基于DEMATEL-ISM的工程項目信息協(xié)同管理關(guān)鍵成功因素研究

盧喜軍, 李 倩

(中南林業(yè)科技大學 土木工程學院, 長沙 410004)

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展,建筑產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)模逐漸壯大,支柱產(chǎn)業(yè)地位日益顯著。經(jīng)濟的增長必然帶來新的技術(shù)變革,在信息化進程中,其中智慧工地、人工智能、廣聯(lián)達、BIM(建筑信息模型)等一些信息協(xié)同共享技術(shù)也在工程領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要的作用。采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等相關(guān)技術(shù)來提高建造手段信息化水平,全面推行“互聯(lián)網(wǎng)+監(jiān)管”模式,以信息化手段加強設(shè)施建設(shè),大力促進信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同,實現(xiàn)跨層級、跨部門間信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。在這種背景下,信息協(xié)同管理技術(shù)在工程建設(shè)上逐漸得到了重視與發(fā)展。但是大多數(shù)信息協(xié)同管理技術(shù)一般運用于項目建設(shè)的某一階段,如施工階段或設(shè)計階段,對于工程項目建設(shè)全生命周期的運用很少;同時在工程項目管理中存在信息技術(shù)開發(fā)與實際相脫離的現(xiàn)象,工程項目各階段和各參與方之間仍舊存在信息壁壘,信息協(xié)同共享思想還未能真正實現(xiàn)。因此,從全生命周期的角度出發(fā),探索和研究影響工程項目信息協(xié)同管理的成功因素有重要的理論和現(xiàn)實意義。

目前,國內(nèi)外學者對于工程項目信息協(xié)同管理的研究主要集中于構(gòu)建信息協(xié)同平臺、構(gòu)建信息協(xié)同管理框架以及工程項目信息協(xié)同管理上相關(guān)技術(shù)應(yīng)用等方面。賈美珊[1]研究了智慧工地施工階段的影響因素;樓南羽等[2]研究了工程項目中影響建筑信息模型的信息流傳遞的相關(guān)因素,并用系統(tǒng)動力學方法得到了13個關(guān)鍵因素,進一步推動了信息協(xié)同的發(fā)展。

綜上所述,現(xiàn)有研究注重信息協(xié)同管理的實踐領(lǐng)域,關(guān)于信息協(xié)同內(nèi)在關(guān)系的研究比較薄弱。同時大多數(shù)研究都是基于某一階段或某一技術(shù)的影響因素分析,缺乏從整體性和系統(tǒng)性的角度研究,尤其對于工程項目全生命周期內(nèi)的信息協(xié)同成功因素研究較少。鑒于此,從全生命周期角度出發(fā),基于工程項目信息生態(tài)系統(tǒng)的主體、客體和環(huán)境三要素,并結(jié)合已有研究構(gòu)建工程項目信息協(xié)同管理系統(tǒng),同時采用WSR(物理-事理-人理)系統(tǒng)方法論來構(gòu)建工程項目信息協(xié)同管理的成功因素清單,同時采用DEMATEL-ISM(決策試驗與評價實驗室-解釋結(jié)構(gòu)模型)方法來構(gòu)建關(guān)鍵成功因素模型進行分析并提出對策。

1 理論分析

目前對于信息協(xié)同管理的定義并沒有統(tǒng)一的概念。有些學者認為信息協(xié)同管理是一種復雜的交互過程,其包含信息集成、信息網(wǎng)絡(luò)、信息傳遞和信息共享的作用,彼此間相互聯(lián)系,密不可分,內(nèi)容復雜。有些學者認為信息協(xié)同管理是兩個或兩個以上參與者,在一定時間內(nèi)通過信息交流滿足自身信息需求和達成共同目標的一種信息活動,在信息協(xié)同的過程中,信息主體通過與信息、環(huán)境交互提高信息傳遞效率,提升信息價值,獲得協(xié)同效應(yīng)[3]?；诖?對于工程項目上的信息協(xié)同管理也是在全生命周期內(nèi)各個階段的各參與主體對各種相關(guān)信息集成共享的結(jié)果。

