武群麗,田懿晨
(華北電力大學(保定) 經濟管理系,河北 保定 071000,E-mail:805196322@qq.com)
與傳統(tǒng)現澆方式相比,裝配式建造方式不僅可以改善提高施工效率,還能有效降低施工過程中建筑垃圾排放,減少揚塵和噪聲的產生[1]。裝配式建筑供應鏈則是以網鏈的形式將各參與方整合在一起,對于高效推動我國新型城鎮(zhèn)化建設,經濟社會綠色發(fā)展有著不可或缺的作用。
為減少裝配式建筑風險,學者們對其影響因素從不同角度進行了探究。王乾坤等[2]從裝配式建筑供應鏈彈性表現入手,結合理論與實際,構建裝配式建筑彈性供應鏈影響因素指標體系。李乃旭等[3]在總承包商的視角下,通過調查問卷、實地走訪調查的方式構建了風險預警指標體系。黃桂林等[4]基于利益相關者和全生命周期角度進行風險識別,分析研究裝配式建筑綠色供應鏈中風險因素及其相互作用。侯延香等[5]借鑒波特鉆石模型識別出12 項影響因素。魏宏亮等[6]從成本影響因素出發(fā),構建使預制構件成本的關鍵影響因素一目了然的指標體系。周校培等[7]基于供應鏈運作參考模型,從計劃、采購、運輸、退貨及工程施工5 個環(huán)節(jié)分析建筑供應鏈風險來源。齊寶庫等[8]基于裝配式建筑的發(fā)展現狀及其自身特點,經文獻閱讀、實地調研和專家訪談,構建裝配式建筑的風險清單。劉凱等[9]通過具體項目案例,對裝配式建筑設計過程中的風險事件進行識別、歸納。羅祥等[10]從設計、技術、管理、環(huán)境4 個維度進行總結歸納,確立了13 個裝配式建筑成本影響因素。
綜上,關于裝配式建筑供應鏈影響因素研究取得了一定的成果,但由于國內裝配式建筑的應用尚未完全成熟,仍存在風險因素不清晰、模型構建單一導致評價結果失準的問題。因此,本文基于現有研究成果,通過參考相關文獻資料,歸納整理出頻次較高、具有普遍性的風險影響因素,構建風險因素指標體系,再通過建立AHP-DEMATEL 組合模型的方式對裝配式建筑的供應鏈風險影響因素進行探索[11,12]。通過運用ISM-AHP-DEMATEL 組合模型的方法,對各因素的權值不斷運算和調整,深入剖析供應鏈上各因素對我國裝配式建筑風險的影響程度,從而制定相應的風險規(guī)避策略。
通過參考相關文獻中的風險指標,分析裝配式建筑特點,結合裝配式建筑施工現場實際調研,從外部、經濟、組織、裝配、設計、生產運輸6 個方面對裝配式建筑供應鏈的風險因素進行歸納分析。
(1)政府政策調控。在政府政策方面,近年來雖然加大了對裝配式建筑的支持力度,對于符合高新技術條件的裝配式建筑部件生產企業(yè),可享受相關優(yōu)惠政策。但政策出臺并不代表可操作性和監(jiān)管力度能與之同步進行,我國的社會和經濟環(huán)境對裝配式建筑的全面開展有一定約束條件,需要對政策引導機制進一步完善,加強政府的強制力作用。
(2)惡劣氣候影響。由于建筑項目的裝配施工多為戶外作業(yè),運輸至現場的預制構件也會暫存于室外,如遇到洪水、暴雨、地震等自然災害,會使堆放在戶外的預制構件受損,也嚴重拖延建筑工程項目進度,對整個供應鏈都會產生影響。
(1)人、材、機價格波動。人、材、機價格波動是裝配式建筑造價變化的主要原因。建筑工程體型龐大,建設周期較長,且耗材品類復雜多樣,所以人工費、材料費和機械費價格都處于動態(tài)變化之中,單價浮動會極大地影響成本。在構件生產階段,材料費占據較大比重,是主要成本支出;安裝階段,人工費在勞動生產率的影響下浮動變化,機械臺班價格受設備優(yōu)化更新的影響,占比不斷增大,無論是租用還是自有機械,均受價格波動影響顯著。
(2)成本預估偏差較大。目前我國的裝配式建筑發(fā)展還尚未成熟,許多建設單位裝配式建筑成本預算經驗不足,對材料價格預估不合理或產生項目費用疏漏,導致實際費用遠遠高于計劃費用,成本預估偏差較大,對項目資金供應鏈的穩(wěn)定性產生較大影響。
