基于組合賦權(quán)TOPSIS模型的裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商選擇方法

劉 璨 姜安民,2 熊奇?zhèn)?董彥辰,2

（1.湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 湘潭 411100；2.中南林業(yè)科技大學(xué)土木工程學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410004；3.湖南友誼國(guó)際工程咨詢股份有限公司,湖南 長(zhǎng)沙 410005）

長(zhǎng)期以來(lái)，建筑業(yè)存在著勞動(dòng)生產(chǎn)率低、資源能源消耗大、環(huán)境污染重等弊病。裝配式建筑有著生產(chǎn)效率高、節(jié)約資源能源、綠色施工等諸多優(yōu)點(diǎn)，可以很好地解決傳統(tǒng)建筑行業(yè)中存在的一些弊病，促進(jìn)了建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。鑒于此，目前國(guó)家大力推行裝配式建筑，并給予了相關(guān)政策支持。針對(duì)裝配式建筑，學(xué)者們做了很多相關(guān)研究。PC構(gòu)件質(zhì)量的優(yōu)劣、成本高低及交貨是否及時(shí)等對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)行都有著較大的影響，甚至決定著項(xiàng)目的成敗，因此，針對(duì)裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商的選擇進(jìn)行研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

張智博（2020）對(duì)工程總承包企業(yè)PC構(gòu)件供應(yīng)商的選擇進(jìn)行研究，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)層次分析法和變異系數(shù)法相結(jié)合的方式確定指標(biāo)權(quán)重，并構(gòu)建模型來(lái)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商優(yōu)選決策[1]；潘雨紅等（2017）采用將DEMATEL方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式對(duì)裝配式住宅預(yù)制構(gòu)件供應(yīng)商選擇的影響因素進(jìn)行識(shí)別，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析，并計(jì)算了各指標(biāo)的權(quán)重值[2]；張青霞等（2020）利用灰色關(guān)系分析（GRAP）改進(jìn)VIKOR法，構(gòu)建了基于GRAPVIKOR的PC構(gòu)件供應(yīng)商選擇決策模型，并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了該方法的可靠性[3]；陳艷等（2021）基于SEM-FAHP構(gòu)建了裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件供應(yīng)商選擇模型，并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了該方法的科學(xué)性與合理性[4]。

本文在吸取其他學(xué)者研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用層次分析法與熵權(quán)法進(jìn)行組合賦權(quán)，并基于該權(quán)重與TOPSIS法構(gòu)建模型，對(duì)PC構(gòu)件供應(yīng)商進(jìn)行選擇。該方法可以快速地判斷出各個(gè)供應(yīng)商的優(yōu)劣，為PC構(gòu)件采購(gòu)單位提供重要的判斷依據(jù)。

1 裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

在對(duì)裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商進(jìn)行選擇的過(guò)程中，受到的影響因素較多，指標(biāo)選擇的合理與否直接決定著選擇結(jié)果的可靠性。本文在選取指標(biāo)的過(guò)程中運(yùn)用文獻(xiàn)研究法與專家調(diào)查法相結(jié)合的方式。首先通過(guò)文獻(xiàn)研究，初步篩選一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)8項(xiàng)、二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)35項(xiàng)。在此基礎(chǔ)上邀請(qǐng)10位專家（10人均具有副高及以上職稱，從業(yè)年限均在8年以上）對(duì)指標(biāo)進(jìn)行二次篩選，對(duì)專家偏好低于5人的指標(biāo)進(jìn)行剔除。同時(shí)，遵循體系完善、重點(diǎn)突出，科學(xué)客觀、主客結(jié)合，定性與定量相結(jié)合等原則確定最終的指標(biāo)體系，如表1。

表1 裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 基于TOPSIS法的裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)模型

基于TOPSIS法[13]構(gòu)建裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商評(píng)價(jià)模型，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)PC構(gòu)件供應(yīng)商進(jìn)行選擇，具體操作流程如圖1。

圖1 裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商評(píng)價(jià)模型

2.1 裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)等級(jí)劃分

根據(jù)各商家的實(shí)際情況，將各商家的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果（單指標(biāo)評(píng)價(jià)同樣適用）劃分為優(yōu)秀、良好、中等、合格、不合格五個(gè)等級(jí)，并進(jìn)行賦值，賦值區(qū)間為0～10，制定各二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)語(yǔ)，詳見(jiàn)表2。

表2 裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)等級(jí)及二級(jí)指標(biāo)評(píng)語(yǔ)

2.2 建立初始判斷矩陣

結(jié)合裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商的實(shí)際情況，建立待評(píng)價(jià)商家評(píng)語(yǔ)集合，S= {S1,S2,… ,Sm}，本文待評(píng)價(jià)商家評(píng)語(yǔ)集包括S1～S5（S1～S5表示五個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，待評(píng)價(jià)指標(biāo)取值區(qū)間見(jiàn)表2），各待評(píng)價(jià)商家指標(biāo)集r={}，由所有指標(biāo)集構(gòu)成初始判斷矩陣，具體如下：

式中：ij代m表×n第i個(gè)供應(yīng)商的 第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)初始判斷值，。

2.3 決策矩陣標(biāo)準(zhǔn)化

由于各項(xiàng)指標(biāo)的量綱不同，不可公度，需要對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)做無(wú)量綱處理。消耗型及收益型是評(píng)價(jià)指標(biāo)的兩種類型，消耗型越小越好，收益型越大越好，具體方法如下：

