基于ISM的裝配式建筑施工質(zhì)量影響因素分析

馬曉旭

【摘? 要】論文圍繞裝配式建筑施工質(zhì)量影響因素之間的關(guān)聯(lián)性以及層次結(jié)構(gòu)劃分的問(wèn)題，通過(guò)文獻(xiàn)研究，識(shí)別出影響裝配式建筑施工質(zhì)量的10個(gè)因素，并建立裝配式建筑施工質(zhì)量影響因素的解釋結(jié)構(gòu)模型，以此分析各層次因素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，將10個(gè)影響因素劃分為淺層直接影響因素、過(guò)渡層間接因素、根源層根本因素，結(jié)合不同因素間關(guān)聯(lián)關(guān)系提出改善質(zhì)量的對(duì)策，為裝配式建筑施工質(zhì)量的提升提供參考。

【Abstract】This paper focuses on the relationship between the factors affecting the construction quality of prefabricated building and the problem of hierarchical structure division. Through literature research， it identifies 10 factors affecting the construction quality of prefabricated building. In this paper， an interpretive structural model of construction quality influencing factors of fabricated buildings is established to analyze the correlation among factors at different levels. Ten influencing factors are divided into shallow direct influencing factors， indirect factors of transition layer and fundamental factors of root layer. The paper puts forward the countermeasures to improve the quality combining with the correlation between different factors， providing reference for the improvement of the construction quality of prefabricated buildings.

【關(guān)鍵詞】解釋結(jié)構(gòu)模型;裝配式建筑;施工質(zhì)量

【Keywords】interpretative structural model; fabricated buildings; construction quality

【中圖分類號(hào)】TU741;TU712+.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?; ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2022）01-0136-04

1 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，裝配式建筑也實(shí)現(xiàn)了蓬勃的發(fā)展，但在其迅猛發(fā)展的同時(shí)，裝配式施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管理也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，質(zhì)量問(wèn)題的頻繁發(fā)生，帶來(lái)了不可忽視的財(cái)產(chǎn)損失。因此，對(duì)裝配式建筑施工質(zhì)量的影響因素進(jìn)行研究，對(duì)于提高裝配式建筑施工質(zhì)量意義重大。

我國(guó)已有諸多學(xué)者對(duì)裝配式建筑施工質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了研究。齊寶庫(kù)等[1]從裝配式建筑階段特點(diǎn)出發(fā)，將裝配式建筑全過(guò)程劃分為前、中、后3個(gè)階段，綜合評(píng)估建筑質(zhì)量。盧文斌[2]主要探討如何應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)裝配式建筑施工全過(guò)程的質(zhì)量進(jìn)行管理。黃佳禎等[3]運(yùn)用粗糙集理論將裝配式建筑施工質(zhì)量評(píng)價(jià)劃分了不同類型，基于此構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并通過(guò)實(shí)例證明了該體系的合理性及科學(xué)性。蘇楊月等[4]通過(guò)對(duì)某裝配式建筑生產(chǎn)施工現(xiàn)場(chǎng)的跟蹤調(diào)查，采用魚刺圖法從5個(gè)角度對(duì)常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行剖析。洪文霞等[5]引入集對(duì)分析理論，利用WBSRBS結(jié)合已有文獻(xiàn)構(gòu)建了包含21個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)的裝配式建筑施工質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。肖陽(yáng)等[6]總結(jié)出裝配式建筑施工質(zhì)量管控中暗含的問(wèn)題，分別從施工現(xiàn)場(chǎng)和預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量管理兩個(gè)方向出發(fā)，提出BIM技術(shù)與質(zhì)量管理的有機(jī)結(jié)合。

以上學(xué)者的成果為施工質(zhì)量的研究打下了一定基礎(chǔ)，但針對(duì)施工質(zhì)量這一系統(tǒng)中各個(gè)影響因素的關(guān)系的研究較少，本文通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的研究，從影響因素內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性出發(fā)，使用ISM明確各個(gè)影響因素的層級(jí)結(jié)構(gòu)以及相互之前的關(guān)聯(lián)關(guān)系，便于日后預(yù)防質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生時(shí)有所側(cè)重，提高裝配式建筑施工質(zhì)量。

2 裝配式建筑質(zhì)量影響因素識(shí)別

本文通過(guò)文獻(xiàn)研究的方法，以“施工質(zhì)量”“裝配式建筑”為關(guān)鍵詞對(duì)中國(guó)知網(wǎng)的中文期刊進(jìn)行檢索，梳理與裝配式建筑質(zhì)量有關(guān)的論文[7-14]，并對(duì)各論文作者所提及的影響因素進(jìn)行整理，最終從人員、構(gòu)配件以及管理協(xié)調(diào)方面總結(jié)了以下影響因素。