(3)通貨膨脹、利率變動。由于裝配式建筑對進口設備、材料的需求量較大,使之對國際匯率的變化十分敏感,通貨膨脹造成物價上漲,貨幣貶值,加上還需承擔進口材料的貸款利率波動,對經濟風險也會產生一定影響。
(1)利益分配不均。裝配式建筑供應鏈里會涉及到各參與方的利益,在利潤總額一定的前提下,各利益相關者之間是一個此消彼長的關系,若利益分配不均,會激化各參與方的矛盾,產生消極情緒,甚至退出供應鏈,不利于維持供應鏈的穩(wěn)定。
(2)現場管理人員水平不足。施工現場各環(huán)節(jié)的工作效率都受到相關管理水平的制約。由于承包商對裝配式建筑的認知有限,缺乏有裝配式建筑項目工作經驗的現場管理人員,且可供參考借鑒的本土項目施工經驗較少,無法正??刂片F場施工秩序,在應對突發(fā)狀況時往往無法合理處置,都會對組織管理造成很大風險。
(3)工序銜接不合理。工序銜接狀態(tài)合理與否與建設工期緊密相關。設計—生產—裝配在協同管理平臺的支持下有序銜接,才能使工程項目按照施工組織設計的進程執(zhí)行,如果工序之間的銜接出現問題,則會大大降低施工效率,導致供應鏈不連續(xù),延誤施工進度。
(4)各參與方信息不對稱。建筑業(yè)項目龐大,信息涉獵廣泛,涉及的參與方較多。比如業(yè)主方無法識別建設施工單位的優(yōu)劣信息,或者承包商與監(jiān)理方在項目實施過程中為實現共同牟利,信息造假,從而損害業(yè)主利益的行為。每一個節(jié)點的信息誤差,在整個供應鏈的信息傳遞過程中都會被不斷放大,產生若干不確定性因素,對項目參與各方的決策造成困難。
(1)裝配技術不成熟。裝配式建筑施工對操作人員的技術水平有較高要求,在一定程度上,具有專業(yè)技術的工程師數量可以間接反映出該工程的專業(yè)程度。若專家數量較少,大多數施工人員不具備熟練的操作水平,在裝配過程中,極可能出現構件位置產生偏差的狀況,就會因施工質量而導致安全事故的發(fā)生。
(2)裝配工期控制不合理。施工組織設計是對工期控制的指導性文件。在施工組織設計的編制過程中,不僅要參考相關規(guī)范要求,更要結合工程項目的實際結構特點、工作人員效率等情況,嚴格控制工期進度。忽略其一,都會對工期的控制產生負面影響。
(3)安全事故風險。裝配式建筑多為高空作業(yè),所以要在施工作業(yè)前進行有針對性的安全技術交底,非工作人員不得進入作業(yè)區(qū)域;施工過程中,應在臨邊搭設定型化工具式防護欄桿,并規(guī)范佩戴相應的安全防護用品,也要防止高空墜物的發(fā)生,避免對施工人員的安全造成威脅。
(4)返工風險。裝配過程中經常會遇到鋼筋或結構預埋件尺寸偏差過大、混凝土強度不足等問題,簡單者可以在現場進行二次處理,若現場無法處理則要面臨二次返廠加工的風險。我國裝配式建筑施工過程中,并行的參與者較多,上游作業(yè)發(fā)生變化,必定對下游產生影響,造成返工,增大供應鏈風險的不確定性。
(5)機械故障。在裝配過程中,很大程度依賴起重機等吊裝設備,無論是租賃機械還是自有機械,由于機械設備復雜、零件繁多,即使在定期維護的狀態(tài)下,也不排除會出現機械故障的風險。
(1)設計變更。在項目施工過程中,會遇到因業(yè)主需求改變、時間變動發(fā)生的設計變更,或在項目深化設計環(huán)節(jié),因生產流程、設備條件無法滿足設計要求,在時間節(jié)點的約束條件下不得不發(fā)生的設計變更?;谝陨险T因,首先要保證設計的合理性,并對裝配標準和需求進行科學優(yōu)化,避免在后期因此環(huán)節(jié)而對項目的正常運行造成影響。
(2)產品設計與標準不符。由于裝配式建筑的規(guī)則體系尚未完善,衍生出的設計版本多樣化,部分構件個性化與標準化發(fā)生沖突,會產生產品設計與標準不符的情況。
