姜 琳，周克祥，潘 輝

（天津城建大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，天津 300384）

裝配式建筑是我國(guó)建筑業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)向資源循環(huán)型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、供給側(cè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)改革的重要抓手[1]，我國(guó)幅員遼闊，各地政策導(dǎo)向、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、工程定額標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)工藝等方面存在較大差異[2]，因此,探索一條適合各地自身狀況的有效發(fā)展路徑將成為建筑工業(yè)化進(jìn)程中面臨的實(shí)際問題.近年來，針對(duì)裝配式建筑發(fā)展問題國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究，張淇等[3]通過構(gòu)建解釋結(jié)構(gòu)模型探討了大連市裝配式建筑發(fā)展的制約因素；王志強(qiáng)等[4]則通過搭建演化博弈模型研究框架辨析了地方政府監(jiān)管力度與建設(shè)單位主動(dòng)采用裝配式建筑的影響關(guān)系；劉東衛(wèi)等[5]則通過對(duì)比中日兩國(guó)裝配式住宅集成技術(shù)的演變歷程，歸納了自主創(chuàng)新能力對(duì)我國(guó)裝配式建筑發(fā)展的重要性；Nduka[6]、Ogunde 等[7]通過問卷調(diào)查、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法，揭示了不同地區(qū)、政策背景、經(jīng)濟(jì)狀況下阻礙裝配式建筑推廣的主要原因；Aladeloba[8]、Steinhardt 等[9]則基于實(shí)際項(xiàng)目，闡述了不同因素對(duì)裝配式建筑推廣影響的差異性.

鑒于此，在上述學(xué)者對(duì)裝配式建筑影響因素研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，借助Vensim PLE 軟件構(gòu)建裝配式建筑發(fā)展系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并以天津市為例進(jìn)行方程的參數(shù)估計(jì).在模型有效性檢驗(yàn)通過的基礎(chǔ)上，根據(jù)政府部門相關(guān)文件及天津裝配式建筑發(fā)展態(tài)勢(shì)，假設(shè)了6 條調(diào)控情景，并據(jù)此設(shè)定了12 條天津裝配式建筑發(fā)展路徑，試圖以動(dòng)態(tài)、前瞻的視角探索天津裝配式建筑發(fā)展新思路.

1 裝配式建筑發(fā)展影響因素分析

裝配式建筑發(fā)展是一個(gè)囊括城市經(jīng)濟(jì)體系、社會(huì)人口狀況、技術(shù)資源集成程度、理論科研水平、政府規(guī)制力度的多維集合[10].本文在倪國(guó)棟[11]、李強(qiáng)年[12]、金長(zhǎng)宏[13]等學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，從經(jīng)濟(jì)體系、社會(huì)市場(chǎng)、技術(shù)軌道、理論科研四個(gè)層面對(duì)裝配式建筑發(fā)展的作用關(guān)系依次展開分析.

1.1 經(jīng)濟(jì)體系層面影響裝配式建筑發(fā)展的因素

城市的經(jīng)濟(jì)狀況與裝配式建筑的發(fā)展存在一定的相關(guān)性，建筑業(yè)是城市發(fā)展的基礎(chǔ)民生工程，對(duì)城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)起到促進(jìn)作用的同時(shí)也激發(fā)了城市經(jīng)濟(jì)的活力.反之，城市的經(jīng)濟(jì)、城鎮(zhèn)化率對(duì)擴(kuò)充裝配式住宅市場(chǎng)的供給空間也將起到積極正向的驅(qū)動(dòng)作用.經(jīng)濟(jì)的需求拉動(dòng)了建筑業(yè)產(chǎn)值的增長(zhǎng)和帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上中下游本土建筑企業(yè)的發(fā)展，二者相互融合、共同促進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化的宏偉目標(biāo).

經(jīng)濟(jì)與裝配式住宅市場(chǎng)的作用關(guān)系體現(xiàn)在以下幾方面.一方面，對(duì)于房地產(chǎn)開發(fā)商而言，寬松的貸款利率會(huì)激發(fā)企業(yè)的生產(chǎn)性及投資性需求，當(dāng)銀行機(jī)構(gòu)有較高或較低的貸款利率時(shí)，房地產(chǎn)開發(fā)商會(huì)考慮投資成本和收益率，建造成本達(dá)到一定的閾值將會(huì)抑制或促進(jìn)開發(fā)商的投資需求，市場(chǎng)供給因此將發(fā)生改變；站在消費(fèi)者角度，人均可支配收入相對(duì)穩(wěn)定的情況下，過高的首付門檻、貸款利率及貸款周期，會(huì)拉低消費(fèi)者需求，作用在住宅市場(chǎng)上就是需求量的緊縮.另一方面，土地出讓金及相關(guān)稅收是當(dāng)?shù)卣?cái)政收入的主要來源，當(dāng)住宅需求量大的時(shí)候，交易成本會(huì)水漲船高，供給市場(chǎng)會(huì)加大投入，帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng).然而，一旦局勢(shì)相反，供給市場(chǎng)會(huì)減少投入，導(dǎo)致房地產(chǎn)行業(yè)經(jīng)濟(jì)蕭條，政府稅收相應(yīng)的也將減少.因此，經(jīng)濟(jì)層面在裝配式推進(jìn)過程中的影響因素可以概括為裝配式建筑總效益[14]、城市GDP[15]、人均可支配收入[16]、建造成本[17]、交易成本[18]等.

