李逸霞 沈良峰 袁 俊
伴隨40 余年的城市化進(jìn)程,中國(guó)建筑業(yè)迅速發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。然而,當(dāng)前中國(guó)的建筑行業(yè)仍處于高投入、高消耗、高排放的發(fā)展時(shí)期,造成巨大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。無(wú)論是從生態(tài)環(huán)境、建筑業(yè)發(fā)展需求還是國(guó)家宏觀層面來(lái)看,發(fā)展低耗能、高效率的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)都是必由之路。但由于目前我國(guó)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度等級(jí)較低,整體效益優(yōu)勢(shì)還未能很好地體現(xiàn)出來(lái)。因此在裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級(jí)階段,結(jié)合裝配式建筑產(chǎn)業(yè)和其所處的發(fā)展環(huán)境,弄清裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的影響因素及其內(nèi)在關(guān)系至關(guān)重要。
目前,對(duì)于裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面的研究多集中在可持續(xù)性發(fā)展和環(huán)境效益2 個(gè)層面。SHEN 等[1]通過(guò)構(gòu)建基于工藝生命周期評(píng)估的裝配式生態(tài)足跡估算模型,對(duì)裝配構(gòu)件的可持續(xù)性進(jìn)行研究。ZAIRUL[2]提出了采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)的裝配式建筑研究趨勢(shì)的新框架。劉耀丹[3]采用了生態(tài)足跡作為生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)指標(biāo),為裝配式建筑全壽命周期的資源消耗提供了新的量化參考。目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于成熟度研究的重點(diǎn)是成熟度模型目的、建立和應(yīng)用等。XAVIER 等[4]提出了生態(tài)創(chuàng)新成熟度模型,一個(gè)支持生態(tài)創(chuàng)新整合和組織成熟度演化的框架。EDIRISINGHE 等[5]提出了全生命周期BIM 成熟度模型,該模型在理論基礎(chǔ)和社會(huì)技術(shù)的支持下,能充分考慮整個(gè)資產(chǎn)生命周期。GüNG?R 等[6]提出了生態(tài)效率成熟度模型,指導(dǎo)管理人員從績(jī)效、結(jié)構(gòu)和意識(shí)的角度了解他們?cè)谏鷳B(tài)效率方面的現(xiàn)狀。
目前對(duì)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的研究已成為該領(lǐng)域的一個(gè)重要課題和熱點(diǎn),但仍存在一定的缺陷:未將裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)與成熟度進(jìn)行有效融合,具有單一性、主觀性和片面性等特征,且缺乏對(duì)其影響因素間的內(nèi)在聯(lián)系的深入研究。本文通過(guò)對(duì)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的影響因素進(jìn)行識(shí)別,在解釋結(jié)構(gòu)模型(Interpretative Structural Modeling,ISM)的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)不同影響因素的層級(jí)關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)的梳理,利用交叉影響矩陣相乘法(Matrices Impacts Croises-Mul-tiplication Appliance Classement,MICMAC)對(duì)影響因素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力-依賴(lài)性分析,揭示其交互作用機(jī)制,為構(gòu)建適合我國(guó)國(guó)情的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系提供科學(xué)依據(jù)。
影響我國(guó)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的因素有很多,其中既包括技術(shù)、市場(chǎng)、政策等外部因素,也包括企業(yè)內(nèi)部管理、人員素質(zhì)等內(nèi)部因素,而且這些因素之間往往存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的聯(lián)系,相互影響和制約。為了明確影響我國(guó)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度各因素之間的相互關(guān)系,筆者采用文獻(xiàn)綜述法進(jìn)行梳理和分析,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合專(zhuān)家訪談,歸納發(fā)現(xiàn)影響裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的因素共有4 個(gè)維度,即經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、政策、產(chǎn)業(yè)環(huán)境,并得到29 個(gè)具有代表性因素,依次用S1,S2,…,S29表示,具體如表1。
