基于ISM-MICMAC和AHP的甘肅省裝配式建筑項目成本影響因素研究

摘要：在“雙碳”背景下，為滿足可持續發展及建筑工業化要求，我國大力推廣裝配式建筑。但成本較高導致裝配式建筑發展緩慢，尤其甘肅省裝配式建筑發展水平較其他地區處于較低狀態。采用文獻梳理法總結出影響甘肅省裝配式建筑項目的13個成本因素，運用解釋結構模型（ISM）建立遞階結構并分析根本影響因素，采用交叉影響矩陣相乘法（MICMAC）的依賴性和驅動力分析影響因素之間的作用機理，運用層次分析法（AHP）確定各影響因素權重，分析ISM-MICMAC模型和AHP模型結果的一致性，得到甘肅省裝配式建筑項目的成本影響因素，并針對性提出措施和建議，為甘肅省裝配式建筑發展提供理論參考。

關鍵詞：裝配式建筑；成本影響因素；ISM；MICMAC；AHP

0 引言

近年來，裝配式建筑成為我國各地區主要推廣的建筑形式。裝配式建筑具有建筑垃圾產生量少、工期短、能源消耗低及現場操作簡單等特點，是國家大力推行的節能建筑之一［1］。在“雙碳”背景下研究甘肅省裝配式建筑項目的發展情況，發現影響裝配式建筑發展緩慢的主要原因是成本高，若能解決此問題，則對推進裝配式建筑在甘肅省的發展具有一定的實踐意義。

國內外研究裝配式建筑成本的學者較多。魏宏亮等［2］運用決策與試驗室法（DEMATEL）與對抗解釋結構模型（AISM）相結合的方法，得出成本高是影響裝配式建筑發展的關鍵因素；陳圓月等［3］通過影響系數法分析影響裝配式建筑成本的重要因素，包括前期成本高、先進施工工法和規模經濟等；羅嵐等［4］通過模糊認知圖（FCM）模型對裝配式建筑成本進行預測，得出預制構件的成本和標準化程度、管理水平是主要影響因素；龐允盼等［5］通過結構方程模型（SEM）從設計、生產、運輸、安裝、政策5個角度分析裝配式建筑成本問題，得出生產、政策和運輸對成本影響最大的結論；孫國林、鄭生欽、陳偉等［6-8］采用SEM分析全過程裝配式建筑的成本問題，得出主要影響因素是成本過高；Peng等［9］從設計、管理、技術、政策和環境5個方面研究裝配式建筑隱性成本；Jiang等［10］用BIM平臺和系統動力學的研究方法建立了預制建筑的生命周期成本控制模型，得出主要影響因素，最后給出成本控制措施。

國內外學者對裝配式建筑項目成本影響因素的研究基本處于定性分析階段，缺乏對各影響因素之間關聯性和重要程度的研究。針對當前研究存在的問題與不足，本文通過文獻研究法和問卷調查識別對甘肅省裝配式建筑項目成本影響較大的因素，采用ISM計算可達矩陣，利用可達矩陣中行列之和計算MICMAC的驅動力和依賴性，構建ISM-MICMAC模型，厘清各影響因素之間的相關性和影響機理，結合AHP分析各影響因素對裝配式建筑項目成本的影響程度，彌補了ISM影響因素層級之間不反饋回路的缺點及AHP不能考慮影響因素與復雜系統相關性的不足，通過組合模型和AHP研究結果高度一致，找出對甘肅省裝配式建筑項目成本影響較大的因素，針對這些因素提出相應的建議與解決措施，為解決甘肅省裝配式建筑項目成本高的問題提供理論參考。

根據圖1可知，裝配式建筑項目成本影響因素有4個層級，各層級影響因素不同，所代表的含義也不同。第一層是基礎層，途經第二層到達第三層中間層，第四層是有導向作用的最高層。