2.1 人員技術(shù)水平與責(zé)任意識(shí)

作業(yè)人員由于缺乏實(shí)踐，對(duì)于生產(chǎn)構(gòu)配件的經(jīng)驗(yàn)不足，同時(shí)忽視了構(gòu)件的自檢、復(fù)檢工作，使質(zhì)量不合格的構(gòu)件在市場(chǎng)上流通，且工人質(zhì)量責(zé)任意識(shí)薄弱，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致構(gòu)配件的安裝和操作不熟練，易出現(xiàn)尺寸偏差。

2.2 構(gòu)配件供應(yīng)問(wèn)題

從目前構(gòu)配件生產(chǎn)狀況來(lái)看，因?yàn)檠b配式建筑在我國(guó)起步時(shí)間不長(zhǎng)，對(duì)于生產(chǎn)構(gòu)配件的經(jīng)驗(yàn)較少，因此構(gòu)配件的質(zhì)量較差。并且，構(gòu)件還需借助運(yùn)輸手段從工廠運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)輸途中，構(gòu)配件的保護(hù)措施十分重要。構(gòu)配件進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，對(duì)于構(gòu)配件的堆放和養(yǎng)護(hù)也需要進(jìn)行合理的規(guī)劃，避免因?yàn)榄h(huán)境或其他因素?fù)p壞構(gòu)配件，從而影響建筑的整體質(zhì)量。

2.3 施工機(jī)械與檢測(cè)設(shè)備

構(gòu)配件等物料在出廠時(shí)由于不發(fā)達(dá)技術(shù)檢驗(yàn)手段，無(wú)法精準(zhǔn)檢測(cè)出不合格的配件，可能會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的構(gòu)配件運(yùn)輸?shù)焦さ兀踔吝M(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收合格的構(gòu)配件后期也會(huì)因?yàn)楸ｐB(yǎng)問(wèn)題、違規(guī)使用而造成質(zhì)量問(wèn)題，將質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁到施工方。另外，模板等構(gòu)件結(jié)構(gòu)在操作和安裝過(guò)程中由于缺少精準(zhǔn)的精度校準(zhǔn)工具，使其安裝過(guò)程中極易產(chǎn)生誤差，尤其是安裝體積較大的構(gòu)件時(shí)，如果在沒(méi)有精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)的前提下進(jìn)行安裝，就會(huì)存在安裝偏差，導(dǎo)致安裝失敗。

2.4 施工前的準(zhǔn)備工作

施工準(zhǔn)備工作應(yīng)能覆蓋到工程項(xiàng)目方方面面，對(duì)施工中容易出現(xiàn)的問(wèn)題作出正確判斷，并且能夠基于已知條件提出合理的解決方案。圖紙會(huì)審、技術(shù)交底工作的完成度都會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。作業(yè)人員應(yīng)該多參加圖紙會(huì)審，提升自己的質(zhì)量知識(shí)水平，加強(qiáng)對(duì)圖紙的了解程度，了解構(gòu)配件圖紙與以往傳統(tǒng)圖紙之間的差別，完善裝配式建筑的施工方法。施工方應(yīng)做好所需要的質(zhì)量規(guī)劃，加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的控制。

2.5 管理協(xié)調(diào)問(wèn)題

在做好其他工作的同時(shí)，也不應(yīng)忽略管理協(xié)調(diào)工作的重要性。如果有項(xiàng)目存在溝通協(xié)調(diào)問(wèn)題，例如，圖紙會(huì)審、技術(shù)交底不徹底，組織管理制度不完善，分包商管理不到位等問(wèn)題，若想達(dá)到有效溝通的目的，就需要制定合理的措施和制度，來(lái)輔助建筑項(xiàng)目的高質(zhì)量運(yùn)行。

2.6 政策與規(guī)范

在裝配式建筑發(fā)展過(guò)程中，到目前為止，裝配式建筑的相關(guān)規(guī)范仍不完善，相關(guān)法律法規(guī)也略有缺乏，過(guò)于重視推廣程度反而忘記強(qiáng)調(diào)質(zhì)量的重要性，對(duì)施工質(zhì)量的改善有一定的影響。

