牛昌林,王飛飛,李強(qiáng)年
(1.蘭州理工大學(xué) 土木工程學(xué)院,甘肅 蘭州730050,E-mail:916932737@qq.com;2.甘肅建投科技研發(fā)有限公司,甘肅 蘭州 730050)
目前我國(guó)建筑業(yè)是以現(xiàn)澆作業(yè)和勞動(dòng)密集型為特點(diǎn)的傳統(tǒng)建造方式為主,存在污染嚴(yán)重、建造成本高、生產(chǎn)效率低及工期長(zhǎng)等不足。隨著我國(guó)人口紅利的逐漸消失,傳統(tǒng)的建造方式已然不能適應(yīng)當(dāng)下的發(fā)展進(jìn)程,需要向建筑工業(yè)化轉(zhuǎn)型。國(guó)家自2016 年開(kāi)始積極出臺(tái)多項(xiàng)相關(guān)政策推廣裝配式建筑,例如國(guó)務(wù)院下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》中明確提出,力爭(zhēng)用10年左右時(shí)間使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%。裝配式建筑在各項(xiàng)政策的支持下迎來(lái)了快速發(fā)展的機(jī)遇,同時(shí)也面臨著愈來(lái)愈激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
裝配式建筑所涉及的參與方相比傳統(tǒng)建筑更多,各實(shí)施環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系也更密切,所以有必要將供應(yīng)鏈的集成化管理思想應(yīng)用于裝配式建筑,加快裝配式建筑工業(yè)化進(jìn)程,提高其競(jìng)爭(zhēng)力。正如英國(guó)著名供應(yīng)鏈管理學(xué)家Martin Christopher[1]的觀點(diǎn),真正的競(jìng)爭(zhēng)不是企業(yè)與企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng),而是供應(yīng)鏈與供應(yīng)鏈之間的競(jìng)爭(zhēng)。本文參考建筑供應(yīng)鏈的相關(guān)概念[2~4]及裝配式建筑的特點(diǎn),認(rèn)為裝配式建筑供應(yīng)鏈應(yīng)該是在工程項(xiàng)目全生命周期之內(nèi),各項(xiàng)目參與方通過(guò)合同委托、實(shí)施方案的合作博弈等復(fù)雜的交互關(guān)系,進(jìn)而形成包含設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、裝配過(guò)程的具有協(xié)調(diào)性的活動(dòng)組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并在此過(guò)程中實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈整體利益最大化的同時(shí),各參與方的利益也能得到保障。供應(yīng)鏈管理在實(shí)現(xiàn)裝配式建筑項(xiàng)目的成功交付方面發(fā)揮著重要作用。
裝配式建筑供應(yīng)鏈已成為學(xué)界的熱點(diǎn)議題,且研究多圍繞風(fēng)險(xiǎn)管理、信息管理和交易成本、可持續(xù)效果、績(jī)效評(píng)價(jià)等開(kāi)展。如王翔等[5]利用因子分析法,識(shí)別出影響裝配式建筑供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)在于制造階段。劉平等[6]在契合性分析的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了基于BIM 的裝配式建筑供應(yīng)鏈信息流集成模型,并對(duì)模型架構(gòu)和各階段的應(yīng)用進(jìn)行分析。Zhang 等[7]研究發(fā)現(xiàn),裝配式建筑供應(yīng)鏈管理成本主要受政府宣傳力度、構(gòu)配件的質(zhì)量、模具質(zhì)量的影響。王建華等[8]認(rèn)為,由制造商通過(guò)基于收益比例的成本補(bǔ)貼策略對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行補(bǔ)貼時(shí),可促進(jìn)整條供應(yīng)鏈的成本最優(yōu)化。安凱歌等[9]通過(guò)分析EPC視角下裝配式建筑供應(yīng)鏈,實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈交易成本量化。Luo 等[10]研究了香港的裝配式建筑供應(yīng)鏈管理過(guò)程,發(fā)現(xiàn)裝配延遲、構(gòu)配件生產(chǎn)過(guò)剩、交付周期長(zhǎng)是阻礙供應(yīng)鏈運(yùn)行的重要因素。也有學(xué)者從可持續(xù)效果[11]和績(jī)效評(píng)價(jià)[12,13]等方面進(jìn)行了研究。
