智慧建造推廣障礙影響因素分析與對策研究

岳崇峰 岳紅穎 楊帥

(1.中國電建集團成都勘測設計研究院，四川 成都 611130；2.河南省建設工程設計有限責任公司，河南 鄭州 450046；3.河南省第一建筑工程集團有限責任公司，河南 鄭州 450046)

0 引言

當前，建筑業正處于結構調整、轉型升級的重要窗口期，傳統建造模式存在的信息共享困難、建設流程割裂以及管理效率低下等問題嚴重阻礙了建筑業的轉型和發展[1]。

為更好地優化建設項目組織流程，提升管理效率，轉變建筑業生產模式勢在必行。諸多學者從不同角度對生產模式變革進行了有益探索。在理論研究層面，王要武等[2]基于我國建筑業發展實際，以工程項目全生命周期管理理論和精益建造理論為基礎，提出智慧建設的理念。楊德欽等[3]利用先進信息技術與傳統建造模式相結合的思路提出智慧建造的定義，以此構建工程項目建設全生命周期管理系統，實現項目管理的精細化和集約化。在智慧建造推廣障礙層面，秦旋等[4]認為，影響先進建造模式推廣的直接障礙源于其未取得良好的應用效益，并詳細論述了外部動力不足、思維模式難以轉變、施工方不重視等因素對先進建造模式推廣的影響。Coalman等[5]認為，智慧化建造模式應用障礙包括：對如何實施和運用沒有達成清晰共識、應用過程中沒有明確的責權利劃分、缺乏相關產權保護法律和數據標準、投資風險較大等。Nguyen等[6]認為，智慧建造的推廣普及不能僅依靠先進技術的應用，而是要著眼于有效的管理、實施標準的制定。崔慶宏等[7]結合智慧城市建設理念，提出通過搭建政府主導的多方協同及先進信息服務平臺，以推動智慧建造模式的推廣。

綜觀現有智慧建造相關文獻，少數學者對智慧建造模式相關理論架構進行了完善[3,8-9]，多數研究集中于推廣障礙影響因素，但僅側重于技術方面的應用[10-12]，缺少全面系統的研究視角，且對推廣障礙因素間相互關系的研究較少。

基于此，本文從成本投入、技術應用、政府行為三個維度出發，運用文獻檢索法及頻數統計法，構建智慧建造推廣障礙影響因素指標體系，涵蓋智慧建造普及程度較低、人才供給不足、應用效益不明顯等14個影響因素。在此基礎上，建立智慧建造推廣障礙影響因素三級遞階解釋結構模型(ISM)。依據表層直接因素、中層間接因素、深層根源因素對影響因素進行劃分，分析各因素之間的內在關系，利用層次分析法對中層間接因素重要度進行計算，并提出有針對性的建議。

智慧建造是一種新興的工程項目管理理念，以工程建造技術、人工智能、物聯網等新興數據技術為手段，面向項目建設全生命周期，構建項目建設和運營的智慧化環境，通過技術、信息集成和管理理念創新，實現對項目建設全過程的高效管理[12]。智慧建造理念的提出源于理論基礎、技術支撐兩個維度，前者主要由項目管理理論、工程項目全生命周期理論及精益建造理論等構成，后者由BIM、物聯網、人工智能等技術構成。

1 影響因素的確定及模型簡介

1.1 影響因素的選取

為保證影響因素選取的合理性和科學性，利用文獻計量學方法從已有研究中提煉和歸納智慧建造推廣障礙因素。首先，基于中國知網數據庫，以“智慧建造”“智慧施工”“智能建造”等與研究主題內涵趨同的關鍵詞進行文獻檢索；其次，剔除與研究主題相差較大的文獻，獲取有效文獻52篇；最后，整理并篩選出頻次大于10且與本研究相關的14個影響因素。智慧建造推廣障礙因素見表1。

表1 智慧建造推廣障礙因素

(續)