生態(tài)學家張新時院士最先定義了信息生態(tài)系統(tǒng),他認為信息生態(tài)系統(tǒng)不僅具有信息科學和信息理論的優(yōu)勢,而且繼承和發(fā)展了自然生態(tài)系統(tǒng)的傳統(tǒng)理論。隨著信息的不斷發(fā)展,信息生態(tài)理論的研究內(nèi)容和熱點逐漸擴展到各個領(lǐng)域,其中工程項目信息生態(tài)系統(tǒng)是信息生態(tài)理論在建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用。此概念是在以工程項目相關(guān)參與方在信息流動中的作用為依據(jù)將系統(tǒng)的組成要素劃分為信息生產(chǎn)者、信息消費者和信息分解者,各組成要素之間通過信息鏈及信息網(wǎng)進行聯(lián)系,實現(xiàn)信息的高效無阻流動[4]。工程項目信息生態(tài)系統(tǒng)不是一個獨立的、封閉的系統(tǒng),它與自然生態(tài)系統(tǒng)相比,具有很強的社會性、人為性、信息流動雙向性和動態(tài)性等特點。陳曙[5]認為信息生態(tài)系統(tǒng)主要是對信息、信息人和信息人活動所處的環(huán)境三者之間的相互作用關(guān)系進行研究,目的是指導整個信息生態(tài)系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。Nardi等[6]強調(diào)人在整個信息生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用,認為人是信息生態(tài)系統(tǒng)中的主導者,其他信息活動都是以服務(wù)于人為目的。綜上所述,在工程項目信息生態(tài)系統(tǒng)中,工程項目信息協(xié)同管理在全生命周期內(nèi),項目各參與主體即信息人作為系統(tǒng)中的主導者,基于某種組織結(jié)構(gòu),達成同一目標共識,組成一個合作的系統(tǒng),同時通過信息和影響信息的內(nèi)外部環(huán)境構(gòu)成了一個相互影響、相互作用的工程項目信息協(xié)同管理生態(tài)系統(tǒng),如圖1所示。

圖1 工程項目信息協(xié)同管理生態(tài)系統(tǒng)

從圖1可以看出,該信息生態(tài)系統(tǒng)主要包括3個要素:

1)主體要素。信息主體是工程項目信息協(xié)同體系的重要組成部分。將參與工程項目信息協(xié)同管理的主體按有無直接參與工程項目的實施進行分類,分為直接參與主體和間接參與主體。其中直接參與主體是直接參與工程且與工程項目簽訂法定合同的相關(guān)組織,包括業(yè)主、設(shè)計方、承包方、監(jiān)理方、運營商、供應(yīng)商;間接參與主體指并不直接參與項目,但會影響工程項目或被工程項目影響且不容忽視的相關(guān)組織,包括政府相關(guān)部門、社會公眾。

2)信息資源要素即客體要素。工程項目信息資源是指工程項目實施過程中各主體及各組織所需的各類信息,如管理信息、軟件相關(guān)信息、人員和組織信息、交流信息以及項目數(shù)據(jù)信息等,是工程項目信息協(xié)同體系的最基本的因素,也是工程項目信息協(xié)同主體要素和環(huán)境要素之間聯(lián)系的“橋梁”。利用信息協(xié)同管理系統(tǒng)對信息資源進行系統(tǒng)化管理,促進信息的整合、挖掘、吸收與轉(zhuǎn)化。