影響因素歸納如表1所示。

3 解釋結(jié)構(gòu)模型介紹

1973年，解釋結(jié)構(gòu)模型（Interpretative? Structural? Modeling，ISM）由美國(guó)Warfield教授提出，模型是把一個(gè)繁雜系統(tǒng)分解為諸多子系統(tǒng)或系統(tǒng)要素，將復(fù)雜問(wèn)題力爭(zhēng)簡(jiǎn)單化，先分析不同子系統(tǒng)或系統(tǒng)要素相互之間的直接影響關(guān)系，并將其映射于有向圖，利用計(jì)算工具進(jìn)行布爾邏輯運(yùn)算，最后通過(guò)多層次的結(jié)構(gòu)模型表現(xiàn)因素之間的層次性與關(guān)聯(lián)關(guān)系，來(lái)確定各影響要素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，有針對(duì)性地提出解決問(wèn)題的措施。

本文利用ISM對(duì)施工質(zhì)量的影響因素系統(tǒng)進(jìn)行分析，進(jìn)行層次結(jié)構(gòu)劃分，確定因素之間的關(guān)系，建立裝配式建筑質(zhì)量影響因素的系統(tǒng)模型，得到各質(zhì)量影響要素對(duì)系統(tǒng)的影響度，將影響裝配式建筑質(zhì)量因素劃分為表層直接因素、中間層過(guò)渡因素、根源層根本因素。

具體步驟如圖 1 所示。

4 ISM模型構(gòu)建

4.1 確定鄰接矩陣

主要的影響因素并不是孤立存在的，它們之間往往存在著十分復(fù)雜的關(guān)系，為了對(duì)他們之間的關(guān)系進(jìn)行科學(xué)的研究，特邀請(qǐng)專家對(duì)表1所總結(jié)的10個(gè)因素的影響關(guān)系展開多次討論，最終構(gòu)建出影響因素的鄰接矩陣，具體如下。0表示因素Fi與因素Fj無(wú)影響關(guān)系;1表示因素Fi與因素Fj有影響關(guān)系。

A=

4.2 建立可達(dá)矩陣

可達(dá)矩陣是指系統(tǒng)路徑兩端的因素可以到達(dá)的程度，將鄰接矩陣A加上單位矩陣I，利用布爾代數(shù)運(yùn)算法則，當(dāng)?shù)趉次冪之后的所有乘積相等時(shí)，就得到了可達(dá)矩陣，計(jì)算方式如下：

（A+I）k-1≠（A+I）k=（A+I）k+1=M

可得可達(dá)矩陣M如下：

M=

4.3 級(jí)間分解可達(dá)矩陣，建立解釋結(jié)構(gòu)模型

4.3.1 區(qū)域分解

按照列R（Fi）、行A（Fi）把可達(dá)矩陣中的要素劃分為若干個(gè)區(qū)域，不同區(qū)域的元素不存在相互關(guān)系。得到可達(dá)集合R（Fi）、先行集合A（Fi）和交集A=R（Fi）∩A（Fi），如表2所示。

其中，可達(dá)矩陣中元素Fi對(duì)應(yīng)的行中為1的矩陣元素所對(duì)應(yīng)的列要素的集合為可達(dá)集合R（Fi）。先行集合A（Fi）為可達(dá)矩陣中要素Fi對(duì)應(yīng)的列中，包含有1的矩陣元素所對(duì)應(yīng)的行要素的集合。

4.3.2 級(jí)間分解

對(duì)各要素進(jìn)行層級(jí)分解，可以得到系統(tǒng)中各要素間的層級(jí)關(guān)系，首層表示系統(tǒng)的最終目標(biāo)，下面的一層對(duì)上一層有直接影響。根據(jù)R（Fi）=R（Fi）∩A（Fi）條件進(jìn)行層級(jí)的抽取。對(duì)表2中的i=4要素進(jìn)行分析，由于該級(jí)R（F4）=R（F4）∩

A（F4），該級(jí)最高要素為F4，即L1包含的要素為{F4}。同時(shí)劃去F4所對(duì)應(yīng)的行和列，得到第二層的可達(dá)矩陣，從中尋找新的最高級(jí)因素。最后可得，L2包含的要素集為{F3，F(xiàn)5，F(xiàn)6}，L3包含的要素集{F2，F(xiàn)8，F(xiàn)1}，L4包含的要素集為{F7，F(xiàn)9}，L5包含的要素集為{F10}。

4.3.3 結(jié)構(gòu)模型建立

根據(jù)上述分析，建立結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。

5 模型分析

第一，F(xiàn)10政策規(guī)范完善程度位于L5層，系統(tǒng)的最下層，說(shuō)明該因素能夠?qū)ζ渌蛩禺a(chǎn)生影響，這種影響包括直接影響和間接影響，屬于系統(tǒng)內(nèi)最深層次的根本因素，應(yīng)該給予關(guān)注。