1.2 社會(huì)市場(chǎng)層面影響裝配式建筑發(fā)展的因素

人口總量與裝配式住宅需求量整體呈現(xiàn)正相關(guān)的趨勢(shì)，人口的增長(zhǎng)會(huì)加劇城市各種資源的稀缺，進(jìn)而對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度造成一定影響，最直接的體現(xiàn)就是人均收入水平的下降與家庭年均收入的減少，當(dāng)商品房?jī)r(jià)格波動(dòng)幅度不大時(shí)，房?jī)r(jià)收入比將加大.居民購(gòu)買意愿隨之降低，從而對(duì)裝配式住宅市場(chǎng)需求和房地產(chǎn)開發(fā)商投資產(chǎn)生影響. 同理，人口總量維持在城市可承載的合理范圍內(nèi)，會(huì)使居民的房?jī)r(jià)收入比減少，居民可用于住房上的資金會(huì)對(duì)應(yīng)增加，從而提升居民購(gòu)買意愿.

人口結(jié)構(gòu)也是造成裝配式住宅供需市場(chǎng)波動(dòng)的潛在因素，對(duì)于適婚年齡段的青年人，對(duì)住宅有著剛性需求，該群體人均可支配收入是所有年齡層相對(duì)較高的，龐大的適婚年齡群體會(huì)促進(jìn)房屋住宅市場(chǎng)的需求量.除適婚年齡段外，其余人群市場(chǎng)需求的關(guān)系主要是住房改善、不動(dòng)產(chǎn)投資理財(cái)與家庭年收入之間的關(guān)系，因此20—35 歲群體成為了住宅市場(chǎng)的主力軍.與之不同的是在老齡人口與20 歲以下的人口中，這一類群體收入水平明顯降低，住房消費(fèi)傾向也會(huì)受到嚴(yán)重影響.總的來說，人口是房地產(chǎn)市場(chǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)核心，住宅是滿足人類基本生活需求的民生工程，二者密不可分；同時(shí)又會(huì)有居民購(gòu)買意愿[19]、建設(shè)單位開發(fā)意愿[20]、人均住房面積[21]等中間變量來共同作用于裝配式住宅市場(chǎng)供需與社會(huì)人口之間的關(guān)系.

1.3 技術(shù)軌道層面影響裝配式建筑發(fā)展的因素

技術(shù)軌道是指通過研發(fā)、創(chuàng)新、整合等一系列活動(dòng)，在裝配式建筑各種邊界以及技術(shù)壁壘不斷刷新、打破過程中積累形成的一條特定且不可逆的工藝流程，其最終目的是提高生產(chǎn)效率、降低建造成本.因此，技術(shù)軌道層面促進(jìn)裝配式建筑發(fā)展的途徑則是通過降低建造成本提升建設(shè)單位開發(fā)意愿.

