建筑供應鏈協(xié)同理論的計量分析和發(fā)展綜述

何玉靜HE Yu-jing

（同濟大學經(jīng)濟與管理學院，上海 200092）

0 引言

供應鏈的概念由哈佛大學商學院教授邁克爾·波特（Michael E·Porter）在1985 年所提出的價值鏈的基礎上，結合準時制（JIT）以及全面質(zhì)量管理（TQM）領域等創(chuàng)新演變而來。供應鏈管理理論在制造業(yè)中獲得了巨大成功，國內(nèi)外學者將其推廣到建筑業(yè)中?！皡f(xié)同”是建筑供應鏈的基本原則[1]，要充分發(fā)揮供應鏈理論在建筑業(yè)的價值，就必須對如何進行建筑供應鏈協(xié)同進行深入研究。

自20 世紀90 年代以來，建筑供應鏈協(xié)同的概念出現(xiàn)，主要集中于研究提高建筑項目的效率和生產(chǎn)力。O'Brien 教授等人較早注意到這一點并展開了研究，如1995 年的挪威住宅項目采用了單位訂單系統(tǒng)，然而最終單位訂單期與計劃訂單期有偏差，且部分企業(yè)發(fā)現(xiàn)整體成本增加。在該階段建筑供應鏈管理理念的研究和應用不夠深入，制造業(yè)到建筑業(yè)的理論遷移并沒有實際改善建筑業(yè)的發(fā)展。到了21 世紀初，國內(nèi)外學者開始探討如何通過建筑供應鏈協(xié)同來提高項目質(zhì)量和客戶滿意度，建筑供應鏈研究從單一項目的視角轉向了整個建筑業(yè)的視角。近年來建筑供應鏈協(xié)同研究快速發(fā)展，信息技術被引入，建筑信息模型（BIM）、物聯(lián)網(wǎng)（IOT）、地理信息系統(tǒng)（GIS）等成為支持建筑供應鏈協(xié)同的主要手段，建筑供應鏈協(xié)同控制平臺在現(xiàn)實中開始逐步應用。

然而到目前為止，建筑供應鏈協(xié)同理論缺乏系統(tǒng)性和整體性的梳理，研究框架不夠清晰。為了引導建筑供應鏈協(xié)同理論發(fā)展，本文通過計量分析和文獻綜述的方式對建筑供應鏈協(xié)同理論的研究進展進行分析，從組織關系、流程規(guī)劃、項目模式、信息化四個維度總結了建筑供應鏈協(xié)同的研究現(xiàn)狀和實際應用，指出了當前的研究差距和未來的方向。

1 建筑供應鏈協(xié)同理論的文獻計量分析

為了全面地梳理建筑供應鏈理論的研究進展，采用文獻計量的方式對高被引文獻進行分析。首先從Web of Science 的核心數(shù)據(jù)庫中檢索期刊論文，關鍵字組合如下：“supply chain”AND“integration”AND (“construction”O(jiān)R“engineering”O(jiān)R“architecture”），選取高被引論文81 篇。對文獻進行關鍵詞分析，結合LSI 與LLR 聚類結果，可以初步確認建筑供應鏈協(xié)同理論的高頻詞主要集中在：組織內(nèi)部關系與供應商整合；生產(chǎn)商合同；企業(yè)制度與績效；運輸規(guī)劃問題；項目復雜性；產(chǎn)品標準化和數(shù)字信息共享等問題。對提取的高頻關鍵詞進行分類，可以概括為以下四個方面：組織關系；流程規(guī)劃；項目模式；信息化。（圖1、表1）

表1 對高頻關鍵詞進行歸類

圖1 關鍵詞分析

2 建筑供應鏈協(xié)同理論研究發(fā)展綜述

2.1 組織關系

建筑業(yè)在轉向供應鏈管理理論的過程中并沒有從準時制等早期創(chuàng)新中獲益，其主要原因在于依賴價格競爭和確定性合同安排的建筑文化在本質(zhì)上仍然敵對的，多數(shù)關系在很大程度上是公平的和短期的，并且傾向于使用訴訟來解決糾紛，建筑行業(yè)往往形成一個在敵對和傳統(tǒng)交易環(huán)境中工作的臨時組織[2]。

