建筑工業化影響因素層級結構關系研究：來自廈門的調查

摘要：當前中國建筑工業化的發展面臨諸多挑戰和障礙。通過相關文獻閱讀與分析，辨識和定義出12個影響建筑工業化推廣的因素，采取專家訪談的方法，運用ISM構建影響因素的多級遞階結構圖，進而分析各因素之間的層級關系和影響建筑工業化發展的路徑。研究結果顯示：缺乏專業人才是最深層的不利因素，相關標準不完善和研發投入不足、缺乏創新是頂層的影響因素。在此基礎上，運用MICMAC進一步分析12個影響因素的驅動力和依賴性，其中專業人才是建筑工業化市場中驅動力最大的因素。整個研究以廈門市為研究對象展開調研，研究結果具有一定的科學性和普適性，對中國其他地區建筑工業化推廣建設具有啟發和借鑒意義。

關鍵詞：建筑工業化；影響因素；解釋結構模型；交叉影響矩陣相乘法

中圖分類號：F407.9 文獻標志碼：A 文章編號：1008-583l（2017）06-0030-11

一、研究背景與問題

近年來，隨著中國社會的發展和經濟的增長，傳統建筑業面臨產業轉型與升級要求，建筑產業發展的趨勢——建筑工業化再一次被行業所關注。2014年住房和城鄉建設部出臺《關于推進建筑業發展和改革的若干意見》，緊接著2016年中共中央、國務院又發布《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》，明確力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%。這為中國建筑工業化推廣建設指明了未來的發展方向和工作目標。

建筑工業化是以構件預制化生產、裝配式施工為生產方式，以設計標準化、構件部品化、施工機械化為特征，能夠整合設計、生產、施工等整個產業鏈，實現建筑產品節能、環保、全生命周期價值最大化的可持續發展的新型建筑生產方式。建筑工業化思想最早形成于20世紀20-30年代的歐洲，因其在建筑質量、效益、效率以及環境等方面的諸多優勢而得到迅速發展。作為一種新型的建筑生產方式，相比于傳統施工而言具有很多優勢，諸如可以有效解決當前傳統現場施工方式所面臨的環境污染、水資源浪費、產生建筑垃圾、存在健康和安全風險等日益突出的現實問題。

隨著中國對建筑工業化的大力推廣，建筑工業化在中國的發展取得了一定的成效，但與發達國家或地區的差距依然明顯。建筑工業化在中國的實質性推廣遠比預期的要艱難和緩慢，究其原因是建筑工業化在實際發展過程中遇到了諸多不利因素。目前已有學者開始關注這些相關問題，如Rahman指出在推廣建筑工業化過程中遇到前期建造成本高、缺乏相關的標準規范、缺乏技術和經驗、有限的市場需求等八大類障礙因素，并分別在美國和中國兩個市場展開問卷調研。王俊等總結當前在中國推廣裝配式混凝土結構體系過程中，建造成本偏高是一個主要不利因素，另外還存在模數化、標準化與多樣性以及盲目效仿國外已有的成套理論體系、缺乏創新等問題。張連營和鄭宏亞指出建筑工業化的實行對于建筑開發商而言存在一定的困難、初期成本投入比較高、標準化與多樣化需求存在矛盾、缺乏合適且足夠的建筑工業化項目預制構件的供應商、預制構件結合技術復雜、與傳統工藝和管理方式不合、缺少技術工人、相關法律法規不完善和優惠性政策力度不夠等十類障礙因素。張希黔等從住宅產業化角度，指出實現住宅產業化要以政策體系為保證、以保障性住房為依托、以科技研發為支撐、以部品創新為動力、以示范項目為依托、以綠色施工為促進，多方面采取措施推進建筑產業化。發達國家有成熟的建筑工業化發展的經驗。亓霞等選取日本、美國、新加坡、瑞士等4個有代表性的國家，從法律法規、政府作用、市場力量和技術進步四個方面進行了深入分析，指出中國建筑工業化的推進不僅需要市場這只“看不見的手”和政府這只“看得見的手”聯合推動，更需要以制度、人才和技術為支撐加快建筑產業化的進展。

