基于DEMATEL模型的裝配式建筑發(fā)展影響因素識別分析

王 雷，趙國良，王誠杰，金坎輝，宋 楊

(河北水利電力學(xué)院，河北省滄州市重慶路1號 061001)

傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)中采用的建造方式粗放，現(xiàn)場濕作業(yè)能源消耗高，生產(chǎn)效率低，污染嚴(yán)重，工程質(zhì)量不易保證，亟需轉(zhuǎn)型升級。裝配式建筑是在工廠制作預(yù)制構(gòu)件或部品，再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行連接組裝，具有節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)。據(jù)相關(guān)研究測算，裝配式建筑較傳統(tǒng)建造方式可減少材料浪費(fèi)40%，減少建筑垃圾70%[1]，在縮短建設(shè)工期、降低人工用量、提高工程質(zhì)量等方面也具有很大優(yōu)勢。

我國自20世紀(jì)五十年代從蘇聯(lián)引進(jìn)預(yù)制空心板等技術(shù)，開始了建筑工業(yè)化道路的探索，然而受當(dāng)時(shí)技術(shù)等因素的限制，裝配式建筑發(fā)展緩慢。隨著我國自然資源的過度消耗以及環(huán)境污染、人口福利消失等問題的出現(xiàn)，裝配式建筑再次走入人們視線，國家陸續(xù)出臺了一系列促進(jìn)裝配式建筑發(fā)展的政策。2016年，國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》[2]，文件提出了用10年左右的時(shí)間使裝配式建筑占新建建筑面積比例達(dá)到30%的目標(biāo)。該指導(dǎo)意見的出臺吹響了發(fā)展裝配式建筑的號角，隨后各省市陸續(xù)出臺發(fā)展裝配式建筑政策文件，掀起了裝配式建筑建設(shè)的熱潮。但是各地在裝配式建筑的發(fā)展中遇到了一些這樣那樣的問題，嚴(yán)重制約著我國建筑產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展，因此，如何有效識別出影響因素，并采取科學(xué)合理的應(yīng)對措施顯得格外重要。對此，業(yè)內(nèi)學(xué)者做了大量研究，并且隨著研究的深入，研究方法已從定性描述發(fā)展到了定量數(shù)據(jù)分析階段，解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)、層次分析法(AHP)、模糊綜合評價(jià)法、SWOT分析法等已用于裝配式建筑發(fā)展因素的分析。肖帥等[3]基于國內(nèi)農(nóng)村住房及裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查，應(yīng)用SWOT法分析了我國農(nóng)村裝配式建筑發(fā)展過程中的優(yōu)勢、劣勢、外部機(jī)會和威脅。Rui Zhao等[4]利用問卷調(diào)查法和ISM法對大連裝配式建筑發(fā)展制約因素進(jìn)行了分析，提出了針對性建議。Yanting Han等[5]通過專家調(diào)查法在構(gòu)建裝配式建筑影響因素指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊綜合評價(jià)法和層次分析法對房屋進(jìn)行了綜合評價(jià)，提出了制約裝配式建筑物的關(guān)鍵因素。梅彬等[6]以裝配式建筑的施工流程為著眼點(diǎn)，從政策、成本、市場、技術(shù)四個(gè)方面分析制約裝配式建筑發(fā)展的因素，并提出推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展的措施。李德智等[7]從建設(shè)單位的角度，借助五級李克特量表調(diào)查問卷，對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行二元Logistic回歸處理，得到建設(shè)單位采用裝配式建筑的驅(qū)動因素和阻礙因素。戴紅[8]篩選了制約成都市裝配式建筑發(fā)展的23個(gè)制約因素，運(yùn)用ISM進(jìn)行層級劃分，采用AHP對影響因素兩兩打分，最終找出制約成都市裝配式建筑發(fā)展的關(guān)鍵因素。

