基于DEMATEL的裝配式建筑成本影響因素研究

朱穎 薛剛

摘要：高成本是現階段制約裝配式建筑快速發展的重要因素。文章通過對裝配式建筑整個建造過程的跟蹤調查，從設計、生產、運輸、管理和社會五個方面歸納裝配式建筑成本影響因素，利用DEMATEL方法對這些因素進行定量分析，分析結果表明，應從技術成熟度、預制率、構件拆分情況、構件運輸效率、市場發育程度、國家政策和標準等方面降低裝配式建筑的成本，提高裝配式建筑發展的核心競爭力。

Abstract： High cost is an important factor that restricts the rapid development of prefabricated buildings at this stage. Through the follow-up investigation of the whole construction process of the prefabricated building， the article summarizes the influencing factors of the prefabricated building cost from five aspects of design， production， transportation， management and society. The DEMATEL method is used to quantitatively analyze these factors. The analysis results show that the cost of prefabricated buildings should be reduced from the aspects of technology maturity， prefabrication rate， component splitting， component transportation efficiency， market development level， national policies and standards， and the core competitiveness of prefabricated buildings will be improved.

關鍵詞：DEMATEL;裝配式建筑;成本

Key words： DEMATEL;prefabricated building;cost

中圖分類號：TU723.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）15-0005-03

0 ?引言

裝配式建筑（Prefabricated Building）是指將部分建筑構件在制造工廠預制生產，然后運輸至項目現場，通過可靠的連接方式組建的建筑[1]，具有環保、建設周期短、施工精度高等優點。裝配式建筑的發展是建筑行業的重要轉型，然而由于施工技術、資源投入、生產組織模式等的轉變，裝配式建筑的成本居高不下，制約了其快速發展。本文利用DEMATEL方法對影響裝配式建筑成本的因素進行量化分析，找出各因素的綜合影響關系，并尋找合適的方法來降低項目成本。

1 ?裝配式建筑成本及影響因素分析

為了找出影響裝配式建筑成本的因素，本節將裝配式建筑與傳統現澆建筑進行成本及建造方式的分析對比。找出各階段的主客觀因素，并把這些因素包含的具體內容進行分類整理。

1.1 設計成本影響因素

在設計階段，裝配式建筑需要考慮預制構件組合方案以及建筑體型和構件設計對成本的影響，且預制構件的綜合性很強，圖紙中通常包含多個專業的信息，需要全面考慮模具設計、配筋設計、部件尺寸、預埋構造、吊點位置等，這就要求設計圖紙的深度和細度更高，使得設計工作量的加大。相比傳統建筑，裝配式建筑在設計方面技術難度更大，對人員的專業技術水平要求更高，各專業之間的配合和溝通更多。

1.2 生產成本影響因素

相比于傳統建筑，裝配式建筑增加了預制工廠的前期投資、設備電氣費用和維護費用、部品構件制造的直接人工費、材料費、模具費、構件存放管理費及運輸費等。目前，很多預制工廠的配套設施不齊全，生產力水平不高，生產工藝也不成熟，并未形成規模化制造。為了達到預制構件的生產精度，需要投入更多的資源。

1.3 運輸成本影響因素

預制構件運輸對道路要求嚴格，道路太窄或路面不平不滿足運輸要求，構件廠與現場的距離關系到運輸費用與運輸時間，構件不能按計劃到場，會造成現場窩工。車輛裝載方案制定不合理會造成運輸次數增多，運輸車輛的速度控制不好則會使得構件損壞，增加成本。

1.4 管理成本影響因素

裝配式項目通常多個單體同時施工，預制構件數量較多。構件進場后需要對其型號、數量、位置進行管理，增加工作量。在構件吊裝過程中，吊裝預制構件選用的塔吊型號較傳統建筑施工時增大，這會使得機械使用量增加。若發生吊點不合理或吊裝路線沖突，構件有損壞風險。另一方面，由于預制構件的使用，模板、支撐、腳手架等用量減少，現場抹灰、砌筑工程量也減少，節省了現場人力物力。

