基于DEMATEL模型的装配式建筑发展影响因素识别分析

王 雷，赵国良，王诚杰，金坎辉，宋 杨

(河北水利电力学院，河北省沧州市重庆路1号 061001)

传统建筑产业中采用的建造方式粗放，现场湿作业能源消耗高，生产效率低，污染严重，工程质量不易保证，亟需转型升级。装配式建筑是在工厂制作预制构件或部品，再运输到施工现场进行连接组装，具有节能、环保等特点。据相关研究测算，装配式建筑较传统建造方式可减少材料浪费40%，减少建筑垃圾70%[1]，在缩短建设工期、降低人工用量、提高工程质量等方面也具有很大优势。

我国自20世纪五十年代从苏联引进预制空心板等技术，开始了建筑工业化道路的探索，然而受当时技术等因素的限制，装配式建筑发展缓慢。随着我国自然资源的过度消耗以及环境污染、人口福利消失等问题的出现，装配式建筑再次走入人们视线，国家陆续出台了一系列促进装配式建筑发展的政策。2016年，国务院印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》[2]，文件提出了用10年左右的时间使装配式建筑占新建建筑面积比例达到30%的目标。该指导意见的出台吹响了发展装配式建筑的号角，随后各省市陆续出台发展装配式建筑政策文件，掀起了装配式建筑建设的热潮。但是各地在装配式建筑的发展中遇到了一些这样那样的问题，严重制约着我国建筑产业化的快速发展，因此，如何有效识别出影响因素，并采取科学合理的应对措施显得格外重要。对此，业内学者做了大量研究，并且随着研究的深入，研究方法已从定性描述发展到了定量数据分析阶段，解释结构模型(ISM)、层次分析法(AHP)、模糊综合评价法、SWOT分析法等已用于装配式建筑发展因素的分析。肖帅等[3]基于国内农村住房及装配式建筑发展现状调查，应用SWOT法分析了我国农村装配式建筑发展过程中的优势、劣势、外部机会和威胁。Rui Zhao等[4]利用问卷调查法和ISM法对大连装配式建筑发展制约因素进行了分析，提出了针对性建议。Yanting Han等[5]通过专家调查法在构建装配式建筑影响因素指标体系的基础上，运用模糊综合评价法和层次分析法对房屋进行了综合评价，提出了制约装配式建筑物的关键因素。梅彬等[6]以装配式建筑的施工流程为着眼点，从政策、成本、市场、技术四个方面分析制约装配式建筑发展的因素，并提出推进装配式建筑发展的措施。李德智等[7]从建设单位的角度，借助五级李克特量表调查问卷，对调查结果进行二元Logistic回归处理，得到建设单位采用装配式建筑的驱动因素和阻碍因素。戴红[8]筛选了制约成都市装配式建筑发展的23个制约因素，运用ISM进行层级划分，采用AHP对影响因素两两打分，最终找出制约成都市装配式建筑发展的关键因素。

决策试用和评估实验室法，又称DEMATEL法，其应用图论和矩阵对指标因素进行系统分析，能够得到因素间的关联程度，最后通过综合评价得到排列顺序，是一种非常可靠的因素分析方法。文中以沧州地区为例，在对当地装配式建筑发展现状广泛调研的基础上通过问卷调查筛选出影响因素，然后建立DEMATEL数学模型，识别出关键影响因素以及因素之间的相互影响程度，最后提出促进我国中小城市装配式建筑发展的建议措施。

1 装配式建筑发展影响因素识别

查阅国内外文献63篇，初步归纳制约因素31个，实地调研沧州地区装配式建筑发展现状，广泛征求该市部分高校、生产企业、行业协会等相关专家意见，对交叉重叠因素进行合并，同时删除与制约沧州市装配式建筑发展关系不大的因素，经对制约因素整理分类，最终得到政策因素、技术因素、经济因素、市场因素、管理因素、认知因素6大类18个影响因素。影响因素指标体系见表1。

