基于ISM的智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展影響因素研究

段宗志，梁瑞蕾

(安徽建筑大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽 合肥 230022)

德國(guó)物理學(xué)家哈肯在1971年提出“協(xié)同”概念，在1976年系統(tǒng)地論述了協(xié)同理論，認(rèn)為整個(gè)環(huán)境中的各個(gè)系統(tǒng)之間存在相互作用、相互影響的關(guān)系[1].智能建造與建筑工業(yè)化之間亦是如此，協(xié)同不僅是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要方式，也是現(xiàn)代管理的必然要求.協(xié)同發(fā)展是指不同系統(tǒng)之間通過(guò)相互協(xié)作、相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)發(fā)力，達(dá)到互利共贏的效果，成為許多國(guó)家和地區(qū)可持續(xù)健康發(fā)展的選擇.

近年來(lái)，我國(guó)相繼出臺(tái)很多關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的政策，在這些政策引導(dǎo)下，國(guó)內(nèi)學(xué)者們對(duì)于智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展進(jìn)行了相關(guān)研究.王統(tǒng)輝[2]通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和相關(guān)案例的總結(jié)與歸納，對(duì)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同管理體系提出了建設(shè)性意見.王廣明[3]在智能建造的背景下，分析了國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，并提出推動(dòng)智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的實(shí)施路徑.駱俊[4]強(qiáng)調(diào)建立建筑全生命周期管理平臺(tái)對(duì)大力發(fā)展智能建造和推動(dòng)建筑工業(yè)化的重要性.

通過(guò)對(duì)大量文獻(xiàn)的梳理，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的研究主要集中在實(shí)施路徑方面，而研究智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展影響因素的比較少，也未見關(guān)于協(xié)同發(fā)展影響因素的內(nèi)在聯(lián)系的進(jìn)一步深入剖析.因此，在前人研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型方法(ISM)和交叉影響矩陣相乘法(MICMAC)，通過(guò)確定系統(tǒng)中各要素之間的關(guān)系進(jìn)而確定關(guān)鍵因素，并分析影響因素的驅(qū)動(dòng)力和依賴性，以求為兩者的協(xié)同發(fā)展提供借鑒.

1 ISM模型的構(gòu)建

1.1 智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的影響因素識(shí)別

丁烈云[5]指出智能建造促進(jìn)建筑業(yè)深化改革的關(guān)鍵因素是專業(yè)人才，并分析了專業(yè)人才應(yīng)具備的能力，對(duì)該專業(yè)人才的培養(yǎng)模式進(jìn)行了探討.王玉志[6]提出了目前新型建筑工業(yè)化、智能建造的發(fā)展中存在的短板，即機(jī)制不夠完善、產(chǎn)業(yè)支撐力不強(qiáng)和市場(chǎng)主體動(dòng)力不足等.高群等[7]運(yùn)用主成分分析和多元回歸分析方法，認(rèn)為政策和產(chǎn)業(yè)支持度不夠、協(xié)調(diào)體系不完善、建造成本過(guò)高和市場(chǎng)認(rèn)同度低是影響建筑工業(yè)化發(fā)展的主要因素.王成和[8]分析了推行新型建筑工業(yè)化過(guò)程中存在相關(guān)政策不健全、設(shè)計(jì)技術(shù)及方法落后等問題，并提出了相應(yīng)的對(duì)策.楊蘇等[9]以利益相關(guān)者的角度，從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會(huì)、制度等層面識(shí)別建筑工業(yè)化發(fā)展影響因素.

通過(guò)文獻(xiàn)梳理和專家訪談，發(fā)現(xiàn)影響智能建筑與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展因素有很多，為了比較全面地反應(yīng)和解釋影響智能建筑與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的因素，總結(jié)歸納為三個(gè)層面，即宏觀層面?zhèn)戎赜谡O(jiān)管、法律法規(guī)、市場(chǎng)需求等方面，中觀層面?zhèn)戎赜谛袠I(yè)信息技術(shù)化水平、協(xié)同管理體系、智能化系統(tǒng)等方面，微觀層面?zhèn)戎仄髽I(yè)主體發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)、企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)能力、認(rèn)知程度等方面，進(jìn)而得出智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的影響因素,具體見表1.

表1 智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的影響因素

1.2 各個(gè)影響因素之間的關(guān)系

由于不同因素之間可能存在相互影響關(guān)系，因此通過(guò)專家訪談，進(jìn)行了專家打分.打分規(guī)則是：若一個(gè)因素對(duì)另一個(gè)因素產(chǎn)生影響，打1分；若一個(gè)因素對(duì)另一個(gè)因素?zé)o影響，打0分；對(duì)于因素之間有相互影響的，將影響較大的因素作為其影響關(guān)系，即有影響.

