基于FAHP-灰色關聯度分析法的裝配式建筑供應鏈風險因素研究

摘要：裝配式建筑供應鏈涉及多方參與，供應鏈的穩定性受到各環節潛在風險的影響?；谖墨I研究，識別裝配式建筑供應鏈在不同階段的18個關鍵風險因素，據此建立風險評價指標體系。通過模糊層次分析法（FAHP）-灰色關聯度分析法建立裝配式建筑供應鏈風險評價模型。選取上海市某裝配式項目進行案例分析，針對結果中較高風險因素提出改進建議，證實評價模型的有效性與科學性，可為裝配式建筑供應鏈風險管理提供參考依據。

關鍵詞：裝配式建筑；供應鏈風險；FAHP；灰色關聯度分析法

0 引言

相較于傳統澆筑建筑，裝配式建筑通過工廠預制和模塊化組裝可顯著提高生產效率、降低能源消耗、縮短工程周期，對建筑行業產業結構升級及技術創新具有重要推動作用。裝配式建筑供應鏈管理主要包括在施工前期對預制構件（PC）的一系列管理工作，這些活動對推動裝配式建筑發展至關重要。隨著經濟快速發展，裝配式建筑在推廣過程中的供應鏈風險問題也日益顯現。國內外諸多學者對此開展了研究。Koskela^［1］是首位將制造業中的供應鏈管理（SCM）概念引入到建筑行業的學者，奠定了建筑供應鏈管理理論研究的基礎，標志著學術界對建筑供應鏈管理領域深入研究的開始。Wang等^［2］通過構建基于SEAIR模型的風險傳播分析框架，模擬裝配式建筑供應鏈中的風險動態，確定關鍵影響因素，并針對性地提出風險管理對策。針對傳統權重確定方法的局限，王紅春等^［3］使用優化后的熵權法和多級模糊評估方法對裝配式建筑風險進行評估，并提出相應控制措施。張逢雨^［4］在EPC模式下建立裝配式建筑供應鏈結構模型，并應用層次分析法與熵權法確定權重，結合云模型評價供應鏈風險等級。王麗^［5］聚焦EPC模式下建筑供應鏈風險管理，結合層次分析法和粗糙集理論確定權重，并運用物元分析法評估EPC建筑供應鏈風險，進而提出風險控制策略。張友正^［6］對施工企業供應鏈中的風險進行詳細分析，提出了當前管理實踐中的缺陷，以及加強供應鏈風險管理的措施。張秋實^［7］則通過對風險主體的分析，構建了建筑供應鏈風險的知識圖譜，運用圖搜索和關聯規則挖掘算法以識別關鍵的風險控制點。周子祥等^［8］研究探討了裝配式建筑預制構件供應鏈風險傳導機制，發現風險由下游逐級放大至上游，總承包商受風險影響較小，預制構件成本降低、利潤分配提高和價格敏感度降低能抑制需求風險波動。苗澤惠等^［9］使用AMOS軟件構建了一個結構方程模型來分析各風險因素之間的關系，并計算了不同風險因素的權重。

通過綜合分析現有文獻，發現當前針對供應鏈風險管理的研究相對成熟，但專注于裝配式建筑供應鏈風險管理影響因素的研究仍然不足。因此，本文基于現有研究成果，綜合分析并提煉出頻率高且具普遍性的風險影響因素，構建風險因素指標體系，采用FAHP-灰色關聯度分析法對裝配式建筑供應鏈風險影響因素進行深入探討。為了檢驗評價方法的有效性，以上海市某裝配式建筑項目為例進行了實證分析。

1 影響因素識別及指標體系構建

參照相關文獻中提及的風險指標，結合裝配式建筑的特點，以及對裝配式建筑施工現場進行實地調研，從環境、設計、采購、生產、運輸、裝配6個方面對裝配式建筑供應鏈風險因素進行全面歸納與分析如下：