決策試用和評估實(shí)驗(yàn)室法，又稱DEMATEL法，其應(yīng)用圖論和矩陣對指標(biāo)因素進(jìn)行系統(tǒng)分析，能夠得到因素間的關(guān)聯(lián)程度，最后通過綜合評價(jià)得到排列順序，是一種非常可靠的因素分析方法。文中以滄州地區(qū)為例，在對當(dāng)?shù)匮b配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上通過問卷調(diào)查篩選出影響因素，然后建立DEMATEL數(shù)學(xué)模型，識別出關(guān)鍵影響因素以及因素之間的相互影響程度，最后提出促進(jìn)我國中小城市裝配式建筑發(fā)展的建議措施。

1 裝配式建筑發(fā)展影響因素識別

查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)63篇，初步歸納制約因素31個(gè)，實(shí)地調(diào)研滄州地區(qū)裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀，廣泛征求該市部分高校、生產(chǎn)企業(yè)、行業(yè)協(xié)會等相關(guān)專家意見，對交叉重疊因素進(jìn)行合并，同時(shí)刪除與制約滄州市裝配式建筑發(fā)展關(guān)系不大的因素，經(jīng)對制約因素整理分類，最終得到政策因素、技術(shù)因素、經(jīng)濟(jì)因素、市場因素、管理因素、認(rèn)知因素6大類18個(gè)影響因素。影響因素指標(biāo)體系見表1。

表1 裝配式建筑發(fā)展影響因素指標(biāo)體系Tab.1 Index system of influencing factors for the development of prefabricated buildings

2 裝配式建筑發(fā)展影響因素分析

2.1 DEMATEL數(shù)學(xué)模型建立

DEMATEL模型最初由美國Bastille國家實(shí)驗(yàn)室提出。該方法通過專家對影響因素進(jìn)行量化打分，建立直接影響矩陣，然后計(jì)算出各因素的影響度、被影響度、中心度和原因度，從而得到各因素之間的影響關(guān)系。DEMATEL模型的建立過程包括4個(gè)步驟。

(1)根據(jù)影響因素指標(biāo)建立直接影響矩陣A。

式中：n為影響因素個(gè)數(shù)，n=18；Aij表示因素i對因素j的直接影響程度，根據(jù)專家評價(jià)情況采用四級標(biāo)度進(jìn)行賦值，見表2；i和j均為整數(shù)，且1≤i≤n，1≤j≤n，其中i=j時(shí)，Aij=0。

表2 四級標(biāo)度賦值對照表Tab.2 Four-level scale assignment comparison table

(2)將直接影響矩陣A進(jìn)行規(guī)范化處理，得到規(guī)范化矩陣B。

式中：0≤Bij≤1。

(3)計(jì)算綜合影響矩陣C。

C=B(I-B)-1=(Cij)n×n

(4)計(jì)算各因素的影響度D、被影響度E、原因度F和中心度G。

Fi=Di+Eji=j

Gi=Di-Eji=j

2.2 關(guān)鍵影響因素識別

2.2.1 DEMATEL運(yùn)算

調(diào)查中借助現(xiàn)場座談、E-mail、問卷星等多種方式向業(yè)內(nèi)具有相當(dāng)工作年限和豐富工作經(jīng)驗(yàn)的行業(yè)專家發(fā)放問卷100份，收回問卷87份，篩除無效問卷5份，有效問卷回收率82%，專家數(shù)量構(gòu)成如圖1所示。對有效問卷統(tǒng)計(jì)后采用四級標(biāo)度進(jìn)行賦值，得到18×18階直接影響矩陣(Aij)18×18，見表3。借助MATLAB進(jìn)行DEMATEL數(shù)學(xué)模型運(yùn)算，得到裝配式建筑影響因素關(guān)系表(表4)和裝配式建筑發(fā)展影響因素因果關(guān)系散點(diǎn)圖(圖2)。

圖1 調(diào)查問卷人員來源結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Source structure of the questionnaire staff

表3 裝配式建筑發(fā)展影響因素直接影響矩陣Tab.3 Direct influence matrix of influencing factors for prefabricated building development

續(xù)表

表4 裝配式建筑影響因素關(guān)系表Tab.4 Relationship between influencing factors of prefabricated buildings

圖2 裝配式建筑發(fā)展影響因素因果關(guān)系散點(diǎn)圖Fig.2 Scatter diagram of causality of influencing factors for the development of prefabricated buildings

