智慧建造推廣障礙影響因素分析與對(duì)策研究

岳崇峰 岳紅穎 楊帥

(1.中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 611130；2.河南省建設(shè)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450046；3.河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450046)

0 引言

當(dāng)前，建筑業(yè)正處于結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要窗口期，傳統(tǒng)建造模式存在的信息共享困難、建設(shè)流程割裂以及管理效率低下等問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展[1]。

為更好地優(yōu)化建設(shè)項(xiàng)目組織流程，提升管理效率，轉(zhuǎn)變建筑業(yè)生產(chǎn)模式勢(shì)在必行。諸多學(xué)者從不同角度對(duì)生產(chǎn)模式變革進(jìn)行了有益探索。在理論研究層面，王要武等[2]基于我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展實(shí)際，以工程項(xiàng)目全生命周期管理理論和精益建造理論為基礎(chǔ)，提出智慧建設(shè)的理念。楊德欽等[3]利用先進(jìn)信息技術(shù)與傳統(tǒng)建造模式相結(jié)合的思路提出智慧建造的定義，以此構(gòu)建工程項(xiàng)目建設(shè)全生命周期管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的精細(xì)化和集約化。在智慧建造推廣障礙層面，秦旋等[4]認(rèn)為，影響先進(jìn)建造模式推廣的直接障礙源于其未取得良好的應(yīng)用效益，并詳細(xì)論述了外部動(dòng)力不足、思維模式難以轉(zhuǎn)變、施工方不重視等因素對(duì)先進(jìn)建造模式推廣的影響。Coalman等[5]認(rèn)為，智慧化建造模式應(yīng)用障礙包括：對(duì)如何實(shí)施和運(yùn)用沒(méi)有達(dá)成清晰共識(shí)、應(yīng)用過(guò)程中沒(méi)有明確的責(zé)權(quán)利劃分、缺乏相關(guān)產(chǎn)權(quán)保護(hù)法律和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、投資風(fēng)險(xiǎn)較大等。Nguyen等[6]認(rèn)為，智慧建造的推廣普及不能僅依靠先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，而是要著眼于有效的管理、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的制定。崔慶宏等[7]結(jié)合智慧城市建設(shè)理念，提出通過(guò)搭建政府主導(dǎo)的多方協(xié)同及先進(jìn)信息服務(wù)平臺(tái)，以推動(dòng)智慧建造模式的推廣。

綜觀現(xiàn)有智慧建造相關(guān)文獻(xiàn)，少數(shù)學(xué)者對(duì)智慧建造模式相關(guān)理論架構(gòu)進(jìn)行了完善[3,8-9]，多數(shù)研究集中于推廣障礙影響因素，但僅側(cè)重于技術(shù)方面的應(yīng)用[10-12]，缺少全面系統(tǒng)的研究視角，且對(duì)推廣障礙因素間相互關(guān)系的研究較少。

基于此，本文從成本投入、技術(shù)應(yīng)用、政府行為三個(gè)維度出發(fā)，運(yùn)用文獻(xiàn)檢索法及頻數(shù)統(tǒng)計(jì)法，構(gòu)建智慧建造推廣障礙影響因素指標(biāo)體系，涵蓋智慧建造普及程度較低、人才供給不足、應(yīng)用效益不明顯等14個(gè)影響因素。在此基礎(chǔ)上，建立智慧建造推廣障礙影響因素三級(jí)遞階解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)。依據(jù)表層直接因素、中層間接因素、深層根源因素對(duì)影響因素進(jìn)行劃分，分析各因素之間的內(nèi)在關(guān)系，利用層次分析法對(duì)中層間接因素重要度進(jìn)行計(jì)算，并提出有針對(duì)性的建議。