（1）環境風險因素。自然環境風險指如暴雨、霜凍及特殊的地質和氣候條件，可能導致生產和物流中斷，增加項目成本和延誤。市場環境風險指原材料價格波動、技術變革和消費者需求變化，要求企業進行市場研究和需求預測，以適應市場變化。政策環境風險指政策和法規的變動，如建筑規范更新，可能影響運行方式或成本結構。

（2）設計風險因素。設計變更風險指在建設過程中因需求變化或其他因素引起的原設計方案的修改，可能會增加成本和工期。設計方案的合理性風險指設計能否有效滿足項目要求和性能標準，不合理的設計方案可能導致資源浪費和施工困難。設計不符合規范風險指設計方案未能遵守相關建筑規范和標準，可能會引發安全問題，導致工程修改、延誤和增加額外成本。

（3）采購風險因素。材料質量風險指采購的建筑材料可能不符合項目的質量要求，導致建筑性能不達標或需要重新采購，從而增加成本和工期。材料價格風險指材料成本的不可預測性，價格波動可能影響項目預算和盈利空間。供應商履約能力風險指供應商未能按時供貨或供應的材料不符合約定規格，直接影響項目進度和質量。

（4）生產風險因素。構件質量風險指預制構件可能不滿足項目規定的質量標準，導致重做或更換，影響項目成本和進度。構件生產能力風險指生產設施能否滿足按時完成

所需構件的生產能力，不足的生產能力可能導致項目延期。構件交貨延期風險指生產或物流問題導致的構件未能按計劃時間交付，將直接影響施工進度和項目完工時間。

（5）運輸風險因素。運輸成本風險指運輸預制構件到施工現場的費用可能因燃油價格波動、路線選擇或運輸方式變化而增加，直接影響項目的總成本。運輸損耗風險指在運輸過程中，由于裝卸不當、運輸條件惡劣或包裝不足，構件損壞或丟失，這不僅會使成本增加，還可能會使施工進度延遲。運輸時效風險指運輸過程中可能出現的延誤，無論是交通堵塞、天氣惡劣還是物流安排不當，都可能導致項目進度受阻。

（6）裝配風險因素。裝配質量風險指在現場組裝預制構件時可能出現的質量問題，導致額外的修正成本和時間延誤。安全事故風險指施工過程中可能發生的事故，如跌落、碰撞等，威脅工人安全并可能導致工程停工。工期控制不當風險指項目管理失敗，未能有效控制施工進度，導致項目延期，進而影響項目成本和交付時間。

針對上述確定出的6個方面、18個影響指標，構建合理的裝配式建筑供應鏈風險評價指標體系，見表1。

2 裝配式建筑項目施工風險評價模型

2.1 模糊層次分析法

模糊層次分析法（FAHP）是通過引入模糊數學的概念來處理決策過程中的不確定性和模糊性問題，使決策更加準確和可靠。FAHP能更好地捕捉專家評價的不確定性和模糊性，適合處理多目標、難以量化且結構復雜的決策問題。

