基于“物理-事理-人理”理論的智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納影響因素研究

摘要：為促進(jìn)建筑行業(yè)與信息行業(yè)的雙向賦能，實現(xiàn)智慧工地數(shù)字化技術(shù)全面推進(jìn)，基于相關(guān)文獻(xiàn)及智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納現(xiàn)狀，利用“物理-事理-人理（Wuli-Shili-Renli，WSR）”理論確定20個影響因素，應(yīng)用DEMATEL-ISM方法分析各影響因素的重要程度及其層級關(guān)系。結(jié)果表明，政府激勵政策是影響數(shù)字化技術(shù)采納的根本影響因素，是控制智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納的重要抓手。根據(jù)研究結(jié)果提出針對性建議，旨在提高智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納意愿。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化技術(shù)；智慧工地；“物理-事理-人理”理論；DEMATEL-ISM；影響因素

0 引言

黨的二十大報告提出，“加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實體經(jīng)濟(jì)深度融合”^[1]，指明了建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型新方向。2022年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確“十四五”時期我國要初步形成建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展體系框架，建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化水平大幅提升，智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的政策體系和產(chǎn)業(yè)體系基本建立^[2]。智慧工地是借助先進(jìn)的信息技術(shù)，實現(xiàn)對建筑施工過程的高效管理和控制，提升工程質(zhì)量和安全水平，降低工程成本和風(fēng)險，提高施工效率和管理水平的創(chuàng)新性智能化管理模式。智慧工地是數(shù)字化技術(shù)的重要載體。在建筑企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下，建筑規(guī)模和施工難度不斷提升，傳統(tǒng)的施工技術(shù)和方案逐漸被淘汰，新興的數(shù)字化技術(shù)為建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了新契機(jī)^[3]。盡管我國主管部門開展了多批數(shù)字化轉(zhuǎn)型城市試點(diǎn)工作，但智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納情況仍沒有達(dá)到預(yù)期效果^[4]。因此，進(jìn)一步推動智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納，是實現(xiàn)我國建筑工業(yè)化、智能化、數(shù)字化的關(guān)鍵。

當(dāng)前，智慧工地及數(shù)字化技術(shù)已成為學(xué)術(shù)界廣泛探討與深入研究的熱點(diǎn)話題。江文化等^[5]認(rèn)為，數(shù)字化技術(shù)的廣泛應(yīng)用能夠顯著提升建筑企業(yè)在數(shù)字化時代背景下生存與發(fā)展的能力，進(jìn)而驅(qū)動業(yè)務(wù)層面的深度優(yōu)化、創(chuàng)新探索與結(jié)構(gòu)重構(gòu)，推動建筑行業(yè)的升級和創(chuàng)新發(fā)展。但現(xiàn)如今建筑業(yè)仍面臨缺乏數(shù)字化專業(yè)人才、基礎(chǔ)設(shè)施信息化水平低、數(shù)據(jù)孤島等困境。李偉等^[6]認(rèn)為，智慧工地數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用不應(yīng)大而全，而應(yīng)讓項目管理人員主動、高效地利用數(shù)據(jù)為生產(chǎn)提質(zhì)增效。周振國等^[7]認(rèn)為，亟須加強(qiáng)施工現(xiàn)場的信息化、智能化、智慧化管理。徐友全等^[8]認(rèn)為智慧工地相關(guān)技術(shù)的研發(fā)等過程會產(chǎn)生大量費(fèi)用，影響企業(yè)對數(shù)字化技術(shù)的采納意愿。賈美姍等^[9]通過建立智慧工地建設(shè)影響因素ISM層次結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)政府通過資金獎勵、誠信加分、投標(biāo)加分及優(yōu)先評選等獎勵扶持政策推進(jìn)建設(shè)的效果較好。薛松等^[10]通過構(gòu)建ISM模型和TOE-UTAUT模型，得出核心技術(shù)成熟度、現(xiàn)場軟硬件設(shè)施、產(chǎn)需匹配度和物料設(shè)備智能化管理是影響智慧工地發(fā)展的直接因素。楊宏健^[11]認(rèn)為，現(xiàn)階段智慧工地的組織結(jié)構(gòu)和人崗匹配的合理性欠佳、管理手段落后，阻礙了數(shù)字化技術(shù)的推進(jìn)。

