基于ISM的装配式建筑进度影响因素的研究

王锦洲 黄歌

摘要：随着装配式建筑技术的发展，传统的建设模式很难及时有效地解决建筑装配化、结构化问题。文章梳理出进度影响关键因素，运用解析结构模型（ISM）分析各因素之间的相互关系，通过区域和层级划分来建立结构模型，针对模型分阶段提出合理性应对建议，为我国装配式建筑的发展提供参考依据。

Abstract： With the development of fabricated building technology， the traditional construction mode is difficult to solve the problems of building assembly and structure in a timely and effective manner. The article sorts out the key factors affecting the progress， analyzes the relationship between various factors by using the Interpretive Structural Modeling（ISM）， establishes the structural model through regional and hierarchical division， and proposes rational response suggestions for the model in stages， which provides a reference for the the development of the project.

關键词：装配式建筑;进度;解析结构模型

Key words： fabricated building;construction progress;Interpretive Structural Modeling

中图分类号：TU722                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）30-0103-03

0  引言

2016年3月，中共中央国务院在《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》（中发[2016]6号）文件中，首次提出“发展新型建造方式，大力发展装配式建筑”，并指出力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。此后出台一系列政策，对装配式建设规模、标准规范、发展目标等提出了具体可行的要求。

装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。相比较传统建筑模式，装配式建筑在质量合格、节能环保、缩短工期、生产标准、节省人力、操作可控等方面更具优势。如今信息化技术与装配式建筑有机结合，装配式建筑的管理组织更精确简单，焕发出新的生机。

1  装配式建筑进度管理研究的必要性及其因素识别

2018年全国建筑业总产值235086亿元，同比增长9.9%，其中全国建筑业房屋装配式房屋建筑施工面积140.9亿平方米，同比增长6.9%。工业化已成为建筑的发展方向，加强装配式建筑的研究具有重要意义，重点包括进度管理优化，研究影响进度计划因素，使得合理有序地使资源与时间进度契合，降低时间成本，优化资源配置，提高经济效率。一方面，装配式建筑的一大优势是建设速度快，从构件制作到后期拼接，大部分可以实现机械化作业，大量节省资源，从而缩短项目工期。但我国装配式建筑仍处于发展阶段，传统管理模式向新型工业化管理模式转型存在诸多问题，制约了装配式建筑的发展。

另一方面，装配式施工阶段可以划分为设计准备阶段、生产运输阶段、施工安装阶段，除此之外还有外界制约因素，导致装配式工业化优势未能充分发挥。各阶段诸多影响因素并不是孤立存在的，它们之间往往存在错综复杂的关系。通过解析结构模型可以进一步精确描述这种层级关系，理清相互联系。

为了较为实际和全面分析问题，笔者通过文献综述法梳理出了进度影响关键因素：手续办理、合同审批繁琐，政策波动影响S1;施工资金紧张S2;施工设计方案不完整，设计变更频繁S3;施工环境变化（自然环境和社会环境），突发事件影响S4;构建设计不标准、生产不及时、运输不合理S5;施工组织不协调（机械调度协调不科学、原料场地堆放不恰当）S6;缺乏技术支持，施工人员技术不达标S7。

2  基于解析结构模型的进度影响因素关系分析

美国学者John N.Warfield于20世纪70年代初创立了一种研究复杂系统内部结构关系的方法——解析结构模型（Interpretive Structural Modeling，ISM），从理论、概念上通过恰当的运算把系统中各因素之间的复杂关系有效地构成一幅多级递阶有向图或网络图。

2.1 研究因素相互关系，建立邻接矩阵

系统各因素之间通常存在直接关系或不存在直接关系，且这种关系具有方向性，一个具有n个因素的系统S={S1，S2，…，Sn}可用一n阶二元矩阵表示。任意比较系统中两个因素Si和Sj，如果Si对Sj有关系则？琢ij=1（i≠j），否则？琢ij=0（i≠j）。依据上述进度关键影响因素进行分析，得出各因素邻接矩阵A。

2.2 根据邻接矩阵计算可达性矩阵

一个元素能否通过若干个中间元素影响到另一个元素，称为可达性问题，并用可达矩阵来描述有向连接图各个节点之间经过一定长度通路后可到达的程度。邻接阵A加上单位阵I后得到矩阵I∪A，经由布尔运算直到满足。经计算，K=2，可达性矩阵R为

2.3 对系统因素进行区域划分和级别划分

在进行区域划分和级别划分前需要找出可达集R（Si）和先行集A（Si），其中，可达集A（Si）是因素Si所对应的行中，满足？琢ij=1的列因素组成的集合，先行集A（Si）是因素Si所对应的列中，满足？琢ij=1的行因素组成的集合。

区域划分是把系统因素集合中各因素按可达性矩阵R划分为若干个分离的区域，使任何区域的所有因素与其他区域的单元没有关联或联系。可达集R（Si）和先行集A（Si）的交集称为共同集合T={Sj|Sj∈S，R（Si）∩A（Si）=A（Si）}，如果共同集合T中任何两个因素Si和Sj满足R（Si）∩R（Sj）=？准，则称因素Si和Sj不属于同一区域。显然，上述因素相互影响，共属同一区域，即只有一个独立区域。