表1 裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度影響因素
解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)最早于1973 年提出,是一種解釋系統(tǒng)影響因素結(jié)構(gòu)關(guān)系的方法,它通過(guò)將復(fù)雜的系統(tǒng)分解為多個(gè)子系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上,利用研究人員自身的理論知識(shí),并借助計(jì)算機(jī)輔助手段,對(duì)各因子間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析,最終得到一種多層次的結(jié)構(gòu)模型。具體實(shí)施步驟為:基于對(duì)影響要素集合的分析,識(shí)別影響要素,判定要素之間的交互作用,構(gòu)造鄰接矩陣,結(jié)合相關(guān)程序進(jìn)行可達(dá)矩陣的求解,基于可達(dá)矩陣,建立多層次遞階結(jié)構(gòu)表格,并繪制解釋性結(jié)構(gòu)模型。
根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合專(zhuān)家意見(jiàn),得出裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度因素之間的相互關(guān)系,構(gòu)建裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度驅(qū)動(dòng)力因素間鄰接矩陣:
鄰接矩陣表示因素間的邏輯關(guān)系。“ 1”表示因素Si對(duì)Sj有影響,“0”表示因素Si對(duì)Sj無(wú)影響。按照29 個(gè)因素間的聯(lián)系,建立鄰接矩陣A,表示為:
可達(dá)矩陣能夠以方陣形式表達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部各影響因素間的可達(dá)關(guān)系,從而揭示各主要因素對(duì)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的直接影響與間接影響。利用布爾運(yùn)算規(guī)則,對(duì)鄰接矩陣進(jìn)行計(jì)算,將鄰接矩陣A與單位矩陣I之和(A+I),即鄰接相關(guān)矩陣對(duì)某一整數(shù)n基于布爾代數(shù)運(yùn)算規(guī)則做冪運(yùn)算,如式(4)所示,直至滿(mǎn)足式(5),即得可達(dá)矩陣R=(A+I)a。其中,a為最長(zhǎng)傳遞路程。此過(guò)程可使Matlab軟件完成計(jì)算,得到可達(dá)矩陣R:
可達(dá)矩陣R的分解包含層級(jí)劃分和區(qū)域劃分,可達(dá)集R(Si)是可達(dá)矩陣R行元素為“1”的列的集合,先行集A(Si)是可達(dá)矩陣R列元素為“1”的行的集合,共同集T(Si)為R(Si)與A(Si)交集即T(Si)=R(Si)∩A(Si),在可達(dá)矩陣R 中尋找只受其他因素影響而不影響其他因素的因素并將其抽取,該類(lèi)因素所構(gòu)成的集合為終止集E(Si)即T(Si)=R(Si)的因素[13]。根據(jù)該規(guī)則對(duì)終止集要素進(jìn)行順序逐層提取,并完成層級(jí)結(jié)構(gòu)的劃分,從而得到可達(dá)集、先行集、共同集及層級(jí)見(jiàn)表2。
表2 可達(dá)集、先行集、共同集以及層級(jí)
運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型厘清裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度影響因素的層級(jí)關(guān)系及作用路徑,找出關(guān)鍵影響要素。由圖1 可以看出29 個(gè)影響因素被分為5 個(gè)層級(jí)。第1 層級(jí)(L1)有S6,S13,S21,S28,第2 層 級(jí)(L2)有S3,S4,S5,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S15,S22,S23,S24,S26,S27,S29,第3 層級(jí)(L3)有S14,S18,S19,S25,第4 層級(jí)(L4)有S2,S16,S17,第5 層級(jí)(L5)有S1,S20。按照各層級(jí)要素的邏輯關(guān)系將相關(guān)聯(lián)因素連接起來(lái),形成裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度解釋結(jié)構(gòu)模型,如圖1 所示。
圖1 裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度影響因素層級(jí)圖(來(lái)源:作者自繪)
3.5.1 根本層