2.4 加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

2.4.1 權(quán)重的計(jì)算

為避免單一賦權(quán)缺陷，本文采用層次分析法（AHP）計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)主觀權(quán)重，采用熵權(quán)法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)客觀權(quán)重，根據(jù)最小熵原理[14]將主客觀權(quán)重進(jìn)行組合，確定最終權(quán)重。

具體操作流程如圖2。

圖2 權(quán)重計(jì)算流程

2.4.2 加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣具體如下：

2.5 貼近度分析

將各PC構(gòu)件供應(yīng)商中評(píng)價(jià)指標(biāo)的最大值提取，組成收益型指標(biāo)集 J1；同樣，將各PC構(gòu)件供應(yīng)商中評(píng)價(jià)指標(biāo)的最小值提取，組成消耗型指標(biāo)集 J2，具體如下：

3 工程實(shí)例

A市某住宅樓建設(shè)項(xiàng)目，采用剪力墻結(jié)構(gòu)形式，共5棟，均為18層，總建筑面積為59 887 m2。由于采購(gòu)量較大，目前已在A市范圍內(nèi)確定了5家綜合實(shí)力較強(qiáng)且合作意愿較為強(qiáng)烈的PC構(gòu)件供應(yīng)商。邀請(qǐng)10位專家對(duì)表1中各二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行初始評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)值范圍取0～10（對(duì)10個(gè)評(píng)分結(jié)果進(jìn)行加權(quán)平均，小數(shù)點(diǎn)后四舍五入取整）。初始評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商初始評(píng)價(jià)值

3.1 決策矩陣標(biāo)準(zhǔn)化

由于初始判斷值為評(píng)分，無(wú)量綱，故無(wú)須進(jìn)行決策矩陣的標(biāo)準(zhǔn)化處理。

3.2 加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

3.2.1 計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

運(yùn)用層次分析法和熵權(quán)法計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)主、客觀權(quán)重，基于式（5）計(jì)算組合權(quán)重，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 二級(jí)指標(biāo)權(quán)重及層次總排序權(quán)重

3.2.2 加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

根據(jù)式（6）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣中各行數(shù)據(jù)，第一行數(shù)據(jù)為0.644、0.696、0.371、0.240、0.530、0.180、0.288、0.301、0.322、0.108、0.156、0.135、0.126、0.056、0.210、0.203、0.448、0.301、0.160、0.176、0.152、0.116、0.098、0.090、0.091、0.035、0.119；第二行數(shù)據(jù)為0.828、0.609、0.371、0.432、0.530、0.216、0.240、0.301、0.322、0.126、0.156、0.162、0.108、0.064、0.210、0.174、0.448、0.301、0.192、0.154、0.133、0.087、0.112、0.090、0.104、0.035、0.136；第三行數(shù)據(jù)為0.552、0.609、0.424、0.240、0.636、0.180、0.240、0.344、0.368、0.108、0.130、0.162、0.126、0.056、0.280、0.203、0.448、0.301、0.160、0.176、0.152、0.203、0.098、0.080、0.091、0.040、0.136；第四行數(shù)據(jù)為0.460、0.696、0.371、0.240、0.742、0.216、0.240、0.301、0.368、0.126、0.156、0.189、0.126、0.072、0.245、0.232、0.512、0.301、0.224、0.198、0.152、0.116、0.098、0.090、0.091、0.035、0.119；第五行數(shù)據(jù)為0.644、0.783、0.477、0.240、0.530、0.216、0.288、0.301、0.322、0.126、0.156、0.216、0.126、0.064、0.28、0.203、0.448、0.301、0.192、0.198、0.133、0.203、0.112、0.09、0.104、0.035、0.136。標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣F如下：

3.3 貼近度分析

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣，得到正、負(fù)理想解集合F+與F-，具體如下：

表5 貼近度分析結(jié)果

依據(jù)前面的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可知，按大小進(jìn)行排序，各供應(yīng)商的優(yōu)劣排序?yàn)楣?yīng)商2＞供應(yīng)商5＞供應(yīng)商4＞供應(yīng)商1＞供應(yīng)商3，即供應(yīng)商2為首選，供應(yīng)商5次之，以此類推。

4 結(jié)論

裝配式建筑的快速推廣促進(jìn)了建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，采用科學(xué)的方法選出“最優(yōu)”P(pán)C構(gòu)件供應(yīng)商，對(duì)提升建筑整體質(zhì)量、節(jié)約成本及縮短工期等有著重要的促進(jìn)作用，可以為項(xiàng)目的順利完成提供重要的保障。

運(yùn)用層次分析法與熵權(quán)法進(jìn)行組合賦權(quán)，可以使得權(quán)重計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，避免了單一賦權(quán)的缺陷；基于該權(quán)重與TOPSIS法構(gòu)建模型，運(yùn)用該模型對(duì)PC構(gòu)件供應(yīng)商進(jìn)行優(yōu)劣排序，可以快速地選出“最優(yōu)”供應(yīng)商，為PC構(gòu)件采購(gòu)單位提供決策參考。

本文運(yùn)用基于組合賦權(quán)TOPSIS模型對(duì)A市某住宅樓建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)例研究，并得出供應(yīng)商2最優(yōu)，為首選的結(jié)論?；诮M合賦權(quán)TOPSIS模型的裝配式建筑PC構(gòu)件供應(yīng)商選擇方法操作簡(jiǎn)單，評(píng)價(jià)結(jié)果可靠，具有一定的應(yīng)用與推廣價(jià)值。