基于FAHP-灰色關(guān)聯(lián)度分析法的裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險因素研究

摘要：裝配式建筑供應(yīng)鏈涉及多方參與，供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性受到各環(huán)節(jié)潛在風(fēng)險的影響?；谖墨I(xiàn)研究，識別裝配式建筑供應(yīng)鏈在不同階段的18個關(guān)鍵風(fēng)險因素，據(jù)此建立風(fēng)險評價指標(biāo)體系。通過模糊層次分析法（FAHP）-灰色關(guān)聯(lián)度分析法建立裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險評價模型。選取上海市某裝配式項目進(jìn)行案例分析，針對結(jié)果中較高風(fēng)險因素提出改進(jìn)建議，證實評價模型的有效性與科學(xué)性，可為裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險管理提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；供應(yīng)鏈風(fēng)險；FAHP；灰色關(guān)聯(lián)度分析法

0 引言

相較于傳統(tǒng)澆筑建筑，裝配式建筑通過工廠預(yù)制和模塊化組裝可顯著提高生產(chǎn)效率、降低能源消耗、縮短工程周期，對建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級及技術(shù)創(chuàng)新具有重要推動作用。裝配式建筑供應(yīng)鏈管理主要包括在施工前期對預(yù)制構(gòu)件（PC）的一系列管理工作，這些活動對推動裝配式建筑發(fā)展至關(guān)重要。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，裝配式建筑在推廣過程中的供應(yīng)鏈風(fēng)險問題也日益顯現(xiàn)。國內(nèi)外諸多學(xué)者對此開展了研究。Koskela^［1］是首位將制造業(yè)中的供應(yīng)鏈管理（SCM）概念引入到建筑行業(yè)的學(xué)者，奠定了建筑供應(yīng)鏈管理理論研究的基礎(chǔ)，標(biāo)志著學(xué)術(shù)界對建筑供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域深入研究的開始。Wang等^［2］通過構(gòu)建基于SEAIR模型的風(fēng)險傳播分析框架，模擬裝配式建筑供應(yīng)鏈中的風(fēng)險動態(tài)，確定關(guān)鍵影響因素，并針對性地提出風(fēng)險管理對策。針對傳統(tǒng)權(quán)重確定方法的局限，王紅春等^［3］使用優(yōu)化后的熵權(quán)法和多級模糊評估方法對裝配式建筑風(fēng)險進(jìn)行評估，并提出相應(yīng)控制措施。張逢雨^［4］在EPC模式下建立裝配式建筑供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)模型，并應(yīng)用層次分析法與熵權(quán)法確定權(quán)重，結(jié)合云模型評價供應(yīng)鏈風(fēng)險等級。王麗^［5］聚焦EPC模式下建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險管理，結(jié)合層次分析法和粗糙集理論確定權(quán)重，并運用物元分析法評估EPC建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險，進(jìn)而提出風(fēng)險控制策略。張友正^［6］對施工企業(yè)供應(yīng)鏈中的風(fēng)險進(jìn)行詳細(xì)分析，提出了當(dāng)前管理實踐中的缺陷，以及加強(qiáng)供應(yīng)鏈風(fēng)險管理的措施。張秋實^［7］則通過對風(fēng)險主體的分析，構(gòu)建了建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險的知識圖譜，運用圖搜索和關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法以識別關(guān)鍵的風(fēng)險控制點。周子祥等^［8］研究探討了裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件供應(yīng)鏈風(fēng)險傳導(dǎo)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)風(fēng)險由下游逐級放大至上游，總承包商受風(fēng)險影響較小，預(yù)制構(gòu)件成本降低、利潤分配提高和價格敏感度降低能抑制需求風(fēng)險波動。苗澤惠等^［9］使用AMOS軟件構(gòu)建了一個結(jié)構(gòu)方程模型來分析各風(fēng)險因素之間的關(guān)系，并計算了不同風(fēng)險因素的權(quán)重。

