基于ISM的裝配式建筑施工質(zhì)量影響因素分析

馬曉旭

（山東建筑大學 管理工程學院，濟南 250101）

1 引言

隨著社會的進步與發(fā)展，裝配式建筑也實現(xiàn)了蓬勃的發(fā)展，但在其迅猛發(fā)展的同時，裝配式施工現(xiàn)場的質(zhì)量管理也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，質(zhì)量問題的頻繁發(fā)生，帶來了不可忽視的財產(chǎn)損失。因此，對裝配式建筑施工質(zhì)量的影響因素進行研究，對于提高裝配式建筑施工質(zhì)量意義重大。

我國已有諸多學者對裝配式建筑施工質(zhì)量問題進行了研究。齊寶庫等[1]從裝配式建筑階段特點出發(fā)，將裝配式建筑全過程劃分為前、中、后3 個階段，綜合評估建筑質(zhì)量。盧文斌[2]主要探討如何應用BIM 技術(shù)對裝配式建筑施工全過程的質(zhì)量進行管理。黃佳禎等[3]運用粗糙集理論將裝配式建筑施工質(zhì)量評價劃分了不同類型，基于此構(gòu)建評價指標體系，并通過實例證明了該體系的合理性及科學性。蘇楊月等[4]通過對某裝配式建筑生產(chǎn)施工現(xiàn)場的跟蹤調(diào)查，采用魚刺圖法從5 個角度對常見質(zhì)量問題進行剖析。洪文霞等[5]引入集對分析理論，利用WBSRBS 結(jié)合已有文獻構(gòu)建了包含21 個關(guān)鍵性指標的裝配式建筑施工質(zhì)量評價體系。肖陽等[6]總結(jié)出裝配式建筑施工質(zhì)量管控中暗含的問題，分別從施工現(xiàn)場和預制構(gòu)件的質(zhì)量管理兩個方向出發(fā)，提出BIM 技術(shù)與質(zhì)量管理的有機結(jié)合。

以上學者的成果為施工質(zhì)量的研究打下了一定基礎(chǔ)，但針對施工質(zhì)量這一系統(tǒng)中各個影響因素的關(guān)系的研究較少，本文通過對文獻的研究，從影響因素內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性出發(fā)，使用ISM 明確各個影響因素的層級結(jié)構(gòu)以及相互之前的關(guān)聯(lián)關(guān)系，便于日后預防質(zhì)量問題發(fā)生時有所側(cè)重，提高裝配式建筑施工質(zhì)量。

2 裝配式建筑質(zhì)量影響因素識別

本文通過文獻研究的方法，以“施工質(zhì)量”“裝配式建筑”為關(guān)鍵詞對中國知網(wǎng)的中文期刊進行檢索，梳理與裝配式建筑質(zhì)量有關(guān)的論文[7-14]，并對各論文作者所提及的影響因素進行整理，最終從人員、構(gòu)配件以及管理協(xié)調(diào)方面總結(jié)了以下影響因素。

2.1 人員技術(shù)水平與責任意識

作業(yè)人員由于缺乏實踐，對于生產(chǎn)構(gòu)配件的經(jīng)驗不足，同時忽視了構(gòu)件的自檢、復檢工作，使質(zhì)量不合格的構(gòu)件在市場上流通，且工人質(zhì)量責任意識薄弱，缺乏實踐經(jīng)驗，導致構(gòu)配件的安裝和操作不熟練，易出現(xiàn)尺寸偏差。

2.2 構(gòu)配件供應問題

從目前構(gòu)配件生產(chǎn)狀況來看，因為裝配式建筑在我國起步時間不長，對于生產(chǎn)構(gòu)配件的經(jīng)驗較少，因此構(gòu)配件的質(zhì)量較差。并且，構(gòu)件還需借助運輸手段從工廠運送到現(xiàn)場，運輸途中，構(gòu)配件的保護措施十分重要。構(gòu)配件進入現(xiàn)場后，對于構(gòu)配件的堆放和養(yǎng)護也需要進行合理的規(guī)劃，避免因為環(huán)境或其他因素損壞構(gòu)配件，從而影響建筑的整體質(zhì)量。