綜上所述,學(xué)界關(guān)于裝配式建筑供應(yīng)鏈的研究還處在理論研究與定性分析階段,對(duì)影響裝配式建筑供應(yīng)鏈各因素的相互關(guān)系及其作用機(jī)理尚待深入研究。識(shí)別出裝配式建筑供應(yīng)鏈的影響因素有助于提高行業(yè)的運(yùn)行效率。因此,本文運(yùn)用模糊層次分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process,F(xiàn)AHP)和決策實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室(DEMATEL)組合模型,以整條裝配式建筑供應(yīng)鏈為視角,分析設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、裝配4 個(gè)階段以及外部因素等5 方面的影響因素,對(duì)裝配式建筑供應(yīng)鏈的影響程度進(jìn)行量化比較,旨在探究影響供應(yīng)鏈的主要影響因素,以便促進(jìn)裝配式建筑工業(yè)化發(fā)展,同時(shí)提高裝配式建筑供應(yīng)鏈的管理效力。
從“中國(guó)知網(wǎng)”數(shù)據(jù)庫(kù)中以“裝配式建筑供應(yīng)鏈”為關(guān)鍵詞,檢索并整理出95 篇文獻(xiàn),其中包含期刊文獻(xiàn)、碩博論文、會(huì)議文章,并在“Web of Science”數(shù)據(jù)庫(kù)中以“prefabricated construction supply chain”為關(guān)鍵詞,檢索出149 篇相關(guān)文獻(xiàn),同時(shí)整理近5 年國(guó)家及甘肅省政府出臺(tái)的有關(guān)政策,作為影響因素檢索的主要來(lái)源。
以設(shè)計(jì)階段、采購(gòu)階段、制造階段、裝配階段及外部因素為一級(jí)指標(biāo),從上述檢索出的文獻(xiàn)及政府文件中梳理出25 項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)。并采用李克特5分量表以這些指標(biāo)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷。邀請(qǐng)到132位相關(guān)專業(yè)的專家對(duì)已識(shí)別的25項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分。各位專家均是碩士研究生以上學(xué)歷,從業(yè)時(shí)間均大于8 年,工作單位包括設(shè)計(jì)單位、構(gòu)配件供應(yīng)商、建筑總承包單位、開(kāi)發(fā)建設(shè)單位、科研院所及高校。通過(guò)SPSS 25.0 軟件對(duì)問(wèn)卷進(jìn)行信度及效度檢驗(yàn)。結(jié)果顯示克隆巴赫系數(shù)(Cronbach's alpha)為0.834,說(shuō)明問(wèn)卷信度比較好。KMO 值為0.815,巴特利特球形度檢驗(yàn)的顯著性水平為0.000,小于0.01,說(shuō)明問(wèn)卷效度較好,可以進(jìn)一步研究分析。
根據(jù)各位專家打分結(jié)果,剔除得分最低的5 項(xiàng)因素,最終確定了20 項(xiàng)影響裝配式建筑供應(yīng)鏈的因素,如表1 所示。
表1 裝配式建筑供應(yīng)鏈影響因素
層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)由美國(guó)學(xué)者T.L.Saaty 于20 世紀(jì)70 年代提出后[14],基于此方法構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究較多,但是在使用AHP 方法時(shí),需要專家根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)有的知識(shí)對(duì)因素之間的相對(duì)重要程度打分,直接給出指標(biāo)權(quán)重值,這其中忽略了因素之間的交叉影響關(guān)系。此后,瞿英等[15]針對(duì)這一問(wèn)題提出改進(jìn)的AHP-DEMATEL 組合方法,但是仍未能擺脫因?qū)<抑饔^原因?qū)е碌臄?shù)據(jù)偏差。基于此,本文在AHPDEMATEL 的基礎(chǔ)上將模糊數(shù)學(xué)中的三角模糊數(shù)引入到層次分析法中,提出FAHP-DEMATEL 綜合評(píng)價(jià)模型。將基于FAHP 運(yùn)算得來(lái)的指標(biāo)初始權(quán)重與DEMATEL 方法中的影響度及被影響度進(jìn)行融合處理得到各指標(biāo)的最終權(quán)重,同時(shí)將DEMATEL的“四度”進(jìn)行排序,最后得到供應(yīng)鏈關(guān)鍵影響指標(biāo)。這一辦法不僅考慮了權(quán)重結(jié)果的模糊不確定性,也很大程度削弱了產(chǎn)生極值的主觀影響。
2.1.1 構(gòu)建指標(biāo)體系
