章 俊，胡龍偉，孫 雨，黃寶倫，夏思雨

(青島理工大學(xué) 管理工程學(xué)院，青島 266525)

裝配式建筑是由一個(gè)個(gè)的預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)組裝而成的建筑，具有縮小工期、質(zhì)量高、精度高、節(jié)能節(jié)電節(jié)材環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)。隨著國(guó)家大力提倡裝配式建造，對(duì)建筑項(xiàng)目需要滿足一定的裝配率，裝配式建筑正成為一種趨勢(shì)在全國(guó)開(kāi)展開(kāi)來(lái)。裝配式不同于傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式，是由工廠直接運(yùn)輸成品，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)組裝，故裝配式構(gòu)件的質(zhì)量是確保裝配式質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，從發(fā)包商的角度探索高效比選裝配式建筑供應(yīng)商的方法及決策模型，既是提升裝配式建筑整體質(zhì)量的迫切要求，也是順應(yīng)國(guó)家政策和裝配式建筑發(fā)展趨勢(shì)的迫切要求。

在裝配式建筑供應(yīng)商的選擇研究問(wèn)題上，范露華[1]提出了基于熵權(quán) TOPSIS 模型對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行優(yōu)選排序。仇國(guó)芳等[2]采用粗糙集與改進(jìn)的灰色局勢(shì)相結(jié)合的方法，通過(guò)抽取關(guān)鍵影響指標(biāo)和灰色決策思想，構(gòu)建了構(gòu)件承運(yùn)商選擇的綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行選擇。以上研究對(duì)裝配式建筑供應(yīng)商的模型進(jìn)行了研究，未對(duì)裝配式建筑供應(yīng)商選擇因素進(jìn)行系統(tǒng)闡述分析。潘雨紅等[3]將DEMATEL和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種評(píng)價(jià)模型相結(jié)合，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度分析，重新劃分指標(biāo)實(shí)際權(quán)重，更加準(zhǔn)確地選擇評(píng)價(jià)裝配式建筑供應(yīng)商。錢(qián)存華等[4]運(yùn)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)與TOPSIS 的模型相結(jié)合的方法，從企業(yè)的偏好出發(fā)，選擇理想的裝配式建筑供應(yīng)商，卻對(duì)指標(biāo)的選取上并未太過(guò)完善。竇志武等[5]結(jié)合熵權(quán)法與 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對(duì)口岸物流綜合能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。以上研究有一些局限性。本文結(jié)合裝配式建筑供應(yīng)商的特點(diǎn)，為了防止使用單一主觀賦權(quán)法所得權(quán)重與實(shí)際情況不符，運(yùn)用AHP層次分析法進(jìn)行賦權(quán)，得到評(píng)價(jià)權(quán)值，運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出與目標(biāo)矢量來(lái)修改權(quán)值，建立評(píng)價(jià)模型及方法，兼顧了主觀與客觀賦權(quán)，使決策更加科學(xué)合理。

1 基于AHP和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裝配式建筑供應(yīng)商模型構(gòu)建

1.1 裝配式建筑供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為了能全面對(duì)裝配式建筑供應(yīng)商進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，首先按照科學(xué)性、系統(tǒng)性、信息化的原則，借鑒陳為公等[6]裝配式建筑部品供應(yīng)商選擇的研究成果，并與裝配式建筑供應(yīng)商方面專家進(jìn)行交流，專家之間進(jìn)行頭腦風(fēng)暴討論，綜合各方意見(jiàn)和實(shí)際情況，選取質(zhì)量指標(biāo)、價(jià)格指標(biāo)、供貨指標(biāo)、協(xié)同服務(wù)指標(biāo)作為裝配式建筑供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)準(zhǔn)則層，以產(chǎn)品合格率、質(zhì)量管理率等14個(gè)指標(biāo)作為方案層，建立裝配式建筑供應(yīng)商評(píng)價(jià)體系，邀請(qǐng)了10名專家參與指標(biāo)權(quán)重的確定，綜合分析后得出綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 裝配式建筑供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)體系

1) 質(zhì)量指標(biāo)。質(zhì)量指標(biāo)主要包括產(chǎn)品合格率，質(zhì)量管理率，原材料及配件質(zhì)量，生產(chǎn)工藝水平，其中產(chǎn)品合格率=抽查產(chǎn)品合格數(shù)量/總產(chǎn)品數(shù)量，質(zhì)量管理率指的是質(zhì)量管理的效率情況，存在事故隱患時(shí)處理的能力，原材料及其配件的質(zhì)量直接決定了裝配式建筑質(zhì)量情況。

2) 價(jià)格指標(biāo)。產(chǎn)品價(jià)格影響著項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，產(chǎn)品的成本從某一方面反映了社會(huì)必要?jiǎng)趧?dòng)時(shí)間，而物流成本和價(jià)格波動(dòng)率影響著最終入庫(kù)的價(jià)格。

3) 供貨指標(biāo)。送貨準(zhǔn)確程度對(duì)項(xiàng)目工期存在著舉足輕重的意義。運(yùn)輸安全率、市場(chǎng)占有率也是裝配式建筑綜合評(píng)價(jià)的重要組成部分。

圖2 AHP-BP模型建立過(guò)程

表1 A-B判斷矩陣

4) 協(xié)同服務(wù)指標(biāo)。對(duì)于能否協(xié)同高效地配合施工單位進(jìn)行施工，是衡量裝配式建筑供應(yīng)商的必要因素，主要包括售后服務(wù)能力、協(xié)同人員技術(shù)水平、協(xié)同人員綜合能力。

