戴宏杰DAI Hong-jie

（上海新晃空調(diào)設(shè)備安裝工程有限公司，上海 201600；上海新晃空調(diào)設(shè)備股份有限公司，上海 201600）

0 引言

機電一體化裝配式建筑是把傳統(tǒng)建造方式中大量現(xiàn)場作業(yè)轉(zhuǎn)移到工廠進行，在工廠中提前加工制作好建筑用構(gòu)件和配件，通過可靠連接方式現(xiàn)場裝配安裝而成。機電一體化裝配式建筑項目采用標準化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、智能化應(yīng)用、信息化管理的現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式，具有污染少、噪音小、工期短、速度快、使用勞動力少等優(yōu)勢，已逐漸成為建筑業(yè)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展主要方向[1]。2022 年新開工裝配式建筑面積達8.1 億平方米，較去年增長9.46%。近年來，對裝配式建筑的政策支持力度有所加大，2016 年、2017 年國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》《關(guān)于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》，2022 年初發(fā)布了《“十四五”建筑節(jié)能和綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》，住建部提出到2025 年裝配式建筑要占新建建筑比例30%以上，機電一體化裝配式建筑市場需求仍將持續(xù)高速增長。

傳統(tǒng)的DBB（Design-Bid-Build，設(shè)計－招標－建造）建筑模式已經(jīng)不能滿足機電一體化裝配式建筑快速增長的需要，很容易造成設(shè)計、采購、實施、總裝脫節(jié)，而EPC（Engineering Procurement Construction）模式是目前國內(nèi)外的領(lǐng)先模式，為集設(shè)計、采購、實施、總裝于一體的工程總承包模式，在整體把控質(zhì)量和工期上有明顯優(yōu)勢[2]，在《關(guān)于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》《關(guān)于加快新興建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見中》相關(guān)指導意見中指出，裝配式建筑應(yīng)積極大力推廣工程EPC 總承包模式。但機電一體化裝配式建筑相比于傳統(tǒng)的建筑項目整體生產(chǎn)環(huán)節(jié)增多，各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，裝配式建筑項目管理復雜度較高，這將導致在設(shè)計、采購、實施和總裝階段產(chǎn)生更多的風險因素。目前傳統(tǒng)的建筑項目風險管理模式是將設(shè)計、采購、施工不同階段進行獨立風險管理，因此，EPC 模式下的機電一體化裝配式建筑的風險管理還需進一步探索完善。本文將基于EPC 模式下，識別設(shè)計、采購、實施、總裝全周期四個階段的風險因素和指標，使用失效模式與影響分析法（Failure Mode Effects Analysis，簡稱FMEA）和逼近理想解排序法（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，簡稱TOPSIS），定性和定量相結(jié)合的方式進行風險評價并對風險因素提出有效控制措施，規(guī)避較大風險，提升EPC 模式下機電一體化裝配式項目的風險控制能力，促進裝配式建筑行業(yè)良性發(fā)展。

1 EPC 模式下機電一體化裝配式項目的風險評價指標體系

近年來對裝配式建筑項目的風險研究逐漸增多，李強年和王喬喬基于NB-IoT 技術(shù)對裝配式建筑吊裝安全風險進行了研究，以生產(chǎn)要素為劃分基礎(chǔ)，從人員、物料設(shè)備、技術(shù)工藝、環(huán)境、管理五大維度識別裝配式建筑的安全風險[3]；花陽陽等基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了包含業(yè)主、設(shè)計、施工、材料商、監(jiān)理和政策幾個方面的裝配式建筑進度風險體系[4]；高鵬[5]、陳浩楠等[2]、荀泊源[6]都基于EPC 模式下研究裝配式建筑風險，其中識別的風險維度均包含設(shè)計階段、采購階段、施工階段。本文通過對上海新晃空調(diào)設(shè)備安裝工程有限公司2016 年承接上海建工醫(yī)院三樓新院區(qū)的機電一體化裝配式項目的跟進研究及大量文獻分析、專家訪談，從EPC 模式全壽命周期流程和項目實操環(huán)節(jié)出發(fā)，將風險識別為設(shè)計階段風險、采購階段風險、實施階段風險、現(xiàn)場總裝階段風險，并識別出15 個風險評價指標。

1.1 風險因素識別

1.1.1 設(shè)計階段風險因素識別

設(shè)計階段作為機電一體化裝配式建筑項目流程中的首要環(huán)節(jié)，設(shè)計階段對項目投資影響重大，設(shè)計和優(yōu)化甚至直接決定了機電一體化裝配式項目的費用支出，因此設(shè)計階段的風險把控是保障EPC 模式下項目順利開展的關(guān)鍵。設(shè)計階段包括技術(shù)策劃，初步設(shè)計，技術(shù)設(shè)計，施工圖設(shè)計和構(gòu)件加工圖設(shè)計，此外，還要根據(jù)圖紙布局進行BIM 建模，包括暖通風系統(tǒng)、暖通水系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、排風系統(tǒng)、強電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)等的模型建立，設(shè)備分類編碼。