3)環(huán)境要素。信息人在信息流動中會組成多條錯綜復雜的信息網(wǎng),信息網(wǎng)的形成少不了信息環(huán)境的支撐。在工程項目的全生命周期的各個階段,信息環(huán)境分為項目內(nèi)部環(huán)境和項目外部環(huán)境,項目內(nèi)部信息環(huán)境就是工程項目的信息協(xié)同系統(tǒng)、信息協(xié)同平臺等,這些內(nèi)部環(huán)境要素對信息協(xié)同起到了直接的支撐作用。正是這些內(nèi)部環(huán)境要素的不斷變革,才使信息協(xié)同可以在工程項目中得到廣泛應(yīng)用。項目外部信息環(huán)境因素是指有關(guān)信息協(xié)同方面的國家政策法規(guī)、管理環(huán)境、該工程項目所處階段等。項目的內(nèi)、外部環(huán)境要素都會影響信息協(xié)同管理過程。

2 影響因素分析

2.1 WSR方法論

WSR方法論,即物理-事理-人理方法論,是中國兩位著名的系統(tǒng)科學家顧基發(fā)于1994年提出的[7]。WSR方法論廣泛運用于系統(tǒng)工程、企業(yè)管理、經(jīng)濟學等領(lǐng)域,隨著研究的深入和發(fā)展,部分學者將該方法引入到了管理科學領(lǐng)域。工程項目信息生態(tài)系統(tǒng)將各參與主體視為一個整體,每個部分相互作用,同時又與信息的協(xié)同轉(zhuǎn)化及內(nèi)外部環(huán)境相互影響,形成一個獨立的信息生態(tài)系統(tǒng)。工程項目信息協(xié)同管理過程中參與方眾多,項目信息存在跨部門協(xié)同,項目全生命周期實施過程中又有各種內(nèi)外部環(huán)境因素的影響[8]。因此,WSR是解決工程項目信息協(xié)同管理的各參與主體之間的協(xié)同交流的有力工具。本文通過文獻研究和專家訪談進行初步識別和優(yōu)化,并基于WSR系統(tǒng)方法論,從物理層、事理層和人理層確立成功因素清單。

2.2 成功因素識別

2.2.1 物理(W)方面的成功因素

“物理”主要指構(gòu)成系統(tǒng)的客觀存在,如客觀物質(zhì)及規(guī)律、聯(lián)系。信息生態(tài)系統(tǒng)中的客體因素可以劃分到工程項目信息協(xié)同管理的物理部分,其中物理因素包括軟件/技術(shù)成熟度、組織信息協(xié)同管理價值、實施效果、外部環(huán)境等。信息技術(shù)是推動信息生態(tài)系統(tǒng)中信息協(xié)同共享的重要載體,強有力的技術(shù)支持會使得信息溝通效率增大,信息傳遞及時。外部環(huán)境是指社會的大趨勢影響,如其他工程項目運用信息協(xié)同管理的狀況等。

2.2.2 事理(S)方面的成功因素

“事理”主要是做事的依據(jù)和道理,是指根據(jù)“物理”所采取的有效的措施,確保項目成功實施。信息生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境因素可以劃分到工程項目信息協(xié)同管理的事理部分,其中事理因素包括激勵機制、組織架構(gòu)、行業(yè)規(guī)范及法律法規(guī)、資金投入等。工程項目信息協(xié)同是一個跨部門間的協(xié)同,良好的激勵機制能使工程項目內(nèi)部各參與主體之間的接受程度增大信息協(xié)同管理成功的概率,同時實施過程中的各種信息協(xié)同硬件和軟件的投入都需要較大的資金支持,這些都是影響工程項目信息協(xié)同管理成功的因素。而且在信息協(xié)同實施過程中,完善的行業(yè)規(guī)程及法律法規(guī)對于信息協(xié)同管理成功提供了重要保障。