2.3 施工機械與檢測設(shè)備

構(gòu)配件等物料在出廠時由于不發(fā)達技術(shù)檢驗手段，無法精準檢測出不合格的配件，可能會導致質(zhì)量不達標的構(gòu)配件運輸?shù)焦さ?，甚至進場驗收合格的構(gòu)配件后期也會因為保養(yǎng)問題、違規(guī)使用而造成質(zhì)量問題，將質(zhì)量風險轉(zhuǎn)嫁到施工方。另外，模板等構(gòu)件結(jié)構(gòu)在操作和安裝過程中由于缺少精準的精度校準工具，使其安裝過程中極易產(chǎn)生誤差，尤其是安裝體積較大的構(gòu)件時，如果在沒有精準監(jiān)測的前提下進行安裝，就會存在安裝偏差，導致安裝失敗。

2.4 施工前的準備工作

施工準備工作應能覆蓋到工程項目方方面面，對施工中容易出現(xiàn)的問題作出正確判斷，并且能夠基于已知條件提出合理的解決方案。圖紙會審、技術(shù)交底工作的完成度都會對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。作業(yè)人員應該多參加圖紙會審，提升自己的質(zhì)量知識水平，加強對圖紙的了解程度，了解構(gòu)配件圖紙與以往傳統(tǒng)圖紙之間的差別，完善裝配式建筑的施工方法。施工方應做好所需要的質(zhì)量規(guī)劃，加強對施工質(zhì)量的控制。

2.5 管理協(xié)調(diào)問題

在做好其他工作的同時，也不應忽略管理協(xié)調(diào)工作的重要性。如果有項目存在溝通協(xié)調(diào)問題，例如，圖紙會審、技術(shù)交底不徹底，組織管理制度不完善，分包商管理不到位等問題，若想達到有效溝通的目的，就需要制定合理的措施和制度，來輔助建筑項目的高質(zhì)量運行。

2.6 政策與規(guī)范

在裝配式建筑發(fā)展過程中，到目前為止，裝配式建筑的相關(guān)規(guī)范仍不完善，相關(guān)法律法規(guī)也略有缺乏，過于重視推廣程度反而忘記強調(diào)質(zhì)量的重要性，對施工質(zhì)量的改善有一定的影響。

影響因素歸納如表1 所示。

表1 影響因素歸納表

3 解釋結(jié)構(gòu)模型介紹

1973年，解釋結(jié)構(gòu)模型（Interpretative StructuralModeling，ISM）由美國Warfield 教授提出，模型是把一個繁雜系統(tǒng)分解為諸多子系統(tǒng)或系統(tǒng)要素，將復雜問題力爭簡單化，先分析不同子系統(tǒng)或系統(tǒng)要素相互之間的直接影響關(guān)系，并將其映射于有向圖，利用計算工具進行布爾邏輯運算，最后通過多層次的結(jié)構(gòu)模型表現(xiàn)因素之間的層次性與關(guān)聯(lián)關(guān)系，來確定各影響要素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，有針對性地提出解決問題的措施。

本文利用ISM 對施工質(zhì)量的影響因素系統(tǒng)進行分析，進行層次結(jié)構(gòu)劃分，確定因素之間的關(guān)系，建立裝配式建筑質(zhì)量影響因素的系統(tǒng)模型，得到各質(zhì)量影響要素對系統(tǒng)的影響度，將影響裝配式建筑質(zhì)量因素劃分為表層直接因素、中間層過渡因素、根源層根本因素。

具體步驟如圖1 所示。

圖1 ISM 方法具體步驟

4 ISM 模型構(gòu)建

4.1 確定鄰接矩陣

主要的影響因素并不是孤立存在的，它們之間往往存在著十分復雜的關(guān)系，為了對他們之間的關(guān)系進行科學的研究，特邀請專家對表1 所總結(jié)的10 個因素的影響關(guān)系展開多次討論，最終構(gòu)建出影響因素的鄰接矩陣，具體如下。0 表示因素Fi與因素Fj無影響關(guān)系；1 表示因素Fi與因素Fj有影響關(guān)系。