政府推進(jìn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度機(jī)制S20、區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平S1為基礎(chǔ)性影響因素。政府的工作機(jī)制對(duì)所有政策的制定和執(zhí)行產(chǎn)生很大影響,政府在促進(jìn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的工作機(jī)制尚不完善,這可能導(dǎo)致政策支持力度、生態(tài)財(cái)政政策和科研經(jīng)費(fèi)投入無(wú)法跟上行業(yè)發(fā)展的步伐。裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)是數(shù)量多、范圍廣、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)分支眾多等,是今后建筑業(yè)的重要發(fā)展方向,其發(fā)展離不開(kāi)與其相聯(lián)系的相關(guān)配套行業(yè)齊步向前。另外,因裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)需投入建廠、制作及安裝,因此,對(duì)地方經(jīng)濟(jì)水平要求較高。
3.5.2 中間層
第4 層的影響因素包括科研經(jīng)費(fèi)投入S2、政策支持力度S17、生態(tài)財(cái)政政策S16;第3 層影響因素為輔助性產(chǎn)業(yè)支持程度S18、強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)S19、企業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型意愿S25、專(zhuān)業(yè)人才數(shù)量S14。我國(guó)還處于裝配式建筑產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展初期,政府的主導(dǎo)作用顯著,政策支持力度會(huì)影響輔助性產(chǎn)業(yè)支持程度、強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)的完善以及企業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型意愿。生態(tài)財(cái)政政策主要對(duì)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的生態(tài)產(chǎn)品進(jìn)行稅收優(yōu)惠,會(huì)影響輔助性產(chǎn)業(yè)支持程度和企業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型意愿。由于裝配式建筑產(chǎn)業(yè)目前面臨專(zhuān)業(yè)人才缺乏的問(wèn)題,需要我們?cè)黾涌蒲薪?jīng)費(fèi)的投入,擴(kuò)大專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍,提高其專(zhuān)業(yè)和創(chuàng)新能力,從而促進(jìn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的提升。
3.5.3 表象層
具體包括裝配式建筑產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模S6、環(huán)境平衡度S28、產(chǎn)業(yè)鏈完整性、科研創(chuàng)新能力S13、預(yù)制率S7、裝配率S8、構(gòu)件廠產(chǎn)能S9、前期準(zhǔn)備投入S4、預(yù)制構(gòu)件費(fèi)用S5、裝配式建筑項(xiàng)目數(shù)量S22、裝配式建筑新開(kāi)工面積S23、構(gòu)件廠企業(yè)數(shù)量S24、資源消耗程度S26、環(huán)境保護(hù)程度S27、消費(fèi)者認(rèn)知和認(rèn)同度S29、融資能力S3、信息技術(shù)平臺(tái)構(gòu)建S15、產(chǎn)業(yè)技術(shù)生態(tài)化創(chuàng)新S10、技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)量S11、產(chǎn)業(yè)化基地?cái)?shù)量S12。
環(huán)境平衡度受資源消耗程度和環(huán)境保護(hù)程度的影響,對(duì)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度評(píng)價(jià)具有關(guān)鍵性意義。裝配式建筑產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模方面構(gòu)件廠產(chǎn)能直接作用最大,就當(dāng)前裝配式建筑的供需市場(chǎng)而言,經(jīng)常有構(gòu)件廠供不應(yīng)求,直接證明了現(xiàn)有構(gòu)件廠產(chǎn)能所確定的裝配式建筑發(fā)展規(guī)模的上限,消費(fèi)者認(rèn)知和認(rèn)同度對(duì)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模亦有至關(guān)重要的影響。通過(guò)拓展專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍,可以促進(jìn)信息技術(shù)平臺(tái)的建設(shè),提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)生態(tài)化創(chuàng)新水平,加大技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的組建力度,建設(shè)產(chǎn)業(yè)化基地,繼而影響科研創(chuàng)新能力。