2.2.3 人理(R)方面的成功因素

“人理”是指人在系統(tǒng)中的作用,涉及人、組織與事物的關(guān)系,強調(diào)人的協(xié)調(diào)管理,保證工程項目信息協(xié)同管理有序運行。信息生態(tài)系統(tǒng)中的主體因素可以劃分到工程項目信息協(xié)同管理的人理部分,其中人理因素包括各參與主體的理念、信任度、執(zhí)行意愿、各參與方的滿意度和需求、人才管理與培訓等。在工程項目實施過程中,很多參與主體對于信息協(xié)同管理技術(shù)缺乏認識,思維定勢在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)變不容易,這是阻礙信息協(xié)同管理成功的第一步,同時組織間的合作緊密度和信任度以及對于專業(yè)技術(shù)人員的技能培訓和素質(zhì)教育也是信息協(xié)同管理成功的影響因素之一。

2.2.4 基于WSR的工程項目信息協(xié)同管理成功因素清單的構(gòu)建

在基于WSR成功因素分析的基礎(chǔ)上,通過專家訪談等方法對影響工程項目信息協(xié)同管理的成功因素進行篩選比較,最終選取16個指標值,建立工程項目信息協(xié)同管理成功因素清單,見表1。

表1 工程項目信息協(xié)同管理成功因素清單

3 模型建立

3.1 研究方法

決策試驗與評價實驗室(decision-making and trial evaluation laboratory,DEMATEL)法可通過分析成功因素之間的相互影響程度,辨識出該系統(tǒng)關(guān)鍵成功因素及成功因素重要程度,解釋結(jié)構(gòu)模型法(interpretative structural modelling method,ISM)也可有效劃分出關(guān)鍵成功因素的結(jié)構(gòu)層次,從而對工程項目信息協(xié)同管理關(guān)鍵成功因素識別問題進行分析探討。

3.2 DEMATEL-ISM法研究步驟

第1步：構(gòu)建直接影響矩陣Z。明確分析所構(gòu)成的要素,構(gòu)建成功因素指標S={S1,S2,…,Sn},采用專家打分法,比較Si對Sj的影響,將各成功因素的影響程度分為:“0”沒有影響、“1”非常弱影響、“2”弱影響、“3”強影響、“4”非常強影響5個等級。專家評估各成功因素間的關(guān)系的強弱,得到n階直接影響矩陣Z=[zij]n×n。

第2步：計算規(guī)范影響矩陣N。通過歸一化(行和最大法)直接影響矩陣,得到規(guī)范直接影響矩陣N,即

第3步：計算綜合影響矩陣T。

T=N(I-N)-1

(2)

式中:I為單位矩陣。

第4步：計算影響度Di(T中各行之和,表示各行對應(yīng)要素對所有其他要素的綜合影響值)、被影響度Ci(T中各列值之和,表示各列對應(yīng)要素對其他要素的綜合影響值)、中心度Mi(表示因素在評價體系中的位置及其所起作用的大小,為要素i的影響度和被影響度相加)和原因度Ri(為要素i的影響度和被影響度相減得到)。當Ri>0,表示該要素對其他要素影響大,成為原因要素。反之為結(jié)果要素。并繪制以中心度Mi為橫坐標,原因度Ri為縱坐標的因果圖。

Mi=Di+Ci,i=1,2,…,n

(5)

Ri=Di-Ci,i=1,2,…,n

(6)

式中:tij為綜合影響矩陣T中第i個元素對第j個元素的影響值。

第5步：確定整體影響矩陣E=[eij]n×n。

E=T+I

(7)

第6步：確定可達矩陣F=[fij]n×n。同時引入閾值λ∈[0,1]剔除因素間影響程度較小的關(guān)系[9]。

式中:fij為i因素與j因素的關(guān)聯(lián)值;eij為整體影響矩陣E中的對應(yīng)元素;λ為閾值。

第7步：劃分層級。確定各指標的可達集Uj和先行集Vj,并判定可達集和先行集是否有交集,即Uj=Uj∩Vj(i=1,2,…,n),若滿足此條件,則Uj中的因素為最高層因素,將其從中剔除,重復進行此步驟直至層級劃分確定完畢。

