基于一流課程群融合實(shí)踐探討制約裝配式建筑發(fā)展的影響因素

肖光朋, 李海凌, 郭丹丹, 項(xiàng)健

[摘要]介紹通過工程造價(jià)專業(yè)一流課程群融合實(shí)踐研究，確定了現(xiàn)階段影響裝配式建筑升級(jí)發(fā)展的核心影響因素，通過建模分析，表明產(chǎn)能供需平衡、構(gòu)件和部件標(biāo)準(zhǔn)化及施工質(zhì)量和效益等6項(xiàng)影響因素為原因因素，專業(yè)人才培育、組織管理模式創(chuàng)新和科技研發(fā)支撐等8項(xiàng)影響因素為結(jié)果因素，剖析了各影響因素的層級(jí)和有向作用，強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)是融合多專業(yè)協(xié)同和全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同重要驅(qū)動(dòng)，并提出相關(guān)措施建議。

[關(guān)鍵詞]一流課程群; 裝配式建筑; 影響因素; 建模分析

[中國(guó)分類號(hào)]G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

0引言

縱觀我國(guó)裝配式建筑發(fā)展歷程，以14個(gè)“五年計(jì)劃”為階段劃分，我國(guó)裝配式建筑總體發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段。1953-1975年（第一個(gè)—第四個(gè)“五年計(jì)劃”）為裝配式建筑發(fā)展初期，1976-1995年（第五個(gè)—第八個(gè)“五年計(jì)劃”）為裝配式建筑發(fā)展起伏期，1996-2015年（第九個(gè)—第十二個(gè)“五年計(jì)劃”）為裝配式建筑發(fā)展提升期，2016年至今（第十三個(gè)“五年計(jì)劃”至今）為裝配式建筑大發(fā)展期。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》（建標(biāo)規(guī)〔2020〕8號(hào)）明確以裝配式建筑為代表的新型建筑工業(yè)化，要帶動(dòng)建筑業(yè)全面轉(zhuǎn)型升級(jí)。雖然自《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》（國(guó)辦發(fā)〔2016〕71號(hào)）印發(fā)實(shí)施以來，以裝配式建筑為代表的新型建筑工業(yè)化快速推進(jìn)，建造水平和建筑品質(zhì)明顯提高，但仍面臨諸多核心問題，如系統(tǒng)化集成度不夠、構(gòu)件和部件標(biāo)準(zhǔn)化不完善、施工工藝工法未精益化、信息技術(shù)融合深度不夠，且多為碎片化、組織管理模式亟待創(chuàng)新等，圍繞裝配式建筑全過程的全產(chǎn)業(yè)鏈未形成，受到眾多因素影響。唐瓊［4］指出“裝配式建筑發(fā)展應(yīng)看作是一個(gè)系統(tǒng)工程”，采用了系統(tǒng)論方法分析裝配式建筑發(fā)展路徑；邊晶梅等［2］基于主成分從技術(shù)、市場(chǎng)等方面剖析了裝配式建筑發(fā)展制約因素；魏宏亮等［1］從預(yù)制構(gòu)件成本角度分析了裝配式建筑高成本影響因素及其作用路徑［1］ 。需要指出影響裝配式建筑發(fā)展因素不局限于技術(shù)、市場(chǎng)、成本，且影響因素之間不是獨(dú)立的，是具有層次結(jié)構(gòu)和內(nèi)在關(guān)聯(lián)的，本文采用決策與試驗(yàn)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)法建模方法定量分析裝配式建筑發(fā)展的影響因素的內(nèi)在聯(lián)系和層級(jí)結(jié)構(gòu)的有向作用。

1裝配式建筑發(fā)展影響因素

基于專業(yè)一流課程群的教學(xué)和工程實(shí)踐中，并以問卷調(diào)研和企業(yè)、專家走訪，將羅列出的影響因素進(jìn)行主成分分析（PCA）［2］，確定了影響裝配式建筑發(fā)展的前14個(gè)核心影響因素，如表1所示。

2影響因素建模分析

2.1決策與試驗(yàn)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)法建模

決策與試驗(yàn)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)法（英文縮寫“DEMATEL”），是通過系統(tǒng)中各要素之間的邏輯關(guān)系和直接影響矩陣，可以計(jì)算出每個(gè)要素對(duì)其它要素的影響度以及被影響度，從而計(jì)算出每個(gè)要素的原因度與中心度，作為構(gòu)造模型的依據(jù)，從而確定要素間的因果關(guān)系和每個(gè)要素在系統(tǒng)中的地位。其實(shí)施步驟為：

由表1確定的影響因素集F={Fi|i=1，2…，n}。采用5級(jí)標(biāo)度，即取0-4 {無，很弱，正常，較強(qiáng)，很強(qiáng)}語義來度量要素相互之間的強(qiáng)弱。通過專家打分量化各元素之間的兩兩比較關(guān)系并進(jìn)行平均處理，得到直接影響矩陣F，如表2所示。

