基于AHP法的預制構件成本影響因素及控制措施研究*

劉暢 劉建軍 劉福江

(1.甘肅省集成裝配式建筑產業發展有限公司，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅建投科技研發有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

作為建筑業的重要轉型途徑之一，裝配式建筑憑借施工效率高、人工成本低、綠色環保等優勢得到廣泛應用[1]。國家和各地政府出臺了一系列的政策和文件鼓勵裝配式建筑的推廣應用。2015年11月，住房和城鄉建設部發布的《建筑產業現代化發展綱要》明確提出：到2020年，我國裝配式建筑占新建建筑的比例在20%以上；到2025年，裝配式建筑占新建建筑的比例在50%以上。

然而，在我國部分地區，尤其是在經濟相對落后的地區，裝配式建筑發展面臨著“政策熱、市場冷”的問題，而造價成本高是制約裝配式建筑發展的主要因素。相關研究表明，裝配式建筑成本通常高于一般建筑成本的20%～40%，而在裝配式建筑中，預制構件成本約占60%，是影響與制約裝配式建筑項目成本的主要因素[2]。因此，控制裝配式建筑預制構件成本，不僅可以降低裝配式建筑總成本，而且可以促進裝配式建筑的快速發展。

已有研究成果表明，預制構件成本主要包括原材料費、人工費、機械費、管理費、措施費(模具等)、利潤及稅金等，前期基礎建設的費用也會攤銷其中[3]。同時，預制構件生產制作過程涉及多個環節、多個利益相關方，某一成本構成部分、某一生產環節或某一利益相關方發生變動，都會對預制構件成本產生影響。由此可見，預制構件成本受多個方面、多種環節、多種因素的影響。

層次分析法(AHP法)是一種多準則決策方法，將待解決的問題分解為目標層、基準層及決策層，在不同層級運用定量與定性相結合的方法進行分析決策。AHP法具有科學嚴謹、步驟簡潔、實用性強等特點，在經濟管理、城市規劃、項目決策、科研評價等領域得到了廣泛應用，尤其是對于解決多目標、多層次、多準則的復雜評價決策問題具有廣泛的適用性。

本文利用AHP法對預制構件成本影響因素進行研究，確定各影響因素的重要性，進而提出具有針對性的對策建議，以有效控制預制構件成本。

1 AHP法分析步驟

1.1 構建遞階層次結構

根據研究對象所涉及的影響因素及其之間的相互關系，將各影響因素劃分為不同層級，主要分為目標層、準則層、指標層。目標層明確研究對象的主題與目的，準則層明確分析的決策準則及約束條件，指標層為研究對象的具體影響因素。

1.2 構建判斷矩陣

根據AHP法評價標度表，將同一層級的因素進行兩兩比較，構建判斷矩陣A。在判斷矩陣A中，aij表示因素Fi與因素Fj相比的重要程度。AHP法評價標度及含義見表1。

表1 AHP法評價標度及含義

1.3 層次單排序和一致性檢驗

1.3.1 層次單排序

層次單排序是指對于上層因素而言，本層因素的重要性排序，主要涉及權重計算。具體步驟如下：

(1)對判斷矩陣A中元素進行歸一化處理，即

(1)

(2)計算歸一化后矩陣的行和，即

(2)

(3)計算各因素權重，即

(3)

(4)計算權重向量，即

w=(w1,w2,…,wn)T

(4)

1.3.2 一致性檢驗

一致性檢驗是為了檢驗不同因素兩兩比較所得到的結果是否具有一致性。主要步驟如下：

(1)計算判斷矩陣A的最大特征值λmax，即

(5)

式中，n為判斷矩陣A的階數。

(2)計算判斷矩陣A的一致性指標，得到

(6)

(3)計算一致性比例CR，得到

(7)

式中，RI為隨機一致性指標，具體取值見表2。當CR=0時，A為完全一致性矩陣；當CR≤0.1時，A為滿意一致性矩陣；當CR>0.1，A矩陣不具有一致性。

表2 隨機一致性指標RI

1.4 層次總排序

層次總排序是指對于目標層而言，各基準層因素的重要性排序。計算公式如下

W=w3×w2=(W1,W2,…,Wn)

(8)