Ui={xi|xj∈X,fij≠0},i=1,2,…,n

(9)

Vi={xj|xj∈X,fji≠0},i=1,2,…n

(10)

第8步：繪制因素間的遞階層次結(jié)構(gòu)模型。

4 研究過程和結(jié)果分析

4.1 研究過程

邀請5位在工程領(lǐng)域中從事信息協(xié)同相關(guān)的專家組成專家群體,由每位專家根據(jù)各自的知識與經(jīng)驗分別判定13個影響因素間的相互影響度,獲得初始直接影響矩陣,同時結(jié)合MATLAB軟件并根據(jù)式(1)得到規(guī)范影響矩陣,見表2。

表2 各成功因素之間的規(guī)范影響矩陣

續(xù)表

然后根據(jù)式(3)～式(6),可以得到影響度、被影響度、中心度和原因度(表3),并繪制因果圖(圖2)。

表3 各因素的影響關(guān)系

圖2 信息協(xié)同管理成功因素因果圖

通過閾值λ可以將因素間影響因素較弱的關(guān)系刪除,使影響因素結(jié)構(gòu)更為簡潔,簡化了層級結(jié)構(gòu)。閾值λ的選取根據(jù)綜合影響矩陣T的均值和標準差來計算,即綜合影響矩陣的均值與3/2倍的標準差之和,經(jīng)過多次分析驗證,取λ=0.26。根據(jù)式(7)將綜合影響矩陣T轉(zhuǎn)化為整體影響矩陣E,代入閾值后得出可達矩陣。

根據(jù)式(9)、式(10)判斷各指標的可達集和先行集是否有交集,一步步選取直至層級劃分確定完畢。最終得到工程項目信息協(xié)同管理成功因素多層遞階結(jié)構(gòu)解釋模型,如圖3所示。

圖3 成功因素遞階結(jié)構(gòu)解釋模型

4.2 結(jié)果分析

4.2.1 原因度分析

在工程項目信息協(xié)同管理成功因素體系中有9個因素原因度的值大于0,屬于原因因素,分別是S3(外部環(huán)境)、S6(激勵機制)、S7(充足的資金)、S8(專門機構(gòu)進行信息協(xié)同管理)、S9(組織架構(gòu))、S10(配套的法律法規(guī))、S11(規(guī)范的標準體系)、S12(各參與方的重視程度)、S16(人才管理與培訓)。其中S10和S3的原因度大,被影響度和中心度較小,不易受到其他成功因素的作用,S12的原因度較小,影響度較大,對其他成功因素有較強的影響力。因此,在實施信息協(xié)同管理過程中,需要密切關(guān)注其與其他因素之間的傳遞過程。有7個因素值小于0,分別為S1(組織信息協(xié)同管理價值)、S2(實施效果)、S4(組織間的協(xié)調(diào)性)、S5(軟件/技術(shù)成熟度)、S13(各參與方的需求)、S15(各參與方信息協(xié)同管理理念)和S14(各參與方的滿意度),屬于結(jié)果因素。表明這幾個因素容易受到其他因素的影響。其中S5、S13和S15這3個成功因素的影響度和被影響度都比較大,是工程項目實施信息協(xié)同管理成功的重要支撐。

4.2.2 中心度分析

圖2中橫坐標中心度表示成功因素受其他因素的影響程度或者影響其他因素的程度的大小。中心度越大,表明成功因素受其他因素或影響其他因素的程度越大,即該因素的關(guān)鍵程度越高。S8專門機構(gòu)進行信息協(xié)同管理、S16(人才管理與培訓)、S5(軟件/技術(shù)成熟度)、S12(各參與方的重視程度)為中心度最大的前4個成功因素,其中心度分別為7.108 0、6.942 8、6.921 0、6.699 7。表明其在整個體系中的影響程度最為顯著。

