基于ISM的智能建造發展關鍵驅動因素研究

邵煒婷，高尚尉

（1.鄭州大學管理學院，河南 鄭州 450001；2.烏海抽水蓄能有限責任公司，內蒙古 烏海 016000）

智能建造作為一種將工程建設與智能化高度結合的建造模式，有助于實現精細化施工，促進建筑業高質量發展。針對智能建造的研究，國外學者傾向于對核心技術的探索與研究，例如建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）、云計算、物聯網、大數據、人工智能等，我國學者的研究多偏向于理論概述及政策建議。在我國學者所做出的相關研究中，一部分學者對智能建造的相關理論進行了闡述，例如劉占省等[1]從智慧建造的內涵出發，分析了智能建造領域的研究現狀和最新研究方向；一部分學者著眼于創新技術的推廣研究，例如陳珂等[2]歸納了我國智能建造領域的4類關鍵核心技術；還有學者從創新人才培養角度提出政策建議，例如丁烈云[3]提出了智能建造領域的人才應具備的知識結構和專業能力。但目前針對智能建造發展影響因素的研究相對較少，尤其是從宏觀層面探討智能建造發展的動力因素的研究較為匱乏。因此，本文基于項目全生命周期的角度，運用解釋結構模型（Interpretative Structural Model，ISM）對智能建造發展的關鍵驅動因素進行研究，以期為促進智能建造的發展提供理論參考。

1 智能建造模式發展驅動因素的識別與篩選

1.1 運用文獻分析法進行驅動因素的識別

本文基于文獻分析法，在中國知網以“數字建造”“智能建造”“智慧建造”“智慧工地”為主題進行搜索，篩選出6篇與智能建造的影響因素相關且有重要參考價值的文獻。通過分析文獻，本文從6篇有效參考文獻中提取并初步歸納出12個智能建造發展驅動因素。

1.2 通過專家訪談進行驅動因素的篩選與修正

邀請9位專家結合智能建造的發展背景對初步識別的驅動因素進行修正，這些專家包括設計人員、有智慧工地經驗的項目經理以及高校教授，每位專家都具有從事智能建造或者BIM相關工作6年以上的經驗。經過專家研討，將“各參與方權責明確”這一因素合并到“法律權責界限清晰度”因素中，同時，因“項目管理者的能力”這一因素的意義與其他因素較為相似，故刪除。經過篩選、修正，本文最終確定智能建造的發展受到技術、經濟、組織、政策、法律、市場6個方面的10個關鍵驅動因素的影響，見第135頁表1。

表1 智能建造模式發展的關鍵驅動因素

2 智能建造發展關鍵驅動因素ISM構建

2.1 確定因素間的關聯關系并構建鄰接矩陣

將智能建造發展的關鍵驅動因素視作一個系統，它包括了Si（i=1，2，…，10）等10個關鍵驅動因素，以此為基礎構建鄰接矩陣A，A=[aij]10×10。驅動因素兩兩之間的邏輯關系用aij表示，并用0或1表示因素i和因素j之間的關系。為確定這10個因素之間的關聯關系，運用德爾菲法，邀請7位具有智能建造經驗的行業專家對兩兩因素之間的影響關系進行打分，如果專家之間得出的結果不一致，再將不同意見歸納整理，將結果匿名反饋給各位專家再次征求意見，直到95%以上的專家認為因素i對因素j有影響。如果專家認為因素i對因素j有直接影響，則記為aij=1；否則認為因素i對因素j沒有直接影響，記為aij=0。結合專家意見，本文得到10個因素之間關系的鄰接矩陣A。

2.2 求解可達矩陣

基于傳遞性原則與布爾運算法則，利用MATLAB工具可以由鄰接矩陣A計算出可達矩陣M。

2.3 劃分層級結構

可達集R（Si）是可達矩陣中因素Si所在行中所有得分為1的列因素的集合，先行集A（Si）是可達矩陣中因素Si所在列中所有得分為1的行因素的集合。可達集R（Si）和先行集A（Si）的交集為共同集C（Si），見表2。根據C（Si）=R∩A的條件逐次抽取，可以分解出智能建造發展關鍵驅動因素的層級。