智慧建造是一種新興的工程項(xiàng)目管理理念，以工程建造技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興數(shù)據(jù)技術(shù)為手段，面向項(xiàng)目建設(shè)全生命周期，構(gòu)建項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的智慧化環(huán)境，通過(guò)技術(shù)、信息集成和管理理念創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)全過(guò)程的高效管理[12]。智慧建造理念的提出源于理論基礎(chǔ)、技術(shù)支撐兩個(gè)維度，前者主要由項(xiàng)目管理理論、工程項(xiàng)目全生命周期理論及精益建造理論等構(gòu)成，后者由BIM、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)構(gòu)成。

1 影響因素的確定及模型簡(jiǎn)介

1.1 影響因素的選取

為保證影響因素選取的合理性和科學(xué)性，利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法從已有研究中提煉和歸納智慧建造推廣障礙因素。首先，基于中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，以“智慧建造”“智慧施工”“智能建造”等與研究主題內(nèi)涵趨同的關(guān)鍵詞進(jìn)行文獻(xiàn)檢索；其次，剔除與研究主題相差較大的文獻(xiàn)，獲取有效文獻(xiàn)52篇；最后，整理并篩選出頻次大于10且與本研究相關(guān)的14個(gè)影響因素。智慧建造推廣障礙因素見(jiàn)表1。

表1 智慧建造推廣障礙因素

(續(xù))

將上述14個(gè)影響因素分別以X1～X14進(jìn)行標(biāo)識(shí)，得到智慧建造推廣障礙影響因素指標(biāo)體系，見(jiàn)表2。

表2 智慧建造推廣障礙影響因素指標(biāo)體系

(續(xù))

1.2 模型簡(jiǎn)介

1.2.1 解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)

解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)是一種結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)，多用以揭示復(fù)雜性系統(tǒng)問(wèn)題。該模型可以將系統(tǒng)中各要素間模糊化、復(fù)雜化的關(guān)系分解成直觀、多層級(jí)的結(jié)構(gòu)形式，以此分析各要素間的作用機(jī)理[13]。

1.2.2 層次分析法(AHP)

由于解釋結(jié)構(gòu)模型僅能反映因素間的層次結(jié)構(gòu)，無(wú)法體現(xiàn)各因素的相對(duì)重要性?；诖耍疚牟捎脤哟畏治龇?AHP)確定各因素對(duì)最終決策目標(biāo)的相對(duì)重要程度。

2 解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)建模

2.1 計(jì)算鄰接矩陣和可達(dá)矩陣

智慧建造推廣障礙影響因素不是獨(dú)立存在的，各因素之間具有直接或間接的關(guān)系。因此，在建立智慧建造推廣障礙影響因素解釋結(jié)構(gòu)模型之前，要確定各因素之間的作用關(guān)系[13]。

本次問(wèn)卷調(diào)研在河南某建筑集團(tuán)質(zhì)量技術(shù)信息化操作培訓(xùn)期間進(jìn)行，調(diào)研對(duì)象為項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人和負(fù)責(zé)BIM、質(zhì)量的相關(guān)管理人員，共發(fā)放10份問(wèn)卷，收回完整問(wèn)卷7份。按照少數(shù)服從多數(shù)的原則確定各因素兩兩間的關(guān)系[14]。調(diào)查對(duì)象基本信息見(jiàn)表3。

表3 調(diào)查對(duì)象基本信息

通過(guò)整理問(wèn)卷結(jié)果，得到各影響因素直接影響關(guān)系，建立鄰接矩陣A，其中，0表示沒(méi)有相互影響關(guān)系，1表示存在相互影響關(guān)系。即

建立可達(dá)矩陣是構(gòu)建影響因素解釋結(jié)構(gòu)模型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；卩徑泳仃嘇，經(jīng)過(guò)若干次布爾運(yùn)算，得到可達(dá)矩陣M，即

2.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

基于上述分析，繪制智慧建造推廣影響因素拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

3 影響因素重要程度分析

3.1 建立層次分析結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)圖2所示，將與人員有關(guān)、與政策有關(guān)、與市場(chǎng)環(huán)境有關(guān)的三個(gè)準(zhǔn)則作為中間層，并將中層間接因素分為對(duì)應(yīng)三類置于第三層，構(gòu)建智慧建造推廣影響因素層次分析結(jié)構(gòu)模型，如圖2所示。

