基于ISM的装配式建筑质量影响因素研究

张国兴 杨雅茹 许彬 马静 李磊 李家豪

摘 要：随着装配式建筑的不断发展，其质量问题也备受关注。本研究经过查阅文献和问卷调查的方式选取了11个影响装配式建筑质量的关键因素，基于解释结构模型（ISM），对影响装配式质量关键要素之间关系进行分析，构建质量结构模型并进行层级分析，进而对装配式建筑质量提出针对性建议。研究结果表明：预制构件运输、储存情况和施工规范程度直接影响装配式建筑质量;而机械设备、图纸会审等因素间接影响装配式建筑质量，影响相对较小。

关键词：装配式建筑;质量;ISM

中图分类号：TU741;TU712.3    文献标志码：A    文章编号：1003-5168（2022）7-0083-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.07.019

Abstract： With the continuous development of prefabricated buildings， their quality problems have attracted much attention. Through literature review and questionnaire survey， this study selects 11 key factors affecting the quality of prefabricated buildings， analyzes the relationship between the key factors affecting the quality of prefabricated buildings based on the interpretative structure model （ISM）， constructs the quality structure model and carries out hierarchical analysis， and then puts forward relevant suggestions on the quality of prefabricated buildings. The results show that the transportation and storage of prefabricated components and the degree of construction specification directly affect the quality of prefabricated buildings; Mechanical equipment， drawing review and other factors indirectly affect the quality of prefabricated buildings， and the impact is relatively small.

Keywords： prefabricated building; quality; ISM

0 引言

裝配式建筑是指建筑各阶段采用预制配件安装组合的一种建筑，来提供人们的衣食住行和进行其他的活动[1]。装配式建筑与传统建筑相比，具有施工效率高、工期短、能耗少等优点，因此装配式建筑成为建筑业发展的趋势。但在装配式建筑整个过程中仍存在许多质量问题。同时，政府也相继出台政策来推广装配式建筑。2020年9月7日，住房和城乡建设部等9部门联合印发的《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》（建标规〔2020〕8号）鼓励采用现代信息技术，推动建筑业高质量发展。

装配式建筑的快速发展，对国家发展有着很重要的意义。潘捷等指出装配式较传统建筑来说优势明显，应用较广泛，发展较好，装配式建筑日渐取代传统建筑成为新的发展趋势[2]。王敏分析预测影响施工质量的关键因素并采取合适方式避免[3]。杨婷确定装配式建筑影响因素后，采用结构方程模型进行因素分析并对其管理提出建议[4]。李合光提出装配式建筑质量评价体系需要继续提出并完善[5]。建筑业在推广装配式过程中受到建筑质量问题的阻碍。为了更好地推动装配式建筑的发展，对影响装配式建筑质量的关键因素的研究至关重要。

1 装配式建筑质量影响因素的识别

1.1 分析方法

解释结构模型是将复杂的系统分解为几个子系统，依据人们理论和经验，最终构成一个多阶梯的结构模型[6]。各关键因素间相互联系，相互影响，但影响程度也不尽相同，采用ISM方法可以清晰地梳理各因素之间的逻辑关系，使得改进建议更具有效性和针对性。

1.2 装配式建筑质量影响因素分析

本研究首先从中国知网、Web of Science等数据库中搜集与装配式建筑质量有关文献，从文献中筛选装配式建筑质量的影响因素。然后邀请8位专家进行访谈对已筛选出的影响因素进行剔除和补充，这8位专家从事建筑业多年，对装配式建筑的发展具有较深入研究。最后总结出11个关键因素，并将这些因素分别从设计、生产、施工三个阶段和人、材、机等维度进行考虑，具体结果见表1。

为了研究各影响因素之间关系，运用Delphi法，邀请专家对11个因素进行打分，以公式（1）为依据，确定“0”“1”打分的原则：若该因素对另一因素有影响，分数为1;若该因素对另一因素无影响时，分数为0。结果见表2。

通过匿名问卷调查的方式，共计发放问卷200份，有效收回172份，回收率为86%。，因为地域不同对装配式建筑影响略有差异，比如环境、制度、天气等，本次研究对象区域集中在北方地区（如北京、河北、天津等地区），避免因地域不同而造成研究结果不准确。本次问卷调查通过两种方式进行数据收集，一种是借助社交软件进行线上调研，另一种是线下实地调研。调查对象情况结果见表3。

2 构建ISM模型

2.1 构建邻接矩阵

以上述表2关联表中各因素两两之间关系为基础建立邻接矩阵A。邻接矩阵表示两两因素之间的关系[1]，将装配式建筑质量看成一个系统，该系统包括了11个因素组成，构成11×11的邻接矩阵。

2.2 构建可达矩阵

可达矩阵指的是系统中的一个要素到另一个要素是否存在连接的路径[1]。在邻接矩阵基础上，构建可达矩阵M。当邻接矩阵A满足公式（2）时，得到的矩阵M即为可达矩阵。利用Matlab2021a由邻接矩阵A计算得到可达矩阵M。I为单位矩阵。