目前中國建筑工業化的推廣面臨諸多挑戰和困難，研究這些不利因素并提出有效的解決方法是一件有意義的工作。研究首先通過大量相關文獻的閱讀和專家訪談，辨識出影響建筑工業化推廣的障礙因素；其次以廈門為對象展開調研，基于ISM模型構建多級遞階結構模型，明晰各影響因素問復雜的層級關系和依賴關系；然后運用MICMAC分析各影響因素的驅動力和依賴性，并對影響因素問的內在關聯進行評價；最后對建筑工業化的推廣提出有針對性建議。廈門作為國家八大住宅產業化試點城市之一，研究結果具有一定的科學性和普適性，可為其他城市推廣建筑工業化提供借鑒。

二、研究方法

（一）影響因素的識別與分類

為辨識出影響建筑工業化發展的影響因素，選擇近三年發表的與中國建筑工業化推廣密切相關的16篇文獻，初步辨識出15個影響因素。在此基礎上研究團隊通過小組多輪會議，根據15個影響因素的內涵將其合并為13個。在正式調查之前，研究團隊邀請2位工業化方面的專家通過訪談對影響因素進行進一步的確認，最后明確了12個影響因素。研究將12個影響因素分成制度層面、技術層面、管理層面和市場層面四大類，影響因素的辨識、分類和定義詳見表1和表2。

（二）樣本數據收集

最終確定的12個影響因素根據ISM的需求設計了訪談問卷。2016年4—5月在廈門市展開了調研，訪談了來自建設單位、施工單位、設計單位、構件生產單位、造價咨詢單位和政府部門的21位有工業化項目經驗的專業人士，訪談專家背景資料詳見表3。

另外，調查問卷第一部分詢問受訪者認為推廣建筑工業化主要的障礙來源哪個層面，其中12位專家（超過50%）認為主要障礙來自于市場層面，4位專家認為來自于制度層面，僅有3位專家認為來自于技術層面和2位專家認為來自于管理層面。

（三）解釋結構模型（ISM）的原理

解釋結構模型（Interpretive Structural Modeling，ISM）是分析復雜社會經濟系統結構問題而開發的一種方法，其特點是通過提取問題的構成要素，利用人們的實踐知識（專家經驗）辨識系統元素問的相互影響關系，基于有向圖、矩陣和計算機技術等工具通過相應的矩陣演算與變換，最終構建出一個多級遞階結構模型，使眾多元素間錯綜復雜的關系層次化、條理化，從而展現出系統的內部結構和各元素之間的依賴關系。

ISM為分析系統構成要素之間的相互依賴與制約關系提供了一種結構化與層次化的分析方法和范式，該方法已在國內外不少研究領域有成功的應用。ISM方法的基本思路框架圖如圖1所示。由于影響中國建筑工業化推廣的因素較多，且眾多影響因素問具有一定的相關性，因而研究采用解釋結構模型（ISM）方法有助于分析各影響因素之間錯綜復雜的關系，揭示各因素間的影響機理，從而提出有針對性的建議。

三、數據分析

通過對21位來自廈門市不同單位具有豐富工業化經驗的專家進行訪談，12個影響因素問的直接影響關系得到初步確認。另外，在判斷因素之間影響關系是否存在時，本研究設置閾值為80%，即超過80%的專家認為兩因素之間存在某種關系時，確認的關系才能成立。

（一）SSIM（Structural self-interaction matrix）關系建立

影響關系是指因素i變化導致因素j隨之發生變化，變化可以表現為加強或者減弱，即可判斷因素i與因素j存在關系。對所有因素兩兩比較，可以得到每一個因素（變量）的結構關系?？捎盟姆N符號表示因素i和j之間的關系：