目前，針對智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納的研究多以智慧工地建設(shè)影響因素為主，缺乏將數(shù)字化技術(shù)作為獨(dú)立研究對象的研究；研究理論與視角多以社會、環(huán)境、技術(shù)為主，缺乏對“人”這一關(guān)鍵采納主體的研究。鑒于此，本文基于WSR理論，在關(guān)注技術(shù)層面的物理問題的同時，注重事理和人理的考量，系統(tǒng)地梳理和識別智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納影響因素，運(yùn)用DEMATEL-ISM方法分析各因素間的影響程度，制定具體可行的解決方案，以期為智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納推廣提供建議。

1 基于WSR理論的智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納影響因素識別

1.1 WSR理論

“物理-事理-人理（Wuli-Shili-Renli，WSR）”理論由中國學(xué)者顧基發(fā)與朱志昌于1994年共同提出。具體而言，“物理”聚焦于客觀事物的本質(zhì)及其運(yùn)行規(guī)律，涵蓋處理問題時所需遵循的方式、方法、規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn)，其核心分析對象是外在的客觀世界及資源條件；“事理”側(cè)重于事物的內(nèi)在機(jī)制與管理智慧，其分析框架適用于系統(tǒng)、組織、機(jī)構(gòu)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的運(yùn)作與管理；“人理”強(qiáng)調(diào)社會運(yùn)行的深層規(guī)律及人際關(guān)系的微妙互動，通過道德倫理、思維科學(xué)等工具，對個體行為、群體動態(tài)及人際關(guān)系進(jìn)行深刻剖析。三者相輔相成，共同構(gòu)成WSR理論解決復(fù)雜問題的綜合框架，適用于智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納影響因素研究。

本文嚴(yán)格遵循WSR理論的六大核心步驟——“明確目標(biāo)意圖、設(shè)定具體目標(biāo)、深入分析調(diào)查、精心構(gòu)造策略、審慎選擇方案、最終實現(xiàn)構(gòu)想”^[14]，并將關(guān)系協(xié)調(diào)作為貫穿整個過程的核心理念，實現(xiàn)對影響因素多維度、多層次、跨主體的全面識別。

1.2 智慧工地核心數(shù)字化技術(shù)

通過對文獻(xiàn)、政策資料的全面收集和對智慧工地的實地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)智慧工地數(shù)字化技術(shù)主要應(yīng)用于安全把控、風(fēng)險把控和進(jìn)度把控三個方面，主要包括物聯(lián)網(wǎng)、建筑信息模型、人工智能、自動化施工及穿戴設(shè)備四大類技術(shù)。經(jīng)過梳理及篩選，最終得到現(xiàn)行的智慧工地核心數(shù)字化技術(shù)及設(shè)備，見表1。

1.3 影響因素識別

本文參考鄧辛的三角測量法^[17]，通過文獻(xiàn)檢索、素材搜集、實地調(diào)研三種方式收集文本資料，確保研究資料的多樣化。

（1）以中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫為檢索源，通過頭腦風(fēng)暴法設(shè)計相關(guān)主題組合檢索詞，以2014年1月—2024年7月為時間區(qū)間，進(jìn)行相關(guān)中文文獻(xiàn)的檢索及追溯。

（2）以北大法寶數(shù)據(jù)庫、Google、Bing、百度等主流搜索引擎為檢索源，搜集2014年1月—2024年4月智慧工地相關(guān)政策文件、智慧工地數(shù)字化核心技術(shù)、訪談報告、新聞媒體報道等素材。

（3）通過實地調(diào)研走訪智慧工地試點(diǎn)地區(qū)數(shù)字化技術(shù)采納現(xiàn)狀，深入了解智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納面臨的問題。

基于上述三種方式搜集到的文本資料，邀請6名施工企業(yè)高層管理人員、3名技術(shù)專家開展半結(jié)構(gòu)化訪談^[18]，對影響因素進(jìn)行合并處理，去除冗余項，補(bǔ)充遺漏的關(guān)鍵點(diǎn)，在WSR理論基礎(chǔ)上進(jìn)行歸類，最終得到以物理、事理、人理三大類為一級指標(biāo)和20個二級指標(biāo)的影響因素，智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納影響因素見表2。