式中，w3為指標層(三級指標)對準則層的權重；w2為準則層(二級指標)對目標層的權重。

2 構建預制構件成本影響因素指標體系

2.1 確定目標層

構建預制構件成本影響因素指標體系的目的是綜合考慮預制構件成本影響因素，對各影響因素進行評價。因此，目標層為預制構件成本影響因素評價。

2.2 確定準則層

根據裝配式預制構件生產環節及特點，遵循全面、系統、專業、簡明的原則，選擇設計因素、生產因素、存儲運輸因素及其他因素4個指標作為預制構件成本影響因素指標體系的準則層。

2.3 確定指標層

在準則層的基礎上，通過文獻查詢，結合實踐經驗，梳理出具體的預制構件成本影響因素指標。

基于以上步驟，構建預制構件成本影響因素指標體系，如圖1所示。

3 基于AHP法的預制構件成本影響因素分析

3.1 構建判斷矩陣

基于預制構件成本影響因素指標體系(圖1)及評價標度(表1)，運用德爾菲法，邀請7名裝配式建筑領域的專家對準則層及指標層因素進行兩兩比較，確定評分，建立判斷矩陣。

3.2 確定準則層與指標層權重及一致性檢驗

根據上述公式，計算各指標相對上一層指標的權重值，并進行一致性檢驗。各指標判斷矩陣見表3～表7。

表3 判斷矩陣D/P/T/E-A

表4 判斷矩陣Dj-D(j=1,2,3,4)

表5 判斷矩陣Pj-P(j=1,2,3,4,5,6)

表6 判斷矩陣Tj-T(j=1,2,3,4，5)

表7 判斷矩陣Ej-E(j=1,2,3,4)

3.3 確定各指標綜合權重

梳理表3～表7數據，根據式(8)計算各影響因素相對于預制構件成本的綜合權重，并進行排序。各指標綜合權重見表8。

為了更加清晰地反映各指標的重要程度，梳理和分析表8中的數據，計算準則層對目標層、指標層對準則層的貢獻度(將權重數據轉化成為百分數)，如圖2所示。

4 研究結論與對策建議

4.1 研究結論

(1)對于目標層而言，準則層4個因素的貢獻度依次為：生產因素P>其他因素E>設計因素D>存儲運輸因素T。生產因素P貢獻度最高，達53.4%，是影響裝配式預制構件成本的支配性因素，對預制構件成本具有決定性的影響作用；其次是其他因素E，貢獻度為21.8%，對預制構件成本具有一般性的影響作用；設計因素D和運輸儲存因素T，貢獻度分別為14.5%和10.2%，兩者差距不大，且均不足15%，對預制構件成本具有較小的影響作用。

(2)對于準則層的4個因素而言，部分指標層因素對其影響顯著。在設計因素中，構件拆分的合理性與標準化程度D2貢獻度高達64.7%，是影響預制構件成本設計因素的支配性因素。在生產因素中，原材料價格波動P1與工人工資波動P2貢獻度最高，分別為43.4%和24.6%，兩者之和高達68.0%，對預制構件成本具有重要作用。在運輸存儲因素中，運輸協調水平T4貢獻度最高，貢獻度為53.6%，是運輸存儲因素中影響預制構件成本的決定性因素。在其他因素中，指標層的貢獻度十分集中，主要為國家政策扶持E2(53.1%)與稅收政策E3(33.0%)，兩者在其他因素方面對預制構件成本具有支配性影響。

表8 各指標綜合權重

(3)從指標層預制構件成本影響因素的貢獻度和排序來看，貢獻度排名前7的因素是原材料價格波動P1(23.16%)、工人工資波動P2(13.13%)、國家政策扶持E2(11.60%)、構件拆分的合理性及標準化程度D2(9.39%)、稅收政策E3(7.22%)、生產人員技術水平P3(7.16%)、運輸協調水平T4(5.49%)。可以看出，指標層各因素之間差異度較大，原材料價格波動P1的貢獻度遠高于其他指標。同時，指標的貢獻度集中度較高，排名前3的影響因素權重和為47.89%，排名前5的因素綜合權重和為64.50%，排名前7的因素綜合權重和為77.15%。

4.2 對策建議

4.2.1 控制材料和人員成本

原材料價格波動、工人工資波動是預制構件成本最主要的影響因素。對于原材料成本控制而言，一方面，在采購時，應選擇具有價格優勢且信譽良好的原材料供應商，并簽訂長期優惠協議，盡可能地降低原材料價格波動所帶來的影響；另一方面，應根據原材料的使用特點，控制原材料的采購數量，降低倉儲壓力[4]。同時，在生產過程中，建立原材料的領用制度，嚴格規范生產使用，避免浪費。

