張敏 鄭生欽

(山東建筑大學(xué)管理工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101)

0 引言

在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背景下，裝配式建筑得到快速推廣和應(yīng)用。2020年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》(建標(biāo)規(guī)〔2020〕8號(hào))，提出加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展，促使建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。各地政府也陸續(xù)發(fā)布了裝配式建筑相關(guān)政策，例如，山東省發(fā)布了《山東省“十四五”建筑節(jié)能與綠色發(fā)展規(guī)劃》，提出力爭(zhēng)在10年左右實(shí)現(xiàn)新增建筑占比達(dá)40%以上，其中，濟(jì)南作為全國(guó)首批裝配式建筑示范城市，新增建筑占比應(yīng)達(dá)到50%。為了加快裝配式建筑發(fā)展進(jìn)程，對(duì)裝配式建筑施工過程中的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行研究十分重要。

當(dāng)前，已有國(guó)外學(xué)者對(duì)裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究，例如，Dan dage等[1]通過構(gòu)建解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)和MICMAC模型分析裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互作用；Fard等[2]通過研究裝配式建筑施工事故，指出預(yù)制構(gòu)件連接的穩(wěn)定性是施工安全的主要影響因素。國(guó)內(nèi)學(xué)者也基于不同視角對(duì)裝配式建筑施工安全進(jìn)行了研究，例如，盧錫雷等[3]構(gòu)建了基于熵權(quán)法和層次分析法的建筑施工安全評(píng)價(jià)模型；段永輝等[4]采用結(jié)構(gòu)方程模型對(duì)建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行量化比較，分析各因素之間的作用機(jī)理，明確施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制重點(diǎn)；李皓燃等[5]采用結(jié)構(gòu)方程模型確定裝配式建筑施工安全關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素，并分析各因素間的關(guān)聯(lián)性；吳溪等[6]運(yùn)用馬爾科夫鏈和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分析裝配式建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，并提出風(fēng)險(xiǎn)控制策略；陳偉等[7]運(yùn)用決策實(shí)驗(yàn)室法(DEMATEL)分析裝配式建筑構(gòu)件風(fēng)險(xiǎn)因素的相關(guān)影響，并結(jié)合貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(BN)計(jì)算構(gòu)件風(fēng)險(xiǎn)在多維作業(yè)空間中的傳導(dǎo)路徑。

雖然以上學(xué)者從不同角度對(duì)裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究，但缺乏對(duì)裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素之間相互關(guān)系的深層次研究。因此，本文采用決策實(shí)驗(yàn)室分析法(Decision Making and Trail and Evaluation Laboratory，DEMATEL)識(shí)別裝配式建筑施工的關(guān)鍵因素，并構(gòu)建解釋結(jié)構(gòu)模型(Interpretative Structural Modeling，ISM)劃分層級(jí)，以期為裝配式建筑施工安全管理提供參考。

1 裝配式建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別

基于Web of Science和中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)“裝配式建筑”“施工風(fēng)險(xiǎn)”等關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索。同時(shí)，參考住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部安全事故統(tǒng)計(jì)報(bào)告[8]，將裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素劃分為人員、技術(shù)、機(jī)械、環(huán)境、管理5個(gè)類別，共計(jì)24個(gè)影響因素[9]。裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素初步指標(biāo)體系見表1。

表1 裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素初步指標(biāo)體系

邀請(qǐng)12名來自高校、設(shè)計(jì)院、預(yù)制構(gòu)件廠和建筑企業(yè)的相關(guān)專家對(duì)初步風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行篩選[10]，經(jīng)過多輪探討，得到18個(gè)風(fēng)險(xiǎn)影響因素，構(gòu)建裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見表2。

表2 裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 基于DEMATEL-ISM的裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素模型構(gòu)建

