1。

2.4 對進度影響因素系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖進行分析

根據(jù)標準形式R1繪制影響因素層次結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

可以看出，淺層因素為施工方、生產(chǎn)方、運輸方等出現(xiàn)的工作不協(xié)調(diào)、技術(shù)不到位等問題，同時設計方的前期準備方案不完善，客觀因素的存在也制約著施工進度，深層因素為政府和社會創(chuàng)造的環(huán)境，行政及科研機構(gòu)、相關(guān)企業(yè)應該為裝配式建筑給予支持，加快建立產(chǎn)業(yè)體系，減弱上層因素的影響程度。

社會大環(huán)境可以為裝配式建筑提供不同的主導環(huán)境，部分行政機關(guān)工作效率較低、繁瑣的合同手續(xù)、沒有統(tǒng)一的標準規(guī)范成為了宏觀影響因素，大背景下裝配式產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)配合不協(xié)調(diào)、溝通不有效的問題自然是難以避免，最后集中體現(xiàn)在施工環(huán)節(jié)的各種阻礙。

3 ?針對裝配式建筑發(fā)展中進度影響因素的應對建議

3.1 設計準備階段

①國家應營造更為便捷的環(huán)境，減少手續(xù)辦理、合同審批的繁瑣程序，進一步加大產(chǎn)業(yè)扶持力度。在健全裝配式建筑體系的過程中，具體可行的審核制度完善的同時不應該增加裝配式建設的審批難度，行政機構(gòu)、金融機構(gòu)應該加大鼓勵力度，推行優(yōu)惠政策，解決貸款方面的難題，緩解企業(yè)資金鏈壓力，提供更寬松友好的社會環(huán)境。

②注重產(chǎn)業(yè)協(xié)同化發(fā)展，穩(wěn)步建成產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)體系。裝配式發(fā)展離不開政府機構(gòu)、房地產(chǎn)開發(fā)商、設計單位、構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)、運輸公司、施工單位、裝修單位、售樓單位等的共同努力，行業(yè)發(fā)展初期產(chǎn)業(yè)鏈主體之間信息共享和協(xié)同工作程度較低，制約著生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。加強相關(guān)產(chǎn)業(yè)有效協(xié)調(diào)配合程度，保證各節(jié)點單位溝通有效，銜接有序，有利于行業(yè)生產(chǎn)力持續(xù)提升。

③完善編制施工設計方案，提早做好突發(fā)事件的應對措施。在前期準備中，要考慮到施工環(huán)境形勢可能的變化，主要包括自然環(huán)境因素（地質(zhì)條件、水文氣象條件、無法預測的自然災害等）、社會環(huán)境因素（水電供應、交通管制、政府的停工令、周邊居民的投訴等）的改變以及安全保障不得當出現(xiàn)事故對工程進度的影響，使負面影響最小化。

④推廣技術(shù)應用，實現(xiàn)對項目的全壽命周期管理。主要體現(xiàn)在建筑信息模型技術(shù)（Building Information Modeling，BIM），它覆蓋了設計團隊、施工單位、設施運營部門和業(yè)主等參與方，同時貫穿了設計準備階段、生產(chǎn)運輸階段、施工安裝階段、運行維護階段直至建筑全壽命周期的終結(jié)。利用BIM三維模型+技術(shù)模型實現(xiàn)4D進度模型，實時反饋控制影響因素，直觀精確反映施工進度情況，縮短工期。BIM施工進度模擬，對優(yōu)化資源配置、合理組織安排工序等提供了便利，基于此決策者易于選擇最優(yōu)施工方案。

3.2 生產(chǎn)運輸階段

①健全標準化產(chǎn)業(yè)體系。目前，我國對構(gòu)件標準化方面仍存在不足，構(gòu)件信息庫還未完全建立，無法實現(xiàn)部件通用。標準化產(chǎn)業(yè)體系對預制構(gòu)件模數(shù)、工藝流程、圖紙等詳細說明進行規(guī)范解釋，既保證了構(gòu)件的質(zhì)量，又提高了生產(chǎn)效率。

②提升物流組織管理水平，建立健全安全高效的配送倉儲體系。根據(jù)實際情況選擇最優(yōu)運輸方案、起重機械和車輛，并根據(jù)重量尺寸設計通用性較強的運輸架，保證構(gòu)件滿足運輸要求，配送過程中要時刻注意交通情況，避免出現(xiàn)安全事故?，F(xiàn)階段國內(nèi)部分裝配式企業(yè)的運輸方式和車輛等已不能滿足裝配式運輸發(fā)展的需要，容易耽誤工期，造成經(jīng)濟損失，但存儲運輸一體化方式逐步普及，可以減少中途損失。

③對構(gòu)件實施精細化管理，全方位涵蓋構(gòu)件生產(chǎn)運輸、倉儲保管、拼接安裝、運營維護全過程。其中被應用最廣的是無線射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID），它是一種利用電子標簽進行無線電信號識別的通信技術(shù)。構(gòu)件的電子標簽類似于個人身份證，記錄著構(gòu)件生產(chǎn)加工、運輸出廠、儲存養(yǎng)護等信息，用RFID讀寫器寫入構(gòu)件信息，利用GPS對構(gòu)件進行追蹤定位，實現(xiàn)對構(gòu)件的實時監(jiān)控，構(gòu)件實時信息被共享，各施工結(jié)點單位可以根據(jù)實際情況調(diào)整進度計劃，有利于供應鏈的高效運作。

3.3 施工安裝階段

①提升管理層的組織協(xié)調(diào)能力，掌握創(chuàng)新裝配式產(chǎn)業(yè)化運營模式，優(yōu)化施工進度網(wǎng)絡計劃圖?，F(xiàn)場施工工序繁瑣，工序交叉銜接復雜，管理層需要保證人材機一體充分合理運轉(zhuǎn)，盡量減少班組人員跟進不及時、預制構(gòu)件協(xié)商供應不及時、塔吊利用調(diào)度不合理、構(gòu)件堆場不科學等問題，不斷探索學習典型案例和先進施工經(jīng)驗，做到成果共享，以點帶面形成自己的核心團隊，實現(xiàn)長久運營。