依據(jù)前文得到的20 項(xiàng)指標(biāo),將裝配式建筑供應(yīng)鏈的影響因素劃分為3 個(gè)層級(jí),第一層級(jí)即目標(biāo)層,為裝配式建筑供應(yīng)鏈影響因素,第二層級(jí)即準(zhǔn)則層,為設(shè)計(jì)階段、采購(gòu)階段、制造階段、裝配階段以及外部因素,第三層級(jí)即指標(biāo)層,為所梳理的20 項(xiàng)影響因素指標(biāo)(見(jiàn)表1)。
2.1.2 建立模糊判斷矩陣
專家依據(jù)表2 中所列指標(biāo)的相對(duì)重要程度,對(duì)準(zhǔn)則層及指標(biāo)層元素進(jìn)行兩兩比較后,將評(píng)價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)化為三角模糊數(shù)形式,即Mij=(lij,mij,uij),其中l(wèi)ij,mij,uij,分別表示因素i和j相對(duì)上一層因素進(jìn)行比較時(shí),因素i相對(duì)于因素j的重要度的最悲觀估計(jì)、最可能估計(jì)和最樂(lè)觀估計(jì)[16]。以指標(biāo)層C12與C13相比同等重要為例,根據(jù)表2 知M23為(1,1,3),則M32為(1/3,1,1),依此可得到模糊判斷矩陣。
表2 模糊判斷矩陣語(yǔ)言標(biāo)度
2.1.3 計(jì)算模糊綜合重要程度值
求各元素的模糊綜合權(quán)重值,計(jì)算式如下:
2.1.4 計(jì)算各因素相對(duì)權(quán)重
Y2=(l2,m2,u2)相對(duì)于Y1(l1,m1,u1)重要的可能性程度如下式表示:
在同一層次內(nèi)分別計(jì)算一個(gè)模糊數(shù)相對(duì)于其他模糊數(shù)重要的可能性程度。
此時(shí)便可得到權(quán)重向量:
將W′歸一化得到各個(gè)指標(biāo)的初始權(quán)重W1。
2.2.1 確定直接影響矩陣與規(guī)范化矩陣
利用李克特5 分量表法表示各影響因素之間的關(guān)聯(lián)程度,即用0、1、2、3、4 分別表示“沒(méi)有影響”“稍弱影響”“一般影響”“強(qiáng)影響”“較強(qiáng)影響”。邀請(qǐng)專家根據(jù)各指標(biāo)之間的關(guān)系打分。對(duì)各位專家給出的結(jié)果按取平均值法得出直接影響矩陣。直接影響矩陣C=(Cij)n×n,其中Cij表示Ci對(duì)Cj的影響程度,i=j則Cij=0。
對(duì)直接影響矩陣進(jìn)行規(guī)范化處理得規(guī)范化直接影響矩陣B,具體處理公式如下:
2.2.2 構(gòu)建綜合影響矩陣
綜合影響矩陣T的計(jì)算式如下:
式中,I為單位矩陣。
2.2.3 計(jì)算各指標(biāo)的“四度”
(1)根據(jù)綜合影響矩陣T計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的影響度Fi和被影響度Vi。
(2)計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的中心度Hi及原因度Ri。
指標(biāo)的中心度表示各個(gè)因素與其他因素的相互影響程度。
其中,若Ri>0,則表示其為原因指標(biāo),若Ri<0,則表示其為結(jié)果指標(biāo)。
2.2.4 綜合影響權(quán)重的計(jì)算
計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的影響程度Di,再將影響程度Di歸一化處理,得到影響權(quán)重W2。
根據(jù)下式得出綜合影響權(quán)重W。
本文以甘肅省某承包商為核心的裝配式建筑企業(yè)供應(yīng)鏈為例,驗(yàn)證上述所建FAHP-DEMATEL模型的有效性及實(shí)用性。通過(guò)對(duì)此供應(yīng)鏈上的12家主要企業(yè)的相關(guān)專家進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,得到基于FAHP 的模糊判斷矩陣,以及基于DEMATEL 的直接影響矩陣。本次共發(fā)放140 份問(wèn)卷,回收有效問(wèn)卷132 份,回收率達(dá)94%。
根據(jù)前文所述FAHP 方法,對(duì)模糊判斷矩陣進(jìn)行運(yùn)算處理,最終得到各指標(biāo)的初始權(quán)重W1,即:
依據(jù)問(wèn)卷得到的直接影響矩陣如表3 所示。
表3 直接影響矩陣
按照式(5),式(6)最終得到綜合影響矩陣T,并根據(jù)矩陣T得到各個(gè)指標(biāo)的影響度、被影響度、中心度及原因度。確定各指標(biāo)的影響權(quán)重W2,即:
由式(13)最終確定各指標(biāo)的綜合影響權(quán)重W,即:
為了使分析結(jié)果更加明了清晰,將各指標(biāo)的“四度”進(jìn)行了排序,如表4 所示,同時(shí)以中心度為橫坐標(biāo),以原因度為縱坐標(biāo),繪制指標(biāo)影響關(guān)系圖如圖1 所示,其中中心度的平均值為2.9364。