2 基于DEMATEL-ISM的研究過程

2.1 構(gòu)建DEMATEL模型

決策實驗室分析法（Decision-making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL）是一種系統(tǒng)科學(xué)的方法論，其通過運(yùn)用圖論和矩陣工具，計算每個要素對其他要素的影響度和被影響度?；谟嬎憬Y(jié)果，進(jìn)一步得出每個要素的中心度和原因度，從而得到各個要素之間的因果關(guān)系^[19]。

2.1.1 構(gòu)建直接影響矩陣

本文將智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納影響因素分為物理、事理、人理三個維度，共20個影響因素。以表2為基礎(chǔ)，制作調(diào)查問卷，共邀請9名參與智慧工地項目建設(shè)并具有10年以上工作經(jīng)驗的從業(yè)人員和3名在建設(shè)項目領(lǐng)域發(fā)表過多篇高水平文章的高校教師對智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納過程中各影響因素之間的影響強(qiáng)度進(jìn)行評分。使用0、1、2、3、4，分別代表因素W_i、S_i、R_i對因素W_j、S_j、R_j的影響程度，即W_ij=0、1、2、3、4，分別代表無影響、較小影響、中等影響、較大影響、非常大影響。完成專家評分表的收集工作后，采用平均法并進(jìn)行四舍五入，得到智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納的直接影響矩陣A，即

A=0W₂₁…R_n1W₁₂0…R_n2R_1nR_2n…0

2.1.2 構(gòu)建規(guī)范化直接影響矩陣

本文采用行和最大值法構(gòu)建規(guī)范化直接影響矩陣。將直接影響矩陣A的每一行進(jìn)行求和并取其中的最大值，再將直接影響矩陣A中所有元素除以最大值，得到規(guī)范化直接影響矩陣B，公式如下

B=w_ijmax（∑nj=1w_ij）

2.1.3 構(gòu)建綜合影響矩陣

綜合影響矩陣體現(xiàn)矩陣中各元素間的影響綜合效應(yīng)，對規(guī)范化直接影響矩陣B進(jìn)行極限處理，可得到綜合影響矩陣E，公式如下

E=（B+B²+…+B^k）=∑nk=1B^k=B（I-B）^-1

2.1.4 計算影響度、被影響度、中心度和原因度

影響度指矩陣中各行之和，表示各行要素對其他所有要素的綜合影響值，記作D_i，公式如下

D_i=∑ni=1x_ij（i，j=1，2，…，n）

被影響度指矩陣中各列之和，表示各列要素對其他所有要素的綜合影響值，記作C_i，公式如下

C_i=∑nj=1x_ij（i，j=1，2，…，n）

中心度表示因素在評價體系中的位置及其所起作用的大小，某要素的中心度為其影響度與被影響度之和，記作M_i，公式如下

M_i=D_i+C_i

原因度由某要素的影響度和被影響度相減得到，記作R_i，公式如下

R_i=D_i-C_i

2.2 構(gòu)建ISM模型

解釋結(jié)構(gòu)模型（Interpretative Structural Modeling，ISM）是一種系統(tǒng)工程研究方法，通過數(shù)學(xué)和拓?fù)浞治觯瑢⑾到y(tǒng)內(nèi)部因素按照其相互關(guān)系和影響程度進(jìn)行分層，形成直觀的層次結(jié)構(gòu)，從而揭示系統(tǒng)內(nèi)部各因素之間的層次結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系^[20]。

