基于組合賦權(quán)-TOPSIS裝配式建筑施工階段進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

張彥奇 趙延龍

摘要：目前，我國(guó)裝配式建筑發(fā)展水平相對(duì)較低，在施工階段受到外界影響因素多，導(dǎo)致進(jìn)度延誤現(xiàn)象嚴(yán)重?，F(xiàn)采用實(shí)地調(diào)研和文獻(xiàn)分析篩選出25項(xiàng)裝配式建筑施工階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。用AHP-CRITIC法組合確定權(quán)重，既考慮到主觀權(quán)重人為因素太強(qiáng)，又考慮到客觀權(quán)重過(guò)于依賴樣本，最大限度的減少信息的損失，使賦權(quán)的結(jié)果盡可能的與實(shí)際結(jié)果接近，再結(jié)合TOPSIS評(píng)價(jià)模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出各待評(píng)價(jià)裝配式建筑與理想解的相對(duì)貼進(jìn)度。據(jù)此對(duì)待評(píng)價(jià)的裝配式建筑施工階段風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行排序， 并對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行討論分析。最后，以10個(gè)裝配式建筑項(xiàng)目為研究對(duì)象進(jìn)行實(shí)證分析，驗(yàn)證了所構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以及評(píng)價(jià)方法科學(xué)合理、評(píng)價(jià)結(jié)果客觀準(zhǔn)確，對(duì)今后的新建裝配式建筑進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)控制具有較好的參考價(jià)值。

Abstract： At present， the level of development of fabricated buildings in China is relatively low， and there are many external factors in the construction phase， resulting in serious delays in progress. The field research and literature analysis are used to screen out the risk assessment indicators of 25 prefabricated building construction stages and construct their risk evaluation index system. Using the AHP-CRITIC method to determine the weight， considering that the subjective weight is too strong， and considering that the objective weight is too dependent on the sample， the information loss is minimized， and the result of the empowerment is as close as possible to the actual result. The data is processed in combination with the TOPSIS evaluation model， and the relative progress of each assembled building and the ideal solution to be evaluated is calculated. According to this， the risk of the prefabricated construction stage of the evaluation is sorted， and the evaluation results are discussed and analyzed. Finally， the empirical analysis of 10 prefabricated construction projects is carried out， which verifies that the evaluation index system and evaluation method are scientific and reasonable， and the evaluation results are objective and accurate. It has a good reference value for the future risk control of new assembly buildings.

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;施工階段;AHP-CRITIC法;TOPSIS法;進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)

Key words： prefabricated building;construction stage;AHP-CRITIC method;TOPSIS method;schedule risk

中圖分類號(hào)：TU72? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）31-0050-04

1? 研究背景

裝配式建筑相較于傳統(tǒng)建筑具有節(jié)能環(huán)保、工期短、質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)[1]，目前，我國(guó)處于大力發(fā)展裝配式建筑的重要階段，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的裝配式建筑發(fā)展水平相對(duì)較低，裝配式建筑施工過(guò)程中的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)管理的能力和意識(shí)相對(duì)比較薄弱。如何對(duì)裝配式建筑施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別，分析與評(píng)價(jià)顯得至關(guān)重要。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)裝配式建筑進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)研究已有一些成果。陳建[2]利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)方法分析了由裝配式建筑項(xiàng)目的利益相關(guān)團(tuán)體所帶來(lái)的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)，并從52項(xiàng)進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)因素中確定了12項(xiàng)關(guān)鍵進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)，并用蒙特卡洛模擬對(duì)12項(xiàng)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了量化。陳念[3]首先對(duì)EPC模式下裝配式住宅項(xiàng)目進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別，并將其與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論相結(jié)合構(gòu)建了進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)理論網(wǎng)絡(luò)模型，運(yùn)用結(jié)構(gòu)方程對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了實(shí)證分析。Li，C. Z[4]針對(duì)香港的建筑業(yè)面臨嚴(yán)重的房屋生產(chǎn)問(wèn)題，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和離散事件模擬的混合建模技術(shù)，分析了預(yù)制房屋生產(chǎn)的六天周期組裝中的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)的相互關(guān)系。廖生雄[5]對(duì)水電EPC工程施工階段的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別，構(gòu)建了以人為、機(jī)械設(shè)備、環(huán)境、管理、以及其他因素為二級(jí)指標(biāo)的施工階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用可拓理論，建立了基于多級(jí)可拓評(píng)價(jià)方法的施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。王剛[6]以西安某小區(qū)實(shí)際工程案例為主，分析了八度抗震設(shè)防區(qū)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在施工生產(chǎn)過(guò)程中效率低、周期長(zhǎng)的問(wèn)題。