V：表示因素i將會影響因素j；

A：表示因素j將會影響因素i；

x：表示因素i和因素j互相影響；

O：表示因素i和因素j沒有任何關系。

影響建筑工業化推廣因素的SSIM如表4所示。SSIM中符號V，A，X和O所表示的因素之間的關系可以舉例解釋如下：因素B1“政府經濟政策支持力度不夠”會影響因素B5“研發投入不足，缺乏創新”，則在單元格（1，5）中填入符號“V”；因素B8“缺乏專業人才”將會影響因素B4“生產、建造及配套技術不成熟”，則在單元格（4，8）中填入符號“A”；因素BIO“建造成本偏高，綜合性價比較低”與因素B12“缺乏市場認可（包括消費者認可和企業參與）”之間互相影響，則在單元格（10，12）中填入符號“x”；因素B2“相關標準不完善”與因素B11“政府層面的宣傳與引導不夠”之間沒有任何互相影響關系，則在單元格（2，11）中填入符號“O”。以此類推，整個SSIM的結構關系見表4。

V，A，X和O可按照表5的原則用0或者1替代，可將上述SSIM結構關系轉化成初始可達矩陣。如：表4的SSIM的單元格（i，j）中是V，那么在初始可達矩陣的單元格（i，j）中輸入1和單元格（i，j）中輸入0；若SSIM的單元格（i，j）中是A，那么在初始可達矩陣的單元格（i，j）中輸入0和單元格（j，i）中輸入1。其余依此類推，可得初始可達矩陣如表6。

最終可達矩陣是在初始可達矩陣的基礎上基于傳遞性發展得到的。傳遞性是ISM模型的一個基本假設。所謂傳遞性假設就是假如因素M與因素N相互關聯，而因素N與因素K相互關聯，那么因素M與因素K一定相互關聯。因而如果最終可達矩陣中單元格（i，j）是0，即意味著因素i對因素j沒有任何直接的和間接的關系，而若初始可達矩陣中單元格（i，j）為0，僅表達因素i對因素j沒有直接的關系。

初始可達矩陣A屬于布爾矩陣，因而可根據如下布爾運算法則計算確定最終可達矩陣M：

其中，為單位矩陣，可求得最終可達矩陣如表6所示。

（三）構建層級結構圖

層級結構圖中最頂層表示系統的最終目標，往下各層分別表示上一層的原因。為更清晰地表達系統中各要素之問的層級關系，可利用這種方法科學地建立工業化推廣影響因素的類比模型。

根據最終可達矩陣首先確定每個元素的可達集R（Si）（可達集合的概念為從Si出發，所有可能到達的要素集合）、先行集A（Si）（先行集的概念為所有可能到達Si的要素集合）和共同集C（Si）（C（Si）=R（Si）∩A（Si）），即所有既能影響Si又被Si影響的要素集合）；然后找出可達集和共同集即R（Si）=C（Si）完全相同的元素即為解釋結構模型的第一層；接著從可達矩陣中刪去第一層所有元素所在的行和列，組成新的可達矩陣。再從新的可達矩陣中繼續尋找解釋結構模型第二層所包含的元素；依此類推，可以得到各級所包含的所有因素。

第一層和第二層示例分析過程見表7。整個影響因素的層級劃分如表8。

最后根據影響因素的層級劃分和可達矩陣中所反映的因素問的相互影響關系，構建出影響建筑工業化推廣的因素ISM模型（見圖2）。另外，為使表達的層級結構更加清晰，模型中只考慮影響因素之間的直接影響關系。

由ISM模型圖2可以得出如下結果。

第一，處于最底層的因素：只有缺乏專業人才（B8）1個因素。處于模型底層的因素直接或者通過傳遞影響著其余各項因素，是深層次的根本影響因素。這個因素是建筑工業化推廣過程中需要關注的首要因素。

第二，處于最頂層的因素：相關標準不完善（B2）和研發投入不足、缺乏創新（B5）2個因素。處于模型頂層的是表層的直接影響因素，同時也是系統的最終目標。這些因素的解決多數是需要通過中間層和底層因素的解決而解決。如通過培養大量工業化專業人才來實現現代化的管理模式，進而完善技術集成和產業化生產體系，然后實現有效解決工業化生產、建造及配套技術不成熟和建筑部品工業化水平低等問題，同時專業人才的培養可以有效解決缺乏創新等表層的直接影響因素，最終實現克服這些障礙因素的目的。