表1 装配式建筑发展影响因素指标体系Tab.1 Index system of influencing factors for the development of prefabricated buildings

2 装配式建筑发展影响因素分析

2.1 DEMATEL数学模型建立

DEMATEL模型最初由美国Bastille国家实验室提出。该方法通过专家对影响因素进行量化打分，建立直接影响矩阵，然后计算出各因素的影响度、被影响度、中心度和原因度，从而得到各因素之间的影响关系。DEMATEL模型的建立过程包括4个步骤。

(1)根据影响因素指标建立直接影响矩阵A。

式中：n为影响因素个数，n=18；Aij表示因素i对因素j的直接影响程度，根据专家评价情况采用四级标度进行赋值，见表2；i和j均为整数，且1≤i≤n，1≤j≤n，其中i=j时，Aij=0。

表2 四级标度赋值对照表Tab.2 Four-level scale assignment comparison table

(2)将直接影响矩阵A进行规范化处理，得到规范化矩阵B。

式中：0≤Bij≤1。

(3)计算综合影响矩阵C。

C=B(I-B)-1=(Cij)n×n

(4)计算各因素的影响度D、被影响度E、原因度F和中心度G。

Fi=Di+Eji=j

Gi=Di-Eji=j

2.2 关键影响因素识别

2.2.1 DEMATEL运算

调查中借助现场座谈、E-mail、问卷星等多种方式向业内具有相当工作年限和丰富工作经验的行业专家发放问卷100份，收回问卷87份，筛除无效问卷5份，有效问卷回收率82%，专家数量构成如图1所示。对有效问卷统计后采用四级标度进行赋值，得到18×18阶直接影响矩阵(Aij)18×18，见表3。借助MATLAB进行DEMATEL数学模型运算，得到装配式建筑影响因素关系表(表4)和装配式建筑发展影响因素因果关系散点图(图2)。

图1 调查问卷人员来源结构图Fig.1 Source structure of the questionnaire staff

表3 装配式建筑发展影响因素直接影响矩阵Tab.3 Direct influence matrix of influencing factors for prefabricated building development

续表

表4 装配式建筑影响因素关系表Tab.4 Relationship between influencing factors of prefabricated buildings

图2 装配式建筑发展影响因素因果关系散点图Fig.2 Scatter diagram of causality of influencing factors for the development of prefabricated buildings

2.2.2 影响因素分析及关键影响因素识别

根据原因度散点图(图2)可知，装配式建筑发展影响因素中原因因素有10个，排序前3位的是政策激励措施(A1)、专业人才队伍(A4)、技术理论体系(A5)，其原因度分别为1.998，1.514，1.140，表明这3个因素容易影响其他因素。以政策激励措施(A1)为例，政府通过一系列财政补贴、税费减免、信贷支持、优先用地等激励措施，极大地推动了装配式建筑的发展。结果因素有8个，绝对值排序前3位的是参加各方协调作业水平(A14)、产品质量(A8)、企业转型意愿(A18)，其原因度分别为-1.592、-1.471、-1.263，表明这些因素很大程度受到其他因素影响，可通过对影响其最原始因素进行处理来实现控制此类制约因素的目的。以参加各方协调作业水平(A14)为例，其最原始因素为专业人才队伍(A4)、产业链(A13)、现场管理经验(A15)、企业转型意愿(A18)，解决以上4种影响因素即可削弱各方协调作业水平(A14)的影响。

产业链(A13)影响度排序第4，被影响度排序第2，中心度排序第1，应列为关键影响因素；部品和构件的集成化、标准化(A7)影响度排序第6，被影响度排序第6，中心度排序第2，应列为关键影响因素；模数标准(A6)影响度排序第5，被影响度排序第7，中心度排序第3，也应列为关键影响因素；技术理论体系(A5)影响度排序第2，被影响度排序第12，中心度排序第4，也应列为关键影响因素；规范标准(A2)影响度排序第10，被影响度排序第3，中心度排序第5，与其它因素联系也很紧密，应列为关键影响因素；政策激励措施(A1)和专业人才队伍(A4)虽然中心度排序较靠后，但原因度排序位列第1、第2，对其他因素影响大，也必须列入关键影响因素。

