基于AHP的裝配式建筑成本影響因素研究

劉喆，周清源 （吉林建筑大學經濟與管理學院，吉林 長春 130000）

裝配式建筑是指在工廠加工好建筑預制構件（如預制梁、柱、樓梯、陽臺等），運輸至施工現場，選擇可靠的連接方式，通過吊裝機械進行組裝，最終成為具有完備使用功能的建筑物。裝配式建筑具有工期短、質量好、生產效率高等優勢，同時也符合國家綠色低碳，節約資源的發展要求，是建筑業轉型升級的方向之一[1]。2016年，國務院常務會議決定大力發展裝配式建筑，推動產業結構的調整升級。然而目前我國裝配式建筑仍然發展緩慢，僅僅處于初級階段，主要原因之一就是裝配式建筑建造成本偏高，致使民營企業對開展裝配化建造方式的積極性不強。由此可見，降低裝配式建筑的建造成本，創造最大的經濟效益，是推動裝配式建筑全面發展不可或缺的環節。因此，針對裝配式建筑成本影響因素展開研究分析具有重要意義。

1 裝配式建筑研究現狀

近幾年來，為了控制裝配式建筑的成本，國內眾多學者從各個角度對其進行研究，得出大量的結論與措施。趙亮等[2]從設計、管理、技術和政策四個方面入手，對裝配式建筑的成本影響因素做出分析，運用層次分析法計算出各因素的權重，并給出相應對策建議。申金山等[3]遵循精益成本管理思想，從裝配式建筑構件的設計、生產、運輸、安裝等環節，分析成本較高的原因，期望通過精益管理來降低建造成本。羅嵐等[4]整理了裝配式建筑成本的影響因素，并建立FCM模型來診斷分析，結果表明構件成本、構件標準化程度、施工管理水平對成本的影響較大。陳圓月等[5]運用影響系數分析法對限制預制裝配式建筑的生產成本影響因素進行分析，得出了形成規模經濟、采用先進施工工法，有助于降低裝配式建筑生產成本的結論。

以上科研成果為尋找影響裝配式建筑成本的因素提供新的思路，但忽略了信息技術應用的重要性。基于此，本文將信息技術應用與裝配式建筑建造流程的成本影響因素相結合，采用層次分析法計算各影響因素的重要性程度，并針對主要的影響因素給出控制建議，以達到降低建造成本、推動裝配式建筑快速發展的目的。

2 影響裝配式建筑成本關鍵因素分析

與傳統現澆模式相比，裝配式建筑多了構件的生產和運輸階段，并且在設計與現場施工的過程也有所區別[6]。此外在信息技術方面，裝配式建筑明顯比傳統現澆模式應用得更加廣泛。因此在降低成本上，不能完全按照傳統現澆式建筑的控制方法與管理模式。本文將裝配式建筑建造的全過程分為構件的設計、生產、運輸、安裝以及信息技術的應用五個部分，劃分影響因素。

2.1 構件設計階段

裝配式建筑在設計前要考慮到建筑的定位、規模以及預制率的要求等，并且對構件設計的精細化要求程度很高。設計單位做好施工圖設計后，需與生產廠商溝通進行二次設計。設計不合理會直接加大構件生產的難度，降低構件品質。并且，設計中出現的問題，到后期施工安裝時才能發現，致使構件返工重做，造成經濟損失。結合相關文獻，在構件設計階段成本影響因素主要包括預制率與裝配率、建筑形式與規模、預制構件拆分合理性。

2.2 構件生產階段

與傳統現澆式建筑不同，裝配式建筑大部分的構件都在工廠加工完成，質量檢驗合格后，再進行組裝。這對生產工廠的要求較為嚴格，工人素質、生產設備、模具標準都會影響生產的效率與質量，使得成本增加。結合相關文獻，在構件生產階段成本影響因素主要包括工人專業技術水平、數字化工廠、模具標準化程度。

2.3 構件運輸階段

預制構件脫模后，經過質檢修補后運輸至施工現場。在裝車運輸環節中，為了保證預制構件的完整度，需要考慮裝車、選車以及路線的問題。結合相關的文獻，此階段的成本影響因素主要包括裝載方案、運輸車輛、運輸路線。

2.4 構件安裝階段

裝配式建筑施工現場的管理十分重要，構件的擺放位置、各工種間的調度、施工順序的安排，決定著工程的施工進度。另外，起重機、塔吊等機械的選擇，也會對安裝效率產生影響。結合相關文獻，此階段的成本影響因素主要包括施工管理、施工水平、吊裝機械、吊裝工序。