現(xiàn)澆建筑作為傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型行業(yè)，建造成本費(fèi)用的管理主要從控制建筑原材料成本、人工費(fèi)、施工機(jī)械使用費(fèi)等方面入手.對(duì)建筑材料成本的控制，主要通過材料員嚴(yán)控材料的收發(fā)程序和手續(xù)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定額供料，避免材料堆積造成浪費(fèi)；另外，還可在材料生產(chǎn)階段從降低生產(chǎn)能耗、提高生產(chǎn)效率等環(huán)節(jié)入手；對(duì)于人工費(fèi)用的控制，主要通過提高勞動(dòng)生產(chǎn)率或合理統(tǒng)籌制定施工組織計(jì)劃、多單位聯(lián)動(dòng)管理來實(shí)現(xiàn)降低人工費(fèi)用的目的.對(duì)于預(yù)制構(gòu)件繁多、施工安裝技術(shù)要求較高的裝配式建筑而言，技術(shù)軌道會(huì)將產(chǎn)業(yè)鏈上設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、施工等階段進(jìn)行多專業(yè)、多單位協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)管理，通過資源、信息、技術(shù)等要素的高度集中，以此來實(shí)現(xiàn)建造成本的節(jié)約.例如，設(shè)計(jì)規(guī)劃階段需要考慮預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品的流水線適應(yīng)性、生產(chǎn)廠商倉(cāng)庫(kù)的存儲(chǔ)量、構(gòu)件運(yùn)輸?shù)某杀镜葍?nèi)容；施工安裝階段要考慮的不僅僅是垂直運(yùn)輸機(jī)械的使用費(fèi)，更要關(guān)注預(yù)制構(gòu)件供應(yīng)的及時(shí)性，合理布局施工場(chǎng)地預(yù)制構(gòu)件堆放區(qū)域；同時(shí)還需注重工程質(zhì)量，減少因質(zhì)量缺陷帶來的不必要成本的損耗，包括預(yù)制構(gòu)件不合格的返工及返修成本、原材料檢驗(yàn)成本等，以此促使裝配式建筑增量成本趨于合理化，提升建設(shè)單位主動(dòng)開發(fā)預(yù)制住宅項(xiàng)目的意愿.因此，行業(yè)技術(shù)軌道維度則通過裝配式施工能力[22]、構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化水平[23]、構(gòu)件廠商生產(chǎn)能力[24]、設(shè)計(jì)效率[25]等因素對(duì)裝配式建筑發(fā)展產(chǎn)生影響.

1.4 理論科研層面影響裝配式建筑發(fā)展的因素

理論科研層面對(duì)裝配式建筑發(fā)展的作用主體主要以科研機(jī)構(gòu)、高等院校等產(chǎn)業(yè)鏈上游組織群體為主進(jìn)行發(fā)散影響.裝配式建筑系列部品構(gòu)件、技術(shù)等理論方面的研究首先會(huì)干預(yù)房地產(chǎn)開發(fā)商的投資意愿，性能優(yōu)越、標(biāo)準(zhǔn)化水平較高的構(gòu)件能達(dá)到節(jié)省成本、縮減建設(shè)工期、提升工程質(zhì)量的目的，此時(shí)，建設(shè)單位開發(fā)意愿強(qiáng)烈. 相反，產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)研發(fā)階段資源整合能力較弱，則會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件生產(chǎn)成本較高、連接難度較大、施工成本較高等局面的出現(xiàn)，使得建設(shè)單位開發(fā)裝配式建筑的意愿偏低.因此，通過鞏固科研機(jī)構(gòu)的資源要素投入，夯實(shí)裝配式建筑基礎(chǔ)理論科研根基，來激發(fā)上游企業(yè)組織群體在部品構(gòu)件、新型建筑材料、構(gòu)件連接技術(shù)等方面的研發(fā)創(chuàng)新能力的方式，對(duì)于推動(dòng)裝配式建筑深度發(fā)展具有重要意義.

因?yàn)檠b配式建筑構(gòu)配件大多是在工廠進(jìn)行預(yù)制，需要提前完成各類套管孔洞預(yù)留、水平及豎向預(yù)制構(gòu)件數(shù)量位置確定、多專業(yè)多單位策劃等前期大量的信息集成性工作，因此，項(xiàng)目全生命周期需要既有裝配式豐富施工經(jīng)驗(yàn)又有管理生產(chǎn)活動(dòng)所需的其他學(xué)科專業(yè)知識(shí)的T 型復(fù)合人才.可依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行多專業(yè)、多單位協(xié)同設(shè)計(jì)，在提高設(shè)計(jì)效率的同時(shí)為后續(xù)參建單位施工作業(yè)提供技術(shù)、施工工藝咨詢等服務(wù)保障.綜上，該層面影響裝配式建筑的主要因素有科研投入[26]、T 型人才[27]、建筑企業(yè)從業(yè)人員[28]等.

2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的構(gòu)建

2.1 系統(tǒng)邊界假設(shè)

本研究借助系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，探索裝配式建筑發(fā)展最佳路徑，建模過程中邊界以外的要素不會(huì)對(duì)模型敏感性、精確性造成較大影響.考慮到數(shù)據(jù)的可獲取性及模型的實(shí)用性，故將裝配式建筑研究范圍界定為民用住宅，仿真起止時(shí)間為2015—2030 年，仿真步長(zhǎng)為1 年.