對于工人工資波動的控制而言，一是做好生產調度優化工作，規范工序操作時間，合理安排生產進度與生產計劃，避免窩工、加班以及設備閑置等[5]；二是加強管理，做好員工考核獎懲，提高員工積極性，確保生產效率；三是通過優化生產工藝與流程，提高預制構件生產的標準化與機械化程度，提高生產效率，減少操作工人人數[6]。

4.2.2 尋求相關政策與政府主管部門的支持

相關政策及政府主管部門的支持是裝配式建筑成本及預制構件成本的主要影響因素。目前，國家與各地政府主管部門出臺了一系列的優惠政策鼓勵發展裝配式建筑，如支持產業園建設土地供給，給予廠區建設低息貸款，開發新技術、新產品、新工藝發生的研究開發費用可以在計算應納稅所得額時扣除、給予裝配式產業基地財政補貼等。因此，預制構件生產企業應主動學習裝配式建筑相關政策，與相關部門積極溝通對接，爭取土地開發、貸款、稅收優惠、財政補貼等補助，緩解成本壓力[7]。同時，企業可在招商引資時與政府相關部門簽訂框架協議，以降低建成投產后構件銷售壓力，保證構件生產與銷售規模，降低固定成本的分攤[8]。

4.2.3 建立高質量的人才隊伍

企業應加強人才隊伍建設，建立高質量的人才隊伍[9]。一是通過重點培養、人才引進等方式培養一批具有高水平的綜合人才，做好企業的戰略布局與建設運營；二是定期組織培訓，為員工提供科學正規的崗前、崗中培訓學習，并要求員工通過考試(筆試+實操)才可上崗，將考試結果與工資水平掛鉤，讓員工掌握生產技能的同時，提高員工學習技能的主動性；三是組織參觀國內先進同行企業或邀請相關人員進行培訓，了解先進的生產工藝與生產技能，提高企業的核心競爭力。

4.2.4 做好精細化生產管理

精細化管理的首要任務是將各工作環節制度化，通過制度提升工作的規范化與標準化程度。首先，應積極開展各項制度的建設工作，形成規章制度及企業標準等文件，進行精細化管理，降低各環節出錯率、提高構件生產效率，實現預制構件成本的有效控制。其次，在精細化管理過程中，對各環節的成本敏感點進行重點管控。在設計階段，制訂各項成本計劃并分解至各個環節。同時，積極與上下游企業進行對接溝通。例如，通過與設計方深入溝通，掌握設計意圖，做好交底與深化設計工作，提高設計方案的總體水平與構件拆分的合理性及標準化程度。在生產階段，利用ERP系統等信息化手段，做好生產調度工作，減少窩工；對原材料、模具等限制性資源進行統一管理，減少浪費與閑置等。在存儲階段，利用信息化模擬手段，合理布置堆放場地，簡化貨架種類，提高場地利用率與裝運效率[10]。在運輸階段，根據構件規格、種類及數量設計構件在運輸時的碼放方式，并選擇適宜的運輸路線，提高運輸效率[11]。

5 結語

本文采用AHP法對預制構件成本影響因素進行了分析與評價，并提出了具體的對策建議。主要研究結論如下：

(1)在準則層層面，預制構件成本影響因素按權重(貢獻度)排序為生產因素>其他因素>設計因素>運輸存儲因素。

(2)在設計因素中，構件拆分的合理性與標準化程度是影響與控制預制構件成本的決定性因素；在生產因素中，原材料價格波動與工人工資波動是影響與控制預制構件成本的決定性因素；在運輸存儲因素中，運輸協調水平是影響與控制預制構件成本的決定性因素；在其他因素中，國家政策扶持與稅收政策是影響與控制預制構件成本的決定性因素。

(3)在指標層層面，原材料價格是影響預制構件成本的最主要因素。重要性排序依次為工人工資波動>國家政策扶持>拆分的合理性和標準化程度>稅收政策。

(4)控制材料和人員成本、尋求相關政策與政府主管部門支持、建立高質量的人才隊伍、做好精細化生產管理是控制預制構件成本的有效措施。