將上述14個影響因素分別以X1～X14進行標識，得到智慧建造推廣障礙影響因素指標體系，見表2。

表2 智慧建造推廣障礙影響因素指標體系

(續)

1.2 模型簡介

1.2.1 解釋結構模型(ISM)

解釋結構模型(ISM)是一種結構模型化技術，多用以揭示復雜性系統問題。該模型可以將系統中各要素間模糊化、復雜化的關系分解成直觀、多層級的結構形式，以此分析各要素間的作用機理[13]。

1.2.2 層次分析法(AHP)

由于解釋結構模型僅能反映因素間的層次結構，無法體現各因素的相對重要性。基于此，本文采用層次分析法(AHP)確定各因素對最終決策目標的相對重要程度。

2 解釋結構模型(ISM)建模

2.1 計算鄰接矩陣和可達矩陣

智慧建造推廣障礙影響因素不是獨立存在的，各因素之間具有直接或間接的關系。因此，在建立智慧建造推廣障礙影響因素解釋結構模型之前，要確定各因素之間的作用關系[13]。

本次問卷調研在河南某建筑集團質量技術信息化操作培訓期間進行，調研對象為項目技術負責人和負責BIM、質量的相關管理人員，共發放10份問卷，收回完整問卷7份。按照少數服從多數的原則確定各因素兩兩間的關系[14]。調查對象基本信息見表3。

表3 調查對象基本信息

通過整理問卷結果，得到各影響因素直接影響關系，建立鄰接矩陣A，其中，0表示沒有相互影響關系，1表示存在相互影響關系。即

建立可達矩陣是構建影響因素解釋結構模型的關鍵環節。基于鄰接矩陣A，經過若干次布爾運算，得到可達矩陣M，即

2.2 拓撲結構圖

基于上述分析，繪制智慧建造推廣影響因素拓撲結構圖，如圖1所示。

3 影響因素重要程度分析

3.1 建立層次分析結構模型

根據圖2所示，將與人員有關、與政策有關、與市場環境有關的三個準則作為中間層，并將中層間接因素分為對應三類置于第三層，構建智慧建造推廣影響因素層次分析結構模型，如圖2所示。

3.2 構造兩兩比較判斷矩陣

通過對模型中較低層的各要素相對于上一層某個要素的重要程度進行對比和賦值，構建判斷矩陣[14]。借助1～9標度法，用aij表示第i個指標與第j個指標的比較值，當aij>1時，數值越大，說明指標i比指標j越重要，以此類推。

圖1 智慧建造推廣障礙影響因素拓撲結構圖

圖2 智慧建造推廣障礙影響因素層次分析結構模型

針對項目技術負責人和負責BIM、質量的管理人員發放問卷20份，收回完整問卷14份。對打分結果求算術平均值，并按照四舍五入取整后作為兩兩要素間的相對重要評價值[15]，以此計算得到各要素間的相對重要性。問卷樣本信息見表4。

表4 問卷樣本信息

3.3 一致性檢驗及組合權重的確定

由于判斷矩陣數值源于受調查者的主觀度量，為確保研究結果的科學性，結合相關文獻，對判斷矩陣進行一致性檢驗[16]。當一致性指標CR=CI/RI≤0.1時，說明該矩陣通過一致性檢驗。此外，借助Matlab軟件對各判斷矩陣特征值和特征向量求解，得到不同層級間各因素的相對權重值，結果見表5。