级别划分是把系统因素集合中各因素按可达性矩阵R划分为若干层次，首先要找出顶级因素集合H={Sj|Sj∈S，R（Si）∩A（Si）=A（Si）}，然后从系统因素中去掉相应因素并划掉对应的行和列，再从剩下的因素中找到新的顶级因素，以此类推，最后根据级别从高到低重新排列可达性矩阵得到下三角块矩阵。第一集因素分析如表1。

由表1可知一级因素是S5，S6，S7;剔除一级因素后继续上述步骤，得到二级因素S2，S3，S4;三级因素为S1。根据层级关系再次排列可达矩阵，得到标准形式R1。

2.4 对进度影响因素系统结构图进行分析

根据标准形式R1绘制影响因素层次结构图，如图1所示。

可以看出，浅层因素为施工方、生产方、運输方等出现的工作不协调、技术不到位等问题，同时设计方的前期准备方案不完善，客观因素的存在也制约着施工进度，深层因素为政府和社会创造的环境，行政及科研机构、相关企业应该为装配式建筑给予支持，加快建立产业体系，减弱上层因素的影响程度。

社会大环境可以为装配式建筑提供不同的主导环境，部分行政机关工作效率较低、繁琐的合同手续、没有统一的标准规范成为了宏观影响因素，大背景下装配式产业链各环节配合不协调、沟通不有效的问题自然是难以避免，最后集中体现在施工环节的各种阻碍。

3  针对装配式建筑发展中进度影响因素的应对建议

3.1 设计准备阶段

①国家应营造更为便捷的环境，减少手续办理、合同审批的繁琐程序，进一步加大产业扶持力度。在健全装配式建筑体系的过程中，具体可行的审核制度完善的同时不应该增加装配式建设的审批难度，行政机构、金融机构应该加大鼓励力度，推行优惠政策，解决贷款方面的难题，缓解企业资金链压力，提供更宽松友好的社会环境。

②注重产业协同化发展，稳步建成产业化结构体系。装配式发展离不开政府机构、房地产开发商、设计单位、构件生产企业、运输公司、施工单位、装修单位、售楼单位等的共同努力，行业发展初期产业链主体之间信息共享和协同工作程度较低，制约着生产质量和生产效率。加强相关产业有效协调配合程度，保证各节点单位沟通有效，衔接有序，有利于行业生产力持续提升。

③完善编制施工设计方案，提早做好突发事件的应对措施。在前期准备中，要考虑到施工环境形势可能的变化，主要包括自然环境因素（地质条件、水文气象条件、无法预测的自然灾害等）、社会环境因素（水电供应、交通管制、政府的停工令、周边居民的投诉等）的改变以及安全保障不得当出现事故对工程进度的影响，使负面影响最小化。

④推广技术应用，实现对项目的全寿命周期管理。主要体现在建筑信息模型技术（Building Information Modeling，BIM），它覆盖了设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等参与方，同时贯穿了设计准备阶段、生产运输阶段、施工安装阶段、运行维护阶段直至建筑全寿命周期的终结。利用BIM三维模型+技术模型实现4D进度模型，实时反馈控制影响因素，直观精确反映施工进度情况，缩短工期。BIM施工进度模拟，对优化资源配置、合理组织安排工序等提供了便利，基于此决策者易于选择最优施工方案。

3.2 生产运输阶段

①健全标准化产业体系。目前，我国对构件标准化方面仍存在不足，构件信息库还未完全建立，无法实现部件通用。标准化产业体系对预制构件模数、工艺流程、图纸等详细说明进行规范解释，既保证了构件的质量，又提高了生产效率。

②提升物流组织管理水平，建立健全安全高效的配送仓储体系。根据实际情况选择最优运输方案、起重机械和车辆，并根据重量尺寸设计通用性较强的运输架，保证构件满足运输要求，配送过程中要时刻注意交通情况，避免出现安全事故。现阶段国内部分装配式企业的运输方式和车辆等已不能满足装配式运输发展的需要，容易耽误工期，造成经济损失，但存储运输一体化方式逐步普及，可以减少中途损失。

③对构件实施精细化管理，全方位涵盖构件生产运输、仓储保管、拼接安装、运营维护全过程。其中被应用最广的是无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID），它是一种利用电子标签进行无线电信号识别的通信技术。构件的电子标签类似于个人身份证，记录着构件生产加工、运输出厂、储存养护等信息，用RFID读写器写入构件信息，利用GPS对构件进行追踪定位，实现对构件的实时监控，构件实时信息被共享，各施工结点单位可以根据实际情况调整进度计划，有利于供应链的高效运作。

3.3 施工安装阶段

①提升管理层的组织协调能力，掌握创新装配式产业化运营模式，优化施工进度网络计划图。现场施工工序繁琐，工序交叉衔接复杂，管理层需要保证人材机一体充分合理运转，尽量减少班组人员跟进不及时、预制构件协商供应不及时、塔吊利用调度不合理、构件堆场不科学等问题，不断探索学习典型案例和先进施工经验，做到成果共享，以点带面形成自己的核心团队，实现长久运营。