2.2 模型構(gòu)建及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

基于裝配式建筑發(fā)展影響因素的分析，在咨詢相關(guān)專家及借鑒霍正剛[29]、潘越[30]等運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在裝配式建筑領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)上繪制了裝配式建筑發(fā)展因果回路圖（見圖1），主要反饋環(huán)如下：

圖1 裝配式建筑發(fā)展因果回路

（1）裝配式建筑面積→+扶持力度→+監(jiān)管機(jī)制→+采用EPC 管理模式概率→+協(xié)作團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)→-建造成本→-交易成本→+居民購(gòu)買意愿→+PC 住房需求→+建設(shè)單位開發(fā)意愿→+裝配式建筑面積（正反饋回路，長(zhǎng)度9）；

（2）裝配式建筑總效益→+GDP→+人均GDP→+人均可支配收入→-房?jī)r(jià)收入比→+居民購(gòu)買意愿→+PC 住房需求→+建設(shè)單位開發(fā)意愿→+裝配式建筑面積→+裝配式建筑總效益（負(fù)反饋回路，長(zhǎng)度8）；

（3）監(jiān)管機(jī)制→+采用EPC 管理模式概率→+協(xié)作團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)→-建造成本→+建設(shè)單位開發(fā)意愿→+裝配式建筑面積→+扶持力度→+監(jiān)管機(jī)制（負(fù)反饋回路，長(zhǎng)度6）.

基于因果回路圖中各要素間的邏輯結(jié)構(gòu)與相互關(guān)系，在經(jīng)過一系列推導(dǎo)驗(yàn)證后引入了一些間接或次間接影響裝配式建筑發(fā)展的中介變量如房?jī)r(jià)、房屋新開工面積等因素，構(gòu)建裝配式建筑發(fā)展存流圖如圖2所示.在前文分析的基礎(chǔ)上結(jié)合系統(tǒng)論思想，確定了7個(gè)狀態(tài)變量、7 個(gè)速率變量、22 個(gè)輔助變量、12 個(gè)常量共計(jì)48 個(gè)變量，并將模型劃分為經(jīng)濟(jì)發(fā)展子系統(tǒng)、社會(huì)市場(chǎng)子系統(tǒng)、技術(shù)軌道子系統(tǒng)以及理論科研子系統(tǒng).其中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展子系統(tǒng)包括裝配式建筑總效益、城市GDP、人均可支配收入等變量；社會(huì)市場(chǎng)子系統(tǒng)則包括PC 住房需求、建設(shè)單位開發(fā)意愿、房屋新開工面積等變量；技術(shù)軌道子系統(tǒng)包括構(gòu)建廠商生產(chǎn)能力、標(biāo)準(zhǔn)體系完善度等；而理論科研子系統(tǒng)則包括科研投入、T型人才等變量.

圖2 裝配式建筑發(fā)展存量流量

各子系統(tǒng)相輔相成、相互作用，共同揭示了裝配式建筑發(fā)展的運(yùn)行原理，其之間的內(nèi)在機(jī)理如圖3 所示.經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)市場(chǎng)、技術(shù)軌道、理論科研四大子系統(tǒng)共同作用于裝配式建筑的發(fā)展，裝配式建筑產(chǎn)生一定的規(guī)模效益后對(duì)社會(huì)市場(chǎng)有一個(gè)正向的調(diào)控作用，同時(shí)市場(chǎng)上的供給量與需求量引發(fā)的價(jià)格波動(dòng)也將反饋到經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中；裝配式建筑技術(shù)軌道是建筑工業(yè)化進(jìn)程中，相關(guān)建筑單位必須采取的統(tǒng)一的設(shè)計(jì)模式、施工工藝選擇、構(gòu)件尺寸標(biāo)準(zhǔn)等一系列路線.技術(shù)軌道的完善將會(huì)極大地推動(dòng)裝配式建筑的規(guī)模，理論科研作為技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)研究會(huì)逐漸引導(dǎo)技術(shù)軌道趨于完善，同時(shí)科研對(duì)裝配式建筑產(chǎn)生的規(guī)模效益會(huì)產(chǎn)生一定的助推效果.

圖3 各子系統(tǒng)內(nèi)在機(jī)理示意

2.3 方程參數(shù)估計(jì)——以天津市為例

在系統(tǒng)存量流量圖建立的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，選取天津市作為實(shí)證分析對(duì)象，數(shù)據(jù)主要來源為中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒、天津市統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站、中經(jīng)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)、天津市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)官網(wǎng)、CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)及相關(guān)文獻(xiàn).模型函數(shù)關(guān)系式共51 個(gè)，涉及函數(shù)種類主要包括表函數(shù)、積分函數(shù)、常量函數(shù).參數(shù)估計(jì)方法包括算術(shù)平均值法、回歸分析法、文獻(xiàn)借鑒賦值、專家咨詢法等.下面以文獻(xiàn)借鑒賦值加以說明：徐勇戈等[31]在裝配式建筑增量成本的實(shí)證研究中模擬分析了預(yù)制裝配率為65%的條件下每平方米所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為407.68 元，環(huán)境效益為2 766.31 元/m2. 基于此，本文將PC 經(jīng)濟(jì)效益與PC 環(huán)境效益擬定為常數(shù)，即PC 經(jīng)濟(jì)效益為0.040 8；PC 環(huán)境效益為0.276 6.