1.3 模型構(gòu)建

1.3.1 鄰接矩陣

根據(jù)上述專家打分，得出影響因素之間關(guān)系，從而確定鄰接矩陣A，見表2(0表示因素間沒有影響關(guān)系，1表示因素間有影響關(guān)系).

表2 鄰接矩陣

1.3.2 可達(dá)矩陣的求解

首先將鄰接矩陣A與單位矩陣I加在一起，得到A+I，再按照布爾代數(shù)的運(yùn)算法則計(jì)算.若滿足

(A+I)k-1≠(A+I)k=(A+I)k+1，

則求出可達(dá)矩陣M=(A+I)k+1，見表3.

表3 可達(dá)矩陣

1.3.3 可達(dá)矩陣的層次劃分

進(jìn)行可達(dá)矩陣的區(qū)域劃分，首先確定可達(dá)集合R(Si)、先行集合A(Si)、共同集合C(Si)的定義式，即

R(Si)={Sj|Sj∈S,mij=1,j=1,2,…,n}，i=1,2,…，n，

A(Si)={Sj|Sj∈S,mji=1,j=1,2,…,n}，i=1,2,…，n，

C(Si)={Sj|Sj∈S,mij=1,mji=1,j=1,2,…,n}，i=1,2,…，n，

再確定起始集合B(S)，即S中只影響其他要素而不受其他要素影響的要素所構(gòu)成的集合，滿足B(S)=A(Si)=C(Si)，最后得出第1級(jí)可達(dá)矩陣分解過(guò)程列表(表4).

表4 第1級(jí)可達(dá)矩陣分解過(guò)程

確定某區(qū)域內(nèi)各要素所處層次地位，需要在表4基礎(chǔ)上進(jìn)行區(qū)域內(nèi)級(jí)位劃分.設(shè)某區(qū)域要素集合為P，各級(jí)要素集合為L(zhǎng)1,L2,…,Ln，首先找出該區(qū)域要素集合的最高級(jí)要素，當(dāng)C(Si)=R(Si)時(shí)，將它們排除掉，接著在剩余要素集合中找出最高級(jí)要素，以此類推，直到求出最低一級(jí)要素集合[10].由此可得：

∏(P1)=L1,L2,L3={S7},{S2,S3},{S1,S10},

∏(P2)=L1,L2,L3={S5,S6},{S4,S9},{S8}.

1.3.4 解釋結(jié)構(gòu)模型的建立

在可達(dá)矩陣層次劃分的基礎(chǔ)上，重新組合矩陣，接著去除越級(jí)和自身到達(dá)的二元關(guān)系，由此得出骨架矩陣A′，進(jìn)而繪制出智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展影響因素的解釋結(jié)構(gòu)模型，如圖1所示.由圖1可知，智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)調(diào)發(fā)展影響因素之間呈現(xiàn)出1個(gè)3層多級(jí)遞階的關(guān)系，不同層級(jí)的各影響因素構(gòu)成了一定的邏輯關(guān)系的因素鏈，下層級(jí)因素直接或間接影響著上層級(jí)的因素.

圖1 智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展影響因素的解釋結(jié)構(gòu)模型

2 影響因素的MICMAC分析

2.1 影響因素的MICMAC分類

通過(guò)MICMAC分析智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展影響因素的驅(qū)動(dòng)力和依賴性，各影響因素的驅(qū)動(dòng)力和依賴性的大小分別由可達(dá)矩陣中元素行求和與列求和計(jì)算得出.一般來(lái)說(shuō)，驅(qū)動(dòng)力比較高的因素能夠?qū)ζ渌蛩禺a(chǎn)生大量的影響，而依賴性比較強(qiáng)的因素恰恰相反，容易被其他因素干擾.影響因素類型的劃分是由驅(qū)動(dòng)力和依賴性大小確定，可以分為4個(gè)類型，即自治簇(第Ⅰ象限)、依賴簇(第Ⅱ象限)、聯(lián)系簇(第Ⅲ象限)和獨(dú)立簇(第Ⅳ象限)[11].影響因素分類結(jié)果如圖2所示.

圖2 影響因素的MICMAC分類

2.2 結(jié)果分析

1)屬于自治簇(第Ⅰ象限)的因素有4個(gè)，分別是法律制度及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(S1)、全過(guò)程監(jiān)管機(jī)制(S2)、市場(chǎng)需求(S3)、認(rèn)知程度(S10).這些因素的驅(qū)動(dòng)力和依賴性相對(duì)較弱，意味著它們比較獨(dú)立，不易受到其他因素的影響，但在系統(tǒng)上起著很重要的作用，故而在智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的過(guò)程中需要加強(qiáng)和重視這些因素.