表2 可達集、先行集及其交集表

3 智能建造發展的關鍵驅動因素分析

通過上述分析，本文最終得出智能建造發展關鍵驅動因素的層級結構圖，見第136頁圖1。

圖1 智能建造發展關鍵驅動因素的層級結構圖

3.1 表層驅動因素

第一層驅動因素包括關鍵技術的創新和集成化應用、智慧平臺完備度、各參與方的協同配合，是智能建造發展的表層驅動因素，其中，關鍵技術的創新和集成化應用受到其他6個驅動因素的直接影響，說明智能建造的發展離不開關鍵技術領域的創新和各大核心技術的集成化應用。值得注意的是，關鍵技術的創新和集成化應用與智慧平臺完備度兩個因素之間具有相關性，表明智能建造領域的關鍵技術創新及集成化應用可以帶動智慧平臺進行更新完善，而智慧平臺的完備度也將促進其他核心技術的發展，二者相互促進、共同發展。

3.2 中間層動力因素

第二層驅動因素包括高端復合型人才數量、標準和規范的完善度、規范有序的市場環境，第三層驅動因素包括企業資金投入、數字化人才的培養、法律權責界限清晰度。這兩層的驅動因素共同構成了中間層動力因素，且第三層驅動因素分別從經濟、組織和法律方面直接對第二層驅動因素施加影響。企業對智能建造項目的資金投入和人才培養能直接帶動高端科技人才數量的增加，進而推動技術管理的進步。法律權責的明確一方面可以規范市場的競爭環境，另一方面可以通過知識產權保護來鼓勵企業在核心技術領域進行創新。此外，標準、規范的完善度看似未受到其他因素的直接影響，但也對關鍵技術的創新和集成化應用、各參與方的協同配合這兩個表層驅動因素產生了不可忽略的推動作用。因為目前我國正處于數字建造的發展階段，數字建造乃至智能建造領域的標準和規范較為匱乏，而未來標準的完善無疑會帶動技術的創新，同時規范各參與方的行為，促進各方的協同配合。

3.3 深層推動因素

處于第四層的政府激勵政策作為深層推動因素，直接或間接地影響其他9個驅動因素。政府激勵政策如金融、稅收方面的財稅支持、對大型試點項目的宣傳與鼓勵等可以產生拉動效應，加快人才培養和技術創新，從根本上推動智能建造模式在經濟、人才、技術等不同領域的進步和發展。

4 推動智能建造發展的策略建議

4.1 加大政府的支持力度

第一，通過政府的大力扶持帶動一些大型試點項目實施，展現智能建造發展未來能帶給項目的綜合收益，吸引參與項目的各方主體積極參與其中。第二，完善法律法規，尤其是知識產權保護方面的法律法規。完善法律法規能使市場中各參與主體明確權責、規避風險，而知識產權保護也能打擊盜版、鼓勵創新。第三，政府可以從資金方面對實施智能建造模式的相關項目給予一定的政策支持，鼓勵各參與方積極助力智能建造發展。

4.2 加強技術創新

第一，企業應完善技術體系，增強自主創新能力，致力于發展物聯網、3D打印、人工智能、云計算等智能建造領域的新興技術，并逐步推動不同技術的集成應用。第二，鼓勵各院校進行創新人才和技術人才的培養，例如增設智能建造本科專業，培養與智能建造相關的應用型技術人才。只有正視人才短缺的現實問題，促進產學研結合，才能從根本上激發技術創新的原動力。

4.3 構建公平有序的市場環境

逐步制定和形成智能建造領域的法律規范，嚴格制止不正當競爭，加強知識產權的宣傳和保護力度，促進項目全生命周期中各參與主體之間的協調配合，從而推動智能建造的發展。

5 結束語

本文通過文獻分析和專家訪談，從技術、經濟、組織、政策、法律、市場6個方面識別并篩選出10個智能建造發展的關鍵驅動因素，并構建了ISM層級結構圖，定性分析了關鍵驅動因素間的內在聯系，提出了推動智能建造發展的策略建議。本文從一定程度上拓展了智能建造領域關于影響因素的研究，對推動智能建造發展有一定現實意義。