2.4 模型有效性檢驗(yàn)

為驗(yàn)證模型的可行性及實(shí)用性需要對(duì)模型進(jìn)行有效性檢驗(yàn)，有效性檢驗(yàn)是衡量模型仿真精度的一種測(cè)試方法，是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各指標(biāo)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)仿真趨勢(shì)吻合度的直接檢驗(yàn).在考慮變量數(shù)據(jù)獲取難易程度后，選取天津市常住人口、天津市GDP 總量與房屋新開工面積三項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行有效性檢驗(yàn)，結(jié)果顯示（見表1）三項(xiàng)積分變量絕對(duì)誤差均小于5%，表明模型參數(shù)的賦值能較好地?cái)M合天津市裝配式建筑發(fā)展的演變趨勢(shì).

表1 模型有效性檢驗(yàn)

3 裝配式建筑發(fā)展路徑設(shè)定

裝配式建筑發(fā)展內(nèi)部結(jié)構(gòu)各變量具有動(dòng)態(tài)的屬性，伴隨著時(shí)間的變化而變化.為較客觀、準(zhǔn)確地模擬其動(dòng)態(tài)的演變趨勢(shì)，在對(duì)模型有效性檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)住建部頒布的《“十三五”裝配式建筑行動(dòng)方案》及系統(tǒng)發(fā)展的基本要素，選取經(jīng)濟(jì)發(fā)展子系統(tǒng)下的GDP 增長(zhǎng)率、社會(huì)市場(chǎng)子系統(tǒng)下的人口自然增長(zhǎng)率、理論研究子系統(tǒng)下的PC 研究增長(zhǎng)率、技術(shù)軌道子系統(tǒng)下的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量4 個(gè)變量為控制變量，通過對(duì)仿真結(jié)果的分析，這4 個(gè)變量能較好地反映裝配式建筑發(fā)展的動(dòng)態(tài)演變趨勢(shì).

3.1 調(diào)控情景假設(shè)

基于上述4 個(gè)控制變量的選取，在綜合考慮后，假設(shè)了以下6 條調(diào)控情景.

（1）自然增長(zhǎng)型.本情景為其他情景參照數(shù)據(jù)集，在維持現(xiàn)有各子系統(tǒng)相互關(guān)系及發(fā)展?fàn)顟B(tài)模式下，仿真模擬天津裝配式建筑發(fā)展趨勢(shì)，為衡量其他情景發(fā)展效果提供依據(jù).

（2）經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)型.天津自2016 年來經(jīng)濟(jì)下跌，盡管市住建委提出到2020 年裝配式建筑占新建建筑面積比例達(dá)30%的目標(biāo)，但在經(jīng)濟(jì)下滑的背景下裝配式建筑發(fā)展必然受到影響. 基于此，在其他輔助變量不變的情況下，根據(jù)天津市經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿?，將該情景下GDP 平均增長(zhǎng)速率由0.059 調(diào)整為0.063.

（3）人口驅(qū)動(dòng)型.人口是發(fā)展的基礎(chǔ)要素，裝配式建筑作為實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化的重要途徑，加之各級(jí)政府的大力推廣，取締傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑亦是必然趨勢(shì).隨著國(guó)家二胎政策的放開，裝配式建筑的市場(chǎng)需求量將會(huì)提升.2015 年天津市常住人口自然增長(zhǎng)率為0.23‰，2016 年為1.83‰，2017 年為2.8‰，整體呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，綜合考慮人口發(fā)展趨勢(shì)，將該情景下人口自然平均增長(zhǎng)率由1.58‰調(diào)整為1.60‰.

（4）科研驅(qū)動(dòng)型.科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，行業(yè)技術(shù)的完善離不開基礎(chǔ)的理論研究，通過對(duì)中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索，發(fā)現(xiàn)裝配式建筑相關(guān)的研究在2016 年呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，研究視角也在不斷豐富，在綜合考慮其研究趨勢(shì)后，將裝配式建筑研究年平均增長(zhǎng)率由0.215 設(shè)定為0.220.

