基于改進層次分析法的裝配式建筑建造質(zhì)量風險研究

洪文霞，孫運雷

(青島理工大學(xué) 管理工程學(xué)院，山東 青島 266000)

隨著工業(yè)化轉(zhuǎn)型的逐步加快，我國掀起一陣發(fā)展裝配式建筑的熱潮，裝配式建筑以它高效環(huán)保、高質(zhì)量的優(yōu)勢正在慢慢取代混凝土現(xiàn)澆建筑，國家推出了很多政策來推動裝配式建筑發(fā)展，鼓勵項目提高裝配率.相對于現(xiàn)澆混凝土建筑，裝配式建筑在建造工序和流程上發(fā)生了本質(zhì)上的變化.百年大計，質(zhì)量為本，在建筑工業(yè)化盛行的這一時代，項目質(zhì)量水平風險因素的識別與把控是一個值得關(guān)注的問題.

學(xué)者們對裝配式建筑的質(zhì)量問題進行了很多研究，易紫妮、賴芨宇從施工前、施工中、施工后三個階段分析質(zhì)量安全風險因素，運用了多級可拓的評價方法，建立了裝配式建筑質(zhì)量安全風險評價可拓模型[1]，王志強基于構(gòu)件的角度建立了裝配式建筑建造質(zhì)量風險，將懲罰型變權(quán)法引入到客觀權(quán)重的計算當中，提供了一種新思路[2].陶明白簡單分析了裝配式建筑應(yīng)用過程中存在的風險點，譬如生產(chǎn)質(zhì)量風險以及成品保護風險等，并提出了相關(guān)建議[3].李曉娟認為裝配式建筑施工過程中的質(zhì)量風險評價復(fù)雜程度高，并且風險易疊加，對裝配式建筑的施工風險按階段分為前中后三部分，采用了熵權(quán)法和模糊綜合評價模型進行案例與模型的雙向驗證[4].吳偉東立足于項目實施階段，站在總承包商的視角分析裝配式建筑的質(zhì)量風險構(gòu)成，在權(quán)重計算上，將三角模糊數(shù)引入層次分析法進行確定，結(jié)合實際項目確定風險等級[5].丁彥，田元福構(gòu)建了AHP-ABC評價模型，通過對風險因素的打分，采用ABC分類方法對風險類別加以區(qū)分排序評價，以實現(xiàn)風險的重點管控[6].

對于裝配式建筑風險，學(xué)者們的研究角度有所不同，采用的研究方法也有所差異.裝配式建筑建造過程的復(fù)雜性決定了風險辨識的困難程度，因此裝配式建筑的風險管理仍然是可深究的方向，關(guān)于采用方法，每個方法都有其優(yōu)勢和弊端，因此可對弊端進行改進以達到更好的效果.基于此，本文的研究角度為裝配式建筑建造過程的質(zhì)量風險研究，采用方法為改進層次分析法.

1 指標體系的構(gòu)建

質(zhì)量風險有不確定性、普遍性、客觀性、發(fā)展性和可定量性幾大特性[7]，在建筑工程施工中，質(zhì)量風險的發(fā)生往往具有偶然性，但是經(jīng)過相關(guān)行業(yè)的統(tǒng)計和積累，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量風險在一定程度上可以預(yù)測，常用的質(zhì)量風險識別方法有頭腦風暴法、生產(chǎn)流程法、WBS等.本文采用的質(zhì)量風險因素識別方法為生產(chǎn)流程法，根據(jù)裝配式建筑的建造流程進行風險分析，既可對風險進行全面分析，又可提高效率.基于此，形成了裝配式建筑建造過程的質(zhì)量風險指標體系，如圖1.

圖1 裝配式建筑建造質(zhì)量風險指標體系

2 指標體系模型

2.1 基于層次分析法和熵權(quán)法形成的改進層次分析法

傳統(tǒng)的層次分析法為9個劃分標度，過多標度的存在使得估算困難，且不易通過一致性檢驗，基于此，將改進的層次分析法在形式上首先減低為3個標度：當指標的重要度為x1>x2時，標度為2；當指標的重要度為x1=x2時，標度為1；當指標的重要度為x1

(1)初始判斷矩陣

對指標按照三標度進行重要度選擇，形成指標體系的初始判斷矩陣aij(n×n)

(2)建立判斷矩陣

計算指標的相對重要度，通過指標之間的相對重要度進行對比計算，得到質(zhì)量風險指標體系的判斷矩陣bij(n×n)：

(3)計算初始指標權(quán)重

(4)權(quán)重修正

利用前文所提出的改進方法對初始權(quán)重進行修正，將初始權(quán)重與信息熵權(quán)重融合，得到項目指標的最終權(quán)重.具體計算規(guī)則如下：

①判斷矩陣標準化處理

②計算指標信息熵權(quán)重λi

(5)最終權(quán)重

2.2 模糊綜合評價法

(1)確定質(zhì)量風險評價體系的指標集和評語集

指標級U=(u1,u2,…,um)，評價集通常用V表示.V=(v1,v2,…,vn)，通常評價結(jié)果有四類或五類.

