裝配式建筑質量管理研究熱點與趨勢*

王夢童，陳 敏，張 軍,，李振興

(1.南通大學交通與土木工程學院，江蘇 南通 226019；2.江蘇中南建筑產業集團有限責任公司，江蘇 南通 226100)

0 引言

裝配式建筑將大量的現場作業轉移到了工廠進行，顛覆了傳統的建造方式。自裝配式建筑推行以來，大量工程實踐表明其質量問題是裝配式建筑推廣難的主要原因[1]。在裝配式建筑推廣和應用階段，質量管理經歷了從企業自行探索到逐漸規范化，已取得了階段性成果[2-3]。為清晰準確地掌握裝配式建筑質量管理的研究熱點和趨勢，本文采用定性分析和定量分析相結合的方法，利用文獻計量工具CiteSpace對中國知網數據庫中的研究成果進行梳理，展示該研究領域的發展進程和結構關系，并結合建筑行業的發展需求，提出研究展望。

1 數據來源和研究方法

知網數據庫擁有最廣泛的信息來源，同時其權威性和時效性也被社會公認。將裝配式建筑質量管理領域的文獻作為研究對象，以“裝配式建筑”“質量”“管理”為主題檢索知網收錄文獻。經過識別和排除，共篩選出1 157條有效文獻作為分析的基礎數據。第1篇文獻的發表時間為2007年，因此以2007年為起點，將時間范圍界定為2007—2021年，采用文獻計量法對研究對象展開分析，利用可視化文獻分析軟件CiteSpace對關鍵詞、關鍵詞聚類、作者等進行匯總和梳理，理清裝配式建筑質量管理領域的研究熱點和研究脈絡；并繪制知識圖譜，將研究結果可視化，最終得出裝配式建筑質量管理領域的熱點、研究脈絡及演進趨勢等，為裝配式建筑的質量管理提供參考。

2 文獻統計結果分析

2.1 發文數量分析

2007—2021年裝配式建筑質量管理領域的發文量如圖1所示。由圖1可知，2007—2016年發文量較少，總計60篇，這一階段文獻變化數量不大，直到2014年住房和城鄉建設部出臺《關于推進建筑業發展與改革的若干意見》，明確提出轉變建筑業發展方式，推動建筑產業現代化，發文量有了少量增幅。2016年國務院出臺《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》，鼓勵在大城市群中推進裝配式建筑，提高裝配式建筑占比。2017年開始發文量增速明顯加快，2019年達到峰值，3年間與裝配式建筑質量管理相關的文獻增長了937%。在此期間，各省市紛紛出臺相應的實施意見，推動了裝配式建筑的蓬勃發展，裝配式建筑質量管理領域的發文量逐漸進入平穩期，但研究熱度不減。

圖1 2007—2021年間裝配式建筑質量管理領域發文量

2.2 被引文獻分析

被高頻次引用的文獻可反映出研究熱點和研究進展，共整理6篇被引量在50次以上的文獻，如表1所示。

表1 高被引相關文獻

由表1可知，這些高被引頻次文獻主要是從3方面對裝配式建筑質量管理進行研究，分別為信息技術在裝配式建筑質量管理領域的應用、裝配式建筑施工階段的質量問題、預制構件的質量管理。曹江紅等[4]對基于建筑信息模型(BIM)的裝配式建筑全過程施工質量管理進行了研究，總結了BIM技術在管理上的優勢，針對三大階段的質量問題提出了不同的管理要求，提高了裝配式建筑的管理效率；曹新穎等[5]結合BIM技術和射頻識別(RFID)技術的發展情況，將BIM-RFID系統應用于預制構件的生產管理中，提高了構件的質量管理效率；齊寶庫等[6]基于現場調研，歸納分析了施工過程中常見的質量問題，并提出相應的防范措施；常春光等[7]歸納總結了裝配式建筑施工過程中影響質量的21個關鍵因素，并提出針對性措施；蘇楊月等[8]用魚刺圖法對常見的質量問題進行分析，提出應建立質量協同管理平臺；劉敬愛[9]調查了濟南市8家構件生產企業，分析了構件在設計、生產、運輸階段的質量風險因素，從管理制度和政策的角度提出防范措施，加強構件生產質量管理。

