智慧建造推广障碍影响因素分析与对策研究

岳崇峰 岳红颖 杨帅

(1.中国电建集团成都勘测设计研究院，四川 成都 611130；2.河南省建设工程设计有限责任公司，河南 郑州 450046；3.河南省第一建筑工程集团有限责任公司，河南 郑州 450046)

0 引言

当前，建筑业正处于结构调整、转型升级的重要窗口期，传统建造模式存在的信息共享困难、建设流程割裂以及管理效率低下等问题严重阻碍了建筑业的转型和发展[1]。

为更好地优化建设项目组织流程，提升管理效率，转变建筑业生产模式势在必行。诸多学者从不同角度对生产模式变革进行了有益探索。在理论研究层面，王要武等[2]基于我国建筑业发展实际，以工程项目全生命周期管理理论和精益建造理论为基础，提出智慧建设的理念。杨德钦等[3]利用先进信息技术与传统建造模式相结合的思路提出智慧建造的定义，以此构建工程项目建设全生命周期管理系统，实现项目管理的精细化和集约化。在智慧建造推广障碍层面，秦旋等[4]认为，影响先进建造模式推广的直接障碍源于其未取得良好的应用效益，并详细论述了外部动力不足、思维模式难以转变、施工方不重视等因素对先进建造模式推广的影响。Coalman等[5]认为，智慧化建造模式应用障碍包括：对如何实施和运用没有达成清晰共识、应用过程中没有明确的责权利划分、缺乏相关产权保护法律和数据标准、投资风险较大等。Nguyen等[6]认为，智慧建造的推广普及不能仅依靠先进技术的应用，而是要着眼于有效的管理、实施标准的制定。崔庆宏等[7]结合智慧城市建设理念，提出通过搭建政府主导的多方协同及先进信息服务平台，以推动智慧建造模式的推广。

综观现有智慧建造相关文献，少数学者对智慧建造模式相关理论架构进行了完善[3,8-9]，多数研究集中于推广障碍影响因素，但仅侧重于技术方面的应用[10-12]，缺少全面系统的研究视角，且对推广障碍因素间相互关系的研究较少。

基于此，本文从成本投入、技术应用、政府行为三个维度出发，运用文献检索法及频数统计法，构建智慧建造推广障碍影响因素指标体系，涵盖智慧建造普及程度较低、人才供给不足、应用效益不明显等14个影响因素。在此基础上，建立智慧建造推广障碍影响因素三级递阶解释结构模型(ISM)。依据表层直接因素、中层间接因素、深层根源因素对影响因素进行划分，分析各因素之间的内在关系，利用层次分析法对中层间接因素重要度进行计算，并提出有针对性的建议。

智慧建造是一种新兴的工程项目管理理念，以工程建造技术、人工智能、物联网等新兴数据技术为手段，面向项目建设全生命周期，构建项目建设和运营的智慧化环境，通过技术、信息集成和管理理念创新，实现对项目建设全过程的高效管理[12]。智慧建造理念的提出源于理论基础、技术支撑两个维度，前者主要由项目管理理论、工程项目全生命周期理论及精益建造理论等构成，后者由BIM、物联网、人工智能等技术构成。

1 影响因素的确定及模型简介

1.1 影响因素的选取

为保证影响因素选取的合理性和科学性，利用文献计量学方法从已有研究中提炼和归纳智慧建造推广障碍因素。首先，基于中国知网数据库，以“智慧建造”“智慧施工”“智能建造”等与研究主题内涵趋同的关键词进行文献检索；其次，剔除与研究主题相差较大的文献，获取有效文献52篇；最后，整理并筛选出频次大于10且与本研究相关的14个影响因素。智慧建造推广障碍因素见表1。

表1 智慧建造推广障碍因素

(续)

将上述14个影响因素分别以X1～X14进行标识，得到智慧建造推广障碍影响因素指标体系，见表2。

表2 智慧建造推广障碍影响因素指标体系

(续)

1.2 模型简介

1.2.1 解释结构模型(ISM)

解释结构模型(ISM)是一种结构模型化技术，多用以揭示复杂性系统问题。该模型可以将系统中各要素间模糊化、复杂化的关系分解成直观、多层级的结构形式，以此分析各要素间的作用机理[13]。

1.2.2 层次分析法(AHP)

由于解释结构模型仅能反映因素间的层次结构，无法体现各因素的相对重要性。基于此，本文采用层次分析法(AHP)确定各因素对最终决策目标的相对重要程度。

2 解释结构模型(ISM)建模

2.1 计算邻接矩阵和可达矩阵

智慧建造推广障碍影响因素不是独立存在的，各因素之间具有直接或间接的关系。因此，在建立智慧建造推广障碍影响因素解释结构模型之前，要确定各因素之间的作用关系[13]。

本次问卷调研在河南某建筑集团质量技术信息化操作培训期间进行，调研对象为项目技术负责人和负责BIM、质量的相关管理人员，共发放10份问卷，收回完整问卷7份。按照少数服从多数的原则确定各因素两两间的关系[14]。调查对象基本信息见表3。

表3 调查对象基本信息

通过整理问卷结果，得到各影响因素直接影响关系，建立邻接矩阵A，其中，0表示没有相互影响关系，1表示存在相互影响关系。即

建立可达矩阵是构建影响因素解释结构模型的关键环节。基于邻接矩阵A，经过若干次布尔运算，得到可达矩阵M，即

2.2 拓扑结构图

基于上述分析，绘制智慧建造推广影响因素拓扑结构图，如图1所示。

3 影响因素重要程度分析

3.1 建立层次分析结构模型

根据图2所示，将与人员有关、与政策有关、与市场环境有关的三个准则作为中间层，并将中层间接因素分为对应三类置于第三层，构建智慧建造推广影响因素层次分析结构模型，如图2所示。

