基于改進ISM-MICMAC的裝配式建筑工程質量控制研究

王喜紅 張雷 鄧建芳 吳星蓉

(1.甘肅第四建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730060；2.甘肅建投科技研發有限公司，甘肅 蘭州 730050)

0 引言

2016年2月，《中共中央 國務院關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》提出，大力推廣裝配式建筑，提升工程質量，力爭用10年左右時間使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%[1]。然而，目前我國裝配式建筑工程質量管理模式尚處于探索階段，工程質量管理難度較大。因此，急需探索有效的工程質量控制方法[2]。

通過研究相關文獻資料發現，國內外現有研究大多集中在定性分析方面，主要采用定性方式分析裝配式建筑各因素影響程度，忽略了各因素間的依賴性與關聯性[3-5]。鑒于此，本文基于人、機、料、法、環5個方面，識別出15個裝配式建筑質量影響因素，并通過ISM-MICMAC模型探究各質量因素之間的關聯性，以期為裝配式建筑工程質量控制提供參考。

1 裝配式建筑工程質量因素識別

通過梳理相關文獻，結合以往施工管理經驗以及專家討論意見，從人、機、料、法、環5個方面篩選出設計、生產、施工安裝、驗收等15個質量影響因素，見表1。

表1 裝配式建筑工程質量影響因素

(續)

2 基于改進ISM-MICMAC的裝配式建筑施工質量控制流程

2.1 ISM與MICMAC方法概述

ISM方法由J·華費爾特教授于1973年提出。該方法能夠根據因素間的關聯性，構造遞階模型，展現系統要素間的本質關系[13-14]。MICMAC方法由法國學者Duperrin和Godet于1973年提出。該方法根據驅動力、依賴性和矩陣相乘原理，對不同影響因素進行分類，以可達路徑和層次循環分析因素間的影響度[15-16]。兩種研究方法相結合，能夠降低人為主觀性，增強模型可信度。

2.2 質量控制流程

基于改進ISM-MICMAC的裝配式建筑工程質量控制流程如圖1所示。

3 基于改進ISM-MICMAC的裝配式建筑施工質量控制模型

3.1 確定各影響因素之間的邏輯關系

首先，組建ISM討論組，探討各質量因素之間的關聯性。討論組主要成員包括：裝配式建筑部品部件生產管理人員5名，具有豐富施工經驗或管理經驗的人員7名，驗收工作人員3名，從事裝配式建筑研究的人員6名。以0～1方式表示關聯性，若Si對Sj有影響，記作1；若Si對Sj無影響，記作0；若兩者互相影響，則以影響較大的一方為主。經過專家討論分析，最終得到15個影響因素之間的關聯度矩陣，見表2。

表2 影響因素關聯度矩陣

3.2 構建鄰接矩陣

根據15個影響因素之間的關聯性和影響性，構建鄰接矩陣，如下

3.3 求解可達矩陣

利用編程軟件，計算鄰接矩陣A的可達矩陣M，如下

3.4 劃分可達矩陣

在ISM模型中，層級劃分體現了各影響因素之間的層級關系和影響程度。其中，最頂層是整體系統目標，往下的每一層分別是上一層的原因，最底層是影響系統目標的深層原因或最直接原因[17]。根據各影響因素在可達矩陣中的分布特征劃分各因素層級，具體步驟為：①確定可達集合R(Si)；②確定先行集合Q(Si)；③計算兩者交集，即A(Si)=R(Si)∩Q(Si)；④層級抽取。經過上述步驟，抽取結果如下

Π(S)=[P1；P2；P3；P4；P5]=[P1，P4，P5，P6，P7，P8,P11，P15；P3，P9，P14；P2，P10；P13，P12]

通過層級計算，將15個影響因素細分為表層因素、中層因素和深層因素。其中，表層因素包括技術水平S1、安裝工具性能參數S4、質量檢測工具S5、材料質量S6、運輸堆放S7、使用規范性S8、施工方案合理性S11、驗收環境S15；中層因素包括構件深化設計S9、操作規范性S3、作業環境S14；深層因素包括管理水平S2、施工組織設計S10、管理環境S13、技術環境S12。

3.5 建立ISM模型

根據各影響因素層級劃分與關聯度，繪制裝配式建筑工程質量影響因素ISM模型，如圖2所示。圖中的虛線框是為了使模型更加清晰，不代表層級關系。

3.6 繪制因素驅動力-依賴度圖

為進一步探究與驗證各影響因素之間的邏輯性與影響力，對兩個在建項目進行調研，從預制構件設計生產、深化設計、運輸堆放、施工現場安裝、質量驗收等環節入手，咨詢每個環節的設計人員、管理人員和施工安裝人員等。根據調研結果，總結出各影響因素之間的邏輯關系，構建關系矩陣A′，即