(2)進行單因素模糊評價，得到評價矩陣R

(3)確定指標因素權(quán)重向量

指標權(quán)重在前文已敘述，不再贅述.

(4)確立模糊綜合評價矩陣

假設(shè)指標所對應(yīng)的評語集的隸屬度為評語集上的指標向量，所有指標的評語向量共同構(gòu)成從U到V的模糊綜合評價矩陣R

(5)綜合評判

綜合評判矩陣為C=μ·R

(6)判斷項目等級

3 實例分析

青島一裝配式建筑，共分為三期進行建設(shè)，整體采用PC建筑體系，裝配率可達70%.本文收集了項目的相關(guān)數(shù)據(jù)展開質(zhì)量風險的研究，旨在體現(xiàn)項目整體的質(zhì)量風險等級以及存在哪些可改進的因素.

3.1 指標權(quán)重計算

(1)考慮到評價的科學(xué)性和有效性，對評價指標采用專家咨詢法進行數(shù)據(jù)獲取，得到指標初始判斷矩陣，詳見表1：

表1 一級指標初始判斷矩陣

(2)根據(jù)上節(jié)公式得到指標體系的判斷矩陣以及指標權(quán)重，詳見表2：

表2 一級指標判斷矩陣及權(quán)重

表3 指標體系綜合權(quán)重

(2)根據(jù)上節(jié)公式得到指標體系的判斷矩陣以及指標權(quán)重，詳見表2：

(3)以上計算均為一級指標的計算過程，二級指標的計算方式與之相同，經(jīng)過計算，得到二級指標的判斷矩陣以及指標權(quán)重如下：

w1={0.4167,0.0833,0.0833,0.4167}

w2={0.0970,0.5601,0.0485,0.2020,0.0924}

w3={0.0734,0.0287,0.1943,0.0287,0.1943,0.4805}

w4={0.0550,0.1178,0.2634,0.5638}

(4)指標權(quán)重修正

按照上節(jié)提出的指標修正方式進行計算，得到最終權(quán)重.

一級指標的信息熵權(quán)重為λi=(0.3612,0.2638,0.1396,0.2354)

由此得到指標的最終權(quán)重為μi=(0.2182,0.3371,0.3818,0.0629)

指標體系中各二級指標的最終權(quán)重計算結(jié)果詳見表3：

μ1=(0.4167,0.0833,0.0833,0.4167)

μ2=(0.1333,0.3259,0.0557,0.2775,0.2076)

μ3=(0.1413,0.0377,0.2508,0.0377,0.2529,0.2796)

μ4=(0.0636,0.2088,0.3412,0.3864)

3.2 模糊綜合評價模型

針對研究問題設(shè)計了調(diào)查問卷，風險的等級程度按照1,2,3,4,5打分進行統(tǒng)計，評價風險集為高、較高、中度、低、較低.共發(fā)放40份調(diào)查問卷，填寫完成經(jīng)過識別和分析，得到32份有效調(diào)查問卷，通過收回的問卷結(jié)果對隸屬度進行計算.資料回收情況見表4：

表4 資料回收統(tǒng)計

續(xù)表4

根據(jù)最大隸屬度原則，項目的綜合風險取值為0.479，為低風險項目，符合該項目的現(xiàn)實狀況.各個階段均為低風險等級.

4 應(yīng)對措施

(1)設(shè)計階段是一個項目的基礎(chǔ)工作，也是首要工作，設(shè)計內(nèi)容的把控對后期生產(chǎn)和施工起到?jīng)Q定性的作用，對于裝配式建筑項目來說，設(shè)計階段需要重點解決的是構(gòu)件的深化設(shè)計以及標準化、模數(shù)化設(shè)計.引入BIM技術(shù)和區(qū)塊鏈等大數(shù)據(jù)技術(shù)，加強溝通效率，縮短信息傳遞時間，提高信息傳遞精度.

(2)通過案例分析結(jié)果可知，構(gòu)件的出廠合格率是一重點.構(gòu)件生產(chǎn)運輸階段應(yīng)做好構(gòu)件的存放保護，保證構(gòu)件出廠合格率.同時要做好運輸規(guī)劃，減少構(gòu)件的損壞.

(3)施工階段的管理主要在人員以及吊裝工作上，要保證吊裝穩(wěn)定且高精度，構(gòu)件安裝過程中，技術(shù)人員應(yīng)做好監(jiān)測，對構(gòu)件的點位是否準確做出判斷.同時，施工技術(shù)人員的素質(zhì)技能也應(yīng)該不斷提升，日益適應(yīng)項目發(fā)展需求.

(4)驗收階段應(yīng)加強人員的責任意識，質(zhì)量是項目的根基，驗收人員應(yīng)保持高度的重視和公平，另一方面要做好成品保護，從而降低后期質(zhì)量風險.