（5）政府驅(qū)動(dòng)型. 目前天津市已頒布的裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范包括剪力墻設(shè)計(jì)規(guī)程、混凝土構(gòu)件驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、裝配率計(jì)算細(xì)則等系列文件15 余項(xiàng)，而住建部頒布國(guó)家層面的標(biāo)準(zhǔn)為13 余項(xiàng)，結(jié)合天津市裝配式建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃將行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量設(shè)定為20.

（6）協(xié)調(diào)發(fā)展型. 此情景為情景2～5 數(shù)據(jù)集的組合，將GDP 增長(zhǎng)率、人口自然增長(zhǎng)率、PC 研究增長(zhǎng)率、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量均提高至設(shè)定數(shù)據(jù)以此仿真模擬2015—2030 年天津市裝配式建筑發(fā)展效果.

3.2 裝配式建筑發(fā)展路徑設(shè)定

以上假設(shè)的調(diào)控情景并不能完全真實(shí)地反映系統(tǒng)內(nèi)各要素的變化規(guī)律，因此，在咨詢相關(guān)專家的基礎(chǔ)上設(shè)置了現(xiàn)狀延續(xù)、單一驅(qū)動(dòng)、雙向融合、全面協(xié)調(diào)發(fā)展4 種模式共12 類裝配式建筑發(fā)展仿真路徑，如表2 所示.其中，現(xiàn)狀延續(xù)模式包含一條發(fā)展路徑，該模式各控制變量數(shù)值均不改變即維持現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r；單一驅(qū)動(dòng)模式包含4 條發(fā)展路徑，此模式只改變4 個(gè)控制變量中某一個(gè)變量的值；而雙向融合模式則包含6 條發(fā)展路徑，通過改變4 個(gè)變量中兩個(gè)變量的數(shù)值來模擬裝配式建筑的發(fā)展?fàn)顩r；全面協(xié)調(diào)發(fā)展模式則是通過同時(shí)改變4 個(gè)變量的值來預(yù)測(cè)裝配式建筑的發(fā)展效果，此模式包含一條發(fā)展路徑.

表2 天津裝配式建筑發(fā)展路徑設(shè)定

4 仿真結(jié)果分析與發(fā)展路徑選取

4.1 天津裝配式建筑發(fā)展路徑仿真結(jié)果分析

在上述天津裝配式建筑發(fā)展路徑設(shè)定的基礎(chǔ)上，借助Vensim PLE 軟件進(jìn)行仿真模擬，如圖4 所示. 圖4a 為現(xiàn)狀延續(xù)與單一驅(qū)動(dòng)模式下裝配式建筑規(guī)模仿真值. 此時(shí)，自然增長(zhǎng)型路徑裝配式建筑面積將達(dá)到2 133.12 萬m2；單一驅(qū)動(dòng)模式下路徑S（科研驅(qū)動(dòng)型）裝配式建筑規(guī)模為2 231.4 萬m2，高于該模式下的其他路徑；排名第二的路徑G（政府驅(qū)動(dòng)型）面積為2 148.46 萬m2，經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)型下優(yōu)先發(fā)展經(jīng)濟(jì)帶來的效果是GDP 總量雖高于其他路徑但裝配式建筑規(guī)模卻是12 條路徑中最低的.究其原因，海港貿(mào)易及石油化工作為天津經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)，在優(yōu)先發(fā)展經(jīng)濟(jì)的情況下側(cè)重點(diǎn)依然是海港運(yùn)輸及傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，裝配式建筑作為建筑工業(yè)化的主要映射體，其工業(yè)化程度仍然較為薄弱，同時(shí)呈現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)也不太顯著.

圖4 裝配式建筑面積仿真值結(jié)果

從圖4b 可以看出：雙向融合模式下的S-G（科研-政府融合型）路徑，到2030 年裝配式建筑規(guī)模為2 246.74萬m2，高于單一驅(qū)動(dòng)模式下路徑S 的2 231.4萬m2；值增量仿真面積為15.34 萬m2，這表明政府部門對(duì)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的合理制定及科學(xué)研究的大力投入能對(duì)裝配式建筑規(guī)模產(chǎn)生較為積極的作用.與之不同的是路徑E-P（經(jīng)濟(jì)-人口融合型）為雙向融合模式6 條路徑中裝配式建筑規(guī)模最低的一條，僅為2 122.53 萬m2，仿真極差為124.21 萬m2.此外，2030 年協(xié)調(diào)發(fā)展型路徑C 裝配式建筑規(guī)模為2 236.36 萬m2，低于路徑S-G 及P-S.