綜上，有關(guān)裝配式建筑進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)的研主要集中在對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)因子的相互關(guān)系上，對(duì)裝配式建筑的施工階段進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究較少。本文在參考相關(guān)文獻(xiàn)與實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，建立了裝配式建筑施工階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用AHP法確定主觀權(quán)重，用CRITIC法確定客觀權(quán)重，通過(guò)主客觀權(quán)重的綜合得到各指標(biāo)權(quán)重。通過(guò)TOPSIS模型計(jì)算十個(gè)裝配式建筑理想解間相對(duì)貼近度，劃分裝配式建筑進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，綜合評(píng)價(jià)十個(gè)裝配式建筑的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)。

2? 裝配式建筑施工階段進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

由于裝配式建筑施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)因素具有復(fù)雜性和不確定性，現(xiàn)通過(guò)實(shí)地調(diào)研及參考有關(guān)文獻(xiàn)[2-8]，確定了以人為因素、材料因素、機(jī)械設(shè)備因素、管理因素以及環(huán)境因素為主的5類因子的25個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)指標(biāo)分類，構(gòu)建出三級(jí)裝配式建筑施工階段進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。如表1所示。

3? 評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

3.1 AHP法

AHP法是一種定性和定量相結(jié)合的主觀賦權(quán)方法，為了確定指標(biāo)權(quán)重，它首先確定同一層次的指標(biāo)對(duì)上層指標(biāo)的影響程度，再根據(jù)對(duì)上層指標(biāo)的影響程度對(duì)同層各指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，根據(jù)1～9標(biāo)度法建立判斷矩陣，對(duì)判斷矩陣進(jìn)行求解，計(jì)算指標(biāo)的權(quán)重[9]。

3.2 CRITIC法

CRITIC法是由Diakoulaki最先提出的一種處理多指標(biāo)的客觀定權(quán)法。該方法通過(guò)指標(biāo)內(nèi)的變異性和指標(biāo)間的沖突性來(lái)綜合確定各指標(biāo)的客觀權(quán)重[10]。

假設(shè)待評(píng)價(jià)的裝配式建筑個(gè)數(shù)為m，評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)為n，aij表示第i個(gè)裝配式建筑的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的得分，得到待評(píng)價(jià)的裝配式建筑的評(píng)價(jià)得分矩陣A。

3.2.1 無(wú)量綱處理

為消除數(shù)據(jù)量綱影響，需對(duì)得分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱處理。

式中，eij為無(wú)量綱化后的數(shù)據(jù)，ajmax、ajmin分別表示第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的最大值和最小值。若為正指標(biāo)，用公式（1）計(jì)算，若為負(fù)指標(biāo)，用公式（2）計(jì)算。

3.2.2 計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)的變異性代表值標(biāo)準(zhǔn)差σj

3.2.3 計(jì)算各指標(biāo)見的相關(guān)系數(shù)rij

aix和ajx分別為在第i個(gè)指標(biāo)和第j個(gè)指標(biāo)下的第x個(gè)評(píng)估對(duì)象的歸一化值，ai和aj分別表示指標(biāo)i和j的均值。

3.2.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)的沖突性代表值Rij

3.2.5 計(jì)算Hj

3.2.6 計(jì)算權(quán)重wj

3.3 確定綜合權(quán)重

層次分析法和CRITIC這兩種方法都存在著信息的損失，采用組合賦權(quán)就是最大限度的減少信息的損失，使賦權(quán)的結(jié)果盡可能的與實(shí)際結(jié)果接近。本文引入主客觀偏好系數(shù)，采用線性加權(quán)將AHP法和CRITIC法相結(jié)合，組成了同時(shí)考慮主客觀因素的綜合賦權(quán)法。計(jì)算如下：

式中，W為綜合權(quán)重，W1為AHP法得到的主觀權(quán)重，W2為CRITIC法得到的客觀權(quán)重;α∈[0，1]，為主觀偏好系數(shù)，本文取0.5。

3.4 TOPSIS模型構(gòu)建

①矩陣A歸一化。首先對(duì)矩陣進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化矩陣Y。

②指標(biāo)權(quán)重確定。利用AHP法和CRITIC法組合確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重大小。