2.1.1 建立模糊互補判斷矩陣

設矩陣C=（c_ij）_n×n，其中0≤c_ij≤1，且滿足c_ij+c_ji=1（i=1，2，…，n;j=1，2，…，n），則稱C為模糊互補矩陣。

根據模糊互補矩陣的定義，一般選擇“0.1～0.9五標度法”作為量化標準，該方法是將兩兩指標的重要性進行比較，并進行量化，相對重要性標度法取值見表2。

2.1.2 構建模糊一致矩陣

設模糊互補矩陣R=（r_ij）_n×n，若滿足r_ij=r_ik-r_jk+0.5（i，j，k∈1，2，…，n），則R為模糊一致矩陣。

模糊互補矩陣C計算對應的模糊一致矩陣R，步驟如下：

（1）將模糊互補矩陣C按行求和，記為r_i，即

式中，n為C的階數；c_ik為C中第i行第k列元素，i=1，2，…，n。

（2）計算R中每個元素，公式如下

式中，r_ij為R中第i行第j列元素。

2.1.3 計算權重

利用模糊一致矩陣R計算權重W_i，公式如下

式中，n為R的階數；r_ik為R中第i行第k列的元素。

2.2 灰色關聯度分析法

灰色關聯度模型通常將研究對象的時間序列作為參考序列，而將其影響因素的時間序列作為比較序列。如果兩個序列的變化趨勢大部分相同或相似，表明它們的同步變化程度較高，因此它們之間的灰色關聯度較大；相反，如果變化趨勢不一致，那么它們之間的灰色關聯度則較小。其操作步驟如下：

（1）根據評價對象特點，確定評價指標體系收集相關數據，構造矩陣如下，其中m為指標的個數，即

確定參考數據列 。參考數據列應該是一個理想的比較標準，既可以由各指標的最優值或最劣值組成，也可以根據評價目的選擇其他的參考值。

（3）對各指標進行有效的無量綱化處理，本文選取各風險因素正向指標的最大值作為參考數據列。無量綱化處理選取初值化法，見式（5），無量綱化后的數據列形成的矩陣見式（6），分別如下

（4） 計算各因素的評價指標數據列與參考數據列之間的絕對值。即

Δx_i（k）=|x₀（k）-x_i（k）|（7）

分別計算兩級最小差與兩級最大差數值，即

Min_i（Δ_i（min））=min_i（min_i|x₀（k）-x_i（k）|）（8）

Max_i（Δ_i（max））=max_i（max_i|x₀（k）-x_i（k）|）（9）

（5）判斷各風險因素之間的關聯情況。計算指標的關聯系數，即

式中，ρ為分辨系數。ρ值越小，分辨力越大。一般ρ的取值區間為（0，1），通常取0.5。

（6）對各風險因素的關聯系數取均值。得到關聯度P_i，即

（7）總排序。利用權重和關聯度的乘積，求出評價指標的綜合評價值E_i，即

E_i=W_i×P_i（12）

對計算結果E_i進行排序，最終得出裝配式建筑供應鏈風險因素層次總排序。

3 實例分析

為驗證所選模型的有效性，選取上海市某裝配式項目為例進行分析，邀請10名相關領域專家采用1～9標度法對其供應鏈風險因素中的定性指標賦權打分，對定量指標調研，從而得到目標層、準則層、指標層各風險評價指標權重。

3.1 FAHP確定指標權重

通過專家打分法建立目標層相對于準則層的模糊互補判斷矩陣R，以及每一準則層面對應其指標的模糊互補判斷矩陣，準則層對于目標層的判斷矩陣見表3。

依據式（1）可計算得到準則層的權重向量W_i（0.136 7，0.160 0，0.166 7，0.183 3，0.143 3，0.210 0），準則層對于目標層的模糊一致矩陣見表4。

依據式（2）可計算得到判斷矩陣與特征矩陣的相容度為0.099 7lt;0.1，因此，權重向量W_i視為準則層權重分配的可靠性得到了驗證。同理，可計算指標層相對于準則層的權重向量，結果如下

W_i1＝（0.266 7，0.416 7，0.316 7）

W_i2＝（0.266 7，0.316 7，0.416 7）

W_i3＝（0.366 7，0.283 3，0.350 0）

W_i4＝（0.383 3，0.283 3，0.333 3）

W_i5＝（0.316 7，0.266 7，0.416 7）

W_i6＝（0.300 0，0.416 7，0.283 3）

綜合準則層相對于目標層的權重和指標層相對于準則層的權重，得到各個指標層相對于目標層的權重，FAHP指標權重計算結果見表5。

3.2 灰色關聯度分析法

接著邀請5名專家及經驗人士對18個風險指標進行評分。

（1）本次研究選取的指標均為正向指標，通過專家打分得到基礎數據并進行無量綱化處理，將數列數據化成（0，1）的數值，本方法可以消除量綱對各分度值之間相互比較的影響。