2030 年天津市裝配式建筑面積占新建建筑面積比例的仿真值如圖5 所示.從圖5a 可知：自然增長(zhǎng)型路徑到2030 年裝配式建筑面積占新建建筑面積的比例為68.65%；單一驅(qū)動(dòng)模式下裝配式建筑面積占新建建筑面積的比例范圍在68.06%～71.81%區(qū)間內(nèi)，其中，路徑E（經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)型）比例最低.而雙驅(qū)動(dòng)模式下6條路徑比例仿真值則相對(duì)接近（見圖5b），上下限比例極差為3.99%.

圖5 裝配式建筑面積占新建建筑面積比例仿真結(jié)果

裝配式建筑總效益仿真值如圖6 所示.圖6a 表示現(xiàn)狀延續(xù)與單一驅(qū)動(dòng)模式下天津裝配式建筑總效益趨勢(shì).仿真結(jié)果顯示：隨著天津裝配式建筑面積的不斷擴(kuò)增，產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐漸形成，到2030 年自然增長(zhǎng)型路徑裝配式建筑總效益達(dá)677.052 億元；同時(shí)天津市GDP總量將達(dá)到25 947.2 億元（見圖7），裝配式建筑產(chǎn)生的總效益占天津GDP 總量的2.61%.而在單一驅(qū)動(dòng)模式下，2030 年天津裝配式建筑總效益最大值為科研驅(qū)動(dòng)型路徑的708.246 億元，最小值為經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)型路徑的671.282 億元.

圖6 裝配式建筑總效益仿真結(jié)果

圖7 天津市GDP 仿真結(jié)果

圖6b 表明了雙向融合及全面協(xié)調(diào)發(fā)展模式下2030 年裝配式建筑總效益的仿真值，最高的是科研-政府融合型路徑的713.117 億元，最低的是經(jīng)濟(jì)-人口融合型路徑的673.69 億元，極差為39.427 億元.天津GDP 仿真結(jié)果如圖7 所示.經(jīng)濟(jì)-科研融合型路徑下天津GDP 總量達(dá)到27 468.2 億元，為所有路徑最高，相對(duì)于經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)型路徑的27 461.6 億元有所上升.導(dǎo)致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是，在加大科研力度之后，裝配式建筑面積上升幅度最明顯，產(chǎn)生的總效益也將隨之提高；同時(shí)優(yōu)先發(fā)展經(jīng)濟(jì)的情況下天津GDP 總量所呈現(xiàn)的趨勢(shì)亦會(huì)優(yōu)于其他路徑.值得注意的是，經(jīng)濟(jì)-科研融合型路徑下天津GDP 總量比最低的人口-政府融合型路徑高出近1 520 億元，此外，協(xié)調(diào)發(fā)展型路徑下天津GDP 總量到2030 年為27 472.2 億元.

4.2 天津裝配式建筑發(fā)展路徑選擇

結(jié)合天津市裝配式建筑“十三五”發(fā)展規(guī)劃相關(guān)文件精神及目前全國(guó)裝配式建筑發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)仿真結(jié)果的分析，以天津裝配式建筑規(guī)模大小及產(chǎn)生效益總量即最大化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)增值為遴選標(biāo)準(zhǔn)，提出適合天津裝配式建筑發(fā)展方向的是雙向融合模式下的科研-政府融合型路徑，即理論科研與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的發(fā)展新思路. 2030 年該路徑下裝配式建筑面積將達(dá)到2 246.74 萬m2，產(chǎn)生的總效益（生態(tài)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益之和）為713.117 億元.

5 結(jié)論及建議

上述12 條路徑中每條路徑均對(duì)裝配式建筑規(guī)模產(chǎn)生了不同程度的影響.其中，科研-政府驅(qū)動(dòng)型路徑對(duì)天津裝配式建筑發(fā)展產(chǎn)生的效果最為顯著，協(xié)調(diào)發(fā)展型路徑次之，單一驅(qū)動(dòng)模式下的經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)型路徑稍顯不足，結(jié)合研究結(jié)果提出以下建議.

（1）擴(kuò)充裝配式建筑相關(guān)理論方面的研究. 天津市作為全國(guó)教育資源的領(lǐng)跑者，要堅(jiān)持技術(shù)、科技、材料創(chuàng)新在建筑工業(yè)化進(jìn)程全局中的核心地位.應(yīng)積極構(gòu)建裝配式建筑一線科研人員激勵(lì)機(jī)制并制定獎(jiǎng)勵(lì)細(xì)則，進(jìn)一步完善科研經(jīng)費(fèi)管理，提高科研系統(tǒng)的運(yùn)作效率.此外，在建筑工業(yè)化進(jìn)程中還應(yīng)積極加大裝配式建筑成本優(yōu)化、施工工藝改進(jìn)、質(zhì)量管控、安全吊裝等方面的科研攻關(guān)力度；積極探索木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)與BIM 技術(shù)融會(huì)貫通的高效生產(chǎn)方式，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，助推建筑企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí).