3 研究熱點和圖譜分析

3.1 高頻關鍵詞分析

文獻的關鍵詞是對研究內容的概括，對高頻關鍵詞進行統計，可總結出裝配式建筑質量管理領域的熱點。將時間切片設置為1年，形成關鍵詞共現圖譜。圖譜中有297個節點，705條連線，網絡密度為0.016。根據圖譜中共現關系和節點大小，去掉與文獻檢索詞相近的關鍵詞“裝配式”“質量控制”，分別選取前8個高頻和高中心性關鍵詞進行統計，如表2所示。

表2 高頻次和高中心性關鍵詞統計

由表2可知，頻次和中心度均位于前8的關鍵詞有“BIM”“施工技術”“施工質量”“施工管理”“預制構件”，總結出以下研究方向。

1)裝配式建筑施工階段的質量管理

此領域出現頻次和中心度較高的關鍵詞為“施工技術”“施工質量”“施工管理”，可見施工階段是裝配式建筑全壽命周期中的重難點階段。與傳統的混凝土現澆結構相比，裝配式建筑的施工工藝和方法有很大差別，如構件的吊裝工藝、構件的連接安裝及設備選型、吊具選擇等。大量學者對施工階段的質量問題進行了研究，采用的研究方法多樣，如采用模糊評價法對質量風險因素進行綜合評估，建立質量風險評價模型[10]；構建裝配式建筑質量管理系統動力學模型，確定各因素間的影響程度，識別最敏感影響因素[11]；建立施工階段質量指標體系，利用層次分析法確定各評估指標權重等[12]。

2)預制構件的質量管理

出現頻次和中心度較高的關鍵詞是“預制構件”，說明預制構件的質量是控制裝配式建筑質量的關鍵因素。因此如何對預制構件的質量進行管控，也是學者們的研究重點。目前相關研究大致可分為2方面：①預制構件質量影響因素 如對預制構件的缺陷、生產過程中存在的問題進行歸納分析，找出提升預制構件質量的關鍵路徑；②預制構件供應鏈管理 如建立供應鏈協同模型，分析供應鏈上下游的偏好對訂單決策的影響，整合全壽命周期的數據信息，提高整個預制構件供應鏈的運作質量。

3)BIM技術在裝配式建筑管理中的應用

關鍵詞“BIM”出現的頻次和中心度最高，說明BIM技術是裝配式建筑質量管理的主要工具。BIM技術具有三維可視化的優點，在裝配式建筑的設計、施工、運維階段均起重要作用，建立BIM技術協同設計流程可提高設計效率；借助BIM技術可進行施工過程模擬，提高施工方案的安全性等；基于BIM技術建立運營維護系統，對可能發生的災害進行預防，減少維護成本。BIM技術與RFID技術、GIS(地理信息系統)、模擬施工等相融合，為裝配式建筑的全壽命周期管理提供技術支持。

3.2 文獻作者分析

裝配式建筑質量管理領域的作者網絡知識圖譜中有250個節點，145條連線，由于合作團隊較分散，整理了此領域的主要作者，如圖2所示。節點大小和連線顏色深度分別代表發文量和合作的緊密性。

圖2 作者共現圖譜

表3 核心作者推選人

其中，王全良來自濟南市住宅產業化發展中心，主要研究方向是裝配式建筑信息化質量管理；劉美霞來自住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心，主要研究方向是裝配式建筑全過程監管。從團隊看，劉美霞、王全良、孫大海等形成較大的合作團體，合作人數較多，核心作者推選人占比大，因此發文量多，研究范圍覆蓋較廣，其余作者多為人數較少的小型合作團體。從跨機構合作的角度來看，濟南市住宅產業化發展中心(以王全良為代表)、住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心(以劉美霞為代表)、沈陽現代建筑產業化管理辦公室(以居理宏為代表)、山東財經大學(以孫大海為代表)、山東建筑大學(以鄧曉紅為代表)等形成較大的合作團體。機構內團體合作較明顯的有：以張樹懿為中心的山東科技大學合作團隊、以王輝為中心的中國建筑工程總公司第二工程局合作團隊、以李曉娟為中心的福建農林大學合作團隊等。圖2所示合作團隊呈現大分散、少聚集特點，大部分還是同一個機構內部的合作，發文量較多學者的合作人員較多，更有可能跨機構合作，說明合作交流能促進科研成果的產出。核心作者推選人的發文量占比為6.8%，遠低于50%，說明關于裝配式建筑質量問題尚未形成核心研究團隊群。