(3)設計技術水平不成熟。由于我國裝配式建筑的發(fā)展尚未完全成熟,設計基礎薄弱,國內設計師的經驗不充足,導致設計施工的可操作性差,缺乏技術創(chuàng)新和集成設計經驗,對預制構件后期運維及外部環(huán)境影響的考慮欠缺,所以在成功案例的經驗吸取方面仍需進一步加強。
(1)預制構件產品質量不合格。構件質量是工程項目質量的基礎,構件產品質量不合格也會導致整個項目無法通過最終的質檢驗收。在進行預制混凝土構件和鋼構件的生產過程中,預制構件廠家是否能夠提供質檢合格的預制構件產品,以及在此過程中,駐廠監(jiān)理工程師能否進行全面的監(jiān)督檢查,都是保證生產質量的關鍵。
(2)預制構件交貨延期。供應商的能力決定構件的生產效率,能力越強,供應商準時交貨率越高。但其中不乏由于構件供應商能力問題,所導致生產廠人員調配率低,無法保證作業(yè)人數,原材料供應不及時等問題,產生預制構件交貨延期的風險。
(3)產品運輸規(guī)劃不合理。我國裝配式建筑發(fā)展較晚,尚未形成完善的配套體系,供應商廠址較為分散。若產品運輸規(guī)劃不合理,沒有安排地理位置最佳的廠址負責生產運輸,不僅浪費人力物力,還會浪費運輸時間,無法保證時效性。
(4)預制構件運輸途中損壞。在裝貨運輸的過程中,容易因擺放方式錯誤而導致底部結構承受過大壓力,出現構件損壞的情況,加之運輸過程道路顛簸,車速不穩(wěn)或遇到極端氣候和交通事故等一些不可抗力的條件下,均可能對預制構件造成影響,甚至導致安全事故的發(fā)生。
(5)缺乏滿足標準的預制構件供應商。目前我國裝配式建筑尚未形成較大規(guī)模,符合標準的預制構件供應商數量不充足。加之沒有構件標準化,協同合作效率低下,無法做到最大限度地合理利用資源配置,難以根據地理位置優(yōu)勢和生產廠商特點進行多渠道供應。
針對上述確定出的22 個影響指標,構建風險影響因素指標體系,如表1 所示。
由于AHP 法忽略了因素之間的相互作用,而DEMATEL 法可對其加以彌補。以AHP-DEMATEL組合模型的方式構建綜合影響程度,弱化二者單獨使用時的片面性問題,較為客觀地計算出影響因素對裝配式建筑供應鏈風險的貢獻度,實現對裝配式建筑風險影響因素的研究。
(1)計算AHP 權重W1。通過運用1~9 標度法,對一級指標B1~B6,二級指標C1~C22進行兩兩比較,分別確定該層級的判斷矩陣,計算AHP 權重W1,并進行一致性檢驗。
(2)構建AHP-DEMATEL 模型,計算影響因素的綜合權重W。再利用專家打分,將0~3 分別定義為兩兩指標之間的影響程度,0 代表“沒有影響”,1 代表“有影響”,2 代表“有較大影響”,3 代表“有很大影響”,隨后對不同指標分別進行比較,得到直接影響矩陣A:
式中,aij表示驅動因素i對驅動因素j的影響程度。
根據歸一化公式,求解標準矩陣:
確定綜合影響矩陣,其中I為單位矩陣:
為進行綜合權重求解,分別計算各個影響因素的影響度(Di)、被影響度(Ri)、原因度(Ni)和中心度(Mi),皆為因素間相互作用的重要體現。
影響度(Di)表示各行影響因素對其他因素的綜合影響值:
被影響度(Ri)表示各列影響因素受到其他因素的綜合影響值:
原因度(Ni)表示因素之間產生的影響。當原因度大于0 時,說明該因素對其他因素產生影響;小于0 則說明該因素受其他因素影響。
中心度(Mi)是該因素的地位與作用的體現,當中心度越大時,說明該因素的重要度越強。
根據下列公式計算影響因素的綜合權重:
運用ISM 模型的目的在于建立揭示系統(tǒng)因素層次關系,將AHP-DEMATEL 模型的綜合權重值與ISM 模型的層次化因素相結合,探究影響裝配式建筑供應鏈風險的關鍵所在。
(1)構建鄰接矩陣。通過專家討論的方式,對各因素之間的關系進行評價打分,構建鄰接矩陣B。