（2）加大研發(fā)投入. 加大研發(fā)投入包括兩方面內(nèi)容，其一是積極鼓勵(lì)企業(yè)加大相關(guān)研發(fā)的投入，大力完善企業(yè)研發(fā)財(cái)政補(bǔ)貼制度.對(duì)一些在高新技術(shù)方面投入大量研發(fā)成本的企業(yè)實(shí)行稅收減免制度及財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)制度，推動(dòng)大型企業(yè)進(jìn)行工程技術(shù)研究中心、預(yù)制構(gòu)件技術(shù)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、智慧工地研究中心等機(jī)構(gòu)的聯(lián)合培育，發(fā)揮天津?yàn)I海新區(qū)全國(guó)創(chuàng)新型城市的示范帶頭作用，空間上形成“濱海新區(qū)創(chuàng)新+裝配式建筑”的輻射格局.另一方面是加大科研機(jī)構(gòu)的研發(fā)投入，依托天津市優(yōu)質(zhì)的科研力量，鼓勵(lì)裝配式建筑基礎(chǔ)理論的研究，建立促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合工作推進(jìn)機(jī)制；進(jìn)一步加強(qiáng)與上下游企業(yè)之間的聯(lián)動(dòng)性，系統(tǒng)整合技術(shù)、平臺(tái)、資金等資源要素，更好促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈融合、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、價(jià)值增值內(nèi)部之間的良性互動(dòng)，形成“研發(fā)-反饋-改進(jìn)”的良性循環(huán)鏈條.

（3）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的完善. 在提高“行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量”這一變量的數(shù)值后，計(jì)算機(jī)最終仿真結(jié)果表明，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的完善對(duì)裝配式建筑的規(guī)模聚集至關(guān)重要.多專業(yè)制定裝配式建筑系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是行業(yè)形成規(guī)模效應(yīng)的關(guān)鍵法寶，也是產(chǎn)業(yè)鏈深度融合發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié). 目前，天津市裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)體系主要包括剪力墻設(shè)計(jì)規(guī)程、施工圖設(shè)計(jì)審查指南、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、混凝土構(gòu)件驗(yàn)收規(guī)程等文件，但在產(chǎn)業(yè)鏈上游設(shè)計(jì)、中游構(gòu)件生產(chǎn)及現(xiàn)場(chǎng)施工、下游物業(yè)管理環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)體系并不健全. 因此，在建筑工業(yè)化進(jìn)程中一方面應(yīng)聚焦衛(wèi)生間、廚房、陽(yáng)臺(tái)、地下室側(cè)壁等關(guān)鍵部位，強(qiáng)化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)；另一方面應(yīng)制定涵蓋設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)件運(yùn)輸、構(gòu)件吊裝、施工、裝修、驗(yàn)收等全產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)體系框架.

（4）完善激勵(lì)政策. 產(chǎn)業(yè)鏈上各企業(yè)組織群體承擔(dān)著改善民生工程、建設(shè)品質(zhì)工程項(xiàng)目的艱巨任務(wù)，在推進(jìn)建筑工業(yè)化進(jìn)程中起著“先鋒隊(duì)”的作用.企業(yè)組織群體要時(shí)刻圍繞實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)增值、推進(jìn)建筑工業(yè)化進(jìn)程的終極使命，在實(shí)際工程項(xiàng)目建設(shè)中，要做到協(xié)同管理，發(fā)揮出自身優(yōu)勢(shì)的作用，而真正要讓上中下游企業(yè)形成良好的信息、資源、技術(shù)等要素的反饋傳遞效應(yīng)，就需要相關(guān)政府部門完善激勵(lì)機(jī)制.首先就是要建立科學(xué)合理的裝配式建筑規(guī)模獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，對(duì)實(shí)施裝配式建筑一定規(guī)模以上的項(xiàng)目堅(jiān)持物質(zhì)、精神、口頭等正向激勵(lì)；其次，完善優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈上相關(guān)企業(yè)群體的扶持政策和公共服務(wù)，幫助企業(yè)引進(jìn)更多的技能人才；最后，從裝配率、預(yù)制率等指標(biāo)著手，對(duì)達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目，在辦理施工許可證、預(yù)售證、渣土外運(yùn)等相關(guān)建設(shè)用證時(shí)，考慮為其開辟相應(yīng)的綠色通道.