裝配式建筑質量影響因素識別研究

王 浩，劉文昌

本刊核心層次論文

裝配式建筑質量影響因素識別研究

王 浩，劉文昌

(遼寧工業大學 經濟管理學院，遼寧 錦州 121001)

質量關系著裝配式建筑企業的生存大計，事實證明，挖掘和提煉裝配式建筑質量的影響因素有著重要的意義。如何解決施工方式轉變衍生的質量問題，成為建筑企業面臨的首要問題。通過查閱相關文獻資料并與專家面對面交談，將識別出的裝配式建筑質量影響因素分類，并將DEMATEL-ISM方法運用到構建質量影響因素的概念理論框架中，根據分級結果構建遞階結構模型，進而找出因素之間的關聯和影響途徑，發現人的因素為根本因素，從而為裝配式建筑企業提供質量改進的啟示和建議。

裝配式建筑；質量；影響因素

一、引言

裝配式建筑與傳統建筑不同，作為建筑業轉型升級的綠色代表建筑物之一，它是將工廠生產的構件轉移到施工現場，在現場安裝與連接的建筑。在節省人力和資源的同時，降低了環境和大氣污染，體現了綠色可持續發展的思想。近些年，我國的裝配式建筑進入了全面發展時期[1]，但是由于項目人員質量意識的缺乏和專業水平的高低不齊等因素，使得裂縫和露筋等一系列質量問題凸顯出來，因此，需要對質量問題出現的原因及改進質量的措施加以探討。本文將DEMATEL和ISM方法相結合[2]，ISM為主要應用的方法，而DEMATEL為次要應用方法，將兩種方法有機且有序地融于質量影響因素研究中，將影響因素劃分層級，再分析各層級之間的關聯，構建出質量影響因素多層遞階結構模型，從整體上分析因素之間的邏輯關系和影響程度，篩選和確定裝配式建筑項目質量影響因素，以期為裝配式建筑質量持續改進提供可行性建議。

二、裝配式建筑質量影響因素識別

（一）基于文獻萃取的裝配式建筑質量影響因素識別

國內外裝配式領域的學者和專家對裝配式建筑質量進行了深刻的研究。例如，YANG等[3]認為，建筑項目質量是企業生存的前提，識別質量影響因素至關重要。OWUSU等[4]認為，建筑企業的質量關系著企業能否順利生產，是企業發展壯大的前提條件。劉杏紅等[5]將視角置于全面質量管理和建筑信息模型兩個維度，從整個生命周期識別裝配式建筑質量影響因素，發現人員的質量責任意識對建筑質量產生影響，建立裝配式建筑質量管理系統，并從事前、事中和事后三個方面給出質量管理的措施。田紫鳶等[6]用改進后的解釋結構模型FISM，識別出了構配件質量和施工方案等因素，并對識別出的影響因素進行分級，建立遞階模型并得到因素之間的關系。HWANG[7]等認為，質量安全與企業的生存有著重大關聯，要提高生產效益，最重要的是保證質量。木孟地等[8]用文獻整理和問卷分析兩種方式，大體上識別出影響裝配式建筑質量的因素，其中包括人員的施工經驗、人員的專業水平及節點安裝和處理的方式等，構建了以ISM模型為基礎的質量層級結構模型。魏晴[9]從施工工藝、材料物品、施工機械和人員管理等方面深入分析了影響質量的因素，發現機械運轉的情況和現場管理水平對質量影響程度較大，需引起重視，并給出了解決措施。李元景[10]采用魚刺圖的方法對質量影響因素進行了總結，分別從構配件、人員、機械、施工前準備和管理方面確定了21個因素，他認為施工機械操作和施工基礎設施影響著質量，并給出了質量控制的措施和基本原則。胡龍偉等[11]通過文獻研究和專家座談的方式，識別出影響裝配式建筑質量的因素，并且運用社會網絡分析軟件實例證明各個影響因素之間的中心度和網絡密度，從而確定構件設計、施工組織設計和施工環境等質量影響因素。

對上述學者文獻中分析出的質量影響因素進行歸納和總結，識別出有效質量影響因素13個，分別是人員質量責任意識、材料質量、施工方案合理性、人員施工經驗、人員專業水平、裝配式構件節點連接方式、機械運轉情況、施工單位現場管理水平、機械操作的規范性、施工基礎設施、裝配式構件設計的合理性、施工組織設計和作業場所施工環境。通過與專家座談，得到第14個影響因素——施工質量控制標準。

（二）基于DEMATEL-ISM的裝配式建筑質量影響因素識別

1. DEMATEL-ISM方法原理

DEMATEL即決策試驗和評價試驗法，是運用矩陣和圖論分析系統內因素影響程度和范圍大小的科學方法[12]，通過因素間相互關系分析和專家學者的五分制打分，建立直接影響矩陣，經過EXCEL計算出規范化和綜合影響矩陣，從而求解出因素之間影響程度的大小和影響趨勢。