（2）根據式（4）～式（10）得到風險因素關聯系數，通過均值計算得到各風險因素評價指標關聯度，見表6。

3.3 風險因素評價結果

根據風險評價模型式（12）得出各風險因素綜合評價值及其排序，風險因素綜合評價值和排序表見表7。

4 結果分析與建議

4.1 結果分析

根據計算結果可知，對裝配式建筑供應鏈風險影響較大的前五位風險分別為安全事故A₆₂、構件質量A₄₁、材料質量A₃₁、設計不符合規范A₂₃、工期控制不當A₆₄。

4.2 建議

裝配式建筑供應鏈風險來源較多，風險隸屬的準則層也不相同，在管理過程中應該根據不同風險進行管理，避免管理措施不合理而造成影響。針對評價結果，提出如下建議：

（1）加強人員管理，實施嚴格的安全培訓程序，確保所有工作人員都了解并遵守安全操作規程，如穿戴適當的個人防護裝備等。在裝配過程中，要隨時觀察施工現場構件的安裝情況，以便出現問題及時糾正，強化現場監管，確保施工各階段嚴格遵循安全規范。

（2）建立和實施全面的質量管理體系，包括對原材料的嚴格篩選、生產過程的持續監控及成品的嚴格檢驗。加強生產人員的質量意識培訓，確保其理解和遵循質量控制標準，定期開展全面性質量管理活動。項目經理要嚴格落實質量責任制，加強三檢，與項目總工、質量主管、生產經理做好配合，保證工程質量一次性驗收合格。

（3）材料采購前開展供應商競標項目，橫向比較供應商的生產能力，實施嚴格的質量審查和供應商評估程序。選取具有良好信譽和可靠質量的供應商，并與之建立長期合作關系。在采購合同中明確質量標準和驗收標準，實行到貨檢驗，確保所有采購的構件符合項目要求。同時，定期對供應商進行質量審核，以確保其持續滿足質量要求。

（4）強化設計圖樣審查流程，開發商需要確保設計、工程和采購部門在關鍵時刻參與討論，并在方案審查會議上征集來自各個部門的反饋，以減少設計與施工不匹配和溝通不暢所導致的問題。實施嚴格的內部設計審核流程，確保設計方案在提交前符合所有相關規范和要求。利用建筑信息模型（BIM）技術等，以提高設計的準確性和效率，減少錯誤和遺漏。

（5）明確各方的職責，細化施工進度規劃，并依此規劃進行嚴格的項目管理，對于人力、財力、物資等關鍵支持，項目應采取優先策略。確保人員配置、材料準備、設備使用、現場安排、技術支持及管理措施等各方面均已充分就緒，以便項目能夠迅速啟動，并按照既定的目標順利完成。

5 結語

本文從環境、設計、采購、生產、運輸、裝配6個方面建立了裝配式建筑供應鏈風險因素評價指標體系。通過行業專家的綜合評分計算各指標的權重，構建了系統的裝配式建筑供應鏈風險評價指標體系。在具體工程實例應用，驗證其實用性，為裝配式建筑供應鏈風險管理提供了參考依據。

參考文獻

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［9］苗澤惠，張樂天.基于SEM的裝配式建筑供應鏈風險管理影響因素研究［J］.項目管理技術，2023，21（1）：95-98.

收稿日期：2024-03-11

作者簡介：

范瑞（1998—），男，研究方向：工程管理。

葉春明 （通信作者） （1964—），男，教授，博士生研究生導師，研究方向：管理科學與工程、工業工程。

閆金輝（2004—），男，研究方向：工業工程。

張舒曼（2003—），女，研究方向：工業工程。

唐天譽（2004—），女，研究方向：工業工程。

劉子珺（2004—），女，研究方向：工業工程。