2.2.1 構(gòu)建整體影響矩陣

整體影響矩陣F等于綜合影響矩陣E與單位矩陣I相加。公式如下

F=E+I

2.2.2 構(gòu)建可達(dá)矩陣

確定閾值λ=0.34。通過計算得到可達(dá)矩陣G，公式如下

G_ij=0，f_ijlt;λ1，f_ij≥λ（i，j=1，2，…，n）

2.2.3 構(gòu)建多級遞階結(jié)構(gòu)模型

從可達(dá)矩陣G中選取第G_i行，并將此行中所有元素為1的列集合，即可得到可達(dá)集，記作H_i。同樣，選取第G_j列，并將此列中所有元素為1的行集合，即可得到先行集，記作J_j。取可達(dá)集H_i和先行集J_j的交集，即可得到共同集，記作K_i。根據(jù)對可達(dá)集、先行集和共同集的分析結(jié)果，以H_i=J_i為原則，對20個影響因素進(jìn)行層次劃分，進(jìn)而得到智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納影響因素多級遞階結(jié)構(gòu)模型。

2.3 結(jié)果分析

2.3.1 影響因素中心度與原因度

根據(jù)DEMATEL模型的具體計算過程，得到各影響因素DEMATEL結(jié)果，見表3。20個智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納影響因素中，原因因素共10個。其中，政府相關(guān)激勵政策W₁、施工企業(yè)規(guī)模S₇、施工作業(yè)人員數(shù)字化培訓(xùn)教育水平及成效R₆這3個因素的影響度和中心度都較高，且影響度位列前三，說明對智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納的其他影響因素均有較高程度影響。深入分析可知，政府相關(guān)激勵政策為數(shù)字化技術(shù)的采納提供了政策導(dǎo)向、資金支持和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；施工企業(yè)規(guī)模決定了其資源投入、市場競爭力及規(guī)模效應(yīng)；施工作業(yè)人員數(shù)字化培訓(xùn)教育水平及成效則是確保新技術(shù)有效落地、提升施工效率與安全性的關(guān)鍵。三者共同構(gòu)成了推動智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納的核心動力，相關(guān)部門需重點(diǎn)關(guān)注以上3個因素。

結(jié)果因素共有10個。其中，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益W₆、應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的安全管理效益W₇、建設(shè)單位對數(shù)字化技術(shù)的認(rèn)可程度S₄、施工單位對數(shù)字化技術(shù)的認(rèn)可程度S₅這4個因素的被影響度與中心度位列前四，說明它們?nèi)菀妆黄渌蛩赜绊懀嚓P(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對這些因素的關(guān)注。

根據(jù)表3，繪制智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納影響因素因果關(guān)系圖（圖1）。通過圖1，可以更加直觀清晰地區(qū)分原因因素與結(jié)果因素。距離原點(diǎn)越遠(yuǎn)的影響因素，其中心度值越大，排名越高，重要性越大，反之亦然。

由圖1可知，智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納影響因素聚集為四大類，第一類為強(qiáng)原因因素（右上方），這類因素對智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納有顯著影響，且對其他結(jié)果型因素有較大影響；第二類為弱原因因素（左上方），這類因素對智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納也具有重要影響，對其他結(jié)果型因素也有一定影響；第三類為弱結(jié)果因素（左下方），這類因素是其他原因型因素綜合作用的結(jié)果，對智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納有一定的影響；第四類是強(qiáng)結(jié)果因素（右下方），這類因素同樣是其他原因因素綜合作用的結(jié)果，但是對智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納具有非常重要的影響。

2.3.2 影響因素層級劃分

通過計算得到智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納各影響因素層級劃分（表4），其共劃分為6個層級，分別是頂層、次頂層、中間層、次底層、底層和最底層。

按照ISM層級劃分的規(guī)則，將6個層級劃分為三個部分，分別為直接影響因素、間接影響因素和根本影響因素。

直接影響因素（L₁），位于頂層，只受其他因素影響并能夠直接影響智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納。

間接影響因素（L₂～L₄），位于次頂層、中間層和次底層，在直接影響因素與根本影響因素之間，既受根本因素影響的影響，又對直接影響因素產(chǎn)生影響，起到承上啟下的關(guān)鍵作用。

根本影響因素（L₅～L₆），位于底層和最底層，對上層因素都產(chǎn)生影響，對智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納起到至關(guān)重要的作用。

2.3.3 多層級遞階結(jié)構(gòu)模型

基于各影響因素層級劃分結(jié)果，構(gòu)建多級遞階結(jié)構(gòu)模型，如圖2所示。

3 對策與建議

基于DEMATEL-ISM模型的結(jié)果，結(jié)合智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納現(xiàn)狀和WSR理論，提出以下對策建議。