通過綜合分析現(xiàn)有文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前針對供應(yīng)鏈風(fēng)險管理的研究相對成熟，但專注于裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險管理影響因素的研究仍然不足。因此，本文基于現(xiàn)有研究成果，綜合分析并提煉出頻率高且具普遍性的風(fēng)險影響因素，構(gòu)建風(fēng)險因素指標(biāo)體系，采用FAHP-灰色關(guān)聯(lián)度分析法對裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險影響因素進(jìn)行深入探討。為了檢驗評價方法的有效性，以上海市某裝配式建筑項目為例進(jìn)行了實證分析。

1 影響因素識別及指標(biāo)體系構(gòu)建

參照相關(guān)文獻(xiàn)中提及的風(fēng)險指標(biāo)，結(jié)合裝配式建筑的特點，以及對裝配式建筑施工現(xiàn)場進(jìn)行實地調(diào)研，從環(huán)境、設(shè)計、采購、生產(chǎn)、運輸、裝配6個方面對裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險因素進(jìn)行全面歸納與分析如下：

（1）環(huán)境風(fēng)險因素。自然環(huán)境風(fēng)險指如暴雨、霜凍及特殊的地質(zhì)和氣候條件，可能導(dǎo)致生產(chǎn)和物流中斷，增加項目成本和延誤。市場環(huán)境風(fēng)險指原材料價格波動、技術(shù)變革和消費者需求變化，要求企業(yè)進(jìn)行市場研究和需求預(yù)測，以適應(yīng)市場變化。政策環(huán)境風(fēng)險指政策和法規(guī)的變動，如建筑規(guī)范更新，可能影響運行方式或成本結(jié)構(gòu)。

（2）設(shè)計風(fēng)險因素。設(shè)計變更風(fēng)險指在建設(shè)過程中因需求變化或其他因素引起的原設(shè)計方案的修改，可能會增加成本和工期。設(shè)計方案的合理性風(fēng)險指設(shè)計能否有效滿足項目要求和性能標(biāo)準(zhǔn)，不合理的設(shè)計方案可能導(dǎo)致資源浪費和施工困難。設(shè)計不符合規(guī)范風(fēng)險指設(shè)計方案未能遵守相關(guān)建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，可能會引發(fā)安全問題，導(dǎo)致工程修改、延誤和增加額外成本。

（3）采購風(fēng)險因素。材料質(zhì)量風(fēng)險指采購的建筑材料可能不符合項目的質(zhì)量要求，導(dǎo)致建筑性能不達(dá)標(biāo)或需要重新采購，從而增加成本和工期。材料價格風(fēng)險指材料成本的不可預(yù)測性，價格波動可能影響項目預(yù)算和盈利空間。供應(yīng)商履約能力風(fēng)險指供應(yīng)商未能按時供貨或供應(yīng)的材料不符合約定規(guī)格，直接影響項目進(jìn)度和質(zhì)量。

（4）生產(chǎn)風(fēng)險因素。構(gòu)件質(zhì)量風(fēng)險指預(yù)制構(gòu)件可能不滿足項目規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致重做或更換，影響項目成本和進(jìn)度。構(gòu)件生產(chǎn)能力風(fēng)險指生產(chǎn)設(shè)施能否滿足按時完成

所需構(gòu)件的生產(chǎn)能力，不足的生產(chǎn)能力可能導(dǎo)致項目延期。構(gòu)件交貨延期風(fēng)險指生產(chǎn)或物流問題導(dǎo)致的構(gòu)件未能按計劃時間交付，將直接影響施工進(jìn)度和項目完工時間。

（5）運輸風(fēng)險因素。運輸成本風(fēng)險指運輸預(yù)制構(gòu)件到施工現(xiàn)場的費用可能因燃油價格波動、路線選擇或運輸方式變化而增加，直接影響項目的總成本。運輸損耗風(fēng)險指在運輸過程中，由于裝卸不當(dāng)、運輸條件惡劣或包裝不足，構(gòu)件損壞或丟失，這不僅會使成本增加，還可能會使施工進(jìn)度延遲。運輸時效風(fēng)險指運輸過程中可能出現(xiàn)的延誤，無論是交通堵塞、天氣惡劣還是物流安排不當(dāng)，都可能導(dǎo)致項目進(jìn)度受阻。