通過對因素進行重要程度分析，可以剔除影響度小的因素，留下重要程度大的因素，科學地取舍影響因素。ISM即解釋結構模型，是一種結構模型化的方法，旨在將復雜無序的關系轉化為清晰明了的層次關系[13]，能夠找出主次和深淺因素，更好地指導實踐過程。兩個方法的相同之處在于，ISM的可達矩陣中和DEMATEL的整體影響矩陣中的非零元素說明因素之間存在聯系和溝通[14]，整體影響矩陣中非零元素越大，代表關聯越緊密。若僅使用DEMATEL方法，只能計算出哪些因素為原因因素，哪些因素為結果因素，不能很好地分析出哪兩個因素間存在著因果關系。若僅僅使用ISM方法，則可達矩陣的計算量很大，不利于求得準確的結果。因此，本文將二者結合，先由DEMATEL計算出整體的影響關系矩陣，再對可達矩陣進行因素分級，更加直觀地構建質量影響因素結構模型，從而簡化計算過程。

2. DEMATEL-ISM建模步驟

（1）求規范化矩陣

（2）求綜合影響矩陣

)-1（2）

其中，為單位矩陣。

（3）由于因素會對自身產生影響，因此需要得到整體影響矩陣。

=+=f（3）

為綜合影響矩陣。通過設置合理的數值來限制整體影響矩陣，進而得到可達矩陣，設=[r]×n(=1,2,…,;=1,2,…,)，有以下關系：

為閾值。根據可達矩陣構造每一級的可達集合Qi和前項集合Wi[15]，Qi是由矩陣中第Ki行元素指標是1的列影響因素組成的集合，Wi是由矩陣中第Ki列元素指標是1的行影響因素組成的集合。如果滿足

Q(Ki)∩W(Ki)=Q(Ki) （5）

那么Q(Ki)是最高要素集合。最高要素集合找出后，將從其余的影響因素中找出下一最高要素集合，按照這個流程直至找出所有的要素集合，并對可達矩陣劃分，建立遞階結構模型。

3. 矩陣構建

（1）根據影響因素之間關系建立直接影響矩陣

通過上述的分析，共識別有效影響因素14個，識別出的質量影響因素結果為機械運轉情況（K1），作業場所施工環境（K2），材料質量（K3），施工質量控制標準（K4），施工基礎設施（K5），事理層包括裝配式構件節點連接方式（K6），裝配式構件設計的合理性（K7），機械操作的規范性（K8），施工組織設計（K9），施工單位現場管理水平（K10），施工方案合理性（K11），人理層包括人員質量責任意識（K12），人員施工經驗（K13），人員專業水平（K14）。

根據以上篩選出的因素做調查問卷，采用Likert 5分量表對影響因素之間的關系進行打分，0—4分別代表因素之間的影響程度為無影響、低、一般、高、很高。發放問卷的對象為多年研究裝配式建筑的專家，包括院校教授3人，建設單位人員3人，施工單位人員2人，在職建造師6人。根據專家嚴謹的打分，對每個問題取平均分得到直接影響矩陣。

（2）可達矩陣的構建

根據裝配式建筑企業現有情況，將閾值定為0.1。由公式（4），將整體影響矩陣中的數據跟閾值作比較，整理得到可達矩陣。

4. 質量影響因素多級遞階結構模型的構建

根據公式（5）計算每一級的因素集合，對可達矩陣求出可達集合和前項集合，對兩者取交集得出結果，如表1所示該級存在Q(K1)∩W(K1)＝Q(K1)，Q(K2)∩W(K2)＝Q(K2)，故該級的最高級要素為1和2，則第一級的影響因素為K1，K2，也就是頂級的因素；劃去可達矩陣中K1和K2元素的行和列中的全部數據，得到第二級的可達集合和前項集合，并對兩個集合求交集，得到共同的集合元素。

表1 第一級的可達集合和前項集合

KiQ(Ki)W(Ki)Q(Ki)∩W(Ki) K111,3,5,6,7,10,12,131 K222,3,5,6,7,10,12,132 K31,2,3,5,6,73,12,13,143 K44,6,7,104,12,13,144 K51,2,53,5,9,11,12,13,145 K61,2,63,4,6,8,9,11,12,13,146 K71,2,73,4,7,8,9,11,12,13,147 K86,7,88,12,13,148 K95,6,7,9,109,12,13,149 K101,2,104,10,12,13,1410 K115,6,7,1111,12,13,1411 K121,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,121212 K131,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,131313 K141,3,4,5,6,7,8,9,10,11,141414