第三，其他處于底層和頂層之間的因素（第2層至第4層）：處于模型中間層的是間接影響因素，通過底層因素的解決，傳遞給頂層因素。中間層有五個相對獨立的因素：政府層面的宣傳與引導不夠（B11），缺乏市場認可（包括消費者認可和企業參與）（B12），政府經濟政策支持力度不夠（B1），建造成本偏高、綜合性價比低（B10），標準化與建筑多樣化的矛盾（B6），這5個因素與底層因素沒有直接影響關系。但B10、B1、B12和B11與下層的B8、B9和B3均有間接影響關系，因而這些因素也可以通過B8、B9和B3的解決得到一定程度上的解決。需要注意的是，唯有B6（標準化與建筑多樣化的矛盾）是一個真正獨立的因素，這是建筑工業化本身所提倡的模數化、標準化與建筑設計本身要求的多樣化、多變性的特點之間難以調和的矛盾，雖然它沒有出現在底層，但它是一個必須獨立解決的障礙因素，也是建筑工業化推廣過程中需要重點關注的另一個關鍵因素。

四、影響因素分類MICMAC分析

（一）MICMAC分析方法簡介

在確定各影響因素遞階結構的基礎上，通過MICMAC（Matrix impacts cross-reference multiplication applied to a classification）來進一步分析各影響因素所處的地位和作用。MICMAC分析的主要目的是評價建筑工業化推廣過程中各影響因素的驅動力和依賴性，可以將影響因素分成四類：自治簇（Autonomous）、依賴簇（Dependents）、聯系簇（Linkage）和獨立簇（Independent）。各因素的驅動力和依賴性可分別通過最終可達矩陣中元素的行求和與列求和得到（詳見表6的最后一列和最后一行）。一般來說具有較高依賴性的影響因素意味著為了將它排除，大量的有關的其他因素需要先被解決，而具有較高驅動力的影響因素則意味著大量的其他因素可以通過它的解決而被解決。

建筑工業化推廣影響因素的MICMAC分析如圖3所示。

（二）影響因素MICMAC分析

對影響建筑工業化推廣的因素進行MICMAC分析，可以得到以下結論。

其一，屬于自治簇的因素（第1象限）沒有。

其二，屬于依賴簇的因素（第Ⅱ象限）有1個，B5。B5（研發投入不足，缺乏創新）屬于技術層面的影響因素，位于此象限的影響因素有較強的依賴性，因而它需要依賴其他因素的解決而被解決。如：從圖2的影響路徑可知，B5可以通過培養大量專業人才得到直接解決；還可以通過增大政府經濟政策支持力度得到直接改善；也可以通過加強政府層面的宣傳與引導或增強市場認可度使政府投入更多的經濟政策支持，從而得到一定程度的解決，等等。

其三，屬于聯系簇的因素（第Ⅲ象限）有7個，B1，B2，B4，B7，B10，B11和B12。B1（政府經濟政策支持力度不夠）和B2（相關標準不完善）屬于制度層面；B4（生產、建造及配套技術不成熟）和B7（建筑部品工業化水平低）屬于技術層面；B10（建造成本偏高，綜合性價比較低）、B11（政府層面的宣傳與引導不夠）和B12（缺乏市場認可）屬于市場層面。位于此象限的因素依賴性和驅動力均很強，但它們事實上是不穩定的。這7個因素中除了B2屬于第一層級，其他6個因素均屬于第二層級。它們之間具有較為復雜的互相影響關系，且容易反作用影響自己。如：B1（政府經濟政策支持力度不夠），政府對建筑工業化的態度和經濟政策支持的力度，就會連鎖影響到研發投入與創新、建造成本、標準規范的制定、政府層面的宣傳與引導等因素，且在影響B11（政府層面的宣傳與引導）的同時也會受到B11的反作用影響。