3.2 構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣

通過(guò)對(duì)模型中較低層的各要素相對(duì)于上一層某個(gè)要素的重要程度進(jìn)行對(duì)比和賦值，構(gòu)建判斷矩陣[14]。借助1～9標(biāo)度法，用aij表示第i個(gè)指標(biāo)與第j個(gè)指標(biāo)的比較值，當(dāng)aij>1時(shí)，數(shù)值越大，說(shuō)明指標(biāo)i比指標(biāo)j越重要，以此類推。

圖1 智慧建造推廣障礙影響因素拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

圖2 智慧建造推廣障礙影響因素層次分析結(jié)構(gòu)模型

針對(duì)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人和負(fù)責(zé)BIM、質(zhì)量的管理人員發(fā)放問(wèn)卷20份，收回完整問(wèn)卷14份。對(duì)打分結(jié)果求算術(shù)平均值，并按照四舍五入取整后作為兩兩要素間的相對(duì)重要評(píng)價(jià)值[15]，以此計(jì)算得到各要素間的相對(duì)重要性。問(wèn)卷樣本信息見(jiàn)表4。

表4 問(wèn)卷樣本信息

3.3 一致性檢驗(yàn)及組合權(quán)重的確定

由于判斷矩陣數(shù)值源于受調(diào)查者的主觀度量，為確保研究結(jié)果的科學(xué)性，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[16]。當(dāng)一致性指標(biāo)CR=CI/RI≤0.1時(shí)，說(shuō)明該矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn)。此外，借助Matlab軟件對(duì)各判斷矩陣特征值和特征向量求解，得到不同層級(jí)間各因素的相對(duì)權(quán)重值，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 判斷矩陣、組合權(quán)重及一致性檢驗(yàn)

通過(guò)層次單排序，由判斷矩陣計(jì)算得到的一致性檢驗(yàn)指標(biāo)值CR分別為0.008、0.003、0.046、0.016，均小于0.1，說(shuō)明上述判斷矩陣均通過(guò)一致性檢驗(yàn)。

3.4 綜合權(quán)重確定

為了更直觀地體現(xiàn)各因素對(duì)智慧建造模式推廣障礙的影響程度，依據(jù)層次單排序結(jié)果，進(jìn)行各因素權(quán)重排序，見(jiàn)表6。

表6 各影響因素最終權(quán)重排序

4 結(jié)果分析

本文將解釋結(jié)構(gòu)模型和層次分析法相結(jié)合，針對(duì)智慧建造模式推廣障礙影響因素進(jìn)行分析。研究結(jié)論如下：

(1)智慧建造推廣障礙影響因素分為主導(dǎo)因素、表層直接因素、中層間接因素、深層根源因素4個(gè)層次。其中，業(yè)主方采納意愿為智慧建造推廣障礙的主導(dǎo)因素。表層直接因素為應(yīng)用效益不明顯、前期投入成本較大。中層間接因素包括標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范缺失、各參與方利益協(xié)調(diào)困難、普及程度較低、責(zé)權(quán)利劃分不明確、人才供給不足、產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成、軟件市場(chǎng)不良競(jìng)爭(zhēng)7個(gè)影響因素。