4.2.3 成功因素遞階結(jié)構(gòu)層次分析

根據(jù)圖3的成功因素遞階結(jié)構(gòu)解釋模型可知,將影響工程項目信息協(xié)同管理成功因素劃分為5個層級,各成功因素按照各自的層級由上往下排列。第1層次為頂層成功因素,分別為S2(實施效果),S14(各參與方的滿意度);第2層到第4層為中層成功因素,第2層包括S4(組織間的協(xié)調(diào)性)、S5(軟件/技術(shù)成熟度)、S8(專門機構(gòu)進行信息協(xié)同管理)、S1(組織信息協(xié)同管理價值);第3層包括S12(各參與方的重視程度)、S13(各參與方的需求),S9(組織架構(gòu));第4層包括S6(激勵機制)、S15(各參與方信息協(xié)同管理理念)、S16(人才管理與培訓);第5層次為底層成功因素,包括S11(規(guī)范的標準體系)、S10(配套的法律法規(guī))、S3(外部環(huán)境)和S7(充足的資金)。S2、S12、S15作為關(guān)鍵成功因素與較多成功因素存在緊密聯(lián)系,同時也受多個高層次的成功因素的影響,因此,需要把控好這4個因素與其他因素之間的傳遞過程。

5 結(jié)論和建議

通過運用DEMATEL模型分析了各個因素間的相互影響關(guān)系,計算了16個成功因素的原因度和中心度,確定了成功影響因素的因果屬性,并根據(jù)中心度等確定了5個影響工程項目信息協(xié)調(diào)管理成功的關(guān)鍵影響因素?；贒EMATEL-ISM建立了工程項目信息協(xié)調(diào)管理成功影響因素遞階結(jié)構(gòu)解釋模型,將事故因素劃分為表層影響、中層影響和深層影響3個層級,可直觀體現(xiàn)出影響因素間的內(nèi)在關(guān)聯(lián),為工程項目實施信息協(xié)同管理提供參考依據(jù)?；谝陨戏治霾⑻岢鋈缦陆ㄗh。

1)從物理角度來說,借鑒其他工程項目的成功經(jīng)驗是通往成功路上的快速通道。對于信息協(xié)同管理的實施,有很多方面可以相互學習和借鑒,同時,成功的經(jīng)驗也會增加其規(guī)范影響力。因此,高層領(lǐng)導者應(yīng)該重視工程項目基于信息協(xié)同管理的制度和流程,并根據(jù)成功經(jīng)驗進一步完善,加大對信息協(xié)同管理的資金投入,從技術(shù)、流程、組織結(jié)構(gòu)等全面提升工程項目對信息協(xié)同管理的運用成熟度。

2)從事理角度來說,隨著建筑工業(yè)化和建筑信息化時代的來臨,需要改變傳統(tǒng)的建筑模式和管理模式,工程領(lǐng)域的信息協(xié)同管理標準還有很大的空間進行擴展,政府及各行業(yè)主管部門應(yīng)通過出臺合理運行機制并完善基于信息協(xié)同管理制度,提高信息協(xié)同管理平臺的實用性,使政府切實履行監(jiān)督管理義務(wù)。同時,對于工程信息協(xié)同管理的高效率的運行還需要增加對工程項目相關(guān)人員的專業(yè)教育培訓,并進一步完善基于信息協(xié)同管理制度并規(guī)范相關(guān)資質(zhì)認證考核。

3)從人理角度來說,在一個工程項目實施過程中,信息協(xié)同管理不僅僅是“有就好”,各參與主體更應(yīng)強調(diào)其工程項目利用信息協(xié)同這個工具幫助自身實現(xiàn)的預期價值,從而使更多的潛在使用主體關(guān)注到信息協(xié)同管理的真正價值,改變傳統(tǒng)理念,提高其執(zhí)行意愿,最終逐漸影響工程項目信息生態(tài)系統(tǒng)。