2.2.2 影響因素分析及關(guān)鍵影響因素識別

根據(jù)原因度散點(diǎn)圖(圖2)可知，裝配式建筑發(fā)展影響因素中原因因素有10個(gè)，排序前3位的是政策激勵措施(A1)、專業(yè)人才隊(duì)伍(A4)、技術(shù)理論體系(A5)，其原因度分別為1.998，1.514，1.140，表明這3個(gè)因素容易影響其他因素。以政策激勵措施(A1)為例，政府通過一系列財(cái)政補(bǔ)貼、稅費(fèi)減免、信貸支持、優(yōu)先用地等激勵措施，極大地推動了裝配式建筑的發(fā)展。結(jié)果因素有8個(gè)，絕對值排序前3位的是參加各方協(xié)調(diào)作業(yè)水平(A14)、產(chǎn)品質(zhì)量(A8)、企業(yè)轉(zhuǎn)型意愿(A18)，其原因度分別為-1.592、-1.471、-1.263，表明這些因素很大程度受到其他因素影響，可通過對影響其最原始因素進(jìn)行處理來實(shí)現(xiàn)控制此類制約因素的目的。以參加各方協(xié)調(diào)作業(yè)水平(A14)為例，其最原始因素為專業(yè)人才隊(duì)伍(A4)、產(chǎn)業(yè)鏈(A13)、現(xiàn)場管理經(jīng)驗(yàn)(A15)、企業(yè)轉(zhuǎn)型意愿(A18)，解決以上4種影響因素即可削弱各方協(xié)調(diào)作業(yè)水平(A14)的影響。

產(chǎn)業(yè)鏈(A13)影響度排序第4，被影響度排序第2，中心度排序第1，應(yīng)列為關(guān)鍵影響因素；部品和構(gòu)件的集成化、標(biāo)準(zhǔn)化(A7)影響度排序第6，被影響度排序第6，中心度排序第2，應(yīng)列為關(guān)鍵影響因素；模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)(A6)影響度排序第5，被影響度排序第7，中心度排序第3，也應(yīng)列為關(guān)鍵影響因素；技術(shù)理論體系(A5)影響度排序第2，被影響度排序第12，中心度排序第4，也應(yīng)列為關(guān)鍵影響因素；規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(A2)影響度排序第10，被影響度排序第3，中心度排序第5，與其它因素聯(lián)系也很緊密，應(yīng)列為關(guān)鍵影響因素；政策激勵措施(A1)和專業(yè)人才隊(duì)伍(A4)雖然中心度排序較靠后，但原因度排序位列第1、第2，對其他因素影響大，也必須列入關(guān)鍵影響因素。

經(jīng)上述分析，共識別出裝配式建筑發(fā)展關(guān)鍵影響因素7個(gè)，分別是政策因素中的政策激勵措施(A1)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(A2)，技術(shù)因素中的專業(yè)人才隊(duì)伍(A4)、技術(shù)理論體系(A5)、模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)(A6)、部品和構(gòu)件的集成化與標(biāo)準(zhǔn)化(A7)，市場因素中的產(chǎn)業(yè)鏈(A13)，而經(jīng)濟(jì)因素、管理因素、認(rèn)知因素沒有入選關(guān)鍵因素。這說明市場層面、政策層面、技術(shù)層面制約程度較大，經(jīng)濟(jì)層面、管理層面、認(rèn)知層面制約程度較小。

3 對策建議

3.1 實(shí)施企業(yè)培育戰(zhàn)略，完善產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

發(fā)展裝配式建筑必須建設(shè)集設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝等相關(guān)產(chǎn)業(yè)為一體的產(chǎn)業(yè)集群。重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)、構(gòu)件部品制造、施工安裝等產(chǎn)業(yè)，著力培育3～4家集設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)及施工一體化的龍頭企業(yè)。合理規(guī)劃產(chǎn)業(yè)基地布局，完善物流運(yùn)輸體系，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，運(yùn)用大數(shù)據(jù)管理產(chǎn)業(yè)鏈，以全產(chǎn)業(yè)鏈模式推動裝配式建筑發(fā)展。

