SSGF建造体系与装配式及传统建造体系的对比

华一鸣，李忠富，张胜昔

（大连理工大学 建设管理系，辽宁 大连 116024，E-mail:lizf108@126.com）

近年来，我国政府将装配式建筑作为推动建筑业转型升级的重要抓手并相继出台了大量政策措施。2016年，中共中央国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中明确提出“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%”[1]；2017年，住房和城乡建设部《建筑业“十三五”规划（2016～2020）》中指出“到2020年，装配式建筑面积占新建建筑面积达到15%”[2]。装配式建筑已经成为我国建筑工业化发展的新方向，然而，监管机制不完善、产业链上下游协同度低、规模经济效应不显著等原因仍阻碍着我国装配式建筑的发展。种种限制因素致使我国装配式建筑较比传统建造体系在质量、进度、成本上的优势并不明显。在装配式建筑获得极大的政策资源倾斜却收效甚微之时，业界积极探索新型建筑工业化发展道路，以“安全共享（Safe）、科技创新（Science）、绿色可持续（Green）、优质高效（Fine）”为核心理念，强调技术集成创新和精益化管理的SSGF建造体系正是在这种背景下产生的。

国内外学者对装配式体系和传统建造体系展开了大量研究。Ferdous等[3]探讨了装配式体系与传统建造体系在工期上的差异并从现场管理的角度分析其原因。李丽红等[4]探讨了装配式建造体系与传统建造体系在分部分项工程成本上的差异。刘洋[5]从造价结构的角度出发，对比分析了装配式体系与传统建造体系的成本差异所在。Cao等[6]基于生命周期评估模型对装配式体系和传统建造体系展开研究，从环境影响的维度衡量了两种建造体系的表现。Jaillon等[7]结合问卷调研从质量、成本、环境影响等方面对香港预制建筑和现浇建筑的表现进行了综合评估。在对SSGF体系的研究上，孙军等[8]根据项目实践经验分析总结了 SSGF体系的技术管理特征。结合实际案例阐述了SSGF体系的核心技术优势在于利用技术体系与管理体系的创新组合实现了建筑产业链的多方共赢[9]。

纵观现有的研究成果，大多学者从工期、成本、环境影响等绩效维度对装配式体系和传统建造体系展开对比分析，或立足于SSGF体系自身特征分析其技术管理优势，鲜有学者从系统的视角对3种建造体系的综合绩效表现展开对比分析。本文在相关研究的基础上，系统构建了综合考虑过程维度绩效表现和产出维度绩效表现的综合指标体系，结合改进的AHP-Choquet积分评价模型以实现SSGF体系与装配式体系及传统建造体系的综合绩效表现对比，为我国新型建筑工业化发展路径提供参考。

1 概述

传统建造体系又称传统现浇体系，其核心特征是劳动密集型、机械化水平低和高离散性。该体系具有结构整体性好、抗震性强的特点，但与此同时，其劳动密集型的作业和粗放的管理体系也使其具有能耗大污染高、施工质量低下等诸多弊端。

装配式建造体系最显著的特点是预制部品部件和工地装配。该体系以设计标准化、构件部品化、施工机械化、装修一体化、管理信息化为主要特征，预制部品部件生产和工地现场作业可以同时进行，通过“构件移动，模具不动”的方式进行工业化的生产，具有施工速度高、建造效率高等显著优势。

SSGF建造体系是新型建筑工业化背景下企业的实践成果，其核心是附着式爬架、铝合金模板、全现浇混凝土外墙、全穿插施工等新型建造技术和精益化管理理念的集成创新。SSGF体系以设计标准化、生产工业化、技术集成创新、智能化管理、精益化建造为主要特征，主体结构采用混凝土现浇工法以保证结构安全与施工质量，内部局部采用标准化、通用性强的工厂生产、现场组装的部品构件，能在减少现场作业、降低成本、保证质量的前提下提高建造效率。SSGF建造体系强调的是生产的连续性和标准化，通过“构件不动，模具移动”的方式进行工业化的生产。

2 基于过程和产出维度的综合绩效表现指标体系构建

传统的建设项目绩效评价往往是根据项目总目标实现水平，从成本、进度、质量及环境影响 4个产出维度进行衡量，却忽视了项目建设过程因素对项目绩效表现的影响。本文在对工程项目管理知识体系和相关文献[10～17]的研究基础上，将过程维度纳入到不同建造体系的综合评价中，遵循系统性、目标性和可操作性的原则，结合工程实际，建立涵盖过程和产出维度的综合绩效表现指标体系。共分4个层次:

（1）目标层。即不同建造体系综合绩效表现。

（2）维度层。包括过程维度和产出维度，其中过程维度衡量的是项目建设过程中的表现，产出维度则表示的是项目竣工结算后对项目管理总目标的评价。

（3）准则层。为了进一步衡量项目过程维度和产出维度的综合绩效表现，本文基于工程项目管理知识结构将过程维度划分为设计过程和施工过程；产出维度划分为质量、进度、成本和环境。