1.5 社會環境影響因素

目前，我國裝配式建筑方面的政策和標準還不完善，實施情況也不理想，雖然部分省市出臺了相關鼓勵政策和補貼方式，但是由于裝配式建筑建造技術的復雜和市場認可度不高等原因，企業往往更偏向傳統的建造方式[2]。

通過以上分析，找出影響裝配式建筑成本的五方面因素，并分析這五方面費用的具體組成情況，見表1。

2 ?DEMATEL基本原理

為了確定關鍵影響因素和分析各因素之間的相互影響關系，接下來利用DEMATEL方法輔助分析計算。DEMATEL（Decision Making and Trial Evaluation Laboratory），即決策試驗與評價實驗室法，主要運用圖論和矩陣工具來研究系統因素，通過系統中各因素之間的邏輯關系構建直接影響矩陣，計算每個因素對其他因素的影響程度和被影響程度，然后計算每個因素的中心度和原因度，并對因素的類型進行分類，用因果關系圖直觀地描述各因素之間的影響關系[3]。具體步驟如下：

2.1 確定直接影響矩陣

式中n為影響因素的個數，xij為因素對因素的直接影響程度，i，j均為整數（1≤i≤n，1≤j≤n）。

2.2 規范化直接影響矩陣

規范化直接影響矩陣X，得到標準化直接影響矩陣Y

2.3 計算綜合影響矩陣

2.4 計算各因素的影響度和被影響度

fi為因素i的影響度，是該因素對其他因素的綜合影響值，等于T中的行之和。ei為被影響度，是該因素受其它因素的綜合影響值，等于T中的列之和。計算式為：

2.5 計算各因素的中心度和原因度

中心度pi代表該因素在系統中的重要性程度，等于T中的行和與列和之和。原因度qi代表該因素與其他因素的因果關系程度，等于T中的行和與列和之差。如果它是正數，意味著這個因素對其他因素有很大影響，稱為原因因素;如果它是負數，則意味著該因素受其他因素的影響很大，稱為結果因素[4]。計算式為：

3 ?實例分析

為保證專家數量及構成的合理性，選擇參與裝配式建筑建造的業主方7人，設計方9人，構件生產方6人，施工方6人，監理方2人作為專家組。使用1-5標度對因素間的直接影響程度進行打分。分數“1”“2”“3”“4”“5”分別表示“無影響”“影響力很弱”“影響力弱”“影響力強”“影響力很強”。最后取相應分數的平均值組成直接影響程度，如表2所示。

根據前述方法，運用MATLAB7.0軟件編程，計算規范化影響矩陣和綜合影響矩陣，在此基礎上匯總得到各因素的綜合關系，見表3。

根據表3的數據，利用MATLAB7.0軟件編程，可繪制如圖1所示的裝配式建筑成本影響因素原因-結果圖。

根據表3和圖1可以得出如下結論：中心度排名前5位的因素是預制率c3、技術成熟度c7、構件拆分情況c1、項目規模c12和運輸效率c10，說明這5個因素對裝配式建筑的成本影響很大。原因度排名前5位的因素是技術成熟度c7、國家政策和標準c15、市場發育程度c16、產業鏈完整程度c17和項目管理者及施工人員水平c11，說明這5個因素容易影響其他因素，是原因因素;原因度為負的前五個因素為預制率c3、構件拆分情況c1、運輸效率c10、構件標準化程度c2、資源配置效率c14，說明這些因素容易受其他因素影響，是結果因素。

4 ?相關對策建議

從上述對裝配式建筑成本影響因素的綜合分析可知，應在加強裝配式技術學習、優化構件拆分設計、合理確定預制率、提高運輸效率、完善國家政策和標準、健全建筑市場環境發育等方面降低建筑成本，為此提出如下建議。