4.2 建立可達矩陣

可達矩陣是指系統(tǒng)路徑兩端的因素可以到達的程度，將鄰接矩陣A 加上單位矩陣I，利用布爾代數(shù)運算法則，當?shù)趉次冪之后的所有乘積相等時，就得到了可達矩陣，計算方式如下：

可得可達矩陣M 如下：

4.3 級間分解可達矩陣，建立解釋結(jié)構(gòu)模型

4.3.1 區(qū)域分解

按照列R（Fi）、行A（Fi）把可達矩陣中的要素劃分為若干個區(qū)域，不同區(qū)域的元素不存在相互關(guān)系。得到可達集合R（Fi）、先行集合A（Fi）和交集A＝R（Fi）∩A（Fi），如表2 所示。

表2 可達集合與先行集合及其交集表

其中，可達矩陣中元素Fi對應的行中為1 的矩陣元素所對應的列要素的集合為可達集合R（Fi）。先行集合A（Fi）為可達矩陣中要素Fi對應的列中，包含有1 的矩陣元素所對應的行要素的集合。

4.3.2 級間分解

對各要素進行層級分解，可以得到系統(tǒng)中各要素間的層級關(guān)系，首層表示系統(tǒng)的最終目標，下面的一層對上一層有直接影響。根據(jù)R（Fi）＝R（Fi）∩A（Fi）條件進行層級的抽取。對表2 中的i＝4 要素進行分析，由于該級R（F4）＝R（F4）∩A（F4），該級最高要素為F4，即L1 包含的要素為｛F4｝。同時劃去F4所對應的行和列，得到第二層的可達矩陣，從中尋找新的最高級因素。最后可得，L2 包含的要素集為｛F3，F(xiàn)5，F(xiàn)6｝，L3包含的要素集｛F2，F(xiàn)8,F1｝，L4 包含的要素集為｛F7，F(xiàn)9｝,L5 包含的要素集為{F10}。

4.3.3 結(jié)構(gòu)模型建立

根據(jù)上述分析，建立結(jié)構(gòu)模型如圖2 所示。

圖2 ISM 模型

5 模型分析

第一，F(xiàn)10政策規(guī)范完善程度位于L5 層，系統(tǒng)的最下層，說明該因素能夠?qū)ζ渌蛩禺a(chǎn)生影響，這種影響包括直接影響和間接影響，屬于系統(tǒng)內(nèi)最深層次的根本因素，應該給予關(guān)注。

第二，F(xiàn)4構(gòu)配件生產(chǎn)水平因素位于L1 層，這說明該因素是淺表層的因素，要想控制這個因素，應從其下層因素下手，才能從根本解決這個問題，例如健全相關(guān)質(zhì)量法律法規(guī)，完善前期施工準備工作，引入高端的施工設(shè)備或機械，構(gòu)配件的質(zhì)量問題有望有效解決。

第三，處于L2 層和L4 層中間的一共有8 個因素。F1工人的技術(shù)水平、F2工人的質(zhì)量意識、F3對關(guān)鍵部位的關(guān)注、F5機械操作水平、F6高質(zhì)量檢測工具、F7施工圖紙會審工作、F8質(zhì)量規(guī)劃、F9項目組織結(jié)構(gòu)是否完善，這些因素都位于過渡層，在系統(tǒng)中發(fā)揮間接影響作用。

由模型分析結(jié)果可知，裝配式建筑各個質(zhì)量影響因素間具有較強的關(guān)聯(lián)性，且不同影響因素位于不同層級，為有效改善我國現(xiàn)狀，提高施工水平，在此提出以下建議：

第一，政策規(guī)范方面。

政府應該著重關(guān)于裝配式建筑質(zhì)量方面的法規(guī)設(shè)立，建議政府盡快制定適合我國國情的預制裝配式建筑質(zhì)量標準，政府部門加強監(jiān)管，對存在質(zhì)量問題的項目予以公示和懲處，刺激市場質(zhì)量良性競爭，激發(fā)市場活力。