（1）基礎層因素。構件設計的合理性、預制率與裝配率、質量體系建立，是裝配式建筑項目成本影響因素的基礎層因素。構件設計的合理性對預制件的安裝、拆除有很大影響，構件設計不合理會產生額外費用；預制率與裝配率的大小會影響成本；建筑質量不僅關乎業主的人身財產安全，也影響企業、建筑行業的聲譽，裝配式建筑重視預制件的生產、出廠、運輸、安裝、后期運營維護，整個過程對質量要求嚴格，若出現質量問題會返工或賠償損失，間接造成成本上升，因此應建立一套完整的質量體系。

（2）中間層因素。施工操作人員技術水平、人工費、產業鏈不完善、政府支持、運輸費、施工過程管理水平、吊具及吊裝工序組織、部品的集成化設計水平是裝配式建筑項目成本影響因素的中間層，也是動力層。裝配式建筑全過程需要專業工人操作，引進和培訓技術人員將產生額外費用；人工在裝配式建筑能否順利安裝和完成施工進度方面起決定性作用［16］；甘肅省裝配式建筑發展較為緩慢，產業鏈上下游相關產業發展處于不同階段，缺乏相應的配套設施［15］；裝配式建筑構件在預制廠制作并運輸到施工現場，運輸距離太遠或構件體積較大，且運輸過程中有限高、限寬、限重及路況等限制，所造成的損失使成本增高；施工現場有序、規范的管理可避免二次搬運對構件的損害，有助于提高施工效率，若施工現場構件堆放雜亂無章，將導致施工成本增加；構件吊裝需培訓專業技術工人操作，一般大構件需要大型設備吊裝，租賃或購買產生費用；集成設計應按照部品的組合方式、安裝順序、生產等原則優先設計，減少后期返工成本。

（3）最高層因素。材料費、稅率重復為裝配式建筑項目成本影響因素的最高層，具有導向作用。裝配式預制構件運輸過程中可能有損壞風險，工廠為提高構件強度而加大鋼筋量，導致價格提高；物價上升導致原材料供應商抬高售價；裝配式建筑是將預制件運輸至施工現場安裝，收取產品稅時可能出現多次收取現象，增加額外成本。

3.2 構建基于ISM-MICMAC的組合模型

運用ISM與MICMAC相結合的方法研究影響因素之間的影響程度、依賴性和驅動力，明確各影響因素的共性與不同。依據可達矩陣得到驅動力和依賴性數值，繪制裝配式建筑項目成本影響因素的驅動力-依賴性圖。影響因素驅動力和依賴性數值表見表4。裝配式建筑項目成本影響因素的驅動力-依賴性圖如圖2所示。

對裝配式建筑項目成本的影響因素進行ISM-MICMAC模型分析，結果如下：

（1）自治簇因素包括構件設計的合理性（S1）、運輸費用（S5）、施工過程管理水平（S6）、吊具及吊裝工序組織（S7）和人工費（S9）、產業鏈不完善（S11）、政府支持（S13），位于驅動力-依賴性坐標軸的第三象限，該簇因素與其他簇因素關聯性小，驅動力和依賴性較差，處于ISM模型中間層。一般情況下，自治簇內因素的驅動力較高時，應優先解決這些問題。

（2）依賴簇因素包括部品的集成化設計水平（S2）、材料費（S8）、稅率重復（S12），位于驅動力-依賴性坐標軸的第二象限，這類因素依賴性強、驅動力差，容易受到其他因素的影響，一般情況下能較強地連接其他因素。

（3）聯系簇中不包括任何因素，處于驅動力-依賴性坐標軸的第一象限中，這類因素穩定性不好，難控制，同時說明裝配式建筑項目成本影響因素未超出可控范圍。

（4）獨立簇因素包括預制率和裝配率（S3）、施工操作人員技術水平（S4）、質量體系建立（S10），位于驅動力-依賴性坐標軸的第四象限，依賴性較差，但驅動力很強，既不易受到其他因素影響，也不間接控制其他因素，是解決裝配式建筑成本問題的源頭。