2)屬于依賴簇(第Ⅱ象限)的因素有3個(gè)，分別是協(xié)同管理框架體系(S5)、智能化系統(tǒng)(S6)、建筑企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)(S7).這些因素的依賴性是很強(qiáng)的，但驅(qū)動(dòng)力是相對(duì)較弱的，一般呈現(xiàn)在ISM模型的最上層級(jí)，且受到其他因素的影響.其中S7的依賴性最強(qiáng)，同時(shí)受到認(rèn)知程度、法律制度及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等因素的影響，是最直接的影響因素.

3)屬于聯(lián)系簇(第Ⅲ象限)的因素沒有.

4)屬于獨(dú)立簇(第Ⅳ象限)的因素有3個(gè)，分別是信息技術(shù)水平(S4)、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)(S8)、技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)能力(S9).這些因素具有較高的驅(qū)動(dòng)力和較低的依賴性.從MICMAC模型可以看出，因素S8是該象限里驅(qū)動(dòng)力最大的，在系統(tǒng)中對(duì)其他因素有著很大的影響，由此可判斷創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵因素.

3 結(jié)語(yǔ)

在國(guó)家政策響應(yīng)下，智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展正在積極推廣，但協(xié)同發(fā)展問題一直存在.本文運(yùn)用ISM模型和MICMAC模型得出影響智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展因素間存在的關(guān)聯(lián)關(guān)系及其驅(qū)動(dòng)力與依賴性，通過(guò)ISM模型分析得出影響智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵因素；通過(guò)MICMAC模型分析得出建筑企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)(S7)是依賴性最強(qiáng)且驅(qū)動(dòng)力最弱的一個(gè)因素，該因素直接或間接地受到其他因素控制，而創(chuàng)新型人才培養(yǎng)(S8)是所有影響因素中驅(qū)動(dòng)力最強(qiáng)的，所以解決該因素尤為重要.根據(jù)分析結(jié)果提出如下建議：

1)完善頂層設(shè)計(jì)

政府相關(guān)部門應(yīng)在市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)研發(fā)充分的前提下進(jìn)行智能建造與建筑工業(yè)化的頂層設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)行業(yè)的頂層管理，制定智能建造、建筑工業(yè)化的全過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，如編制BIM應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，為信息集成、管理和應(yīng)用提供技術(shù)支撐；裝配式部品、部件的標(biāo)準(zhǔn)化可以降低部品、部件的生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)效率，同時(shí)促進(jìn)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展；建設(shè)智能建造標(biāo)準(zhǔn)化體系以及監(jiān)管機(jī)制，使標(biāo)準(zhǔn)化體系起到指導(dǎo)方針作用，以保障監(jiān)管，最終實(shí)現(xiàn)頂層設(shè)計(jì)的作用.

2)加大人才隊(duì)伍建設(shè)

對(duì)于智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展，科技創(chuàng)新尤為重要，但目前人才缺乏現(xiàn)象仍然突出，因此加強(qiáng)人才培養(yǎng)迫在眉睫.人才隊(duì)伍的培養(yǎng)離不開政府、高等院校和相關(guān)企業(yè)的共同努力：政府通過(guò)出臺(tái)政策予以鼓勵(lì)；高等院校應(yīng)制定人才培養(yǎng)計(jì)劃，通過(guò)開設(shè)智能建造專業(yè)，將智能建造技術(shù)應(yīng)用與土木工程、電子信息、機(jī)械工程和建筑學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科交叉結(jié)合起來(lái)，以培養(yǎng)出多學(xué)科綜合應(yīng)用能力的創(chuàng)新型人才；相關(guān)企業(yè)通過(guò)大力培訓(xùn)智能建造所需的各項(xiàng)專業(yè)技術(shù)人才，使人才隊(duì)伍的建設(shè)得到加強(qiáng)，為建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提供保障.

3)加強(qiáng)宣傳引導(dǎo)

智能建造中一些新技術(shù)存在認(rèn)知度、接受度不夠的現(xiàn)象，如認(rèn)為BIM技術(shù)只是用來(lái)可視化建模，認(rèn)為裝配式建筑就是簡(jiǎn)單的拼裝，對(duì)其技術(shù)安全性、可靠性存在顧慮，導(dǎo)致出現(xiàn)一些業(yè)主抵觸裝配式建筑樓盤的現(xiàn)象.因此，需要政府進(jìn)行大量的宣傳、政策指引、技術(shù)指導(dǎo)、成果推廣以及國(guó)際交流合作的加強(qiáng)等工作.

需要提出的是，采用的ISM模型和MICMAC模型是建立在主觀分析基礎(chǔ)上的定量分析模型，而0或1的打分法，只能反映各因素之間是否有關(guān)系，而不能反映各因素之間影響程度，因此未來(lái)需要進(jìn)一步改善這一問題，并采用定量的方法來(lái)研究，從而更好地為推進(jìn)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展提供參考.