智慧工地推广阻碍因素与对策研究

肖 敏

（南昌金开工匠建设工程集团有限公司，江西 南昌 330038）

近年来，大数据、云计算、物联网等新兴技术相继投入运用，为人民群众的生产生活提供了极大便利。建筑业作为传统行业也在积极探索借助互联网新兴技术服务工程项目管理，智慧工地应运而生。智慧工地将建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）、物联网、大数据、云计算等新兴技术有效结合，构建智能化生产与安全、质量、成本、进度等管理协同的智慧管理平台。2020 年住建部等多部门联合发布了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，从政府层面提出加快智慧工地推广。目前，我国处于智慧工地推广初期阶段，为加快智慧工地推广普及，有必要对其开展研究。

智慧工地是近年学术界热点研究课题，学者开展了一系列研究。李德倩等[1]对智慧工地的实际运用开展研究，作者认为智慧工地能够有效服务于工程项目现场智能化降尘、智能管理软件、人力资源管理、施工质量管理、监督体系、工程成本控制等多方面；韦良等[2]针对智慧工地实施风险问题，提出了智慧工地系统实施风险评价指标体系，引入乌鸦搜索算法CSA（Crow Search Algorithm）-BP（Back Propagation Neural Network）神经网络算法建立智慧工地实施风险评价模型；李华等[3]基于本质安全理论，提出机械设备管理系统、人员管理系统、现场监测预警系统、过程控制管理系统4个方面16 个具体指标的本质安全度评价指标体系，采用连续区间数据有序加权平均（Continuous Ordered Weighted Averaging,C-OWA）算子分析指标的权重，运用未确知测度评价法对系统进行综合评价；李强年等[4]基于施工现场管理要素维度，从项目层面梳理了甘肃省智慧工地建设制约因素，识别出关键制约因素为经费投入不足、材料管理系统平台智慧化能力不足等，作者进一步厘清了制约因素间的层次关系。

综上，现有文献主要针对智慧工地的运用、安全与风险评价、阻碍因素等开展研究。在阻碍因素方面主要基于施工现场管理要素，从项目层面梳理阻碍因素。然而，施工企业层面往往是工程项目是否采用智慧工地的决策层，项目层面属于智慧工地的执行层，可见施工企业层面在智慧工地推广普及过程中起到重要作用，因此，有必要从企业层面探究智慧工地推广阻碍因素。

1 阻碍因素识别

本文首先参考现有文献[5-7]初步提出智慧工地推广阻碍因素；接着邀请5 名施工企业高层管理人员、4 名技术专家对开展半结构化访谈，访谈对象的工程管理相关工作经验均达到10 年以上并且了解智慧工地推广现状，征求企业高管和专家意见，对初步提出的阻碍因素进行合并、删减、补充、归类。

本文根据企业高管和专家意见最终分析得到10 个智慧工地推广主要阻碍因素，包含成本、技术、意识、政策4 个方面，具体阻碍因素为：研发成本较高、运营维护成本较高、缺乏研发技术人员、技术不成熟、技术标准不健全、系统集成化程度低、政府激励措施不足、由此带来的利益不多、对智慧工地推广认识不足、对新事物存在抵触心理，具体详见表1。

表1 智慧工地推广主要阻碍因素

2 阻碍因素ISM 模型构建

解释结构模型(Interpretative Structural Modeling, ISM)是美国学者华费尔提出的一种系统性分析方法，该方法可用于分析复杂系统的组成要素以及要素之间的作用关系。为深入分析智慧工地推广阻碍因素之间的作用关系，本文运用ISM 方法开展进一步分析[8]，主要包含建立邻接矩阵、解算可达矩阵、划分层次、模型构建等步骤，具体如下。

2.1 建立邻接矩阵

邻接矩阵反映系统内两个要素之间的直接影响关系。 定义邻接矩阵当ai对aj无直接影响时，aij= 0；当ai对aj有直接影响时，aij=1。本文邀请9 名施工企业高管（专家）对智慧工地推广阻碍因素之间的影响关系开展评分，当企业高管（专家）认为ai对aj有直接影响关系时，得1分；无直接影响关系时，得0分。当ai对aj得分之和大于或等于5分时aij= 1，否则aij= 0。根据企业高管（专家）评分结果，得到邻接矩阵如式（1）所示。

2.2 解算可达矩阵

可达矩阵表达因素之间的直接或间接影响关系，由邻接矩阵根据布尔矩阵运算法则计算，并对邻接矩阵进行迭代计算满足式（2）时得到可达矩阵。

式（2）中，A是邻接矩阵；E是单位矩阵，k是1＜k≤n的自然数，1＜k≤n是邻接矩阵的阶数，B 是解得的可达矩阵。本文借助MATLAB 软件计算程序解算可达矩阵，最终解得可达矩阵B详见式（3）所示。