2.5 信息技術的應用

裝配式建筑較于傳統現澆式建筑多了構件的生產、運輸與安裝幾個階段，全生命周期工程管理難度明顯增大。目前裝配式建筑面臨信息數據共享受阻、信息數據交互落后、信息數據傳遞效率不高等問題[7]。BIM等信息技術憑借其信息共享性、協調性、模擬性與可視化功能可以有效解決數據協同的問題。結合相關文獻，此部分成本影響因素主要包括BIM技術、物聯網技術、三維激光掃描技術。

AHP 1-9標度法 表1

3 基于AHP的裝配式建筑成本影響因素體系構建

3.1 構建層次模型

層次分析法是美國運籌學家Statty于20世紀70年代提出，該方法是將與決策有關元素分解成目標、準則、指標等層次，在此基礎上進行定性定量分析的決策方法，具有系統、靈活、簡潔等特點[8]。利用上文中確定的影響因素，確定裝配式建筑成本影響因素評價的指標體系。將影響因素分為目標層、準則層、指標層，其中：目標層為裝配式建筑成本影響因素；準則層為構件設計階段、構件生產階段、構件運輸階段、構件安裝階段、信息技術應用；指標層為針對目標層細化成的具體因素。見圖1所示。

圖1 裝配式建筑成本影響因素評價的指標體系

3.2 裝配式建筑成本影響因素權重的確定

為了保證數據結果的準確性，采用1-9標度法（見表1）來表示指標的重要性程度。參考裝配式建筑領域專家的意見，對各項指標重要性程度進行比較，然后打分得到矩陣，求出權重值并進行一次性檢驗。本文采用算術平均法來計算各項指標的權重值。

平均隨機一次性指標 表2

3.3 各級影響因素權重的計算與分析

首先對構件設計(B1)、構件生產(B2)、構件運輸(B3)、構件安裝(B4)、技術運用(B5)，兩兩比較得到判斷矩陣，如表3所示。

二級指標的處理方式重復以上步驟，各指標權重見表4所示。

A-Bi判斷矩陣 表3

各影響因素的綜合權重 表4

4 裝配式建筑成本管理的對策及建議

將各影響因素按綜合權重排序后，可以得到影響裝配式建筑成本的主要影響因素為BIM技術、預制率與裝配率、工廠數字化、施工管理、物聯網技術。由于預制率與裝配率受到當地政府政策的影響，從這個方向控制成本難度相對較大，現就其余影響因素提出建議。

4.1 推進信息技術的應用

裝配式建筑對于技術的要求較高，并且設計、生產、運輸、安裝四個階段的關聯性很強，任何一個階段出錯，可能會影響整個進程。BIM與物聯網等前沿的信息技術可以將各個階段聯系起來，進行監控與優化，應得到充分推廣應用。因此，需要政府健全法規體系，完善BIM的行業標準，通過向BIM項目提供財政補貼、稅收優惠、信貸支持等經濟方式來推動BIM技術的發展。企業可以采取小范圍試點到大范圍推廣的方法，探索最優的實際應用路徑，并向政府申請技術支持，最大程度降低自身的技術開發成本。管理者需結合企業自身發展戰略，建立信息技術的人才培養機制，加大信息技術的人才儲備。同時將信息技術作為宣傳亮點來制定營銷策略，提升企業形象，增加收益。

4.2 建立數字化工廠

由于裝配式建筑中預制構件的標準化程度不高，需要根據具體項目要求制訂模具，增加了很大一批攤銷費用。因此，在構件深化設計階段，生產廠商應該與設計單位探討出統一標準，增加模具的重復使用率。同時促使工廠向數字化與智能化轉變，通過安裝ERP智能化管理系統、PMS生產自動化運行系統、MES生產執行系統，進行生產計劃安排，生產進度調整，生產過程中人材機的管理，大幅度提高構件生產效率。另外，需引進智能生產設備，形成機械自動化，信息管理化的流水生產線，進行少人或無人的生產，以此避免因人為因素導致的構件破壞以及施工轉包行為。

4.3 加強施工管理

裝配式建筑采用的是模塊化的建造方式，主要是將部品部件運輸至施工現場進行組裝完成。因此，合理的擺放位置至關重要，應該采取就近原則，將構件擺放在不影響正常施工作業且方便吊裝的位置，減少二次搬運的費用。同時，在施工過程中應用BIM技術的可視化功能模擬吊裝路徑與安裝順序，提升安裝效率。此外，裝配式建筑涉及大量的交叉作業，需要各專業的工人進行操作，所以還應組織協調好各工種間的配合，保證后續工作的有序開展，避免因缺乏溝通而導致進度延誤。