在設(shè)計階段的風險因素為：設(shè)計標準化、設(shè)計可施工性、設(shè)計變更和環(huán)境影響評估風險。設(shè)計標準化含義為根據(jù)機械加工制造標準化理念，在構(gòu)建的制作、設(shè)計、安裝上符合公差，建立裝配式構(gòu)建協(xié)調(diào)標準，保障建筑構(gòu)建的施工質(zhì)量和安裝精度；設(shè)計可施工性意為設(shè)計的全系統(tǒng)及構(gòu)件、配件是否可依照預(yù)定程序順利施工安裝；設(shè)計變更意為后期根據(jù)實際采購、實施及總裝實際情況對原設(shè)計進行修改變更；環(huán)境影響評價簡稱環(huán)評，環(huán)評風險指根據(jù)實際裝配式項目的不同，對建設(shè)項目實施后可能造成的環(huán)境影響分析、預(yù)測和評估，提出預(yù)防或減輕環(huán)境影響的方法、措施。

1.1.2 采購階段風險因素識別

采購階段是機電一體化裝配式建筑項目籌集所需材料和構(gòu)件的重要環(huán)節(jié)，在采購前應(yīng)做好充分的市場調(diào)研和詢價工作，選擇可靠有技術(shù)能力、生產(chǎn)能力的供應(yīng)商尤為重要。采購階段要與供應(yīng)商簽訂合同，制定合理采購計劃，做好采購進度安排，明確所需的各種建筑原材料、構(gòu)件配件、生產(chǎn)設(shè)備、施工設(shè)備、施工器具等。受國家政策和市場供需影響，設(shè)備和建筑原材料的價格也隨之波動，因此采購計劃要結(jié)合市場變化，確保運輸裝卸順利，使設(shè)備和建筑原材料按時按量到達施工現(xiàn)場。因此，采購階段的風險因素為：供應(yīng)商的生產(chǎn)能力和質(zhì)量控制能力、供應(yīng)商的價格和交貨期、運輸裝卸風險和合同管理風險。

1.1.3 實施階段風險因素識別

實施階段是在現(xiàn)場總裝階段前還原現(xiàn)場1：1 搭建拆裝過程，在拆裝過程中會保存一些中小結(jié)構(gòu)的構(gòu)件安裝，該階段主要是應(yīng)用于一些大型的機電一體化裝配式建筑項目，實施階段由于提前試搭建，對施工方案進行檢驗、調(diào)整，大大提高了現(xiàn)場總裝的成功率和容錯率。裝配式建造的設(shè)備相較于傳統(tǒng)建造方式使用率更高，EPC 總承包模式下涉及的施工方更多、工序更繁雜，需要良好的溝通和施工組織協(xié)調(diào)，一方面，提前解決因設(shè)計原因可能造成的施工碰撞或難度增加等問題，另一方面需要按照施工方案組織人、材、機順利建造，具備成功竣工條件[2]。因此，實施階段的風險因素為：施工方案合理性，施工工藝的規(guī)范性、可操作性，機電總裝與現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)沖突。

1.1.4 現(xiàn)場總裝階段風險因素識別

現(xiàn)場總裝階段是機電一體化裝配式建筑項目現(xiàn)場施工和構(gòu)件組裝的環(huán)節(jié)。經(jīng)過實施階段第一次組裝后，采取貼二維碼方式進行編碼，分組歸類，在原來模組規(guī)劃的基礎(chǔ)上重新調(diào)整，使分組更合理，符合施工工序。同時，現(xiàn)場基礎(chǔ)硬件設(shè)施也進行對應(yīng)編碼，作業(yè)人員根據(jù)編碼的位置，進行了安裝方位交底和作業(yè)順序交底。此外，現(xiàn)場總裝的安全生產(chǎn)管理和操作人員安全問題是該階段的主要問題，要制定具體的進度計劃，保證建筑材料和預(yù)制構(gòu)件按時進場，在專業(yè)操作人員的團隊協(xié)作下，確保吊裝的安全和高效。因此，現(xiàn)場總裝階段的風險因素為：現(xiàn)場人員的技術(shù)水平和安全意識，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境的安全性，現(xiàn)場作業(yè)過程中的質(zhì)量控制和現(xiàn)場作業(yè)過程中的進度控制。

1.2 風險評價指標體系構(gòu)建

通過案例分析法、文獻分析法和專家訪談法，歸納出EPC 模式下機電一體化裝配式建筑項目設(shè)計、采購、實施階段風險、現(xiàn)場總裝的四個階段15 個風險影響因素，形成表1 的EPC 模式下機電一體化裝配式建筑項目風險評價指標體系。