3.1 完善激勵政策，引導(dǎo)與扶持并行

從物理維度分析，政府作為智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納的重要推動者，其激勵政策在促進(jìn)智慧工地數(shù)字化技術(shù)普及和應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。首先，政府應(yīng)出臺并完善一系列優(yōu)惠政策，包括財政補(bǔ)貼、稅收減免等，以減輕施工企業(yè)在智慧工地數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用初期的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；其次，政府應(yīng)通過制定智慧工地數(shù)字化技術(shù)的安全標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)等，為智慧工地數(shù)字化技術(shù)建設(shè)提供明確的指導(dǎo)和依據(jù)，確保智慧工地數(shù)字化技術(shù)的兼容性和互操作性，避免出現(xiàn)信息孤島；最后，政府應(yīng)加強(qiáng)與高校、科研機(jī)構(gòu)的合作，推動智慧工地數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)，為行業(yè)發(fā)展注入新活力。

3.2 擴(kuò)大企業(yè)規(guī)模，提升專業(yè)性

從事理維度分析，施工企業(yè)作為智慧工地數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的主體，其規(guī)模和專業(yè)性對智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納具有重要影響。首先，施工企業(yè)應(yīng)在資金和技術(shù)支持下合理擴(kuò)大規(guī)模，與同需求的企業(yè)以聯(lián)合體形式尋求共同進(jìn)步，提高市場競爭力和品牌影響力；其次，施工企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)內(nèi)部管理，提高運(yùn)營效率和管理水平，為智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納提供有力的組織保障；最后，施工企業(yè)應(yīng)積極推動專業(yè)化發(fā)展，通過引進(jìn)和培養(yǎng)數(shù)字化技術(shù)復(fù)合型人才，建立完善的人才儲備庫和培訓(xùn)體系，為智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納提供有力的人才支持。

3.3 提升數(shù)字化培訓(xùn)教育水平，增強(qiáng)工人意識

從人理維度分析，施工作業(yè)人員是智慧工地數(shù)字化技術(shù)的直接參與者，對他們進(jìn)行數(shù)字化培訓(xùn)教育是智慧工地數(shù)字化技術(shù)順利實施和高效運(yùn)行的關(guān)鍵。首先，應(yīng)全面、系統(tǒng)地設(shè)計培訓(xùn)內(nèi)容，使施工作業(yè)人員能夠熟練掌握數(shù)字化技術(shù)的操作方法和技巧；其次，采用線上培訓(xùn)、線下實操、模擬演練相結(jié)合的培訓(xùn)方式，不僅可以突破時間和空間的限制，隨時隨地學(xué)習(xí)，還可以讓施工作業(yè)人員體驗數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，提高培訓(xùn)效果；最后，在培訓(xùn)過程中注重培養(yǎng)施工作業(yè)人員的安全意識。通過案例分析、安全教育等方式，讓施工作業(yè)人員充分認(rèn)識到智慧工地數(shù)字化技術(shù)在保障施工安全方面的重要作用。

4 結(jié)語

本文基于WSR理論，從物理、事理、人理三個維度對智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納影響因素進(jìn)行分析。根據(jù)DEMATEL模型得出各影響因素間的影響度和中心度；運(yùn)用ISM模型繪制多級遞階系統(tǒng)，分析各影響因素的層級劃分，并將影響因素劃分為根本影響因素、間接影響因素和直接影響因素。研究表明，政府激勵政策是最具影響力的根本因素，是控制智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納的重要抓手。該研究結(jié)果可為加快推進(jìn)智慧工地數(shù)字化技術(shù)采納提供參考，有助于我國建筑施工企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

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收稿日期：2024-08-06

作者簡介：

張琳（1982—），女，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：建筑企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

于浩然（通信作者）（2000—），男，研究方向：建筑企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

賀家睿（2000—），男，研究方向：綠色建筑、城市綠色轉(zhuǎn)型。

楚冰潔（2002—），女，研究方向：智慧社區(qū)建設(shè)。

李冰冰（2001—），女，研究方向：可持續(xù)建造與投融資。