1.2 評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

本文在構(gòu)建裝配式建筑供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，采用AHP和專家評(píng)價(jià)法所確定的指標(biāo)權(quán)重評(píng)價(jià)值為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的先驗(yàn)樣本，進(jìn)行BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，并建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)模型，修正AHP得出的權(quán)重，建立AHP-BP評(píng)價(jià)體系，得出評(píng)價(jià)值，根據(jù)所得的評(píng)價(jià)體系進(jìn)行裝配式建筑供應(yīng)商的選擇[7]。該方法整合了各種方法的優(yōu)點(diǎn)，兼顧了主觀和客觀的賦值，克服裝配式建筑供應(yīng)商選擇評(píng)估過(guò)程中的人為因素，使評(píng)價(jià)結(jié)果更具說(shuō)服力。AHP-BP模型建立過(guò)程如圖2所示。

1.3 構(gòu)造判斷矩陣

建立層次分析模型后，為了使判斷思維數(shù)學(xué)化、定量化，在裝配式建筑供應(yīng)商指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，裝配式建筑工程領(lǐng)域?qū)＜也捎?—9 標(biāo)度方法，構(gòu)造出準(zhǔn)則層對(duì)于目標(biāo)層的判斷矩陣A-B，見(jiàn)表1。

對(duì)于此矩陣，計(jì)算可得λmax=2.839，CI=-0.05382，RI=0.90，CR=-0.0598<0.10，通過(guò)對(duì)裝配式建筑供應(yīng)商指標(biāo)的分析，得各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，其重要性排序?yàn)椋嘿|(zhì)量指標(biāo)B1(0.5509)，價(jià)格指標(biāo)B2(0.2125)，供貨指標(biāo)B3(0.1279)，協(xié)同服務(wù)指標(biāo)B4(0.1087)。相應(yīng)的，根據(jù)專家評(píng)判，構(gòu)建的判斷矩陣見(jiàn)表2—5，其一致性檢驗(yàn)附后。

表2 B1-C判斷矩陣

表3 B2-C判斷矩陣

表4 B3-C判斷矩陣

表5 B4-C判斷矩陣

指標(biāo)層各指標(biāo)對(duì)總目標(biāo)的重要性權(quán)重見(jiàn)表6。

表6 各指標(biāo)權(quán)重

2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立

2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本的確定

本文模擬了25個(gè)供應(yīng)商，在構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中，專家對(duì)25個(gè)供應(yīng)商按照滿分為10分進(jìn)行打分，將專家打分的數(shù)據(jù)作為輸入變量，將用AHP法確定的指標(biāo)權(quán)重向量作為輸出值，得出供應(yīng)商的評(píng)價(jià)總分。將數(shù)據(jù)分為兩份，其中20份作為學(xué)習(xí)樣本，5份作為測(cè)試集，設(shè) 14 個(gè)三級(jí)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的權(quán)重為w=(w1,w2,…,w14)，其對(duì)應(yīng)的得分為X=(X1,X2,…,X14) ，則 25 個(gè)裝配式建筑供應(yīng)商得分為Y=wX，即表7 中的期望得分一列數(shù)據(jù)。

圖3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.2 網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練

由于專家評(píng)分分值為10分，運(yùn)用S型激活函數(shù)(0～1)進(jìn)行歸一化算法，原理為Y=(X-min)/(max-min)，使數(shù)據(jù)歸一化，范圍為0～1，通過(guò)Matlab2018進(jìn)行模擬測(cè)試，隨機(jī)產(chǎn)生測(cè)試集，訓(xùn)練集后，進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化，通過(guò)net=newff(p_train,t_train,9)創(chuàng)建訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置參數(shù)為：輸入層有14個(gè)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)公式L=(M×N)/2和反復(fù)試驗(yàn)，最終確定隱含層共有9個(gè)節(jié)點(diǎn)，輸出層節(jié)點(diǎn)為1，訓(xùn)練要求精度為10-3，設(shè)置最大訓(xùn)練次數(shù)為63 000次，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示，訓(xùn)練過(guò)程如圖4所示[8]。

2.3 BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)擬合結(jié)果如圖5所示，根據(jù)圖中可知R2=0.915，其值大于0.9，誤差較小，接近1，訓(xùn)練驗(yàn)證測(cè)試值都大于95%，說(shuō)明本文所構(gòu)造的模型預(yù)測(cè)精度很高，可以利用該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真模擬。

圖5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)擬合結(jié)果

表8 結(jié)果分析

由測(cè)試結(jié)果分析可知，測(cè)試集與輸出集的相對(duì)誤差在合理范圍內(nèi)，可以接受，證明用BP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的模型具有較強(qiáng)科學(xué)性，因此，只需要根據(jù)輸出值最大原則，選取輸出值大的，作為裝配式建筑供應(yīng)商的最佳選擇，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，可選擇一個(gè)或二個(gè)裝配式建筑供應(yīng)商作為其候選目標(biāo)，極大縮小了選擇范圍。結(jié)果分析見(jiàn)表8。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)裝配式建筑供應(yīng)商的綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題，運(yùn)用AHP法建立裝配式建筑供應(yīng)商定量化綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了裝配式建筑供應(yīng)商選擇綜合評(píng)價(jià)方法，運(yùn)用專家模擬打分法選取典型指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)該評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練、測(cè)試、驗(yàn)證。結(jié)果表明，該模型的有效性、實(shí)用性，可以為裝配式建筑供應(yīng)商的選擇提供思路。本文的局限性在于評(píng)價(jià)指標(biāo)從開(kāi)發(fā)商的角度入手，未來(lái)的研究可以嘗試從更多不同的視角(如產(chǎn)品的統(tǒng)一化)對(duì)裝配式建筑供應(yīng)商選擇開(kāi)展評(píng)價(jià)研究。