目前,有關(guān)公司能夠獲得的融資渠道非常有限,要想搭建部品構(gòu)件預(yù)制廠的流水線,需要進(jìn)行巨大的投資,這不僅提高了企業(yè)的機(jī)會(huì)成本,同時(shí),也增加了企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。除此之外,上下游之間還缺少實(shí)質(zhì)的聯(lián)系,這對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的完整性造成了很大的不良影響。
MICMAC 分析能夠使用簡(jiǎn)便的計(jì)算方式研究影響因素的反應(yīng)路徑,并分析因素間的關(guān)聯(lián)程度及依賴(lài)程度。MICMAC 主要用于對(duì)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度各個(gè)影響因素依賴(lài)性與驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行評(píng)估,每個(gè)因素根據(jù)依賴(lài)性與驅(qū)動(dòng)力可分為自治簇、依賴(lài)簇、聯(lián)系簇與獨(dú)立簇[7]。
可以通過(guò)可達(dá)矩陣元素的行求和與列求和得到各影響因素的驅(qū)動(dòng)力及依賴(lài)性,影響因素驅(qū)動(dòng)力較高代表大部分其他問(wèn)題可以通過(guò)它的問(wèn)題的解決而被解決,而影響因素依賴(lài)性較高則代表必須先將其他問(wèn)題解決,才能對(duì)其采取行之有效的辦法[8]。
以可達(dá)矩陣R 為基礎(chǔ),利用MICMAC 分析了各影響因素之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系??蛇_(dá)矩陣R 依賴(lài)性為各列數(shù)值求和,驅(qū)動(dòng)力為各行求和,如表3所示;以依賴(lài)性及驅(qū)動(dòng)力作為橫縱軸建立坐標(biāo)系,并均等分割標(biāo)記為4 個(gè)區(qū)域:自治簇、依賴(lài)簇、聯(lián)系簇與獨(dú)立簇,如圖2 所示。
圖2 裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度影響因素驅(qū)動(dòng)力-依賴(lài)性矩陣(來(lái)源:作者自繪)
表3 影響因素驅(qū)動(dòng)力、依賴(lài)性數(shù)值
對(duì)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度驅(qū)動(dòng)力因素進(jìn)行MICMAC 分析可以得到以下結(jié)論:
1)屬于自治簇(第Ⅰ象限)的影響因素有融資能力S3,預(yù)制構(gòu)件費(fèi)用S5,消費(fèi)者認(rèn)知和認(rèn)同度S29,信息技術(shù)平臺(tái)構(gòu)建S15。這些因素的依賴(lài)性和驅(qū)動(dòng)力都較低,有承上啟下的作用,與系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)。
2)屬于依賴(lài)簇(Ⅱ象限)的影響因素有前期準(zhǔn)備投入S4,裝配式建筑產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模S6,預(yù)制率S7,裝配率S8,構(gòu)件廠產(chǎn)能S9,產(chǎn)業(yè)技術(shù)生態(tài)化創(chuàng)新S10,技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)量S11,產(chǎn)業(yè)化基地?cái)?shù)量S12,科研創(chuàng)新能力S13,產(chǎn)業(yè)鏈完整性S21,裝配式建筑項(xiàng)目數(shù)量S22,裝配式建筑新開(kāi)工面積S23,構(gòu)件廠企業(yè)數(shù)量S24,資源消耗程度S26,環(huán)境保護(hù)程度S27,環(huán)境平衡度S28。依賴(lài)簇的因素通常具有較高的依賴(lài)性和較低的驅(qū)動(dòng)力,ISM 模型的第一層和第二層因素位于此象限,因此在解決依賴(lài)簇問(wèn)題時(shí),往往需要其他因素來(lái)協(xié)助解決。
3)聯(lián)系簇(第Ⅲ象限)的影響因素,為高依賴(lài)性—高驅(qū)動(dòng)力因素區(qū),選取的29 個(gè)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的影響因素沒(méi)有分布在該區(qū)域,且各因素之間不存在較強(qiáng)的相互作用與反作用關(guān)系,表明因素選取的比較具有穩(wěn)定性。
4)屬于獨(dú)立簇(第Ⅳ象限)的影響因素有區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平S1,科研經(jīng)費(fèi)投入S2,專(zhuān)業(yè)人才數(shù)量S14,生態(tài)財(cái)政政策S16,政策支持力度S17,輔助性產(chǎn)業(yè)支持程度S18,強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)S19,政府推進(jìn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度機(jī)制S20,企業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型意愿S25。在這一象限內(nèi)各要素驅(qū)動(dòng)力較大但是依賴(lài)度較??;ISM 模型的第3 層,第4 層和第5 層要素都分布在這一范圍內(nèi),對(duì)于高層影響要素具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力??梢哉J(rèn)為是促進(jìn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的源頭,若應(yīng)對(duì)措施不當(dāng)將影響較大。