（6）裝配風(fēng)險因素。裝配質(zhì)量風(fēng)險指在現(xiàn)場組裝預(yù)制構(gòu)件時可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，導(dǎo)致額外的修正成本和時間延誤。安全事故風(fēng)險指施工過程中可能發(fā)生的事故，如跌落、碰撞等，威脅工人安全并可能導(dǎo)致工程停工。工期控制不當(dāng)風(fēng)險指項目管理失敗，未能有效控制施工進(jìn)度，導(dǎo)致項目延期，進(jìn)而影響項目成本和交付時間。

針對上述確定出的6個方面、18個影響指標(biāo)，構(gòu)建合理的裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險評價指標(biāo)體系，見表1。

2 裝配式建筑項目施工風(fēng)險評價模型

2.1 模糊層次分析法

模糊層次分析法（FAHP）是通過引入模糊數(shù)學(xué)的概念來處理決策過程中的不確定性和模糊性問題，使決策更加準(zhǔn)確和可靠。FAHP能更好地捕捉專家評價的不確定性和模糊性，適合處理多目標(biāo)、難以量化且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的決策問題。

2.1.1 建立模糊互補判斷矩陣

設(shè)矩陣C=（c_ij）_n×n，其中0≤c_ij≤1，且滿足c_ij+c_ji=1（i=1，2，…，n;j=1，2，…，n），則稱C為模糊互補矩陣。

根據(jù)模糊互補矩陣的定義，一般選擇“0.1～0.9五標(biāo)度法”作為量化標(biāo)準(zhǔn)，該方法是將兩兩指標(biāo)的重要性進(jìn)行比較，并進(jìn)行量化，相對重要性標(biāo)度法取值見表2。

2.1.2 構(gòu)建模糊一致矩陣

設(shè)模糊互補矩陣R=（r_ij）_n×n，若滿足r_ij=r_ik-r_jk+0.5（i，j，k∈1，2，…，n），則R為模糊一致矩陣。

模糊互補矩陣C計算對應(yīng)的模糊一致矩陣R，步驟如下：

（1）將模糊互補矩陣C按行求和，記為r_i，即

式中，n為C的階數(shù)；c_ik為C中第i行第k列元素，i=1，2，…，n。

（2）計算R中每個元素，公式如下

式中，r_ij為R中第i行第j列元素。

2.1.3 計算權(quán)重

利用模糊一致矩陣R計算權(quán)重W_i，公式如下

式中，n為R的階數(shù)；r_ik為R中第i行第k列的元素。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)度分析法

灰色關(guān)聯(lián)度模型通常將研究對象的時間序列作為參考序列，而將其影響因素的時間序列作為比較序列。如果兩個序列的變化趨勢大部分相同或相似，表明它們的同步變化程度較高，因此它們之間的灰色關(guān)聯(lián)度較大；相反，如果變化趨勢不一致，那么它們之間的灰色關(guān)聯(lián)度則較小。其操作步驟如下：

（1）根據(jù)評價對象特點，確定評價指標(biāo)體系收集相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)造矩陣如下，其中m為指標(biāo)的個數(shù)，即

確定參考數(shù)據(jù)列 。參考數(shù)據(jù)列應(yīng)該是一個理想的比較標(biāo)準(zhǔn)，既可以由各指標(biāo)的最優(yōu)值或最劣值組成，也可以根據(jù)評價目的選擇其他的參考值。

（3）對各指標(biāo)進(jìn)行有效的無量綱化處理，本文選取各風(fēng)險因素正向指標(biāo)的最大值作為參考數(shù)據(jù)列。無量綱化處理選取初值化法，見式（5），無量綱化后的數(shù)據(jù)列形成的矩陣見式（6），分別如下

（4） 計算各因素的評價指標(biāo)數(shù)據(jù)列與參考數(shù)據(jù)列之間的絕對值。即

Δx_i（k）=|x₀（k）-x_i（k）|（7）

分別計算兩級最小差與兩級最大差數(shù)值，即

Min_i（Δ_i（min））=min_i（min_i|x₀（k）-x_i（k）|）（8）

Max_i（Δ_i（max））=max_i（max_i|x₀（k）-x_i（k）|）（9）

（5）判斷各風(fēng)險因素之間的關(guān)聯(lián)情況。計算指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，即