繼續應用上面的原理和步驟，直至將所有因素分到每個層級里，結果如下。第二級的影響因素L2={K5,K6,K7,K10}，第三級的因素L3={K3,K4,K8, K9,K11}，最底層的因素L4={K12,K13,K14},這一層為根本因素[16]。根據分級結果，重新組合可達矩陣，構建出新的可達矩陣。對原可達矩陣進行分級劃分后，只考慮層與層之間的直接影響關系，箭頭的指向代表影響作用對象因素，按照自下而上的順序用Visio軟件做出裝配式建筑質量影響因素的多級遞階結構模型圖。

圖1 質量影響因素遞階結構模型圖

5. 識別結果

裝配式建筑質量影響因素具有分級影響的特征，從底層依次向上對裝配式建筑的質量產生的影響依次減小。遞階模型分為四級，第一級因素為機械運轉情況K1和作業場所施工環境K2；第二級因素為施工基礎設施K5、裝配式構件節點連接方式K6、裝配式構件設計的合理性K7和施工單位現場管理水平K10，這一級對第一級產生直接影響；第三級因素為材料質量K3、施工質量控制標準K4、機械操作的規范性K8、施工組織設計K9和施工方案合理性K11，這一級將對第二級產生直接的影響；第四級的因素為人員質量責任意識K12、人員施工經驗K13和人員專業水平K14，這一級將通過不同的途徑對其他三級產生影響。

三、結論和啟示

（一）本文結論

本文通過對裝配式建筑質量相關文獻的影響因素進行識別，并對結果進行總結，再加上作者根據企業現狀分析出的因素，總共識別出14個影響因素，包括人員質量責任意識、材料質量、施工方案合理性、人員施工經驗、人員專業水平、裝配式構件節點連接方式、機械運轉情況、施工單位現場管理水平、機械操作的規范性、施工基礎設施、裝配式構件設計的合理性、施工組織設計、作業場所施工環境和施工質量控制標準。之后使用DEMATEL-ISM對識別出的質量影響因素進行驗證，構建出影響因素遞階模型。模型分為四層：第一層因素為機械運轉情況和作業場所施工環境，容易受到其他三層的影響和制約；第二層因素為施工基礎設施、裝配式構件節點連接方式、裝配式構件設計的合理性和施工單位現場管理水平；第三層因素為材料質量、施工質量控制標準、機械操作的規范性、施工組織設計和施工方案合理性，第二、三層為過渡層，既受到根本因素的影響，又影響著頂層因素，是影響關系最復雜的層級；第四層為人員質量責任意識、人員施工經驗和人員專業水平，這三個因素從整體上對質量影響的程度最大，同時也對其他的影響因素產生著多種關聯和制約。

（二）啟示

以上述結論為基礎，從最底層即根本影響因素依次向上總結歸納改善裝配式建筑質量的對策和建議。

1. 強調人的綜合素質和能力。首先，企業在招聘選拔人才時，應重點考慮求職者的責任感和使命感，從事裝配式工作的經歷以及個人的技能水平。其次，企業要組織員工參加裝配式建筑的講座和培訓，加強內部人員之間的技術交流和切磋，以提升其專業素養和技能，并對部門從上而下進行季度考察，明確個人水平和層次。最后，應從教育的源頭抓起，比如高等院校吸引專業人才進入高校任職，培養裝配式建筑領域高技術人才，從而向建筑企業源源不斷地輸送高水平人才。

2. 提高構件的質量控制標準。按照國家最新質量標準和行業規范，制定更加人性化和切實可行的規范準則；采用質量優良的材料和機械，提高機械運行過程中的規范性；優化施工過程中組織設計的步驟，確保施工方案合理可行，并邀請專家進行把關校核，最大程度保證質量。

3. 完善各項基礎設施和優化構件設計。設計單位需加大技術和資金投入，施工單位運用高技術手段保證設備正常安全運轉，定時定點維護和檢修施工設備。根據施工情況選擇構件節點的連接方式方法，施工方需與構件設計方確定深度優化構件的設計流程和步驟，全面提升現場管理水平。

4. 提高機械安全運行率和施工環境穩定性。應安排機械質量檢查和反饋小組，定時排查安全隱患，保證其正常運行，注意質量檢查儀器的定時使用，對于老化損壞的機器，及時報修或報廢，保障安全。施工單位要注意作業場所的安全和穩定，切忌為提前完工而任意選擇作業場地，注意施工基礎的選址，以外部環境條件為基礎，進而保證質量。

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F270

A

1674-327X (2022)03-0037-05

10.15916/j.issn1674-327x.2022.03.009

2021-11-13

遼寧省社會科學規劃基金項目(L18BJL012)

王浩(1997-)，男，山東濰坊人，碩士生。

劉文昌(1969-)，男，遼寧葫蘆島人，教授。

(責任編輯：許偉麗)