可達矩陣是通過矩陣的形式來描述某一因素經過一定長度的通路后是否可達到另一因素。鄰接矩陣B加上單位矩陣I后得到矩陣(B+I),對(B+I)進行布爾運算,直至(B+I)k-1≠(B+I)k=(B+I)k+1,則稱(B+I)k為可達矩陣。
(2)分解可達矩陣。將可達矩陣B中第Si行所有矩陣元素為1 的列集合,稱之為可達集R(Si);可達矩陣B中第Sj列所有矩陣元素為1 的行集合,稱之為先行集X(Sj)。再根據下列公式求出二者的共同集C(Si)。
(3)確定因素的層級。先獲取的集合C(Si)中元素為表層直接影響因素,后獲取的集合C(Si)中元素為根源因素,根據層級重復步驟直至所有因素的層級確定完畢。
通過填寫調查問卷的方式,向包括設計單位、施工單位、建設單位、監(jiān)理單位、咨詢單位和構件供應商在內的多方利益相關者發(fā)放問卷,共發(fā)放問卷130 份,有效問卷101 份,有效率77.7%?;诒? 所示的22 個風險影響因素指標,根據文中AHP算法步驟,構建裝配式建筑風險影響因素判斷矩陣,并計算各級指標所占權重,且滿足一致性檢驗,如表2 所示。
表2 AHP 各級指標及所占權重
構建AHP-DEMATEL 組合模型,計算風險影響因素影響度、被影響度、原因度、中心度、AHP 權重、綜合權重,得到各影響因素的最終權重,并對所得結果進行排序,結果如表3 所示。AHP-DEMATEL組合模型優(yōu)化后得到的結果表明,現場管理人員管理水平、信息對稱程度、安全事故風險的綜合權重排序靠前。
表3 風險影響因素影響度、被影響度、原因度、中心度、AHP 權重、綜合權重
根據上述確定的22 個影響因素指標,運用ISM模型構建風險影響因素的鄰接矩陣,建立可達矩陣,并進行分解,計算出可達矩陣的可達集R、先行集Q、交集C,結果如表4 所示。
根據表4,繪制裝配式建筑供應鏈風險影響因素的解釋結構圖,如圖1 所示。由圖可知,利率變動、利益分配、現場管理人員管理水平和各參與方信息對稱程度占據在第五層的根本因素中。
表4 裝配式建筑風險影響因素層級梳理
圖1 裝配式建筑風險影響因素解釋結構模型
結合分析AHP–DEMATEL 組合模型的綜合權重排序與ISM 模型的分層結果,現場管理人員水平與信息對稱程度是影響裝配式建筑風險的關鍵因素。
(1)現場管理水平。在實際的施工過程中,由于施工單位所聘用的作業(yè)人員大多為外來務工人員,專業(yè)技術水平參差不齊,操作規(guī)范性有待提高,經常出現施工人員不按規(guī)定進行嚴格的施工,缺乏安全防范意識。在進行現場管理時,不僅要做好對施工人員的安全管理和施工管理工作,定期請專家對施工人員的專業(yè)技能進行培訓,提高施工熟練度。同時也要注重對管理人員管理能力的培訓,管理能力得到改善,可以有效降低施工風險。定期培訓可以提高施工人員對安全施工和規(guī)范施工的重視程度,規(guī)范施工人員的各項行為,使得質量管理中的各項工作更加標準規(guī)范,保障工程施工過程的安全性。
(2)信息對稱程度。目前,若要有效改善裝配式建筑在我國的發(fā)展進程,就需要提高各個行業(yè)部門之間的配合組織與協調能力,從預制部件的設計、供應到現場施工方及各團隊的有效合作都是裝配式建筑發(fā)展所必備的條件,各行業(yè)間的有序銜接為發(fā)展裝配式建筑供應鏈提供強有力的動力。為此在裝配式建筑發(fā)展的前期階段必須充分發(fā)揮市場的主導作用,充分整合各種資源,為裝配式建筑的發(fā)展提供一個便利的環(huán)境。
本文從裝配式建筑生產的六大風險因素出發(fā),構建了影響因素的指標體系,在構建AHP-DEMATELISM 組合模型的基礎上,對影響因素進行賦予權重并排序,找出影響裝配式建筑供應鏈風險的主要影響因素,在參與方眾多的裝配式建筑供應鏈中,為其進行合理的風險評估提供解決思路,提升了風險管控水平,對裝配式建筑的風險管理有一定的參考價值。