式中，ρ為分辨系數(shù)。ρ值越小，分辨力越大。一般ρ的取值區(qū)間為（0，1），通常取0.5。

（6）對各風(fēng)險因素的關(guān)聯(lián)系數(shù)取均值。得到關(guān)聯(lián)度P_i，即

（7）總排序。利用權(quán)重和關(guān)聯(lián)度的乘積，求出評價指標(biāo)的綜合評價值E_i，即

E_i=W_i×P_i（12）

對計算結(jié)果E_i進(jìn)行排序，最終得出裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險因素層次總排序。

3 實例分析

為驗證所選模型的有效性，選取上海市某裝配式項目為例進(jìn)行分析，邀請10名相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜也捎?～9標(biāo)度法對其供應(yīng)鏈風(fēng)險因素中的定性指標(biāo)賦權(quán)打分，對定量指標(biāo)調(diào)研，從而得到目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層各風(fēng)險評價指標(biāo)權(quán)重。

3.1 FAHP確定指標(biāo)權(quán)重

通過專家打分法建立目標(biāo)層相對于準(zhǔn)則層的模糊互補判斷矩陣R，以及每一準(zhǔn)則層面對應(yīng)其指標(biāo)的模糊互補判斷矩陣，準(zhǔn)則層對于目標(biāo)層的判斷矩陣見表3。

依據(jù)式（1）可計算得到準(zhǔn)則層的權(quán)重向量W_i（0.136 7，0.160 0，0.166 7，0.183 3，0.143 3，0.210 0），準(zhǔn)則層對于目標(biāo)層的模糊一致矩陣見表4。

依據(jù)式（2）可計算得到判斷矩陣與特征矩陣的相容度為0.099 7lt;0.1，因此，權(quán)重向量W_i視為準(zhǔn)則層權(quán)重分配的可靠性得到了驗證。同理，可計算指標(biāo)層相對于準(zhǔn)則層的權(quán)重向量，結(jié)果如下

W_i1＝（0.266 7，0.416 7，0.316 7）

W_i2＝（0.266 7，0.316 7，0.416 7）

W_i3＝（0.366 7，0.283 3，0.350 0）

W_i4＝（0.383 3，0.283 3，0.333 3）

W_i5＝（0.316 7，0.266 7，0.416 7）

W_i6＝（0.300 0，0.416 7，0.283 3）

綜合準(zhǔn)則層相對于目標(biāo)層的權(quán)重和指標(biāo)層相對于準(zhǔn)則層的權(quán)重，得到各個指標(biāo)層相對于目標(biāo)層的權(quán)重，F(xiàn)AHP指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果見表5。

3.2 灰色關(guān)聯(lián)度分析法

接著邀請5名專家及經(jīng)驗人士對18個風(fēng)險指標(biāo)進(jìn)行評分。

（1）本次研究選取的指標(biāo)均為正向指標(biāo)，通過專家打分得到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并進(jìn)行無量綱化處理，將數(shù)列數(shù)據(jù)化成（0，1）的數(shù)值，本方法可以消除量綱對各分度值之間相互比較的影響。

（2）根據(jù)式（4）～式（10）得到風(fēng)險因素關(guān)聯(lián)系數(shù)，通過均值計算得到各風(fēng)險因素評價指標(biāo)關(guān)聯(lián)度，見表6。

3.3 風(fēng)險因素評價結(jié)果

根據(jù)風(fēng)險評價模型式（12）得出各風(fēng)險因素綜合評價值及其排序，風(fēng)險因素綜合評價值和排序表見表7。

4 結(jié)果分析與建議

4.1 結(jié)果分析

根據(jù)計算結(jié)果可知，對裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險影響較大的前五位風(fēng)險分別為安全事故A₆₂、構(gòu)件質(zhì)量A₄₁、材料質(zhì)量A₃₁、設(shè)計不符合規(guī)范A₂₃、工期控制不當(dāng)A₆₄。