表1 EPC 模式下機電一體化裝配式建筑項目風險評價指標體系

2 機電一體化裝配式建筑項目的風險評價

風險評價是風險管理的關(guān)鍵步驟，考慮機電一體化裝配式建筑行業(yè)的專業(yè)性和新興性，本文運用定性、定量相結(jié)合的風險評價方法，包括專家打分法、FMEA、TOPSIS。第一步，使用FMEA 來分別獲取項目風險指標的風險嚴重度（Severity，簡稱S）、風險頻率（Occurrence，簡稱O）、風險可檢測度（Detection，簡稱D）三個評價值；第二步，使用TOPSIS 法來得到風險指標的重要度，完成項目風險指標排序。

2.1 基于FMEA 的風險指標SOD 評價

失效模式與影響分析法（Failure Mode Effects Analysis，簡稱FMEA）是工程管理中常見的一種可靠性分析工具，可以用來進行質(zhì)量管理和設(shè)計，也可以進行風險管理預(yù)防性的分析工作。FMEA 一般是以團隊協(xié)作的形式，通過專家組成員的專業(yè)知識和行業(yè)經(jīng)驗，深入挖掘分析項目中的潛在失效模式，采取定量和定性結(jié)合的方法，客觀、科學的評價潛在的失效風險因素。本部分首先運用FMEA，首先確定SOD 的評判標準，而后借助專家打分法來獲取各項風險指標的風險嚴重度（S）、風險發(fā)生的頻率（O）和風險的可檢測度（D）。

2.1.1 確定S-O-D 評判標準

①風險嚴重度S。

根據(jù)機電一體化裝配式項目的重要績效指標進度和成本，對風險嚴重程度等級建立評分標準如表2 所示。

表2 機電一體化裝配式建筑項目FMEA 風險嚴重程度評分表

②風險發(fā)生頻率O。

根據(jù)風險發(fā)生的可能性把風險頻率O 劃分為5 個等級，建立風險發(fā)生頻率評分標準如表3 所示。

表3 機電一體化裝配式建筑項目FMEA 風險發(fā)生頻率評分表

③風險可檢測度D。

根據(jù)風險的檢測可能性，把可檢測度D 劃分為5 個等級，建立風險頻率評分標準如表4 所示。

表4 機電一體化裝配式建筑項目FMEA 風險可檢測度評分表

2.1.2 確定S-O-D 的評分

本次邀請機電一體化裝配式建筑行業(yè)兩名專家及資深裝配式建筑項目經(jīng)理來共同評分，根據(jù)風險評價指標的潛在失效模式的危害進行風險嚴重度S、風險頻率O、風險可檢測度D 打分，如表5 所示。

表5 機電一體化裝配式建筑項目風險指標SOD 評分表

2.2 基于TOPSIS 的風險指標重要度評價

逼近理想解排序法（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，簡稱TOPSIS）是一種多準則決策方法，利用理想點和反理想點所構(gòu)成的空間，通過計算排序方案對于理想點的相對貼近度進行排序。在本文中，將以FMEA 法的風險嚴重度S、風險頻率O、風險可檢測度D 作為15 個風險指標的決策屬性來進行量化計算分析，進而做出15 個指標的風險重要度排序。

第一步：構(gòu)建原始決策矩陣Y，確定風險最大方案和風險最小方案。

將15 個機電一體化裝配式建筑項目風險指標作為15 個決策方案，F(xiàn)MEA 法的三個維度風險嚴重度S、風險頻率O、風險可檢測度D 作為每個指標的3 個屬性，構(gòu)建15 行3 列的矩陣Y1，其中yij為矩陣元素。風險最大方案和風險最小方案是根據(jù)需要排序的方案的性質(zhì)、設(shè)計的能力以及各屬性在過去曾出現(xiàn)過的最大（?。┲?，記風險最大方案為E=（e1，…em），風險最小方案為L=（l1，…，lm，），得到17行3 列的增廣決策矩陣Y2：

第二步：對增廣決策矩陣Y2標準化。

為了對各項指標更公正比較和評估，對Y2進行標準化處理，于是得到標準化后的矩陣Y′2。

第三步：加權(quán)標準化矩陣，將風險嚴重度S、風險頻率O、風險可檢測度D 三個屬性的權(quán)重視為相同，其權(quán)重值為，代入矩陣后，得到加權(quán)標準化矩陣。

第五步：計算15 個機電一體化裝配式建筑項目風險排序方案和理想點的相對貼近度。設(shè)對應(yīng)于第i 個排序方案，Ci值越大，說明Si與Ii+越貼近，說明第i 個方案的風險重要度越高。