基于關系矩陣A′，分析裝配式建筑工程質量影響因素驅動力和依賴度(表3)，繪制驅動力-依賴度圖，如圖3所示。圖3中黑色六角形表示坐標點重合部分。

表3 質量因素驅動力和依賴度

由圖3可知，裝配式建筑工程質量影響因素分布情況如下：

(1)第Ⅰ象限自治簇包括S3、S8、S9、S11、S14、S15，這類影響因素的依賴性和驅動力較弱，與其他影響因素的關聯性不大。

(2)第Ⅱ象限依賴簇包括S1、S4、S5、S6，S7，這類影響因素的依賴性較強，但驅動力較弱，容易受其他影響因素制約。

(3)第Ⅲ象限聯動簇在所篩選的因素中不存在，說明選取的影響因素相對穩定。

(4)第Ⅳ象限獨立簇包括S2、S10、S12、S13，這類因素的驅動力較強但依賴性較弱，通常被稱為關鍵因素[18]。

4 驗證分析

通過對比分析ISM模型與MICMAC驅動力-依賴度圖，得到以下結論：

(1)解釋結構模型中的表層因素大部分分布在第Ⅱ象限依賴簇。這類因素容易受其他影響因素制約，是造成工程質量問題的直接原因，符合其所在系統中的層級特點。使用規范性S8、施工方案合理性S11、驗收環境S15這三個因素既是表層因素又位于自治簇中，說明在系統中具有一定的獨立性，但從某種意義上說，依然受制度體系、標準規范、人員管控、技術環境、管理環境等因素的制約和影響，可歸入表層因素層。

(2)解釋結構模型中的中層因素均分布在第Ⅰ象限自治簇。這類因素獨立于系統之外，但與系統的關聯性較強。由圖3可以看出，自治簇中影響因素的依賴度和驅動力較低，說明這類因素在整個質量控制系統中受其他因素制約和驅動其他因素的能力相對較小，具有一定意義上的獨立性。

(3)解釋結構模型中的深層因素與第Ⅳ象限獨立簇完全一致。這類因素在系統中的影響力符合其驅動力和依賴性特征。管理水平S2、施工組織設計S10、技術環境S12、管理環境S13這4個因素屬于ISM模型中的根源性因素，涉及裝配式建筑的施工組織設計、信息化技術應用管理、質量管理體系和責任制度、質量過程管理、整體實施環境等。在整個系統中，這類因素受其他因素制約較小，驅動力較高，直接或間接地關聯其他影響因素，其影響力通過層層傳遞，最終聚集在目標層。因此，為了控制裝配式建筑工程質量，應處理好這類關鍵性因素。

綜上所述，由ISM模型和MICMAC模型分析得出的各影響因素的關聯性與層級關系基本一致，整體的層級劃分與驅動力-依賴度歸類也符合工程實際，可為裝配式建筑工程質量控制提供參考。

5 相關建議

裝配式建筑工程質量控制因素在整個系統中并非獨立存在，而是相互關聯、相互作用的，不同層級的因素經過遞階傳遞產生倍效效應[19-20]。為了有效控制裝配式建筑工程質量，應重點關注驅動力較大的關鍵因素[18]。根據上述研究結果，結合工程實踐經驗，提出以下建議：

(1)與傳統建筑不同，裝配式建筑的整體性、關聯性更強，僅依靠傳統的零碎式質量控制措施很難對裝配式建筑質量進行系統管控，必須樹立標本兼治的整體理念，推行EPC總承包模式。

(2)樹立系統論和質量鏈管理理念，加強信息化技術在裝配式建筑規劃、設計、部品部件生產、施工、運維管理中的集成應用，實現工程建設各環節數據共享和信息化管理。同時，根據工程建設各階段、各環節的特點制定系統性、針對性的質量管理措施，實現質量管理閉環。

(3)落實并完善裝配式建筑全過程質量管理制度和質量保證體系，明確設計、生產、施工安裝質量主體責任，強化全過程質量管控、動態監管和懲戒機制。在日常監督檢查過程中，應重點對涉及工程結構安全、重要使用功能的原材料、設備等進行抽查和抽測。

(4)建立裝配式建筑全過程質量追溯制度，集成應用物聯網、互聯網等信息技術，鼓勵企業搭建裝配式建筑項目管理信息系統，將項目設計、生產、施工、裝修、運行維護等信息數據納入系統，實現工程建設質量可查詢、可追溯。同時，探索構建裝配式建筑項目建設管理平臺，采集項目報建、施工圖審、施工管理、質量檢驗檢測、竣工驗收等全過程管理信息，實現裝配式建筑工程建設全過程管理可查詢、可追溯，提升行業監管能力。

6 結語

本文基于裝配式建筑全過程質量控制視角，通過文獻總結、專家討論等方式，歸納和篩選出15個裝配式建筑工程質量影響因素；根據各影響因素之間的關聯度與影響性，對其進行層級劃分，并通過建立ISM模型分析影響裝配式建筑工程質量的表層因素、中層因素和深層因素；為了進一步確定控制因素的影響程度和質量控制的關鍵因素，在調研多個實體項目的基礎上，運用交叉矩陣相乘法對ISM模型的研究結果進行對比分析，驗證了兩者之間的一致性；根據質量控制系統中的關鍵因素，結合工程實踐經驗，提出裝配式建筑工程質量控制的具體建議。