表5 判斷矩陣、組合權重及一致性檢驗

通過層次單排序，由判斷矩陣計算得到的一致性檢驗指標值CR分別為0.008、0.003、0.046、0.016，均小于0.1，說明上述判斷矩陣均通過一致性檢驗。

3.4 綜合權重確定

為了更直觀地體現各因素對智慧建造模式推廣障礙的影響程度，依據層次單排序結果，進行各因素權重排序，見表6。

表6 各影響因素最終權重排序

4 結果分析

本文將解釋結構模型和層次分析法相結合，針對智慧建造模式推廣障礙影響因素進行分析。研究結論如下：

(1)智慧建造推廣障礙影響因素分為主導因素、表層直接因素、中層間接因素、深層根源因素4個層次。其中，業主方采納意愿為智慧建造推廣障礙的主導因素。表層直接因素為應用效益不明顯、前期投入成本較大。中層間接因素包括標準與規范缺失、各參與方利益協調困難、普及程度較低、責權利劃分不明確、人才供給不足、產業鏈尚未形成、軟件市場不良競爭7個影響因素。

(2)在智慧建造推廣障礙中層間接因素體系中，各影響因素權重大小依次排序為：C4>C3>C9>C8>C2>C5>C7>C1>C6，說明C4、C3、C9以及C8是智慧建造推廣障礙的主要影響因素。其中，標準和規范缺失導致各參與方在項目建設各階段難以高效進行信息交互與有效管理，而人才供給不足則嚴重阻礙智慧建造的推廣。此外，C2也是智慧建造模式推廣障礙的關鍵影響因素。這是由于智慧建造理念所涵蓋的技術手段信息化程度高且操作難度較大，需要操作人員具備較高的信息化水平，而現有的建筑業從業人員老齡化、低學歷問題突出，對智慧建造的推廣產生負面影響。

5 結語

本文通過梳理和分析相關研究文獻，構建智慧建造推廣障礙影響因素體系，運用解釋結構模型和層次分析法繪制智慧建造推廣障礙影響因素層次結構圖并識別出關鍵因素。研究結果表明，業主方采納意愿是智慧建造推廣障礙主導因素，表層直接因素為應用效益不明顯、前期投入成本較大，深層根源因素包括普及程度、政策引導等。在中層間接因素中，人才供給不足、操作難度較大、產業鏈尚未形成、各方利益協調困難所占權重加大。該研究結論對智慧建造的進一步推廣具有重要的理論參考意義。

基于上述研究結果，提出以下4點建議：

(1)業主方采納意愿是智慧建造推廣障礙的最主要影響因素。因此，在項目建設前期，業主可召集各參與方制訂智慧建造導入規劃，內容包括總體規劃及要點、各階段起止時間、當前階段智慧建造應用現狀、預期達成目標、具體實施規劃、各階段執行負責人、指定規劃總負責人等細節。基于完善的導入規劃，業主可針對項目建設過程中可預見的困難制定實施細則，厘清各參與方權責。這樣不僅有利于提升工作效率，也有利于解決業主方、設計方、施工方之間的溝通協調問題，為智慧建造應用營造良好的環境[17]。

(2)普及程度較低是智慧建造推廣障礙的深層根源因素。解決這一問題不僅需要從政府方、業主方、施工方等多方主體出發進行引導以消除推廣阻力，而且需針對決策層、管理層、專業技術人員等多元工程參與角色分別制定激勵措施或差異化手段，加強智慧建造理念的宣傳教育以及推廣應用[18]。

(3)在建筑業從業群體老齡化嚴重、專業技術人才缺乏的背景下，建筑企業需要制定具有前瞻性的政策措施。尤其是在當前建筑業數字化、智慧化轉型背景下，如何激發從業人員學習興趣，建立適合智慧建造模式推廣乃至建筑業高質量發展的產業人才隊伍是亟待解決的問題。另外，政府還要繼續關注建筑業低學歷勞動者再教育或再培訓問題，以提高從業群體的專業素質和技術水平。

(4)各參與方之間的利益沖突嚴重影響智慧建造的應用效果及推廣進程。業主作為建設項目參與方的核心主導方，應充分發揮項目協調者的作用，通過搭建智慧建造項目信息集成平臺，加強利益相關方之間的溝通和交流，減少項目信息不對稱，引導各方以項目利益為中心，實現項目利益最大化和參與各方共贏。