由圖1 可知,第一象限及第二象限的C11、C21、C33、C44、C51、C52、C53、C54及C41為原因指標(biāo),在指標(biāo)體系中對(duì)其他指標(biāo)影響程度較大。而第三象限和第四象限中的C12、C13、C14、C22、C23、C24、C31、C34、C42、C43及C32為結(jié)果指標(biāo),受其他指標(biāo)影響程度較大。
圖1 指標(biāo)影響關(guān)系圖
由表4 知,指標(biāo)C11、C21、C33、C44、C51、C52、C53、C54的中心度排名靠前,而且其中心度大于平均值。在原因指標(biāo)中,C52利益分配制度中心度(3.9561)排名第一位,影響度排名第二位,綜合影響權(quán)重(0.1065);C33構(gòu)配件生產(chǎn)成本中心度(3.9490)排名第二位,且其影響度(2.0529)排名第五位,綜合影響權(quán)重(0.1111);C53政策激勵(lì)程度中心度(3.7929)排名第三位,影響程度(2.4606)排名第一位,綜合影響權(quán)重(0.0969);C44運(yùn)輸成本中心度(3.5636)排名第六位,影響度(2.1205)排名第四位,綜合影響權(quán)重(0.0865);C51參與方戰(zhàn)略協(xié)同度中心度(3.5747)排名第五位,影響度(2.3092)排名第三位,綜合影響權(quán)重(0.0777);由此可見(jiàn),C52、C33、C53、C44、C51為關(guān)鍵原因指標(biāo)。
表4 甘肅省裝配式建筑供應(yīng)鏈影響因素分析
在結(jié)果指標(biāo)中只有C32構(gòu)配件質(zhì)量的中心度(3.1101)大于平均值,其影響度(1.3273)排名第九位,綜合影響權(quán)重(0.0438),故C32為關(guān)鍵結(jié)果指標(biāo)。
(1)深化利益分配制度。各參與方的利益分配制度是影響裝配式建筑供應(yīng)鏈中各參與方積極性的最直接因素,深化利益分配制度尤為重要。但是供應(yīng)鏈上的各參與方均具有趨利性,會(huì)優(yōu)先考慮自身的利益分配問(wèn)題,而且各參與方的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同,這就導(dǎo)致無(wú)法用同一尺度進(jìn)行利益分配。因此在選擇項(xiàng)目參與方時(shí)明確各方利益分配標(biāo)準(zhǔn),可避免因利益分配不均導(dǎo)致的供應(yīng)鏈中斷現(xiàn)象。良好的利益分配制度可以促進(jìn)各參與方之間的合作深度,加快裝配式建筑的普及性。具體而言,應(yīng)完善相關(guān)規(guī)章制度,保證利益分配公平公正,也要落實(shí)各方責(zé)任,同時(shí)避免個(gè)別企業(yè)占絕對(duì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),破壞利益分配的均衡,最終實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈整體利益帕累托最優(yōu)。
(2)優(yōu)化構(gòu)配件生產(chǎn)成本。構(gòu)配件生產(chǎn)成本是影響裝配式建筑供應(yīng)鏈的重深層次因素,與之最密切聯(lián)系的是市場(chǎng)需求,因而有效控制構(gòu)配件生產(chǎn)成本有助于裝配式建筑得到各參與方的認(rèn)可及逐步推廣,是裝配式建筑供應(yīng)鏈中最重要一環(huán)。構(gòu)配件生產(chǎn)成本的控制一方面與構(gòu)配件的設(shè)計(jì)有關(guān),也與生產(chǎn)過(guò)程有關(guān)。在深化構(gòu)配件標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的同時(shí),也要提倡“少規(guī)格,多組合”的設(shè)計(jì)原則,增加模具的使用重復(fù)率,以便構(gòu)配件供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)規(guī)模性生產(chǎn),也可減少因制作模具增加的工期;明晰構(gòu)配件的定額,避免構(gòu)配件定價(jià)過(guò)高;同時(shí)政府可給予一定的政策支持,激勵(lì)供應(yīng)商積極參與生產(chǎn)。
(3)增強(qiáng)政策激勵(lì)程度。在目前階段,傳統(tǒng)的現(xiàn)澆模式已不符合新的發(fā)展要求,所以需借助政策的導(dǎo)向作用,逐步優(yōu)化裝配式建筑的競(jìng)爭(zhēng)力。政策的激勵(lì)程度是影響裝配式建筑供應(yīng)鏈最根本的因素。政府制定相關(guān)政策時(shí)要秉持“全過(guò)程”“全方位”監(jiān)督管理的原則,同時(shí)考慮政策的可實(shí)施性;完善現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系與市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系,逐步建立高質(zhì)量裝配式建筑評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。借助網(wǎng)絡(luò)媒體加強(qiáng)裝配式建筑的宣傳,鼓勵(lì)實(shí)施裝配式建筑相關(guān)的職業(yè)培訓(xùn),提高專業(yè)人才素質(zhì),促進(jìn)裝配式建筑的健康發(fā)展。
