基于組合賦權法—向量夾角余弦的裝配式建筑施工質量評價研究

苗澤惠，施德陽 （吉林建筑大學，吉林 長春 130000）

1 引言

近年來，建筑業在提升國內生產總值、帶動相關產業發展、解決就業問題等方面發揮著舉足輕重的作用。但我國傳統建筑方式仍存在較多弊端，建筑行業急需轉型。由于低耗能、工期短、減少環境污染等特點，裝配式建筑在我國得到大力推廣。裝配式建筑是將工廠生產的預制構配件，運送至施工場地，在工地吊裝、連接，并部分現澆組成的建筑。施工階段是裝配式建筑形成過程中的主要階段，施工質量的優劣影響著裝配式建筑最終質量。因此，裝配式建筑施工質量評價研究對提升裝配式建筑質量具有重要意義。

國外裝配式建筑發展較早，針對裝配式建筑的施工質量有一定的研究成果。近年來，隨著國家對裝配式建筑的推廣，裝配式建筑質量引起廣泛的重視。專家和學者們一方面積極地尋找影響裝配式建筑質量的因素；另一方面針對這些因素進行分析研究。齊寶庫等建立裝配式建筑施工質量評估指標體系，并提出了AHP——模糊綜合評價模型，但AHP結合模糊綜合評價得出的評價結果過于主觀，評價過程過于復雜，實用性不強。劉光忱等運用ISM模型和MICMAC方法揭示各因素之間的傳遞機理，并提出優化措施，為今后對裝配式建筑質量評價的研究打下基礎。

由于裝配式建筑施工質量評價具有多指標屬性，且各指標間具有一定的關聯性，因此，本文通過DCQ思想建立評價指標體系。采用組合賦權法結合向量夾角余弦法，構建一種科學合理的評價模型，以期實現對裝配式建筑施工質量客觀精準的評價。

2 裝配式建筑施工質量評價方法概述

裝配式建筑質量的形成是實踐的過程，對裝配式建筑質量評價應采取主觀評價法與客觀評價法相結合。大多數已有的多指標權重確定方法過于主觀，因此，本文采用層次分析法結合熵權法確定指標權重，將主觀與客觀相結合，探索裝配式建筑施工質量各評價指標的最優權重。

裝配式建筑施工質量評價就是用一種評價方法得到的評價結果與最優值進行對比的過程。向量夾角余弦法是將向量代數和余弦定理相結合的一種評價方法。將三角形的兩邊視為向量，計算兩向量間夾角的余弦值，可確定兩向量間相近度。該評價模型將代數與幾何相結合，使裝配式建筑施工質量評價變得更為簡便直觀。從方法論的角度來看，向量夾角余弦法與裝配式建筑施工質量評價具有共通性與契合性。

3 裝配式建筑施工質量評價模型構建

3.1 指標體系的構建

目前，大多數指標確定多用調查問卷的方法，但這種方法存在誤差，還需深究。實踐活動的目的是滿足人們對產出物的需求，循環往復，構成了需求與實踐活動的鏈條。本文基于裝配式建筑特點，提出了DCQ思想，即“需求——建造——質量特性”。因為在裝配式建筑形成過程中，建造是核心，所以將建造指標輸出作為一級指標。根據上述DCQ指標選取的思想，實際調查裝配式建筑施工質量影響因素，確定一級指標，依據4M1E并參考相關文獻對二級指標進行歸納總結。如圖1所示。

圖1 裝配式建筑施工質量評價指標體系

3.2 評價指標權重的確定

本文采用調查問卷法根據裝配式建筑施工質量各評價指標的重要程度以1～9的標度進行打分，構造相應的目標層判斷矩陣及各準則層判斷矩陣，利用層次分析法進行主觀權重的計算，同時采用專家咨詢法對各指標重要程度進行1～10打分，運用熵權法原理計算客觀權重。按照公式1將主客觀權重相結合形成組合權重，如表1所示。

其中，xi為主觀權重，yi為客觀權重，Zi為組合權重。

3.3 基于夾角向量余弦的評價模型建立

①計算加權標準評價向量U。本文將各指標值域設定為1～9，數值越大結果越優。

裝配式建筑施工質量評價指標權重 表1

U= （9 ×Z1，9 ×Z2，.......，9 ×Zn），n=19

②構建加權待評價向量V。本文邀請行業專家根據評價指標體系中個指標重要程度按照1～9打分，并通過計算整理形成初始待評價向量W。

W=（W1，W2，.....，Wn），n=19

③對向量W進行加權處理，得到加權待評價向量U。

V=W ×Zi= (W1×Z1，W2×Z2，.....，Wm×Zn)，m=18，n=18

④計算向量夾角余弦值ρ。

⑤確定評價標準。本文將評價結果ρ定義在區間[1,-1]，并將其細分為4個區間分別代表4個級別。如表2所示。

裝配式建筑施工質量評價標準 表2

4 實例分析

以哈爾濱市某住宅小區項目為例，該項目3層以上均為裝配式整體建筑。現對其施工質量進行評價。為確保全面評價裝配式建筑施工質量，邀請施工經驗豐富的5位建筑領域專家，針對19項指標對裝配式建筑施工質量進行1～9打分，最終評價結果以平均分為準，評分匯總如表3所示。

專家評分結果匯總 表3

4.1 模型構建

①確定加權標準評價向量U

②確定加權待評價向量V

③計算向量夾角余弦值ρ

④評價裝配式建筑施工質量級別

計算得出ρ=0.974，根據表2可知，ρ值在第二區間。此項目施工質量評價級別為良。由圖2可知，該項目的施工質量各評價指標與標準值仍有差距，尤其在施工安裝環境質量和信息協同管理質量兩方面還需加強，企業應及時明確自身不足并加以改正。

圖2 裝配式建筑施工質量評價數據對比圖

5 結論

本文通過文獻研究和實地勘察的方式總結出裝配式建筑施工質量的主要影響因素，采用DCQ思想對其進行篩選分類，采用組合賦權法計算各指標的權重值及權重排序，充分考慮了評價方法的主觀性與客觀性，確保權重值的可靠性，為最終評價結果的合理性打下良好的基礎。運用向量夾角余弦法對裝配式建筑施工質量進行評價，確定裝配式建筑施工質量等級，為裝配式建筑質量評價體系研究，提供一種新思路。結合工程實例進行分析，證實了向量夾角余弦法不僅具有理論意義，同時也證明其實際應用價值。