第二，工人培訓。

由于裝配式建筑發(fā)展時間不長，工人缺乏經(jīng)驗，所以應對工人進行技術(shù)方面的培訓，使大家了解并掌握工藝操作流程，改變原有傳統(tǒng)建筑施工中的陋習惡習，并向工人強調(diào)質(zhì)量意識與責任意識，明確工人的責任和權(quán)力，激發(fā)供熱工作熱情，達成各部門協(xié)同配合。

第三，協(xié)調(diào)管理。

科學有效地進行質(zhì)量管理不但可以促進項目的順利進行，還能保證裝配式建筑質(zhì)量的提高。協(xié)調(diào)管理就是要將整個階段的各個工作系統(tǒng)的考慮，進行協(xié)調(diào)與管理，使各個工作正常進行并發(fā)揮更好的作用，這就需要對各方機構(gòu)進行綜合的統(tǒng)籌規(guī)劃，充分發(fā)揮技術(shù)條件和經(jīng)濟條件，合理統(tǒng)籌資源并使之得到充分的利用，串聯(lián)參建各方信息溝通，保證信息的時效性和共享性，從而改善質(zhì)量問題。

第四，施工前準備工作。

在施工前期，應合理地預測施工過程可能出現(xiàn)的情況，并制定細致的施工質(zhì)量規(guī)劃。對于企業(yè)技術(shù)人員來講應當重視對圖紙的會審，同時編制合理的裝配式施工方案，有利于后續(xù)各項工作的順利進行。與此同時還應加強作業(yè)人員的教育培訓及技術(shù)交底工作，加強作業(yè)人員操作技術(shù)的掌握程度，保證裝配式建筑各個工序保質(zhì)保量地完成。

第五，構(gòu)配件管理。

對于構(gòu)配件的采購，要安排專人利用高精度儀器設(shè)備對構(gòu)配件的質(zhì)量規(guī)格進行查驗，發(fā)現(xiàn)不合格的配件應及時反饋落實，簽訂合同時，應在合同條款中列出解決此類問題的方案；構(gòu)配件運輸前，要根據(jù)施工情況制定安全妥善的運輸方案，防止構(gòu)配件在途中發(fā)生損壞，影響構(gòu)配件狀態(tài)；構(gòu)配件進場時，要對其狀態(tài)有實時監(jiān)測并及時地保養(yǎng)和存放，防止其因環(huán)境因素損壞，影響其在施工過程中發(fā)揮效用，進而無法保證整個建筑的質(zhì)量水平。

6 結(jié)論

本文運用ISM 方法對裝配式建筑質(zhì)量影響因素進行分析，主要得到以下結(jié)論：

第一，裝配式建筑質(zhì)量影響因素關(guān)系復雜且數(shù)量多，可以總結(jié)為以下幾個因素：F1工人技術(shù)水平、F2人員質(zhì)量意識、F3對關(guān)鍵部位的關(guān)注程度、F4構(gòu)配件生產(chǎn)水平、F5機械操作水平、F6高質(zhì)量檢測工具、F7施工圖會審工作、F8缺乏質(zhì)量規(guī)劃、F9項目組織結(jié)構(gòu)完善程度、F10政策規(guī)范完善程度。

第二，運用ISM 模型將10 個質(zhì)量影響因素劃分到層級，得到裝配式建筑質(zhì)量主要影響因素的多層遞階結(jié)構(gòu)圖。由結(jié)構(gòu)圖可知：位于系統(tǒng)下層的F10政策規(guī)范程度是根源層的根本因素，能夠?qū)ζ渌蛩禺a(chǎn)生較大影響，應該給予足夠的重視。

本研究得出影響裝配式質(zhì)量的因素，并對其層級關(guān)系進行分析，了解因素間的作用機制和致使質(zhì)量問題出現(xiàn)的主要原因，最后結(jié)合模型研究結(jié)果給出建議，進一步豐富了我國質(zhì)量管理理論和知識，希望為日后有意作出質(zhì)量決策和解決質(zhì)量問題的企業(yè)和管理人員提供有價值的參考。