3.2 构造两两比较判断矩阵

通过对模型中较低层的各要素相对于上一层某个要素的重要程度进行对比和赋值，构建判断矩阵[14]。借助1～9标度法，用aij表示第i个指标与第j个指标的比较值，当aij>1时，数值越大，说明指标i比指标j越重要，以此类推。

图1 智慧建造推广障碍影响因素拓扑结构图

图2 智慧建造推广障碍影响因素层次分析结构模型

针对项目技术负责人和负责BIM、质量的管理人员发放问卷20份，收回完整问卷14份。对打分结果求算术平均值，并按照四舍五入取整后作为两两要素间的相对重要评价值[15]，以此计算得到各要素间的相对重要性。问卷样本信息见表4。

表4 问卷样本信息

3.3 一致性检验及组合权重的确定

由于判断矩阵数值源于受调查者的主观度量，为确保研究结果的科学性，结合相关文献，对判断矩阵进行一致性检验[16]。当一致性指标CR=CI/RI≤0.1时，说明该矩阵通过一致性检验。此外，借助Matlab软件对各判断矩阵特征值和特征向量求解，得到不同层级间各因素的相对权重值，结果见表5。

表5 判断矩阵、组合权重及一致性检验

通过层次单排序，由判断矩阵计算得到的一致性检验指标值CR分别为0.008、0.003、0.046、0.016，均小于0.1，说明上述判断矩阵均通过一致性检验。

3.4 综合权重确定

为了更直观地体现各因素对智慧建造模式推广障碍的影响程度，依据层次单排序结果，进行各因素权重排序，见表6。

表6 各影响因素最终权重排序

4 结果分析

本文将解释结构模型和层次分析法相结合，针对智慧建造模式推广障碍影响因素进行分析。研究结论如下：

(1)智慧建造推广障碍影响因素分为主导因素、表层直接因素、中层间接因素、深层根源因素4个层次。其中，业主方采纳意愿为智慧建造推广障碍的主导因素。表层直接因素为应用效益不明显、前期投入成本较大。中层间接因素包括标准与规范缺失、各参与方利益协调困难、普及程度较低、责权利划分不明确、人才供给不足、产业链尚未形成、软件市场不良竞争7个影响因素。

(2)在智慧建造推广障碍中层间接因素体系中，各影响因素权重大小依次排序为：C4>C3>C9>C8>C2>C5>C7>C1>C6，说明C4、C3、C9以及C8是智慧建造推广障碍的主要影响因素。其中，标准和规范缺失导致各参与方在项目建设各阶段难以高效进行信息交互与有效管理，而人才供给不足则严重阻碍智慧建造的推广。此外，C2也是智慧建造模式推广障碍的关键影响因素。这是由于智慧建造理念所涵盖的技术手段信息化程度高且操作难度较大，需要操作人员具备较高的信息化水平，而现有的建筑业从业人员老龄化、低学历问题突出，对智慧建造的推广产生负面影响。

5 结语

本文通过梳理和分析相关研究文献，构建智慧建造推广障碍影响因素体系，运用解释结构模型和层次分析法绘制智慧建造推广障碍影响因素层次结构图并识别出关键因素。研究结果表明，业主方采纳意愿是智慧建造推广障碍主导因素，表层直接因素为应用效益不明显、前期投入成本较大，深层根源因素包括普及程度、政策引导等。在中层间接因素中，人才供给不足、操作难度较大、产业链尚未形成、各方利益协调困难所占权重加大。该研究结论对智慧建造的进一步推广具有重要的理论参考意义。

基于上述研究结果，提出以下4点建议：

(1)业主方采纳意愿是智慧建造推广障碍的最主要影响因素。因此，在项目建设前期，业主可召集各参与方制订智慧建造导入规划，内容包括总体规划及要点、各阶段起止时间、当前阶段智慧建造应用现状、预期达成目标、具体实施规划、各阶段执行负责人、指定规划总负责人等细节。基于完善的导入规划，业主可针对项目建设过程中可预见的困难制定实施细则，厘清各参与方权责。这样不仅有利于提升工作效率，也有利于解决业主方、设计方、施工方之间的沟通协调问题，为智慧建造应用营造良好的环境[17]。

(2)普及程度较低是智慧建造推广障碍的深层根源因素。解决这一问题不仅需要从政府方、业主方、施工方等多方主体出发进行引导以消除推广阻力，而且需针对决策层、管理层、专业技术人员等多元工程参与角色分别制定激励措施或差异化手段，加强智慧建造理念的宣传教育以及推广应用[18]。

(3)在建筑业从业群体老龄化严重、专业技术人才缺乏的背景下，建筑企业需要制定具有前瞻性的政策措施。尤其是在当前建筑业数字化、智慧化转型背景下，如何激发从业人员学习兴趣，建立适合智慧建造模式推广乃至建筑业高质量发展的产业人才队伍是亟待解决的问题。另外，政府还要继续关注建筑业低学历劳动者再教育或再培训问题，以提高从业群体的专业素质和技术水平。

(4)各参与方之间的利益冲突严重影响智慧建造的应用效果及推广进程。业主作为建设项目参与方的核心主导方，应充分发挥项目协调者的作用，通过搭建智慧建造项目信息集成平台，加强利益相关方之间的沟通和交流，减少项目信息不对称，引导各方以项目利益为中心，实现项目利益最大化和参与各方共赢。