4 構建基于AHP的模型

通過ISM-MICMAC組合模型分析方法只能判斷各因素之間的層級關系和關聯程度，但各影響因素間的相互關系和重要程度較為模糊。采用AHP計算各因素權重，用權重大小確定因素的重要性。

（1）建立系統遞階層次結構。通過構造甘肅省裝配式建筑項目成本影響因素層次結構圖，將各個影響因素分成目標層、準則層、標準層。甘肅省裝配式建筑項目成本影響因素結構模型如圖3所示。

（2）一致性檢驗。采用專家評分法對各影響因素打分，確定基本權重。邀請3名研究裝配式建筑的高等院校專業教師、6名建筑企業項目負責人、5名設計咨詢公司工作人員，共計14名專家，運用0～9標度法對影響因素進行打分，收集匯總各專家對甘肅省裝配式建筑項目成本影響因素重要程度打分表，求取各打分表的平均值，運用軟件和公式計算權重，并進行一致性檢驗。裝配式建筑項目成本影響因素權重系數表見表5。

經計算檢驗后，CR＜0.1，表明各指標層通過一致性檢驗。由表5中二級指標可知，影響裝配式建筑項目成本的主要因素為設計因素（B1）和施工因素（B2），其中設計因素權重為0.582 0，在二級指標中占比較大。在三級指標中，預制率與裝配率（C3）、施工操作人員技術水平（C4）、質量體系建立（C10）、政府支持（C13）因素權重較大，應重點關注。影響較弱的因素是運輸費用（C5）、人工費（C9）和稅率重復（C12）。

5 對策建議

根據ISM-MICMAC和AHP法的分析結果，裝配式建筑項目成本影響因素之間聯系緊密，各影響因素權重不同。針對甘肅省影響裝配式建筑項目成本較高的因素，提出以下建議：

（1）合理規定預制率與裝配率。預制率和裝配率應適中，過高或過低都會增加材料費，施工機械的租賃、購買會增加額外成本。因此，建議按照甘肅省的實際需求合理規定預制率與裝配率，提高設計標準化程度，重視后期設計，正確拆分構件，注重生產效率，避免增加設計成本。

（2）提高施工人員的技術水平，培養從事裝配式建筑的專業人才。政府、企業、高等院校可設置專門的培訓部門，尤以企業為主，主要立足企業裝配式專業人員的引進、培育和深造，企業應每個季度或每半年設置一次專業考核，對專業技術水平達標者實施獎勵，對不達標者實行懲治。

（3）完善質量體系建設。“質量第一”一直是我國建筑業秉承的信仰，關乎人的生命和財產安全。應制定和完善相關質量管理的政策標準及規章制度，企業和政府應設置專門的質量管理機構，研發機構應研制精度較高的質量監管儀器，完善質量責任制度。

（4）加大政府支持力度。政府在宣傳、優惠、補助等方面政策力度不夠，應出臺對裝配式建筑項目優惠和補助文件，在一定程度上對企業給予補貼，適當降低地皮價格。甘肅省政府和研究機構應綜合當地情況制定符合該地區的技術標準，降低企業自主研發成本，提高工作效率；加強對裝配式建筑的宣傳，提高購買率。

6 結語

本文通過結合ISM-MICMAC和AHP模型分析裝配式建筑項目成本影響因素的層級關系，結果表明：三者具有高度一致性，并得出主要影響因素為預制率與裝配率、施工操作人員技術水平、質量體系建立、政府支持，因此可著重從這幾個方面入手，解決甘肅省裝配式建筑成本高導致的發展緩慢問題，推進裝配式建筑在甘肅省的快速發展。

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PMT

收稿日期：2022-07-25

作者簡介：

馬岷成（1970—），男，教授級高工，碩士生導師，研究方向：工程項目管理、裝配式建筑。

高瑩（1995—），女，研究方向：工程項目管理、裝配式建筑。

李強年（1970—）（通信作者），男，教授級高工，碩士生導師，研究方向：工程項目管理、裝配式建筑。