基于DEMATEL-ISM模型的裝配式建筑施工質量控制體系的構建

李旺超,胡國杰

(遼寧工業大學,遼寧 錦州 121001)

裝配式建筑施工質量控制是工程行業的研究熱點,國內學者對此展開了大量研究。肖思奇等[1]基于建筑質量問題的發生概率與現場管控難度研究形成了指標體系,通過熵值法分析得到權重,基于層次聚類法進行分析,針對問題給出管控建議。王志強等[2]結合Vague集理論建立質量評價模型,通過調查問卷收集數據,運用結構方程模型驗證性分析,為各參與方質量管理提供參考。孫玉芳等[3]通過現場調研得出影響裝配式建筑全過程質量的因素,采用解釋結構模型分析因素,提出全過程質量控制建議。張克等[4]對裝配式建筑施工事前、事中和事后三個階段進行構建,對各要素間的因果、層級關系進行剖析。吳碾子等[5]以責任主體質量影響因素為研究對象,利用改進解釋結構模型分析影響因素的邏輯關系,利用交叉影響矩陣相乘法對研究成果進行驗證,提出對策建議。

本研究通過文獻研究與專家訪談方法對裝配式建筑施工質量影響因素進行分析,構建裝配式建筑施工質量評價指標體系,運用DEMATEL-ISM模型對其進行研究,為進一步提高我國裝配式建筑施工質量水平提供參考。

1 裝配式建筑施工質量影響因素的識別

在知網搜索“裝配式建筑AND質量”,篩選近5年文獻,排除影響因子低、質量差的文獻,共篩選出普通期刊文獻30篇、核心期刊文獻18篇,通過分析文獻獲得裝配式建筑施工質量影響因素26個,邀請建筑行業人員對指標進行篩選,最終確定15個影響因素,構建裝配式建筑施工質量評價指標體系,如表1所示。

表1 裝配式建筑施工質量評價指標

2 DEMATEL-ISM模型的構建

決策實驗室法(DEMATEL):通過對體系各要素間的邏輯進行分析,計算各要素的影響度、被影響度、原因度和中心度,根據計算結果研究要素之間的關聯程度和層次。解釋結構模型法(ISM):用于研究系統結構邏輯問題,通過構建多要素交互作用下的鄰接矩陣建立要素間的層級關系,揭示要素間的內在聯系。

2.1 DEMATEL-ISM綜合建模步驟

1)建立直接影響矩陣。

采用0～4打分法對指標之間影響程度打分,依次代表無影響、弱影響、一般影響、中等影響、強影響。調查問卷對象為20位建筑行業從業人員,對15份調查問卷數據平均化取整數,得到直接影響矩陣R。

2)計算綜合影響矩陣。

(1)

T=X(I-X)-1

(2)

I為單位矩陣。對數據歸一化,將其從影響矩陣R轉化為規范直接影響矩陣X,再轉化為綜合影響矩陣T。

3)計算影響度、被影響度、中心度、原因度。

(3)

(4)

Mi=Di+Ci

(5)

Ni=Di-Ci

(6)

中心度Mi表示該因素在系統中的重要程度。原因度Ni表示因素之間的相互關系。原因度為正為原因因素,會對其他因素產生影響,原因度為負稱為結果因素,容易受到其他因素的影響。計算結果見表2。

表2 DEMATEL計算結果

4)繪制原因-結果圖。

基于表2數據繪制原因-結果圖。見圖1。

圖1 原因-結果圖Fig.1 Cause-effect graph

5)構建鄰接矩陣K與可達矩陣H。

K=T+I

(7)

(8)

I為單位矩陣。將矩陣T轉化為鄰接矩陣K,引入一個閾值剔除冗余信息,采用T矩陣所有元素的均值α和標準差β之和確定閾值。α=0.031,β=0.042,得到閾值λ=0.073。“1”表示兩個因素之間的影響程度較強,“0”表示兩個因素間的影響程度較弱或沒有影響。構造可達矩陣H。

