基于ISM的智能建造发展关键驱动因素研究

邵炜婷，高尚尉

（1.郑州大学管理学院，河南 郑州 450001；2.乌海抽水蓄能有限责任公司，内蒙古 乌海 016000）

智能建造作为一种将工程建设与智能化高度结合的建造模式，有助于实现精细化施工，促进建筑业高质量发展。针对智能建造的研究，国外学者倾向于对核心技术的探索与研究，例如建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）、云计算、物联网、大数据、人工智能等，我国学者的研究多偏向于理论概述及政策建议。在我国学者所做出的相关研究中，一部分学者对智能建造的相关理论进行了阐述，例如刘占省等[1]从智慧建造的内涵出发，分析了智能建造领域的研究现状和最新研究方向；一部分学者着眼于创新技术的推广研究，例如陈珂等[2]归纳了我国智能建造领域的4类关键核心技术；还有学者从创新人才培养角度提出政策建议，例如丁烈云[3]提出了智能建造领域的人才应具备的知识结构和专业能力。但目前针对智能建造发展影响因素的研究相对较少，尤其是从宏观层面探讨智能建造发展的动力因素的研究较为匮乏。因此，本文基于项目全生命周期的角度，运用解释结构模型（Interpretative Structural Model，ISM）对智能建造发展的关键驱动因素进行研究，以期为促进智能建造的发展提供理论参考。

1 智能建造模式发展驱动因素的识别与筛选

1.1 运用文献分析法进行驱动因素的识别

本文基于文献分析法，在中国知网以“数字建造”“智能建造”“智慧建造”“智慧工地”为主题进行搜索，筛选出6篇与智能建造的影响因素相关且有重要参考价值的文献。通过分析文献，本文从6篇有效参考文献中提取并初步归纳出12个智能建造发展驱动因素。

1.2 通过专家访谈进行驱动因素的筛选与修正

邀请9位专家结合智能建造的发展背景对初步识别的驱动因素进行修正，这些专家包括设计人员、有智慧工地经验的项目经理以及高校教授，每位专家都具有从事智能建造或者BIM相关工作6年以上的经验。经过专家研讨，将“各参与方权责明确”这一因素合并到“法律权责界限清晰度”因素中，同时，因“项目管理者的能力”这一因素的意义与其他因素较为相似，故删除。经过筛选、修正，本文最终确定智能建造的发展受到技术、经济、组织、政策、法律、市场6个方面的10个关键驱动因素的影响，见第135页表1。

表1 智能建造模式发展的关键驱动因素

2 智能建造发展关键驱动因素ISM构建

2.1 确定因素间的关联关系并构建邻接矩阵

将智能建造发展的关键驱动因素视作一个系统，它包括了Si（i=1，2，…，10）等10个关键驱动因素，以此为基础构建邻接矩阵A，A=[aij]10×10。驱动因素两两之间的逻辑关系用aij表示，并用0或1表示因素i和因素j之间的关系。为确定这10个因素之间的关联关系，运用德尔菲法，邀请7位具有智能建造经验的行业专家对两两因素之间的影响关系进行打分，如果专家之间得出的结果不一致，再将不同意见归纳整理，将结果匿名反馈给各位专家再次征求意见，直到95%以上的专家认为因素i对因素j有影响。如果专家认为因素i对因素j有直接影响，则记为aij=1；否则认为因素i对因素j没有直接影响，记为aij=0。结合专家意见，本文得到10个因素之间关系的邻接矩阵A。

2.2 求解可达矩阵

基于传递性原则与布尔运算法则，利用MATLAB工具可以由邻接矩阵A计算出可达矩阵M。

2.3 划分层级结构

可达集R（Si）是可达矩阵中因素Si所在行中所有得分为1的列因素的集合，先行集A（Si）是可达矩阵中因素Si所在列中所有得分为1的行因素的集合。可达集R（Si）和先行集A（Si）的交集为共同集C（Si），见表2。根据C（Si）=R∩A的条件逐次抽取，可以分解出智能建造发展关键驱动因素的层级。