定義表2直接影響矩陣F中各值用Fij表示，即F=（Fij）14×14，在矩陣中每行求和取最大值為34，歸一化原始關(guān)系矩陣，得到規(guī)范直接影響矩陣定義為N=（Fij/34）14×14。由規(guī)范化直接影響矩陣一直自乘后，矩陣所有值會(huì)趨近于0時(shí)，得到綜合影響矩陣T=N（I-N）-1=（Tij）14×14，其中I為單位矩陣，綜合影響矩陣T如表3所示。

由表3綜合影響矩陣T，得到各要素的影響度、被影響度、中心度、原因度。影響度是綜合影響矩陣T的各行值之和，表示各行對(duì)應(yīng)要素對(duì)所有其他要素的綜合影響值，即影響度，該集合記為C=（C1，C2，C3… Cn）。被影響度是綜合影響矩陣T的各列值之和，表示各列對(duì)應(yīng)要素受到所有其他各要素的綜合影響值，即被影響度，該集合記為D=（D1，D2，D3…Dn）。要素 i 的影響度和被影響度相加得到該要素的中心度記作 Mi。中心度表示該因素在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的位置及其所起作用的大小，即Mi = Ci+ Di。要素 i的影響度和被影響度相減得到該要素的原因度記作 Ri，即Ri = Ci-

Di，如果原因度大于0，表明該要素對(duì)其他要素影響大，稱為原因要素；反之，稱為結(jié)果因素。由表3分析各要素影響度、被影響度、中心度與原因度如表4所示。

從表4原因度R可以看出，構(gòu)件和部件標(biāo)準(zhǔn)化F3 、施工工藝工法F4、專業(yè)人才培育F5、施工質(zhì)量和效益F6、產(chǎn)能供需平衡F13、應(yīng)用綠色建材F14這6項(xiàng)原因因素對(duì)其他因素影響較大，現(xiàn)階段進(jìn)行裝配式建筑發(fā)展研究決策時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮。從中心度M排序可以看出應(yīng)用綠色建材F14、監(jiān)督監(jiān)管機(jī)制F12、信息技術(shù)融合發(fā)展F8這3項(xiàng)因素排序?yàn)榍?位，表明該3項(xiàng)因素在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的位置及其所起作用的大小。從影響度C和被影響度D數(shù)值來看，多個(gè)因素的相互影響度較集中。

2.2模型分析

上述通過決策與試驗(yàn)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)法建模將裝配式建筑發(fā)展影響因素分為了原因因素和結(jié)果因素，并通過中心度順序確定重點(diǎn)影響因素，根據(jù)研究實(shí)際情況需要，將其與解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）系統(tǒng)方法聯(lián)用進(jìn)一步層級(jí)階梯處理，各因素層級(jí)結(jié)構(gòu)和有向作用如圖1所示。

圖1中將影響裝配式建筑發(fā)展的各因素可歸為4類，第Ⅰ類為裝配式建筑作為系統(tǒng)工程，從行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略層面協(xié)同歸類，稱為發(fā)展協(xié)同類；第Ⅱ類為適合裝配式建筑發(fā)展的管理機(jī)制，從執(zhí)行、監(jiān)管歸類，稱為管理類；第Ⅲ類從裝配式建筑發(fā)展的政策環(huán)境歸類，稱為政策類；第Ⅳ類從裝配式建筑的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)歸類，稱為技術(shù)類。從圖1底部往上分析，第Ⅲ政策類和第Ⅳ技術(shù)類位于基礎(chǔ)端，結(jié)合表4可看出最低端全部為原因因素，表明政策環(huán)境和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是現(xiàn)行裝配式建筑發(fā)展的根本影響。

首先政策環(huán)境通過政策扶持力度、產(chǎn)能供需平衡、應(yīng)用綠色建材等，影響著施工質(zhì)量和效益、專業(yè)人才培養(yǎng)及監(jiān)督監(jiān)管機(jī)制等，對(duì)優(yōu)化裝配式建筑發(fā)展環(huán)境、促進(jìn)綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展起關(guān)鍵作用。同時(shí)政策扶持力度也受到應(yīng)用綠色建材和產(chǎn)能供需平衡共同影響，結(jié)合國(guó)家各層面發(fā)文大力推廣裝配式建筑文件內(nèi)容，不難看出這方面的內(nèi)在聯(lián)系。政策環(huán)境在新事物發(fā)展初期起到引導(dǎo)激勵(lì)作用，但不會(huì)是長(zhǎng)久之計(jì)，為確保裝配式建筑既健康又有活力發(fā)展，該類因素不應(yīng)過多干涉市場(chǎng)行為，所以圖1中政策類因素與裝配式建筑效益無直接關(guān)系。第Ⅳ技術(shù)類影響因素中的構(gòu)件和部件標(biāo)準(zhǔn)化、施工工藝工法等是裝配式建筑發(fā)展的核心環(huán)節(jié)，是科研研發(fā)、知識(shí)技術(shù)應(yīng)用等綜合體現(xiàn)，構(gòu)件和部件標(biāo)準(zhǔn)化與施工工藝工法相互影響，且共同影響施工質(zhì)量和效益，實(shí)踐中大多增量成本與之有關(guān)，如依據(jù)現(xiàn)澆規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行“等同現(xiàn)澆”設(shè)計(jì)施工等［3］。