2.3 可达矩阵M的层级划分

层级划分主要是对装配式建筑质量系统中各因素的层级关系进行更深入的理解和认识[1]。以可达矩阵M为基础，确定出可达集R（Si）和先行集Q（Si），可达集和先行集分别为可达矩阵中含1的矩阵元素对应的列要素的集合和行要素的集合。根据可达集和先行集求得交集得到共同集C（Si），即C（Si）=R（Si）∩Q（Si）。将共同集与可达集因素完全相同的影响因素划为同一层级，将已划分层级的因素划掉，再寻找共同集与可达集完全相同的影响因素划分层级，依次类推逐层划分，11个影响因素最终被划分成6层。各要素关系集合见表4。

3 装配式建筑质量影响因素层级分析

以上述ISM模型为基础进行分析。装配式建筑质量影响关键因素共分为六个层级：第一层（S7，S9），第二层（S4，S6），第三层（S1，S11），第四层（S2），第五层（S5，S8），第六层（S3，S10）。

预制构件的运输、储存情况和施工规范程度为影响装配式建筑质量的第一层因素。在装配式建筑预制构件运输以及储存过程中，若因管理不恰當，导致构配件质量难以保证，从而装配式建筑整体质量受到严重影响。另外，在施工过程中，施工工序的不严谨、操作不当等不规范行为影响到装配式建筑质量。因此，这两个因素都对装配式建筑质量产生严重影响。

中间层（第二层至五层）为间接影响因素，包括生产材料不过关，工作人员专业技能、工作经验、各参与方质量意识薄弱，设计的规范程度、质量检验管理制度不完善和设备机械影响。在施工前的设计过程中，规范设计扮演着很重要的角色，这就要求各参与方有着较强意识，若设计不合理，就会对后期预制构件的质量检验以及施工细节处理产生影响，进而影响到装配式建筑整体质量;另外在生产和施工过程中，对工作人员的专业技能和工作经验要求较高，熟练的工作人员能较好完成预制构配件的要求、节点等细节地方的处理。

最底层（第六层）为图纸会审的严格程度和各部门之间缺乏沟通的程度。根据图纸进行施工，图纸会审环节协调各个参与方进行把关，各部门之间对于图纸的有效沟通，及时修改设计问题可以减少大量返工，从而提高装配式建筑质量。

4 结论和建议

市场经济不断发展，装配式建筑的相关政策制度也在不断推进。关于装配式建筑质量的管理优化问题，本研究通过对装配式建筑质量的影响因素进行筛选、分层分析，从而对装配式建筑质量管理提出建议。

针对研究结果提出如下建议：从人员角度考虑，应该注重工作人员的培训，提高专业技能，增强责任感;管理人员要增强自身管理意识，形成专门的质量管理部门，各阶段进行实时质量管控监督，减少隐患问题的出现;各部门之间要实时进行有效沟通，提高信息传递效率;从材料角度考虑，应严格管控材料的采购，只有保证了材料，预制构配件和整体装配式建筑质量才有保障。机械设备的精度影响到构件安装是否准确，因此选择合适的机械设备有助于提高装配式建筑质量。从制度角度，政府应针对装配式建筑质量经常出现的问题在政策上给予支持。

本研究通过查阅文献、专家访谈和问卷调查来确定影响装配式建筑质量的关键因素，构建解释结构模型并进行分析，由于研究水平有限，可能存在筛选因素不够全面的问题，后续可以扩大筛选因素对装配式建筑质量进行更深入的研究。

参考文献：

[1] 木孟地，金长宏，李瑶.基于ISM的装配式建筑质量影响因素研究[J].安徽工程大学学报，2020，35（1）：68-73.

[2] 潘捷，李松阳，李志勇，等.装配式建筑集成项目交付应用框架研究[J].施工技术（中英文），2021，50（20）：1-4，25.

[3] 王敏.影响装配式建筑施工质量的关键因素及控制措施分析[J].绿色环保建材，2021（6）：118-119.

[4] 杨婷，李晓娟，陈伟斌.装配式建筑质量影响因素的识别和控制[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2021，37（3）：328-331.

[5] 李合光.装配式建筑工程质量评价体系研究综述[J].房地产世界，2021（19）：1-3.

[6] 罗祥，黄喜兵.基于ISM的装配式建筑成本控制研究[J].建筑经济，2021，42（11）：73-77.

[7] GAN X， CHANG R， ZUO J， et al. Barriers to the transition towards off-site construction in China： An Interpretive structural modeling approach[J]. Journal of cleaner production， 2018， 197： 8-18.

[8] 刘杏红，张瀚宇.基于TQM理论和BIM的装配式建筑质量管理研究[J].建筑经济，2018，39（10）：25-30.

[9] 白庶，张艳坤，韩凤，等.基于ISM分析法的装配式建筑质量因素结构分析与对策研究[J].辽宁经济，2016（8）：32-35.

[10] 黄恒振.装配式建筑质量链管理研究[J].建筑经济，2019，40（9）：90-94.

[11] JIANG R， MAO C， HOU L， et al. A SWOT analysis for promoting off-site construction under the backdrop of China’s new urbanisation[J]. Journal of Cleaner Production， 2018， 173： 225-234.

[12] LI Z， SHEN G Q， XUE X. Critical review of the research on the management of prefabricated construction[J]. Habitat international， 2014， 43： 240-249.

[13] 王俊，赵基达，胡宗羽.我国建筑工业化发展现状与思考[J].土木工程学报，2016，49（5）：1-8.

[14] 张克，蔡锦松，黄清云.装配式建筑质量影响因素相互关系研究[J].建筑经济，2021，42（10）：95-98.