（4）指标层。基于相关文献研究，结合相关专家访谈，分别采用19个要素指标对6个准则层评价要素进行描述，如表1所示。

表1 基于过程和产出维度的综合绩效表现评价指标体系

3 基于改进AHP-Choquet模糊积分的模型构建

3.1 模糊测度与Choquet模糊积分

模糊测度[18]是日本学者Sugeno于1974年提出的一种用单调性替代传统测度可加性的集结算子，能够用来衡量指标间相关性对综合评价的影响[19]。Choquet模糊积分是定义在模糊测度基础上的一种非线性函数，采用Choquet模糊积分进行评价无需假设指标之间相互独立，因此Choquet模糊积分被广泛用于相互关联、交互影响的多属性决策问题中[20]。建设项目的临时性、一次性、复杂性使其项目管理具有高度的模糊不确定性，其各种评价信息也并非是完全独立的，如过程维度与产出维度之间相互关联、互相影响的关系，质量、进度、成本之间对立而统一的关系。Choquet模糊积分在考虑了评价信息的模糊不确定性的基础上充分考虑了评价指标之间的相互关联性，因此采用Choquet模糊积分实现基于过程和产出维度的SSGF工业化建造体系与装配式建造体系及传统建造体系的对比较为合适。

3.2 基于改进AHP的模糊测度确定

层次分析法（Analytical Hierarchy Process）因其系统性、实用性和简洁性被广泛应用于多属性决策重要度赋权问题中。在实际应用中，评价属性之间往往不是完全独立的，这在很大程度上局限了传统 AHP在多属性相互关联决策问题中的应用。为了实现多指标相关联的指标重要性赋权，本文将模糊测度的概念引入到传统 AHP中，对通过方差法获得的权重向量进行单位化处理，将传统的可加测度转化为模糊测度，既保留了属性的相对重要性，又反映了属性之间的相关性，具体步骤如下。

（1）邀请多位专家分别对各级指标进行两两比较以构造判断矩阵。xi∈X（1,2,…,n）表示同一层级下的评价指标，判断矩阵元素aij（i=1,2,3,…,n；j=1,2,3,…,m）表示评价指标xi对xj的相对重要性，其取值如表2所示，其中xi对xj的相对重要性与xj对xi的相对重要性互为倒数。汇总得到判断矩阵并进行算数平均，得到每一层级指标的判断矩阵A。

表2 判断矩阵取值及其含义

（2）对各指标进行重要度排序。用方根法计算判断矩阵A=(aij)n×n的特征向量W=(w1，w2，…，wn)，对W进行单位化处理得到权重向量，具体公式如下:

（3）利用Matlab计算判断矩阵的最大特征根并进行一致性检验。当判断矩阵通过一致性检验时认为判断矩阵是可接受的，所得到的权重向量值即为各指标的模糊测度gλ，当判断矩阵未通过一致性检验时，采用最大行修改法对判断矩阵进行修改直至其通过一致性检验。

（4）将同一层级各指标的模糊测度gλ代入式（3）中计算λ值，若λ∈[-1，∞]，表示该层级指标之间存在着相互影响，也验证了原假设的正确性。将单层指标的模糊测度及λ值代入式（4）计算各层指标集的模糊测度。

3.3 基于正三角模糊数的Choquet模糊积分评价

建设项目具有多重不确定性和随机性的特点，直接采用专家打分进行评价容易产生极端值，本文通过引入正三角模糊数来削弱专家主观打分极端值所带来的影响，指标评估值与其对应的三角模糊数如表3所示。

表3 指标评估值与其对应的三角模糊数

结合上述所得指标模糊测度构建Choquet模糊积分评价模型，具体步骤如下:

（1）邀请多名项目参与人员及专家对不同建造体系项目相关表现指标进行模糊评估并解模糊化，将指标模糊评估值转化为明确值yi，模糊数相对距离公式如下:

（2）将单层评估值yi从大到小排列顺序为，利用式（4）计算得出的各层指标集模糊测度gλ与模糊积分式（6）实现单层指标值的模糊评价。

（3）由下往上依次递进计算得到各对象各层级综合表现值及最终评价值。

4 实证分析

建设工程项目综合表现影响因素众多，为了削弱项目基本情况等无关因素的影响，本文选取了基本条件相似度较高的均由 B公司建造的分别采用SSGF工业化建造体系、装配式建造体系、传统建造体系建设的3个实际项目进行对比分析，项目基本概况如表4所示。

表4 项目基本情况一览表

（1）选取30位行业专家对综合表现指标体系中的各层指标进行比较判断并得到判断矩阵，计算各层指标的模糊测度和λ值，结果如表5所示。

表5 模糊测度及各层λ值

（2）根据表5和式（4）计算各层指标集模糊测度，以三层指标设计过程为例，计算如下:

（3）选取30名参与3种建造体系建设的项目人员，对3种建造体系的各项表现指标进行模糊评估，对评估值进行数据整理，结果如表6所示。

（4）将同一层级的解模糊化评估值从大到小排列，并将iy′和gλ代入式（6）得到单层指标评估值，以传统建造体系设计过程为例:

（5）分别递进计算 3种建造体系单层评价值和综合评估值，其结果如表7所示。

根据上述评估结果可知，装配式建造体系与SSGF工业化建造体系在过程和产出维度的各方面都明显优于传统建造体系，SSGF工业化建造体系在设计过程、施工过程及质量维度的表现较好并略微优于装配式建造体系。

5 结语

本文从系统的视角构建了基于过程和产出维度的综合绩效表现指标体系。考虑到工程项目综合绩效表现指标之间的非独立性，基于Choquet模糊积分构建了针对多指标相互关联的改进 AHP-Choquet积分模型，采用正三角模糊数将定性数据转换为定量数据，并通过Choquet模糊积分实现了SSGF工业化建造体系与装配式建造体系及传统建造体系的对比分析。通过实例分析可知，SSGF工业化建造体系的综合表现优于装配式建造体系，极大地优于传统建造体系。在装配式建造体系发展动力源不足之时，我国新型建筑工业化的发展应该多头并进，鼓励产业链上下游积极探索符合自身特色的新型工业化建造体系。

表6 模糊评估值

表7 3种建造体系评价结果