3.3 發展階段分析

將圖譜進行聚類分析，得到9個主要聚類，如圖3所示，其中縱軸為聚類編號，橫軸為研究主題出現年份。

圖3 聚類時區線

由圖3可知，我國裝配式建筑質量管理的研究大致分為3個階段。

1)2007—2013年 裝配式建筑零星興起，質量管理的研究范圍較窄，預制構件、質量控制、施工等節點較突出。這一階段質量管理研究重點關注預制構件制作、施工質量控制及裝配式建筑對促進建筑工業化的意義。

2)2014—2017年 裝配式建筑迅速發展，關鍵節點的數量增長明顯，研究范圍不斷延伸。該階段前期(2014—2015年)主要從信息技術應用、行業管理、施工階段的角度研究質量管理。在信息技術應用方面，利用BIM技術提高裝配式建筑的管理效率；在行業管理方面，探索加強質量風險管理的相關措施；在施工階段，主要分析施工組織管理的重難點。該階段后期(2016—2017年)對質量影響因素和信息管理的研究明顯增加。例如，對施工管理的難點研究轉向對施工質量影響因素的識別和控制研究；在設計階段、構件生產、施工階段采用BIM技術進行質量管理成為新的研究熱點。

3)2018—2021年 為裝配式建筑政策落實和體系形成階段，這一階段的發文量較大，相關研究內容有了新的延伸，重點關注裝配式建筑的動態管理、提高裝配式建筑質量的相應措施和EPC模式下裝配式建筑質量管理。信息技術在質量管理中的應用仍是研究熱點，在利用BIM技術對裝配式建筑全壽命周期管理的基礎上，將BIM技術與物聯網、人工智能、5G技術等新一代信息技術結合，推動新型建筑工業化；對裝配式建筑的質量影響因素研究由施工階段擴展到多個階段；隨著EPC模式的推行，EPC管理模式與裝配式建筑相結合成為新的熱點，也被認為是實現裝配式建筑全面質量管理的重要手段。

4 發展方向分析

裝配式建筑的質量管理研究發展至今，已取得了階段性的成果。根據對該領域的總結，以下3個方面可能是未來值得關注的方向。

1)預制構件精確定位安裝及檢測技術的研發應用

在裝配式建筑施工過程中，由于安裝人員經驗不足、構件擺動過大、設備選取不合理等原因，構件拼縫誤差和碰撞、灌漿不飽滿、后期滲漏等問題較常見，造成嚴重的質量安全隱患。因此，如何在不同施工階段，應用激光掃描儀、電子水準儀、定位系統等測量工具對預制構件進行精確定位安裝，及利用超聲法、射線法、電阻法等技術進行質量檢測，是非常值得深入研究的方向。

2)基于區塊鏈技術建立質量追溯系統

工程項目實施過程中的信息并不能讓所有參與者及時獲得，這就導致不同參與者的活動間具有碎片化和不連續的缺點，給追溯質量帶來困難。區塊鏈具有不可篡改性、可追溯性、透明度高的特點，能優化裝配式建筑質量追溯系統的廣度、深度和準確性，從而建立完善的追責制度。目前已有學者利用軟件輔助工具、編碼規則對裝配式建筑質量追溯系統進行架構，但如何促進區塊鏈技術在裝配式質量追溯中的應用值得進一步深入研究。

3)智能建造技術在裝配式建筑質量管理中的全面應用

裝配式建筑質量問題由規章制度不健全、認識不到位、管理存在漏洞、監督水平落后等多種因素造成。4D技術、無人機安全檢查、大數據等智能建造關鍵技術可實現施工過程的數字化和網絡化，解決信息協同的難題，全面提升工程全過程質量控制水平。因此探索智能建造技術在裝配式建筑質量管理中的全面應用將是熱點方向。

5 結語

本文利用CiteSpace軟件對知網中裝配式建筑質量管理領域的1 157篇文獻進行可視化計量分析，得出以下結論。

1)裝配式建筑質量管理領域的發文量從2017年開始增長速度較快，高被引文獻主要集中在信息技術在此領域中的應用。此外，該領域的研究團隊較分散，尚未形成有效的核心團隊。

2)裝配式建筑質量管理的研究分成了3個階段，且研究方向主要集中在BIM技術在質量管理中的應用、施工階段的質量管理、預制構件的質量管理方面。

3)發展精確定位安裝及檢測技術、應用區塊鏈技術建立質量追溯系統、推進智能建造技術的全面應用是未來裝配式建筑質量管理的研究趨勢。