其次施工質(zhì)量和效益是裝配式建筑被市場(chǎng)主體接受的前提，質(zhì)量功能和造價(jià)是裝配式建筑發(fā)展最為關(guān)鍵影響因素，通過完善評(píng)價(jià)技術(shù)指標(biāo)體系，創(chuàng)新發(fā)展適合裝配式建筑組織管理模式，如工程總承包模式，全過程咨詢模式，強(qiáng)化建設(shè)單位主體責(zé)任等，發(fā)揮出較傳統(tǒng)建筑的質(zhì)量保證體系和價(jià)格優(yōu)勢(shì)［4-5］ 。其中評(píng)價(jià)技術(shù)指標(biāo)體系和組織管理模式在良好的政策環(huán)境基礎(chǔ)上和監(jiān)督監(jiān)管機(jī)制影響下，對(duì)裝配式建筑發(fā)展有直接影響，合理的評(píng)價(jià)技術(shù)指標(biāo)體系，如裝配率、預(yù)制率、單方造價(jià)不能“一刀切”，適合的組織管理模式會(huì)在裝配式建筑建設(shè)全過程催生出新模式、新業(yè)態(tài)，如工程總承包模式催生多層級(jí)清單計(jì)量計(jì)價(jià)體系。評(píng)價(jià)技術(shù)指標(biāo)體系和組織管理模式是否科學(xué)合理，受專業(yè)人才培育影響，同時(shí)專業(yè)人才培育直接作用科技研發(fā)支撐，因此專業(yè)人才培育也是裝配式建筑發(fā)展頂層設(shè)計(jì)中不可忽略影響因素。

最后在裝配式建筑系統(tǒng)工程中，多專業(yè)協(xié)同和全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同直接影響裝配式建筑市場(chǎng)上下游鏈條集成整合程度，結(jié)合表4中心度排序和圖1層級(jí)結(jié)構(gòu)，信息技術(shù)（如BIM技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等）融合發(fā)展是實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同和全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同重要手段［6］。具體體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、建造、交付、運(yùn)行維護(hù)等階段信息互聯(lián)互通和交互共享，涵蓋工程項(xiàng)目管理咨詢、招標(biāo)投標(biāo)環(huán)節(jié)和智慧工地等建設(shè)應(yīng)用，進(jìn)一步將裝配式建筑與高端制造業(yè)深度融合，完善建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

3結(jié)束語

在一流課程群的融合實(shí)踐中，梳理了影響裝配式建筑發(fā)

展的14個(gè)影響因素，通過建模分析，研究表明產(chǎn)能供需平衡、構(gòu)件和部件標(biāo)準(zhǔn)化、施工質(zhì)量和效益等6項(xiàng)影響因素作為裝配式建筑發(fā)展的原因因素，通過專業(yè)人才培育、組織管理模式創(chuàng)新和科技研發(fā)支撐等資源頂層設(shè)計(jì)，利用信息技術(shù)手段能融合多專業(yè)協(xié)同和全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。

結(jié)合一流課程群的融合實(shí)踐研究，建議可通過加強(qiáng)系統(tǒng)化集成設(shè)計(jì)，優(yōu)化構(gòu)件和部品部件生產(chǎn)，推廣精益化施工，大力推廣建筑信息模型（BIM）技術(shù)，加快應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，推進(jìn)發(fā)展智能建造技術(shù)等信息技術(shù)融合發(fā)展，積極推行工程總承包模式和全過程工程咨詢，完善監(jiān)督監(jiān)管機(jī)制，加大科技研發(fā)力度推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化，開展產(chǎn)學(xué)研合作，大力培養(yǎng)新型建筑工業(yè)化專業(yè)人才等措施方法，推動(dòng)裝配式建筑升級(jí)發(fā)展，以其為代表的新型建筑工業(yè)化帶動(dòng)建筑業(yè)全面轉(zhuǎn)型。

參考文獻(xiàn)

［1］魏宏亮，牛昌林， 劉福江， 等. 基于DEMATEL-AISM法的裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件成本影響因素分析［J］.建筑經(jīng)濟(jì).2021（10）：83-88.

［2］邊晶梅，王表龍，劉霞. 基于主成分分析的裝配式建筑發(fā)展制約因素研究［J］. 建筑經(jīng)濟(jì). 2021（2） ：76-80.

［3］林申正， 羅恒勇. BIM技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相融合的裝配式建筑成本控制研究［J］. 建筑經(jīng)濟(jì). 2021（2） ：86-89.

［4］唐瓊. 基于DEMATEL的裝配式建筑創(chuàng)新發(fā)展路徑研究［J］.創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新.2021（10）：61-63.

［5］胡慶國(guó)， 田學(xué)澤， 何忠明. 基于DEMATEL-ISM的全過程工程咨詢模式推廣影響因素分析［J］. 長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2021（2） ：40-47.

［6］張欣然， 郭婧娟. 基于BIM的裝配式建筑工程量清單構(gòu)建研究［J］. 工程管理學(xué)報(bào). 2021（5） ：30-35.