最終計算出15 個機電一體化裝配式建筑項目風險排序方案Ci值如表6 所示。

3 機電一體化預(yù)制式建設(shè)項目的風險控制措施

基于FMEA 法和TOPSIS 法，計算得出EPC 模式下機電一體化裝配式建筑項目設(shè)計、采購、實施、總裝四個階段15 個風險評價指標的重要度，如圖1 所示。根據(jù)四個階段的關(guān)鍵風險指標，本文將提出針對性風險控制措施以期降低機電一體化預(yù)制式建設(shè)項目的全周期風險。

3.1 強化溝通協(xié)調(diào)，提升設(shè)計可施工性、穩(wěn)定性

EPC 模式下機電一體化裝配式建筑項目在設(shè)計階段的指標重要度排序依次為設(shè)計可施工性、設(shè)計變更、設(shè)計標準化和環(huán)境影響評估。在設(shè)計階段應(yīng)加強各項目參與方溝通交流，建立起有效的信息交流機制，以BIM（Building Information Modeling 建筑信息模型）為基礎(chǔ)，對項目設(shè)計、質(zhì)量、成本等多方面進行協(xié)同數(shù)字化管控，避免在設(shè)計階段因構(gòu)件設(shè)計偏差造成圖紙偏差、加工偏差等誤差，減少設(shè)計變更，提升相關(guān)構(gòu)件及原材料的可施工性、標準性，強化裝配式建筑工程項目的設(shè)計質(zhì)量和裝配成功率。

3.2 建立穩(wěn)定的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化物流體系

EPC 模式下機電一體化裝配式建筑項目在采購階段的關(guān)鍵指標為供應(yīng)商的價格和交貨期、供應(yīng)商的生產(chǎn)能力和質(zhì)量控制能力、運輸裝卸風險，三個指標的重要度均大于0.45。機電一體化裝配式建筑項目的構(gòu)件、原材料均來自供應(yīng)商，因此應(yīng)當進行供應(yīng)商的篩選和評估，可通過數(shù)字化分析各供應(yīng)商的項目背景、資質(zhì)、規(guī)模、技術(shù)、價格、交貨期等因素，科學選擇合適供應(yīng)商，并適量備選幾家優(yōu)勢互補的供應(yīng)商，嚴格合同管理，建立長期、穩(wěn)定、可靠的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)，確保生產(chǎn)構(gòu)件及原材料的質(zhì)量穩(wěn)定、備料計劃合理，并對供應(yīng)商進行交貨期的信息化管理，定期供應(yīng)商培訓和績效評價，維持穩(wěn)定合作關(guān)系。此外，還應(yīng)優(yōu)化物流配送，制定構(gòu)件運輸和堆放的管理制度，根據(jù)采購和實施計劃制定合理運輸計劃，做好運輸保護，減少運輸損耗。

3.3 制定合理施工方案，嚴格裝配施工工序

EPC 模式下機電一體化裝配式建筑項目在施工階段的關(guān)鍵指標依次為施工工藝的規(guī)范性、可操作性，施工方案合理性及機電總裝與現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)沖突。實施環(huán)節(jié)是裝配式建筑項目的重要環(huán)節(jié)，涉及到施工準備、施工方案規(guī)劃、預(yù)構(gòu)件的進場及安裝連接，因此在實施階段要制定合理嚴謹?shù)氖┕し桨?，嚴格按照施工工藝和安裝順序進行實施，通過實施階段的1：1 還原現(xiàn)場，對構(gòu)件、設(shè)備進行二維碼編碼，分組歸類，使分組更科學符合施工工序，以提前提高施工可操作性和規(guī)范性，對與現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)沖突的情況，在放線和總裝的程序間出具BIM 模型，完成碰撞測試，確保預(yù)組裝產(chǎn)品可以順利組立。

3.4 提升裝配式項目組人員的技術(shù)水平和安全意識，嚴格施工進度把控

EPC 模式下機電一體化裝配式建筑項目在現(xiàn)場總裝階段的關(guān)鍵指標依次為現(xiàn)場人員的技術(shù)水平和安全意識，現(xiàn)場作業(yè)中的進度控制以及現(xiàn)場作業(yè)中的質(zhì)量控制。首先，需要定期對機電一體化裝配式項目組成員及施工人員開展技能培訓及安全知識培訓；其次，選聘一些成熟項目組的技術(shù)人員定期到其他項目組輪值，傳授裝配式安裝技術(shù)和項目經(jīng)歷；另外，為了保障裝配作業(yè)的安全性，要嚴格選用持有崗位資格證書的項目管理人員和施工人員，落實全員安全生產(chǎn)責任制，定期開展安全應(yīng)急演練，夯實安全基礎(chǔ)。