2.1 研究方法

決策實(shí)驗(yàn)室分析法(DEMATEL)是一種利用圖論和矩陣分析各因素之間關(guān)系，確定關(guān)鍵因素，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究方法。解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)通過運(yùn)算可達(dá)矩陣，將變量多、關(guān)系復(fù)雜且結(jié)構(gòu)不清晰風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行層級(jí)劃分[11]。DAMATEL可以計(jì)算出某個(gè)因素在風(fēng)險(xiǎn)因素體系中的重要程度，但不能確定各因素之間的內(nèi)在關(guān)系，而ISM可以運(yùn)用矩陣逐層運(yùn)算，直觀展示各因素之間的邏輯關(guān)系[12]。

2.2 模型構(gòu)建

2.2.1 建立指標(biāo)集合

將裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素體系劃分為18個(gè)指標(biāo)，設(shè)指標(biāo)集合A={Ai|i=1,2,…，n}。

2.2.2 建立直接影響矩陣

對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)因素打分，將影響程度按0、1、2、3、4 劃分為5個(gè)等級(jí)。邀請(qǐng)20名裝配式建筑相關(guān)學(xué)者和施工單位管理人員對(duì)各影響因素打分，比較因素Si對(duì)因素Sj的影響，評(píng)估裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素之間的關(guān)系。采用算數(shù)平均值法消除專家打分的個(gè)體差異性，得到初始的裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素直接影響矩陣A，見表3。

2.2.3 歸一化處理

對(duì)直接影響矩陣進(jìn)行歸一化處理，得到規(guī)范影響矩陣B，公式如下

(1)

2.2.4 計(jì)算綜合影響矩陣

計(jì)算綜合影響矩陣T，公式如下

T=B(I-B)-1

(2)

式中，I為單位矩陣。

建立裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素的綜合影響矩陣T，見表4。

表3 裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素直接影響矩陣A

表4 裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素綜合影響矩陣T

2.2.5 計(jì)算影響度、被影響度、中心度和原因度

計(jì)算影響度Di、被影響度Ci、中心度Mi和原因度Ri，公式如下

(3)

(4)

Mi=Di+Ci

(5)

Ri=Di-Ci

(6)

DEMATEL 計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 DEMATEL 計(jì)算結(jié)果

2.2.6 構(gòu)建可達(dá)矩陣

(1)計(jì)算整體影響矩陣，公式如下

E=T+I

(7)

(2)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化可達(dá)矩陣。通過引入閾值剔除影響程度較小的因素，突出系統(tǒng)中的主要因素。根據(jù)專家建議，考慮系統(tǒng)復(fù)雜程度，最終確定閾值λ=0.09。對(duì)矩陣H中的因素進(jìn)行處理，得到裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素可達(dá)矩陣F。

2.2.7 劃分層次結(jié)構(gòu)

(1)求出可達(dá)集R(xi)和先行集A(xi)。

(2)當(dāng)R(xi)∩A(xi)=R(xi)時(shí)，x4、x5、x6、x8、x10、x11、x12、x13為第一層影響因素，在矩陣中劃去上述因素對(duì)應(yīng)的行列。同理，得到第二層影響因素x1、x9、x17，第三層影響因素x2、x7，第四層影響因素x3、x16、x18，第五層影響因素x15，第六層影響因素x14。

綜上所述，構(gòu)建裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

3 結(jié)果分析

3.1 DEMATEL模型分析

(1)從影響度來看，排名前三的因素依次為安全管理制度S15、施工政策環(huán)境S14、安全教育及培訓(xùn)S16，表明這三個(gè)因素對(duì)其他因素的影響最大。

(2)從被影響度來看，構(gòu)件連接的可靠度S6、構(gòu)件安裝技術(shù)的可靠性S5、吊點(diǎn)設(shè)置的合理性S4被影響度最大，說明這三項(xiàng)因素受其他因素的影響最大。