第二，F(xiàn)4構(gòu)配件生產(chǎn)水平因素位于L1層，這說(shuō)明該因素是淺表層的因素，要想控制這個(gè)因素，應(yīng)從其下層因素下手，才能從根本解決這個(gè)問(wèn)題，例如健全相關(guān)質(zhì)量法律法規(guī)，完善前期施工準(zhǔn)備工作，引入高端的施工設(shè)備或機(jī)械，構(gòu)配件的質(zhì)量問(wèn)題有望有效解決。

第三，處于L2層和L4層中間的一共有8個(gè)因素。F1工人的技術(shù)水平、F2工人的質(zhì)量意識(shí)、F3對(duì)關(guān)鍵部位的關(guān)注、F5機(jī)械操作水平、F6高質(zhì)量檢測(cè)工具、F7施工圖紙會(huì)審工作、F8質(zhì)量規(guī)劃、F9項(xiàng)目組織結(jié)構(gòu)是否完善，這些因素都位于過(guò)渡層，在系統(tǒng)中發(fā)揮間接影響作用。

由模型分析結(jié)果可知，裝配式建筑各個(gè)質(zhì)量影響因素間具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，且不同影響因素位于不同層級(jí)，為有效改善我國(guó)現(xiàn)狀，提高施工水平，在此提出以下建議：

第一，政策規(guī)范方面。

政府應(yīng)該著重關(guān)于裝配式建筑質(zhì)量方面的法規(guī)設(shè)立，建議政府盡快制定適合我國(guó)國(guó)情的預(yù)制裝配式建筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，政府部門加強(qiáng)監(jiān)管，對(duì)存在質(zhì)量問(wèn)題的項(xiàng)目予以公示和懲處，刺激市場(chǎng)質(zhì)量良性競(jìng)爭(zhēng)，激發(fā)市場(chǎng)活力。

第二，工人培訓(xùn)。

由于裝配式建筑發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，工人缺乏經(jīng)驗(yàn)，所以應(yīng)對(duì)工人進(jìn)行技術(shù)方面的培訓(xùn)，使大家了解并掌握工藝操作流程，改變?cè)袀鹘y(tǒng)建筑施工中的陋習(xí)惡習(xí)，并向工人強(qiáng)調(diào)質(zhì)量意識(shí)與責(zé)任意識(shí)，明確工人的責(zé)任和權(quán)力，激發(fā)供熱工作熱情，達(dá)成各部門協(xié)同配合。

第三，協(xié)調(diào)管理。

科學(xué)有效地進(jìn)行質(zhì)量管理不但可以促進(jìn)項(xiàng)目的順利進(jìn)行，還能保證裝配式建筑質(zhì)量的提高。協(xié)調(diào)管理就是要將整個(gè)階段的各個(gè)工作系統(tǒng)的考慮，進(jìn)行協(xié)調(diào)與管理，使各個(gè)工作正常進(jìn)行并發(fā)揮更好的作用，這就需要對(duì)各方機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合的統(tǒng)籌規(guī)劃，充分發(fā)揮技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件，合理統(tǒng)籌資源并使之得到充分的利用，串聯(lián)參建各方信息溝通，保證信息的時(shí)效性和共享性，從而改善質(zhì)量問(wèn)題。

第四，施工前準(zhǔn)備工作。

在施工前期，應(yīng)合理地預(yù)測(cè)施工過(guò)程可能出現(xiàn)的情況，并制定細(xì)致的施工質(zhì)量規(guī)劃。對(duì)于企業(yè)技術(shù)人員來(lái)講應(yīng)當(dāng)重視對(duì)圖紙的會(huì)審，同時(shí)編制合理的裝配式施工方案，有利于后續(xù)各項(xiàng)工作的順利進(jìn)行。與此同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)作業(yè)人員的教育培訓(xùn)及技術(shù)交底工作，加強(qiáng)作業(yè)人員操作技術(shù)的掌握程度，保證裝配式建筑各個(gè)工序保質(zhì)保量地完成。

第五，構(gòu)配件管理。

對(duì)于構(gòu)配件的采購(gòu)，要安排專人利用高精度儀器設(shè)備對(duì)構(gòu)配件的質(zhì)量規(guī)格進(jìn)行查驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不合格的配件應(yīng)及時(shí)反饋落實(shí)，簽訂合同時(shí)，應(yīng)在合同條款中列出解決此類問(wèn)題的方案;構(gòu)配件運(yùn)輸前，要根據(jù)施工情況制定安全妥善的運(yùn)輸方案，防止構(gòu)配件在途中發(fā)生損壞，影響構(gòu)配件狀態(tài);構(gòu)配件進(jìn)場(chǎng)時(shí)，要對(duì)其狀態(tài)有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并及時(shí)地保養(yǎng)和存放，防止其因環(huán)境因素?fù)p壞，影響其在施工過(guò)程中發(fā)揮效用，進(jìn)而無(wú)法保證整個(gè)建筑的質(zhì)量水平。