4.1 社會方面

發揮政府的決定性作用，給予相關的政策支持，協調落實裝配式建筑產業發展的各項工作，適應市場需求，完善裝配式建筑相關標準規范，引導企業開發并應用先進技術和設備，提高項目建造效率。加大推廣力度，開展更多的試點城市來促進裝配式建筑的發展[5]。

4.2 設計方面

提高設計人員對裝配式建筑的理解，加強培訓，有效解決由于技術不掌握而導致的設計成本增加問題。由于預制構件的綜合性強，各專業要積極配合進行協同設計。可利用BIM技術進行碰撞檢查，發現設計問題并修改。進行標準化與多樣化統一設計，在滿足業主需求的同時減少構件規格和類型，提高模具的重復利用率。構件拆分需要滿足“多組合、少規格”及生產運輸要求[6]。為了減少施工難度，節點連接需要標準化。

4.3 生產方面

強調標準化生產和清潔生產，優化構件生產工藝，使用流水線生產。合理選擇材料供應商，制定詳細的生產計劃，做到規模化生產。預制構件加工時對預埋預留考慮全面，避免返工。構件堆放場地平整，分類、分規格堆放整齊，下墊枕木，疊層堆放，防止變形損壞和傾覆。預制構件在廠內運輸和吊裝時，應加強成品保護，防治被污染和破壞，保證構件質量。

4.4 運輸方面

根據預制構件的形狀、數量、重量以及施工現場的進度需求，選擇合適的運輸車輛和起重設備，可利用BIM、RFID等技術輔助監管構件，勘察路程路況，選擇最優運輸路線。構件運輸時，均采用運輸架，運輸時捆扎牢固，對構件的外立面進行保護，做好防傾覆措施。吊運時合理布置吊點，防止吊點變形過大[7]。為避免二次搬運，構件卸車應嚴格按吊裝平面布置圖堆放。

4.5 管理方面

選派專業水平高、協調能力強、管理經驗豐富的人員對施工現場進行調控。現場交叉作業時，由于專業較多，需要緊密合作溝通，分工明確，做好成本動態管理，進行階段性成本分析，當計劃成本與實際成本產生較大偏差時，需要分析原因并及時進行糾偏。相關人員應對安全和質量情況進行跟蹤管理，保證施工質量。

5 ?結語

目前，我國裝配式建筑的建造成本是制約其蓬勃發展的重要因素。本文通過對裝配式建筑成本及其影響因素進行分析，發現預制率、技術成熟度、構件拆分情況、項目規模、構件運輸效率、國家政策和標準、市場發育程度等是影響裝配式建筑成本的關鍵因素，且各因素間的相互影響程度較高，需著重從這些因素下手，對裝配式建筑的成本進行控制。本文雖然在調研的基礎上完成了對裝配式建筑成本影響因素的選取，并對其進行綜合分析，但是研究深度不夠，之后應繼續分析各因素的影響路徑，更有針對性地提出科學的措施和建議。

參考文獻：

[1]陳莉.裝配式混凝土建筑建安工程造價研究[D].浙江：浙江大學，2018.

[2]陳艷，王宇，賈磊.基于系統動力學的裝配式建筑成本控制研究[J].價值工程，2017，36（32）：1-5.

[3]解濤瑞，佘健俊，宋家仁.基于關鍵成本影響因素分析的BIM應用推進對策[J].土木工程與管理學報，2018，35（01）：152-157，163.

[4]劉楠杰.基于改進DEMATEL的南京市出租車管理影響因素研究[D].河南：鄭州大學，2018.

[5]徐雨濛.我國裝配式建筑的可持續性發展研究[D].武漢：武漢工程大學，2015.

[6]周明慧.裝配式住宅項目設計階段造價控制方法研究[D].天津：天津大學，2014.

[7]劉鵬.基于BIM技術的裝配式建筑施工組織設計[D].山東：聊城大學，2017.