4.2 建議

裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險來源較多，風(fēng)險隸屬的準(zhǔn)則層也不相同，在管理過程中應(yīng)該根據(jù)不同風(fēng)險進(jìn)行管理，避免管理措施不合理而造成影響。針對評價結(jié)果，提出如下建議：

（1）加強(qiáng)人員管理，實施嚴(yán)格的安全培訓(xùn)程序，確保所有工作人員都了解并遵守安全操作規(guī)程，如穿戴適當(dāng)?shù)膫€人防護(hù)裝備等。在裝配過程中，要隨時觀察施工現(xiàn)場構(gòu)件的安裝情況，以便出現(xiàn)問題及時糾正，強(qiáng)化現(xiàn)場監(jiān)管，確保施工各階段嚴(yán)格遵循安全規(guī)范。

（2）建立和實施全面的質(zhì)量管理體系，包括對原材料的嚴(yán)格篩選、生產(chǎn)過程的持續(xù)監(jiān)控及成品的嚴(yán)格檢驗。加強(qiáng)生產(chǎn)人員的質(zhì)量意識培訓(xùn)，確保其理解和遵循質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，定期開展全面性質(zhì)量管理活動。項目經(jīng)理要嚴(yán)格落實質(zhì)量責(zé)任制，加強(qiáng)三檢，與項目總工、質(zhì)量主管、生產(chǎn)經(jīng)理做好配合，保證工程質(zhì)量一次性驗收合格。

（3）材料采購前開展供應(yīng)商競標(biāo)項目，橫向比較供應(yīng)商的生產(chǎn)能力，實施嚴(yán)格的質(zhì)量審查和供應(yīng)商評估程序。選取具有良好信譽和可靠質(zhì)量的供應(yīng)商，并與之建立長期合作關(guān)系。在采購合同中明確質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和驗收標(biāo)準(zhǔn)，實行到貨檢驗，確保所有采購的構(gòu)件符合項目要求。同時，定期對供應(yīng)商進(jìn)行質(zhì)量審核，以確保其持續(xù)滿足質(zhì)量要求。

（4）強(qiáng)化設(shè)計圖樣審查流程，開發(fā)商需要確保設(shè)計、工程和采購部門在關(guān)鍵時刻參與討論，并在方案審查會議上征集來自各個部門的反饋，以減少設(shè)計與施工不匹配和溝通不暢所導(dǎo)致的問題。實施嚴(yán)格的內(nèi)部設(shè)計審核流程，確保設(shè)計方案在提交前符合所有相關(guān)規(guī)范和要求。利用建筑信息模型（BIM）技術(shù)等，以提高設(shè)計的準(zhǔn)確性和效率，減少錯誤和遺漏。

（5）明確各方的職責(zé)，細(xì)化施工進(jìn)度規(guī)劃，并依此規(guī)劃進(jìn)行嚴(yán)格的項目管理，對于人力、財力、物資等關(guān)鍵支持，項目應(yīng)采取優(yōu)先策略。確保人員配置、材料準(zhǔn)備、設(shè)備使用、現(xiàn)場安排、技術(shù)支持及管理措施等各方面均已充分就緒，以便項目能夠迅速啟動，并按照既定的目標(biāo)順利完成。

5 結(jié)語

本文從環(huán)境、設(shè)計、采購、生產(chǎn)、運輸、裝配6個方面建立了裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險因素評價指標(biāo)體系。通過行業(yè)專家的綜合評分計算各指標(biāo)的權(quán)重，構(gòu)建了系統(tǒng)的裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險評價指標(biāo)體系。在具體工程實例應(yīng)用，驗證其實用性，為裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險管理提供了參考依據(jù)。

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收稿日期：2024-03-11

作者簡介：

范瑞（1998—），男，研究方向：工程管理。

葉春明 （通信作者） （1964—），男，教授，博士生研究生導(dǎo)師，研究方向：管理科學(xué)與工程、工業(yè)工程。

閆金輝（2004—），男，研究方向：工業(yè)工程。

張舒曼（2003—），女，研究方向：工業(yè)工程。

唐天譽（2004—），女，研究方向：工業(yè)工程。

劉子珺（2004—），女，研究方向：工業(yè)工程。