鑒于目前我國(guó)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r,必須繼續(xù)加強(qiáng)政府對(duì)其的政策環(huán)境的扶持,培育裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的企業(yè),營(yíng)造良好的市場(chǎng)環(huán)境。不斷完善政府推動(dòng)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的工作機(jī)制,強(qiáng)化行業(yè)監(jiān)管。同時(shí),要將裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度發(fā)展規(guī)劃貫徹執(zhí)行,對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,各個(gè)地區(qū)要因地制宜,從而逐步提升裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度。
應(yīng)建立健全生態(tài)技術(shù)創(chuàng)新體系,促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新融合,營(yíng)造良好環(huán)境。通過(guò)自然資源和社會(huì)資源的使用、交易及補(bǔ)償?shù)冉?jīng)濟(jì)活動(dòng),可以促進(jìn)自然資源和社會(huì)資源的合理配置,提高資源利用效率,充分發(fā)揮生態(tài)技術(shù)的作用,利用其優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),更好地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。強(qiáng)化裝配式建筑產(chǎn)業(yè)相關(guān)人才的培養(yǎng)和技術(shù)培訓(xùn),培養(yǎng)符合產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展需求的人才隊(duì)伍,增加高素質(zhì)人才的數(shù)量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平是發(fā)展裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ),具有很強(qiáng)的間接作用,所以,在發(fā)展裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的同時(shí),還應(yīng)注重其他輔助產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展,以達(dá)到對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平的増強(qiáng),從政府主導(dǎo)向市場(chǎng)主導(dǎo)的良性轉(zhuǎn)變。加快完善產(chǎn)業(yè)鏈、壯大市場(chǎng)企業(yè)集團(tuán)、塑造品牌等措施,通過(guò)各種渠道為提升裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度補(bǔ)充必要人才儲(chǔ)備。同時(shí),加大宣傳力度,讓消費(fèi)者對(duì)生態(tài)建筑產(chǎn)品有更多的了解,對(duì)營(yíng)銷(xiāo)模式進(jìn)行優(yōu)化,提升裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的社會(huì)認(rèn)知度。
本文將裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)與成熟度相結(jié)合,通過(guò)文獻(xiàn)分析法和專(zhuān)家訪談識(shí)別出29 個(gè)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度主要驅(qū)動(dòng)力因素,在識(shí)別裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度影響因素的基礎(chǔ)上通過(guò)綜合應(yīng)用解釋結(jié)構(gòu)模型和MICMAC 方法構(gòu)建了ISM 模型和驅(qū)動(dòng)力 依賴(lài)性矩陣,以深入分析各因素之間的影響關(guān)系,最終得到了表象層、中間層和根本層三個(gè)階層的影響因素,并對(duì)其提出了提高裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟度的相關(guān)對(duì)策,以期為我國(guó)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)的發(fā)展提供管理和決策支持。