直到21 世紀，隨著伙伴關系管理理論的出現(xiàn)，組織間關系實現(xiàn)突破，該行業(yè)才開始轉向更具協(xié)作性的關系和集成流程，一些機構和學者開始進行基于信任和合作的長期、多項目關系取代短期合同驅動的逐個項目的敵對關系的研究。Ryciuk 等人確定了建筑供應鏈中組織之間關系的可觀察指標以及與信任相關的因素：合作伙伴特征、伙伴關系的形式、合作路線、議價位置、合作中的善意表現(xiàn)和具體的投資方案[3]。Meng，Sun &Jones 等人則確定了衡量和改善建筑供應鏈中關鍵合作伙伴之間的成熟度模型詳細描述了四個成熟度級別中評估標準，主要包括：采購形式、目標、信任、合作、溝通、解決問題、風險分配和連續(xù)性提高[4]。同時，聯(lián)盟與合作關系被重視，研究證明聯(lián)盟賦予項目團隊改變和適應的靈活性，以推進協(xié)作環(huán)境，進一步的研究還可以側重于聯(lián)盟模型的其他變體（例如項目聯(lián)盟、設計聯(lián)盟、規(guī)劃聯(lián)盟）[5]。

2.2 流程規(guī)劃

雖然流程規(guī)劃風險對項目績效的影響遠遠超過了工程和技術方面相關的風險，但是流程規(guī)劃在建筑供應鏈管理中并不優(yōu)先，許多建筑公司缺失對建筑供應鏈協(xié)同流程規(guī)劃的知識和經(jīng)驗。

目前主要的行業(yè)協(xié)同流程變化主要有：拉式系統(tǒng)規(guī)劃；最后規(guī)劃系統(tǒng)（LSP）。在拉式系統(tǒng)中，每個產(chǎn)品裝配過程的開始都是由生產(chǎn)線末端另一個產(chǎn)品的完成觸發(fā)的，將拉送系統(tǒng)概念引入建筑業(yè)，則是將設計→制造→運輸→安裝的平行銜接方式轉為搭接，可以有效減少運輸車輛等大型資源的消耗以及施工現(xiàn)場大型臨時基礎設施的數(shù)量，降低供應鏈過程的固定成本[6]。此外一些研究研發(fā)多個框架來實施LPS 集成[7]，幫助項目利益相關者在建設項目中使用LPS，包括BIM 與LPS 在建筑項目中的相互協(xié)同等。

2.3 項目模式

建設項目的規(guī)劃、設計和執(zhí)行需要不同項目方的通力合作，包括項目業(yè)主、建筑師、土木工程師、施工/項目經(jīng)理、總承包商、專業(yè)分包商、供應商和制造商。項目利益相關者復雜，建筑供應鏈協(xié)同依賴于創(chuàng)新的項目模式，例如集成項目交付（IPD）、早期承包商參與（ECI）等。

集成項目交付（IPD）包括多方協(xié)議和承諾，支持以一致的目標和聯(lián)合項目管理進行持續(xù)協(xié)作，并且已經(jīng)開發(fā)了一種工具來加強建設項目利益相關者之間的關系,強調(diào)通過團隊組建、設計領導、協(xié)作以及架構服務來促進建筑實踐重構。多方合同和托管因其對復雜建設項目中系統(tǒng)創(chuàng)新實施的積極影響也受到重視[8]。早期承包商參與（ECI）則是一種基于關系的采購方法，通常在招標階段對其知識整合過程進行建模，在可行性規(guī)劃批準過程完成后不久，讓承包商參與進來，客戶在項目開發(fā)過程的早期通過非價格選擇，根據(jù)承包商的業(yè)績記錄和可用性、對項目的理解和新的質(zhì)量來指定設計和施工專業(yè)人員想法[9]。

2.4 信息化

近些年來，BIM 技術的發(fā)展成為支持建筑供應鏈協(xié)同的關鍵，基于BIM 的施工網(wǎng)絡也逐漸成為項目執(zhí)行BIM 活動的常態(tài)，被視為支持BIM 的項目取得成功的先決條件。

建筑信息模型（BIM）是實現(xiàn)供應鏈信息協(xié)同的有力手段。SHIVA ARAM 等在特定的混凝土供應鏈中討論了BIM 平臺的搭建與運行，確定了在混凝土加固供應鏈中3D 參數(shù)建模、編輯、更新和優(yōu)化模型、互操作性以及項目和施工管理這四個領域BIM 具的重大功能[10]。胡文發(fā)等人BIM 技術應用于大型建筑安裝工程的供應鏈管理系統(tǒng)，充分發(fā)揮BIM 技術的優(yōu)勢，克服建筑安裝施工的困難，構建了BIM 和供應鏈集成的大型建筑安裝工程的可視化管理系統(tǒng)[11]。