③指標(biāo)矩陣加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化。將各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重wj與歸一化矩陣Y相乘，得到加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)矩陣Z。

④計(jì)算待評(píng)價(jià)的裝配式建筑的正理想解Q+和負(fù)理想解Q-。

⑤計(jì)算待評(píng)價(jià)的裝配式建筑到正理想解和負(fù)理想解的歐式距離D

⑥計(jì)算各裝配式建筑與理想解的相對(duì)貼近度Ci。

4? 案例分析

本文選取了10個(gè)裝配式建筑作為實(shí)證評(píng)價(jià)對(duì)象，根據(jù)相關(guān)資料，邀請(qǐng)行業(yè)專家以及高校教授等組成專家小組，按照百分制分別從人為因素、材料因素、機(jī)械設(shè)備因素、管理因素、環(huán)境因素5個(gè)方面對(duì)10個(gè)裝配式建筑施工階段進(jìn)度評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，得到最終的打分結(jié)果如表2。

4.1 主觀權(quán)重計(jì)算

根據(jù)1～9標(biāo)度法咨詢裝配式建筑行業(yè)專家的意見，對(duì)5個(gè)二級(jí)指標(biāo)兩兩比較，構(gòu)建判斷矩陣如表3所示。

其中，Gij表示要素i與要素j相比的重要程度。

由表2可得主觀權(quán)重

4.2 CRITIC法計(jì)算客觀權(quán)重

①將表2評(píng)分結(jié)果按公式（1）進(jìn)行處理， 得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣O。

②單獨(dú)考慮每個(gè)指標(biāo)生成的向量， 計(jì)算各行向量Oi的標(biāo)準(zhǔn)差σi，得到標(biāo)準(zhǔn)差向量σj。

③計(jì)算指標(biāo)i與指標(biāo)j的線性相關(guān)系數(shù)rij，得到相關(guān)矩陣R。

④計(jì)算信息量。

⑤對(duì)C歸一化處理得

4.3 確定綜合權(quán)重

綜合權(quán)重如表4所示。

4.4 TOPSIS模型計(jì)算

由公式（8）得矩陣Y，矩陣Y加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化得矩陣Z：

裝配式建筑的正理想解Q+和負(fù)理想解Q-

裝配式建筑到正理想解和負(fù)理想解的歐式距離D和D

由公式計(jì)算各裝配式建筑與理想解的相對(duì)貼近度Ci。

按Ci對(duì)待評(píng)價(jià)裝配式建筑進(jìn)行排序。如表5所示。

正常評(píng)價(jià)下，Ci越大，越貼近正理想解的項(xiàng)目越好，但由于本文將TOPSIS法應(yīng)用到裝配式建筑施工階段風(fēng)險(xiǎn)中，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果越小越好，裝配式建筑項(xiàng)目越貼近正理想解說(shuō)明其面臨的風(fēng)險(xiǎn)越大，即項(xiàng)目進(jìn)度延遲的風(fēng)險(xiǎn)越大。由表可知，裝配式建筑7得分最低，說(shuō)明其進(jìn)度延遲風(fēng)險(xiǎn)越小，裝配式建筑2得分最高，說(shuō)明其進(jìn)度延遲的風(fēng)險(xiǎn)最大。

5? 結(jié)論

本文通過(guò)實(shí)地調(diào)研和文獻(xiàn)分析構(gòu)建了裝配式建筑施工階段進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括以人為因素、材料因素、機(jī)械設(shè)備因素、管理因素及環(huán)境因素5個(gè)準(zhǔn)則層的25個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)?？紤]到主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)都存在信息的缺失，故而采用AHP法和CRITIC法相結(jié)合的主客觀綜合賦權(quán)方法，使得賦權(quán)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果更貼近。再將TOPSIS法引入到裝配式建筑施工階段進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，計(jì)算各個(gè)項(xiàng)目的相對(duì)貼進(jìn)度，對(duì)裝配式建筑施工階段風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行排序，用實(shí)例驗(yàn)證分析了改評(píng)價(jià)模型的科學(xué)性和合理性。從進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)小的項(xiàng)目中汲取經(jīng)驗(yàn)，從進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)較大的項(xiàng)目中汲取教訓(xùn)，更好的對(duì)裝配式建筑施工階段進(jìn)度進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控。

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