6)劃分影響因素層次。

可達矩陣確定可達集合L(Fi)、先行集合S(Fi)和交集C=L(Fi)∩S(Fi)。可達集指的是每一行都是1的元素相應的一組數據,先行集指的是每一行都是1的元素相應的一組數據,當可達集合L(Fi)=S(Fi)時,第i個要素為首層,刪去已劃分的要素建立新的可達矩陣,重復上述步驟,最終確定因素的層級結構,結果見表3,模型見圖2。

圖2 施工質量影響因素解釋結構模型Fig.2 Interpretive structure model of the influencing factors of construction quality

表3 施工質量影響因素分解

2.2 DEMATEL-ISM模型結果分析

2.2.1 DEMATEL結果分析

由表2和圖1得出,中心度排名前5位的是管理人員能力、工程質量管理環境、工程作業環境、技術人員專業水平、預制構件安裝方案合理性,這是影響施工質量的關鍵因素。影響裝配式建筑質量的原因因素排名前5位的是管理人員能力、技術人員專業水平、材料性能、機械養護狀況、施工方案成熟度,這些因素會對其他因素產生影響。影響裝配式建筑質量的結果因素排名前5位的是施工人員培訓程度、材料質量、預制構件存儲狀況、機械運轉狀況、安裝器具誤差水平,這些因素容易受到其他因素影響,從而影響施工質量。

2.2.2 ISM結果分析

由圖2得出,直接因素為第1層,包括構件存儲狀況、機械設備養護情況、機械設備運轉情況、安裝器具誤差水平、施工現場作業環境。這些因素容易受到其他影響,對施工質量有直接影響。中層因素為第2層、第3層、第4層,包括施工人員培訓程度、構件原材料性能、構件原材料質量、構件安裝方案合理性、構件施工方案成熟度、構件施工技術先進性、施工現場自然環境、施工現場質量管理環境,它們是因素傳導的中介,承載著根本因素的作用又影響直接因素。根本因素為第5層,包括管理人員能力、技術人員專業水平,這些因素從根本上影響其他層次因素,共同影響施工質量。

2.2.3 綜合分析

根據DEMATEL-ISM模型分析結果可知,管理人員水平是影響施工質量的主要因素,預制構件存儲狀況、施工器具誤差、預制構件安裝方案合理性、工程質量管理環境是影響施工質量的次要因素。

3 對策與建議

增強管理人員能力。成立質量監督部,設立質量主管,負責對各個項目的質量計劃進行審查,對工程建設質量進行全程指導和跟蹤檢查。管理人員樹立質量意識,根據ISO9001質量體系管理規定對施工質量進行周期性的績效評估。

1)優化預制構件存儲狀況。預制構件使用專用儲存架平層疊放或散放,在夏季高溫天氣,受紫外線等有害光線影響,避免預制構件長時間露天存放,而在冬季對預制構件做好保溫措施,以免受到凍害,確保預制構件與地面保持距離,采用防潮墊或防潮劑進行處理。

2)降低施工器具誤差。定期對施工器具進行檢修和維護,保證儀器的靈敏度和準確性。加強施工器具使用人員培訓,提高規范化操作水平。施工器具應避免陽光直接照射,放置于適宜的溫度環境使用。

3)完善預制構件安裝方案。安裝預制構件,保證預制構件之間緊密連接,減少縫隙數量。安裝預制板將預埋件對齊再進行加固或焊補。模板支承和鋼筋接頭應符合規范。預制件的澆筑和振搗應遵循分層澆筑、分層振搗的原則,減少振搗對鋼筋和預制構件的沖擊。

4)改善工程質量管理環境。建立項目經理、各部門負責人和施工人員三級質量管理體系。規范、有序、有效地組織協調各參與單位,從工程進度、質量和投資實施進行有效控制。針對工程中需業主配合協調的問題,將質量問題反映在每月報表中及時處理。