除此之外，供應鏈信息協(xié)同是實現(xiàn)“知識經(jīng)驗”集成的重要途徑，為了實現(xiàn)與其他信息平臺的交互，已有很多基于BIM 的協(xié)同工作平臺的研究。Rosenman 等[12]研制了一個虛擬協(xié)同環(huán)境，通過將各專業(yè)間的BIM 元素進行連接，實現(xiàn)各專業(yè)BIM 信息的集成。Chen 等[13]研制了基于IFC的BIM 數(shù)據(jù)服務器，以支持建筑師與結構工程師基于web進行協(xié)同設計。目前，部分商用協(xié)同工作平臺，如Buzzsaw，A-site，4Projects，Onuma 等開始支持BIM，建筑供應鏈協(xié)同智能化控制平臺也開始被應用。

建筑供應鏈協(xié)同還通過建筑信息模型(BIM)與物聯(lián)網(wǎng)（IOT）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等的結合實現(xiàn)建筑行業(yè)的范式轉變。

①BIM-IOT 方面，建筑信息模型（BIM）與物聯(lián)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的集成（IoT）設備為應用程序提供了一個強大的范例，提供了項目的互補視圖，提高了施工和運營效率。蘇暢將RFID 技術應用到了裝配式住宅的全壽命周期追蹤管理中，并設計了PHC 的追蹤管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了裝配式建筑的信息的有效獲取，為裝配式建筑供應鏈信息的整合優(yōu)化提供了路徑[14]。

②BIM-GIS 方面，建筑信息模型（BIM）和地理信息系統(tǒng)（GIS）的集成提供了建筑和環(huán)境實體的數(shù)字表示，BIM提供建筑物本身的微觀表現(xiàn)，GIS 提供建筑物外部環(huán)境的宏觀表現(xiàn)，它們的結合建立了基于數(shù)據(jù)集成的建筑環(huán)境的全面視圖。Wu 等人[15]將GIS、BIM 和云技術系統(tǒng)相結合，以方便實時檢測建筑能源性能。Chen 等人利用WMS（網(wǎng)絡地圖服務）與BIM 集成，用于供應鏈管理，為設計師和項目經(jīng)理開發(fā)了BIM-WMS 決策支持插件，幫助進行材料選擇、成本和進度規(guī)劃等[16]。

③BIM-數(shù)字孿生方面，丁凱等人則將BIM 和IOT 用于鋼橋建設模式上，在BIM 平臺上建立了真正的鋼橋的“數(shù)字孿生”，將實時物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與設計的BIM 模型相關聯(lián)，通過使用數(shù)據(jù)計算和高級分析工具來同步地重新模擬了施工過程[17]。

④BIM-區(qū)塊鏈方面，Wu 等人則通過區(qū)塊鏈技術開發(fā)了一種全新的IoT-BIM 平臺，以避免物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡中的單點故障，并確保BIM 修改的來源，同時降低信息存儲成本[18]。

目前BIM-IT 的研究進入了高速發(fā)展階段，然而多數(shù)研究更看重BIM 或信息化技術的功能與應用特征，與供應鏈需求脫離，對節(jié)點信息敏感度不足。由于各技術手段游離在供應鏈組織協(xié)同和項目模式之外，技術手段往往得不到有效的利用與實施。

3 建筑供應鏈協(xié)同理論未來的研究方向

根據(jù)對30 多年（1990-2022 年）建筑供應鏈協(xié)同理論的廣泛文獻回顧，確定了建筑供應鏈協(xié)同主要關注的四個方面，綜合來看目前關于流程研究、項目模式的研究相對較少。同時，目前最主要的研究不足在于現(xiàn)有的信息化技術與組織研究和流程研究的結合程度低，導致信息化技術與供應鏈需求脫節(jié)，信息技術在建筑項目中的轉化受限，數(shù)據(jù)和信息難以跟隨項目推進而流動，技術手段往往得不到有效的利用和實施。因此，高度集成的信息化，隨流程交互的數(shù)據(jù)流，隨項目模式轉變的流程研究等是未來建筑供應鏈協(xié)同需要解決的熱點問題。