3.2 建立準(zhǔn)入機(jī)制，推進(jìn)部品和構(gòu)件的集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化

堅(jiān)持“少規(guī)格、多組合”原則，發(fā)展建筑部品和構(gòu)件體系內(nèi)部的集成化生產(chǎn)方式，推行主體裝修一體化、廚衛(wèi)安裝一體化。建立建筑部品模數(shù)準(zhǔn)入制度，編制《滄州市通用體系產(chǎn)品目錄》，調(diào)查現(xiàn)有滄州市裝配式建筑部品構(gòu)件產(chǎn)品，整合適合滄州市建筑部品模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在滿足建筑使用功能和性能的前提下，做到建筑與部品模數(shù)協(xié)調(diào)，部品之間模數(shù)協(xié)調(diào)。

3.3 推動關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，建立較為成熟的技術(shù)理論體系

提升裝配式建筑抗震防災(zāi)、節(jié)能環(huán)保等性能，引進(jìn)、研發(fā)、推廣裝配式建筑關(guān)鍵技術(shù)，如模塊拆分技術(shù)、構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)、高性能混凝土技術(shù)、運(yùn)輸?shù)跹b技術(shù)、BIM技術(shù)、施工組織技術(shù)等，集中力量攻克一批技術(shù)難題，建立一套較為成熟的技術(shù)理論體系。

3.4 促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，健全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系

加快制定適合裝配式建筑特點(diǎn)的招標(biāo)投標(biāo)，計(jì)價(jià)定額，構(gòu)件部品生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工許可，建設(shè)監(jiān)理，施工組織，質(zhì)量安全監(jiān)管和竣工驗(yàn)收等全過程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，制定符合滄州地區(qū)實(shí)際情況的裝配式建筑建設(shè)實(shí)施細(xì)則。推廣項(xiàng)目試點(diǎn)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，鼓勵企業(yè)編制標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)和成套技術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化為技術(shù)規(guī)范，不斷完善規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系。

3.5 完善激勵政策，加大惠民力度

進(jìn)一步優(yōu)化政策，針對性的制定激勵政策，突出源頭把控，突出政策落地，充分發(fā)揮政策的行政管理職能和市場指導(dǎo)干預(yù)職能。將使用裝配式技術(shù)列入地區(qū)發(fā)展規(guī)劃和土地出讓條件中，督促建筑企業(yè)加速轉(zhuǎn)型；擴(kuò)大政策扶持的范圍，加大財(cái)政補(bǔ)貼力度和稅費(fèi)減免力度，使激勵政策更具有惠民性，使政策真正起到引導(dǎo)和規(guī)范的作用。

3.6 加強(qiáng)專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)，助力行業(yè)從業(yè)人員轉(zhuǎn)型

在我國大中專院校進(jìn)行試點(diǎn)，開設(shè)裝配式技術(shù)專業(yè)，大力進(jìn)行裝配式技術(shù)課程體系建設(shè)，培養(yǎng)一批裝配式建筑技術(shù)研發(fā)人才、一線技術(shù)管理人才；政府、建筑企業(yè)、行業(yè)協(xié)會、高校開展多種形式的裝配式建筑專項(xiàng)培訓(xùn)，如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范培訓(xùn)、崗前培訓(xùn)、技能提升培訓(xùn)、集中輪訓(xùn)等，幫助行業(yè)從業(yè)人員加快轉(zhuǎn)型。

4 結(jié)語

發(fā)展裝配式建筑是我國建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的必然方向，是國家又一重大決策。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及改革開放的不斷深入，裝配式建筑的發(fā)展面臨重大歷史機(jī)遇，然而也面臨著不少問題。文中通過廣泛調(diào)研滄州地區(qū)裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀，篩選出影響因素，并通過建立DEMATEL模型識別關(guān)鍵影響因素，據(jù)此提出完善產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)、推進(jìn)部品和構(gòu)件的集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化，建立成熟的技術(shù)理論體系、健全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系等6項(xiàng)策略和建議，為服務(wù)中小城市裝配式建筑發(fā)展政策制定提供理論支撐。