6 結(jié)論

本文運(yùn)用ISM方法對(duì)裝配式建筑質(zhì)量影響因素進(jìn)行分析，主要得到以下結(jié)論：

第一，裝配式建筑質(zhì)量影響因素關(guān)系復(fù)雜且數(shù)量多，可以總結(jié)為以下幾個(gè)因素：F1工人技術(shù)水平、F2人員質(zhì)量意識(shí)、F3對(duì)關(guān)鍵部位的關(guān)注程度、F4構(gòu)配件生產(chǎn)水平、F5機(jī)械操作水平、F6高質(zhì)量檢測(cè)工具、F7施工圖會(huì)審工作、F8缺乏質(zhì)量規(guī)劃、F9項(xiàng)目組織結(jié)構(gòu)完善程度、F10政策規(guī)范完善程度。

第二，運(yùn)用ISM模型將10個(gè)質(zhì)量影響因素劃分到層級(jí)，得到裝配式建筑質(zhì)量主要影響因素的多層遞階結(jié)構(gòu)圖。由結(jié)構(gòu)圖可知：位于系統(tǒng)下層的F10政策規(guī)范程度是根源層的根本因素，能夠?qū)ζ渌蛩禺a(chǎn)生較大影響，應(yīng)該給予足夠的重視。

本研究得出影響裝配式質(zhì)量的因素，并對(duì)其層級(jí)關(guān)系進(jìn)行分析，了解因素間的作用機(jī)制和致使質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)的主要原因，最后結(jié)合模型研究結(jié)果給出建議，進(jìn)一步豐富了我國(guó)質(zhì)量管理理論和知識(shí)，希望為日后有意作出質(zhì)量決策和解決質(zhì)量問(wèn)題的企業(yè)和管理人員提供有價(jià)值的參考。

【參考文獻(xiàn)】

【1】齊寶庫(kù)，李長(zhǎng)福.裝配式建筑施工質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)體系的建立與評(píng)估方法研究[J].施工技術(shù)，2014，43（15）：20-24.

【2】盧文斌.基于BIM技術(shù)的裝配式建筑建設(shè)全過(guò)程管理分析[J].四川水泥，2022（01）：131-132.

【3】黃佳禎，張志盈，賴慧，等.基于粗糙集的裝配式建筑施工質(zhì)量評(píng)價(jià)體系研究[J].西華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，36（05）：84-90.

【4】蘇楊月，趙錦鍇，徐友全，等.裝配式建筑生產(chǎn)施工質(zhì)量問(wèn)題與改進(jìn)研究[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2016，37（11）：43-48.

【5】洪文霞，王閃閃，付傳清.基于改進(jìn)集對(duì)分析法的裝配式建筑施工質(zhì)量評(píng)價(jià)研究[J].項(xiàng)目管理技術(shù)，2019，17（01）：27-35.

【6】肖陽(yáng)，劉為.BIM技術(shù)在裝配式建筑施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用研究[J].價(jià)值工程，2018，37（06）：104-107.

【7】常春光，王嘉源，李洪雪.裝配式建筑施工質(zhì)量因素識(shí)別與控制[J].沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2016，18（01）：58-63.

【8】袁林.裝配式建筑施工質(zhì)量影響因素與控制措施分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（08）：218-219.

【9】白庶，張艷坤，韓鳳，等.基于ISM分析法的裝配式建筑質(zhì)量因素結(jié)構(gòu)分析與對(duì)策研究[J].遼寧經(jīng)濟(jì)，2016（08）：32-35.

【10】戴玉偉.裝配式建筑施工質(zhì)量因素及應(yīng)對(duì)措施[J].江西建材，2019（12）：116-117.

【11】戴大力.裝配式建筑主要存在的問(wèn)題與對(duì)策研究[J].混凝土與水泥制品，2019（08）：77-79.

【12】尹娟.基于探索性因子分析的裝配式建筑質(zhì)量影響因素研究[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2019（14）：42-43.

【13】曾小毛.裝配式建筑施工質(zhì)量因素識(shí)別與控制分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（24）：57+53.

【14】朱琳，呂本富.解釋結(jié)構(gòu)模型的簡(jiǎn)便方法[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2004（12）：1815-1817+1891.