其四，屬于獨立簇的因素（第Ⅳ象限）有4個，B3，B6，B8和B9。位于該象限的因素驅動力很強，在系統里承擔著驅動的角色。其中B3（缺乏技術集成和工業化生產體系）和B6（標準化與多樣化的矛盾）屬于技術層面；B8（缺乏專業人才）和B9（缺乏現代化的管理模式和管理經驗）屬于管理層面。其中B8和B9是驅動力最大的兩個影響因素，可見專業人才與現代化的管理模式和管理經驗是建筑工業化健康快速發展的關鍵因素，而根據ISM的分析可知，B8的解決可以有效推動B9的解決；B6的驅動力雖然位于第三層，但根據圖2的ISM的分析結果發現，B6是一個相對較為獨立的因素，是必須獨立解決的關鍵性障礙因素。

五、結論與討論

以建筑工業化推廣過程中遇到的不利因素為研究對象，通過大量文獻閱讀辨識出12個影響因素，結合廈門市建筑工業化的實踐展開調研，運用ISM模型和MICMAC方法分析了各影響因素問存在的關聯關系和其依賴性及驅動力。通過ISM分析得出目前建筑工業化需要解決的關鍵問題是：缺乏專業人才（B8），政府經濟政策支持力度不夠（B1），建造成本偏高、綜合性價比低（B10），缺乏市場認可（包括消費者認可和企業參與）（B12），政府層面的宣傳與引導不夠（B11），標準化與建筑多樣化的矛盾（B6）等6個關鍵因素。其中政府經濟政策支持力度不夠（B1）和政府層面的宣傳與引導不夠（B11）均屬于政府責任的范疇，而建造成本偏高（B10）和缺乏市場認可（B12）是可以通過提高經濟政策支持力度和加大政府層面的宣傳與引導等，政府發揮積極作用，在一定程度上得到緩解。由此可見，中國建筑工業化推廣過程中，政府起到了尤為關鍵的作用，政府應該發揮“看得見的手”的作用，積極推進建筑工業化進程。

通過MICMAC分析可知，B5（研發投入不足，缺乏創新）是依賴性最大且驅動力最弱的一個影響因素，該因素的解決直接或間接取決于其他因素，如可通過政府加大經濟政策支持力度（B1）和培養大量專業人才（B8）來改善，而B8（缺乏專業人才）是所有影響因素中驅動力最強的一個。目前中國建筑工業化發展處于初級階段，此時科技創新尤為重要，人才缺乏尤為突出，因此工業化所需的相關專業人才是解決其他工業化問題的基礎，是推動工業化發展的根本，是當前需要大力解決的關鍵因素之一。專業人才的培養需要通過政府和相關企業的共同努力來解決，政府方面可以通過政策支持，如鼓勵支持科研院校、高校相關企業及產業聯盟等通過關鍵技術的研發和工程應用試點等，來培養相關領域的專業人才，而施工單位可以在建筑工業化相關技術標準和規范的指導下加大對技術工人的培養，為工業化項目的施工提供操作層面的技術保障。另外，B6（標準化與多樣化的矛盾）具有很強的驅動力和很弱的依賴性，且是一個相對獨立的問題，它的解決無法依靠其他因素的解決來完成，但它卻直接影響到建筑部品工業化水平（B7）和建造成本（B10）等問題，需要引起高度重視。解決標準化與多樣化的矛盾，一方面，需要政府相關部門在對市場和技術充分調研的前提下進行建筑工業化的頂層設計，強調裝配式混凝土結構、鋼結構、現代現澆結構等多模式共同發展，推行工廠工業化與現場工業化方式相結合的建造方式；另一方面，在推進建筑工業化發展過程中應強調因地制宜，根據不同的建筑類型選擇不同的工業化建筑體系，這樣才能降低建造成本，提高企業的市場競爭力，進而取得較好的社會與經濟效益，從而解決調研中超過半數的受訪者認為的當前建筑工業化推廣過程中面臨的主要不利因素——市場問題。

（責任編輯 傅旭東）