(2)在智慧建造推廣障礙中層間接因素體系中，各影響因素權(quán)重大小依次排序?yàn)椋篊4>C3>C9>C8>C2>C5>C7>C1>C6，說(shuō)明C4、C3、C9以及C8是智慧建造推廣障礙的主要影響因素。其中，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范缺失導(dǎo)致各參與方在項(xiàng)目建設(shè)各階段難以高效進(jìn)行信息交互與有效管理，而人才供給不足則嚴(yán)重阻礙智慧建造的推廣。此外，C2也是智慧建造模式推廣障礙的關(guān)鍵影響因素。這是由于智慧建造理念所涵蓋的技術(shù)手段信息化程度高且操作難度較大，需要操作人員具備較高的信息化水平，而現(xiàn)有的建筑業(yè)從業(yè)人員老齡化、低學(xué)歷問(wèn)題突出，對(duì)智慧建造的推廣產(chǎn)生負(fù)面影響。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)梳理和分析相關(guān)研究文獻(xiàn)，構(gòu)建智慧建造推廣障礙影響因素體系，運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型和層次分析法繪制智慧建造推廣障礙影響因素層次結(jié)構(gòu)圖并識(shí)別出關(guān)鍵因素。研究結(jié)果表明，業(yè)主方采納意愿是智慧建造推廣障礙主導(dǎo)因素，表層直接因素為應(yīng)用效益不明顯、前期投入成本較大，深層根源因素包括普及程度、政策引導(dǎo)等。在中層間接因素中，人才供給不足、操作難度較大、產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成、各方利益協(xié)調(diào)困難所占權(quán)重加大。該研究結(jié)論對(duì)智慧建造的進(jìn)一步推廣具有重要的理論參考意義。

基于上述研究結(jié)果，提出以下4點(diǎn)建議：

(1)業(yè)主方采納意愿是智慧建造推廣障礙的最主要影響因素。因此，在項(xiàng)目建設(shè)前期，業(yè)主可召集各參與方制訂智慧建造導(dǎo)入規(guī)劃，內(nèi)容包括總體規(guī)劃及要點(diǎn)、各階段起止時(shí)間、當(dāng)前階段智慧建造應(yīng)用現(xiàn)狀、預(yù)期達(dá)成目標(biāo)、具體實(shí)施規(guī)劃、各階段執(zhí)行負(fù)責(zé)人、指定規(guī)劃總負(fù)責(zé)人等細(xì)節(jié)?；谕晟频膶?dǎo)入規(guī)劃，業(yè)主可針對(duì)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中可預(yù)見(jiàn)的困難制定實(shí)施細(xì)則，厘清各參與方權(quán)責(zé)。這樣不僅有利于提升工作效率，也有利于解決業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、施工方之間的溝通協(xié)調(diào)問(wèn)題，為智慧建造應(yīng)用營(yíng)造良好的環(huán)境[17]。

(2)普及程度較低是智慧建造推廣障礙的深層根源因素。解決這一問(wèn)題不僅需要從政府方、業(yè)主方、施工方等多方主體出發(fā)進(jìn)行引導(dǎo)以消除推廣阻力，而且需針對(duì)決策層、管理層、專業(yè)技術(shù)人員等多元工程參與角色分別制定激勵(lì)措施或差異化手段，加強(qiáng)智慧建造理念的宣傳教育以及推廣應(yīng)用[18]。

(3)在建筑業(yè)從業(yè)群體老齡化嚴(yán)重、專業(yè)技術(shù)人才缺乏的背景下，建筑企業(yè)需要制定具有前瞻性的政策措施。尤其是在當(dāng)前建筑業(yè)數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型背景下，如何激發(fā)從業(yè)人員學(xué)習(xí)興趣，建立適合智慧建造模式推廣乃至建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的產(chǎn)業(yè)人才隊(duì)伍是亟待解決的問(wèn)題。另外，政府還要繼續(xù)關(guān)注建筑業(yè)低學(xué)歷勞動(dòng)者再教育或再培訓(xùn)問(wèn)題，以提高從業(yè)群體的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平。

(4)各參與方之間的利益沖突嚴(yán)重影響智慧建造的應(yīng)用效果及推廣進(jìn)程。業(yè)主作為建設(shè)項(xiàng)目參與方的核心主導(dǎo)方，應(yīng)充分發(fā)揮項(xiàng)目協(xié)調(diào)者的作用，通過(guò)搭建智慧建造項(xiàng)目信息集成平臺(tái)，加強(qiáng)利益相關(guān)方之間的溝通和交流，減少項(xiàng)目信息不對(duì)稱，引導(dǎo)各方以項(xiàng)目利益為中心，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目利益最大化和參與各方共贏。