(4)降低運(yùn)輸成本。由于構(gòu)配件體積巨大、易損壞等顯著特點(diǎn),使構(gòu)配件在運(yùn)輸環(huán)節(jié)較困難。因而在保證構(gòu)配件生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí),選擇近距離的構(gòu)配件供應(yīng)商可很大程度減少運(yùn)輸困難。同時(shí)也要加強(qiáng)信息協(xié)同平臺(tái)建設(shè),及時(shí)與承包商溝通,選擇合適的運(yùn)輸工具。根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度優(yōu)化運(yùn)輸路線,提高運(yùn)輸效率,降低運(yùn)輸成本。
(5)提高參與方戰(zhàn)略協(xié)同度。各參與方的協(xié)同度不僅直接影響著供應(yīng)鏈的可持續(xù)性,而且是裝配式建筑質(zhì)量、進(jìn)度與成本的保障。應(yīng)以相關(guān)政策為基礎(chǔ),鼓勵(lì)以供應(yīng)鏈上的核心企業(yè)為中心形成合作聯(lián)盟,明確各方職責(zé)邊界,建立合作共贏機(jī)制;裝配式建筑供應(yīng)鏈不同于一般的制造業(yè)供應(yīng)鏈,其中所涉及的不同專業(yè)參與方更多,交叉工作更復(fù)雜,所以需要加強(qiáng)信息交流平臺(tái)建設(shè),促進(jìn)信息共享,保障供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)工作按一定標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行,同時(shí)根據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)際情況調(diào)整供應(yīng)鏈的運(yùn)行計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
(6)提升構(gòu)配件質(zhì)量。構(gòu)配件的質(zhì)量直接影響著裝配式建筑的質(zhì)量,故而需要多種措施保障構(gòu)配件的質(zhì)量。構(gòu)配件的質(zhì)量不僅和現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系有關(guān),還和從業(yè)人員專業(yè)素質(zhì)有關(guān)。一方面,要完善針對(duì)裝配式建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系,健全構(gòu)配件標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。保證原材料質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),也要加強(qiáng)對(duì)構(gòu)配件成品質(zhì)量多角度的監(jiān)測(cè)。同時(shí)建立信息平臺(tái),避免因信息缺失導(dǎo)致構(gòu)配件不符合標(biāo)準(zhǔn);另一方面,加強(qiáng)培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)工人的技術(shù)水平、職業(yè)素養(yǎng),提高責(zé)任意識(shí),從而促進(jìn)構(gòu)配件的高質(zhì)量生產(chǎn)。
本文基于文獻(xiàn)分析、專家訪談及甘肅省裝配式建筑供應(yīng)鏈的實(shí)際情況,深入挖掘供應(yīng)鏈影響因素,從設(shè)計(jì)階段、采購(gòu)階段、制造階段、裝配階段及外部因素5 個(gè)方面構(gòu)建了供應(yīng)鏈評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并將模糊數(shù)學(xué)原理引入到AHP 中,提出FAHPDEMATEL 綜合評(píng)價(jià)模型。彌補(bǔ)了AHP 方法中只考慮因素的上下層級(jí)關(guān)系問(wèn)題,同時(shí)將注重因素之間交叉影響的DEMATEL 方法的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái),降低了單一評(píng)價(jià)辦法的主觀性與片面性。
經(jīng)實(shí)例驗(yàn)證和由專家審評(píng),研究結(jié)果符合當(dāng)下甘肅省裝配式建筑供應(yīng)鏈的現(xiàn)狀,該綜合評(píng)價(jià)模型具有可靠性。最終確定甘肅省裝配式建筑供應(yīng)鏈關(guān)鍵影響因素為利益分配制度、構(gòu)配件生產(chǎn)成本、政策激勵(lì)程度、運(yùn)輸成本、參與方戰(zhàn)略協(xié)同度及構(gòu)配件的質(zhì)量。