表2 可达集、先行集及其交集表

3 智能建造发展的关键驱动因素分析

通过上述分析，本文最终得出智能建造发展关键驱动因素的层级结构图，见第136页图1。

图1 智能建造发展关键驱动因素的层级结构图

3.1 表层驱动因素

第一层驱动因素包括关键技术的创新和集成化应用、智慧平台完备度、各参与方的协同配合，是智能建造发展的表层驱动因素，其中，关键技术的创新和集成化应用受到其他6个驱动因素的直接影响，说明智能建造的发展离不开关键技术领域的创新和各大核心技术的集成化应用。值得注意的是，关键技术的创新和集成化应用与智慧平台完备度两个因素之间具有相关性，表明智能建造领域的关键技术创新及集成化应用可以带动智慧平台进行更新完善，而智慧平台的完备度也将促进其他核心技术的发展，二者相互促进、共同发展。

3.2 中间层动力因素

第二层驱动因素包括高端复合型人才数量、标准和规范的完善度、规范有序的市场环境，第三层驱动因素包括企业资金投入、数字化人才的培养、法律权责界限清晰度。这两层的驱动因素共同构成了中间层动力因素，且第三层驱动因素分别从经济、组织和法律方面直接对第二层驱动因素施加影响。企业对智能建造项目的资金投入和人才培养能直接带动高端科技人才数量的增加，进而推动技术管理的进步。法律权责的明确一方面可以规范市场的竞争环境，另一方面可以通过知识产权保护来鼓励企业在核心技术领域进行创新。此外，标准、规范的完善度看似未受到其他因素的直接影响，但也对关键技术的创新和集成化应用、各参与方的协同配合这两个表层驱动因素产生了不可忽略的推动作用。因为目前我国正处于数字建造的发展阶段，数字建造乃至智能建造领域的标准和规范较为匮乏，而未来标准的完善无疑会带动技术的创新，同时规范各参与方的行为，促进各方的协同配合。

3.3 深层推动因素

处于第四层的政府激励政策作为深层推动因素，直接或间接地影响其他9个驱动因素。政府激励政策如金融、税收方面的财税支持、对大型试点项目的宣传与鼓励等可以产生拉动效应，加快人才培养和技术创新，从根本上推动智能建造模式在经济、人才、技术等不同领域的进步和发展。

4 推动智能建造发展的策略建议

4.1 加大政府的支持力度

第一，通过政府的大力扶持带动一些大型试点项目实施，展现智能建造发展未来能带给项目的综合收益，吸引参与项目的各方主体积极参与其中。第二，完善法律法规，尤其是知识产权保护方面的法律法规。完善法律法规能使市场中各参与主体明确权责、规避风险，而知识产权保护也能打击盗版、鼓励创新。第三，政府可以从资金方面对实施智能建造模式的相关项目给予一定的政策支持，鼓励各参与方积极助力智能建造发展。

4.2 加强技术创新

第一，企业应完善技术体系，增强自主创新能力，致力于发展物联网、3D打印、人工智能、云计算等智能建造领域的新兴技术，并逐步推动不同技术的集成应用。第二，鼓励各院校进行创新人才和技术人才的培养，例如增设智能建造本科专业，培养与智能建造相关的应用型技术人才。只有正视人才短缺的现实问题，促进产学研结合，才能从根本上激发技术创新的原动力。

4.3 构建公平有序的市场环境

逐步制定和形成智能建造领域的法律规范，严格制止不正当竞争，加强知识产权的宣传和保护力度，促进项目全生命周期中各参与主体之间的协调配合，从而推动智能建造的发展。

5 结束语

本文通过文献分析和专家访谈，从技术、经济、组织、政策、法律、市场6个方面识别并筛选出10个智能建造发展的关键驱动因素，并构建了ISM层级结构图，定性分析了关键驱动因素间的内在联系，提出了推动智能建造发展的策略建议。本文从一定程度上拓展了智能建造领域关于影响因素的研究，对推动智能建造发展有一定现实意义。