经上述分析，共识别出装配式建筑发展关键影响因素7个，分别是政策因素中的政策激励措施(A1)、标准规范(A2)，技术因素中的专业人才队伍(A4)、技术理论体系(A5)、模数标准(A6)、部品和构件的集成化与标准化(A7)，市场因素中的产业链(A13)，而经济因素、管理因素、认知因素没有入选关键因素。这说明市场层面、政策层面、技术层面制约程度较大，经济层面、管理层面、认知层面制约程度较小。

3 对策建议

3.1 实施企业培育战略，完善产业链结构

发展装配式建筑必须建设集设计、生产、运输、安装等相关产业为一体的产业集群。重点发展技术研发设计、构件部品制造、施工安装等产业，着力培育3～4家集设计、构件生产及施工一体化的龙头企业。合理规划产业基地布局，完善物流运输体系，形成产业规模，运用大数据管理产业链，以全产业链模式推动装配式建筑发展。

3.2 建立准入机制，推进部品和构件的集成化、标准化、模数化

坚持“少规格、多组合”原则，发展建筑部品和构件体系内部的集成化生产方式，推行主体装修一体化、厨卫安装一体化。建立建筑部品模数准入制度，编制《沧州市通用体系产品目录》，调查现有沧州市装配式建筑部品构件产品，整合适合沧州市建筑部品模数标准。在满足建筑使用功能和性能的前提下，做到建筑与部品模数协调，部品之间模数协调。

3.3 推动关键技术研发，建立较为成熟的技术理论体系

提升装配式建筑抗震防灾、节能环保等性能，引进、研发、推广装配式建筑关键技术，如模块拆分技术、构件节点连接技术、高性能混凝土技术、运输吊装技术、BIM技术、施工组织技术等，集中力量攻克一批技术难题，建立一套较为成熟的技术理论体系。

3.4 促进成果转化，健全规范标准体系

加快制定适合装配式建筑特点的招标投标，计价定额，构件部品生产、运输、施工许可，建设监理，施工组织，质量安全监管和竣工验收等全过程标准规范，制定符合沧州地区实际情况的装配式建筑建设实施细则。推广项目试点，加强技术创新，鼓励企业编制标准，促进关键技术和成套技术研究成果转化为技术规范，不断完善规范标准体系。

3.5 完善激励政策，加大惠民力度

进一步优化政策，针对性的制定激励政策，突出源头把控，突出政策落地，充分发挥政策的行政管理职能和市场指导干预职能。将使用装配式技术列入地区发展规划和土地出让条件中，督促建筑企业加速转型；扩大政策扶持的范围，加大财政补贴力度和税费减免力度，使激励政策更具有惠民性，使政策真正起到引导和规范的作用。

3.6 加强专业人才队伍建设，助力行业从业人员转型

在我国大中专院校进行试点，开设装配式技术专业，大力进行装配式技术课程体系建设，培养一批装配式建筑技术研发人才、一线技术管理人才；政府、建筑企业、行业协会、高校开展多种形式的装配式建筑专项培训，如标准规范培训、岗前培训、技能提升培训、集中轮训等，帮助行业从业人员加快转型。

4 结语

发展装配式建筑是我国建筑产业转型的必然方向，是国家又一重大决策。随着我国经济的快速发展，以及改革开放的不断深入，装配式建筑的发展面临重大历史机遇，然而也面临着不少问题。文中通过广泛调研沧州地区装配式建筑发展现状，筛选出影响因素，并通过建立DEMATEL模型识别关键影响因素，据此提出完善产业链结构、推进部品和构件的集成化、标准化、模数化，建立成熟的技术理论体系、健全规范标准体系等6项策略和建议，为服务中小城市装配式建筑发展政策制定提供理论支撑。