(3)從中心度來看，作業(yè)人員安全意識(shí)S1、作業(yè)人員技術(shù)水平S2、現(xiàn)場(chǎng)管理人員風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力S17三個(gè)因素的中心度數(shù)值較大。因此，在裝配式建筑施工中應(yīng)注重對(duì)作業(yè)人員的管理。

(4)原因因素從高到低排序?yàn)槭┕ふ攮h(huán)境S14、安全管理制度S15、作業(yè)人員技術(shù)水平S2、安全教育及培訓(xùn)S16、安全措施費(fèi)投入S18、作業(yè)區(qū)域天氣變化與氣候狀況S12、安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的成熟度S7。這些因素是裝配式建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)的原因因素，應(yīng)予以高度重視。其中，S2屬于人員風(fēng)險(xiǎn)因素，說明作業(yè)人員的技術(shù)水平是裝配式建筑安全施工的前提條件。

(5)結(jié)果因素排名前三的分別為吊點(diǎn)設(shè)置的合理性S4、構(gòu)件安裝技術(shù)的可靠性S5、構(gòu)件連接的可靠度S6，說明在裝配式建筑施工過程中，這三項(xiàng)因素更容易受其他因素影響。

3.2 ISM模型分析

(1)L6為深層因素，應(yīng)高度重視施工政策環(huán)境S14。

(2)L1為淺層次因素，該層次因素主要涉及作業(yè)人員施工和施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，說明人的行為、設(shè)備的狀態(tài)以及施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境會(huì)對(duì)裝配式建筑施工產(chǎn)生直接影響。

圖1 裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素層次結(jié)構(gòu)

(3)L2～L4為中層因素，會(huì)對(duì)淺層次因素產(chǎn)生影響。其中，作業(yè)人員安全意識(shí)S1和現(xiàn)場(chǎng)管理人員識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)能力S17具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。因此，施工單位強(qiáng)化作業(yè)人員安全意識(shí)，提升現(xiàn)場(chǎng)管理人員識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)能力，以降低施工過程風(fēng)險(xiǎn)。

4 對(duì)策與建議

(1)人員風(fēng)險(xiǎn)管理方面。施工企業(yè)應(yīng)重視安全教育及培訓(xùn)工作，通過人才引進(jìn)、重點(diǎn)培養(yǎng)等方式儲(chǔ)備專業(yè)人才，為安全施工創(chuàng)造前提條件。

(2)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理方面。裝配式建筑施工較為復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員需要具備專業(yè)知識(shí)和操作能力，因此，施工企業(yè)應(yīng)重視操作人員的專業(yè)培訓(xùn)。同時(shí)，加大在技術(shù)方面的投入，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和施工技術(shù)，提高施工效率。

(3)機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)管理方面。吊裝是裝配式建筑施工的重要環(huán)節(jié)，在施工過程中要定期檢查機(jī)械設(shè)備情況，排除設(shè)備故障，及時(shí)更換磨損零件，確保機(jī)械設(shè)備運(yùn)行良好，減少機(jī)械設(shè)備導(dǎo)致的安全事故。

(4)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理方面?，F(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境是指施工現(xiàn)場(chǎng)文明施工情況和周邊環(huán)境對(duì)裝配式建筑施工的影響，包括作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置安全指示牌、圍擋，避免噪聲污染、廢棄物污染等。

(5)管理制度方面。施工政策環(huán)境和安全管理制度是裝配式建筑施工最根本的影響因素。建筑企業(yè)應(yīng)建立健全安全管理制度，通過運(yùn)用信息技術(shù)加強(qiáng)施工安全管理。政府部門應(yīng)建立施工管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和制度，加大對(duì)施工企業(yè)的監(jiān)管力度。

5 結(jié)語(yǔ)

本文基于Web of Science和中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)文獻(xiàn)，建立了裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)因素指標(biāo)體系，運(yùn)用DEMATEL-ISM法劃分風(fēng)險(xiǎn)因素層級(jí)，并提出具體對(duì)策與建議，可為裝配式建筑施工安全管理提供參考。