2.3 划分层次

智慧工地阻碍因素层次划分主要分为4个步骤：第1 步，根据可达矩阵B 求解因素Ai的可达集合，即因素Ai所在行数值为1 所对应的列因素；第2 步，对可达矩阵B 求解先行集合，即因素iA所在列数值为1 所对应的行因素；第3 步，求解可达集合与先行集合的交集E(Ai)=C(Ai)∩D(Ai)；第4 步，判断是否属于第n层因素，当某因素的可达集合C(Ai)与交集E(Ai)相同时，说明该因素Ai属于第n层，否则不属于第n层。第1 层阻碍因素分析结果详见表2。

表2 第1 层因素分析表

把已分析得到的第1 层因素从可达矩阵B中删除，再采用相同的方法继续分析，可得到另外8 个因素的所在层次。限于篇幅，本文不再赘述。经分析，最终得到10 个阻碍智慧工地推广因素的层次划分结果，具体详见表3。

表3 智慧工地主要阻碍因素层次划分表

2.4 模型构建

根据式（1）所示的智慧工地推广主要阻碍因素邻接矩阵和表3 所示的层次划分结果，可根据ISM 方法构建出智慧工地推广阻碍因素ISM 模型，如图1 所示。ISM 模型利用有向图直观反映了阻碍因素的层次关系、作用关系和作用路径。

图1 智慧工地推广阻碍因素ISM 模型图

3 结果分析

由图1 所示的智慧工地推广阻碍因素ISM模型可知，智慧工地推广10 个主要阻碍因素可以划分为3 个层次，因素之间相互影响，共同阻碍了智慧工地推广普及，具体分析如下：

（1）首层阻碍因素。研发成本较高、运营维护成本较高，说明这2 个因素是阻碍智慧工地推广的直接因素。其原因可能在于施工企业往往以追求利润为主要目标，对增加成本问题“望而却步”，采用智慧工地往往会额外增加成本，而由此带来的直接利益并不明显，导致施工企业对工程项目采用智慧工地不够积极。

（2）中间层阻碍因素。技术不成熟、系统集成化程度低、由此带来的利益不多、缺乏研发技术人员、对新事物存在抵触心理，说明这5 个因素是阻碍智慧工地推广的间接因素，在首层、尾层因素之间起过渡效用。

（3）尾层阻碍因素。技术标准不健全、政府激励措施不足、对智慧工地推广认识不足，说明这3 个因素是阻碍智慧工地推广的根本因素。促进施工企业对工程项目采用智慧工地应从根本上解决技术标准不健全、政府激励措施不足、对智慧工地推广认识不足等问题。

由智慧工地推广阻碍因素ISM 模型可知，阻碍因素的主要作用路径为：

（1）政府激励措施不足→（由此带来的利益不多）→对新事物存在抵触心理→缺乏研发技术人员→技术不成熟→研发成本较高→阻碍智慧工地推广。

（2）技术标准不健全→系统集成化程度低→运营维护成本较高→阻碍智慧工地推广。

（3）对智慧工地推广认识不足→缺乏研发技术人员→技术不成熟→研发成本较高→阻碍智慧工地推广。

4 对策建议

为促进智慧工地推广普及，充分利用现代化科技成果服务工程项目管理，提升我国建筑业现代化管理水平，本文基于以上研究结果提出对策建议，具体如下：

一是强化政府激励措施，缓解智慧工地研发和运营维护成本问题。社会资本投资项目采用智慧工地的，政府部门可考虑给予资金补助；政府投资项目考虑优先采用智慧工地，施工企业由此增加的成本由政府承担。

二是加强智慧工地宣传，政府部门组织宣传活动，向施工企业和一线生产工人宣传智慧工地的先进功能，以及能够为项目生产和人员生活带来的各种便利。此外，政府部门可适时组织智慧工地现场观摩活动，为施工企业学习智慧工地的先进经验提供便利，鼓励施工企业学习先进经验，促进施工企业转变思想观念，从思想提高对智慧工地推广的认识，积极采用智慧工地。

三是优选施工企业，将智慧工地采用情况纳入政府投资项目施工企业招标的评标范围，政府投资项目优选智慧工地运用情况较好的施工企业。

四是加快健全智慧工地建设标准，指导智慧工地建设，让施工企业在智慧工地建设中有标准可依。

5 结语

智慧工地是建筑业结合最新科技成果提出的发展方向，本文针对当前智慧工地大规模推广普及受阻问题，基于施工企业的视角结合现有文献和访谈得出4 个方面10 个阻碍智慧工地推广的主要因素，采用ISM 模型深入分析阻碍因素的作用路径，结果表明，直接阻碍因素为研发成本较高、运营维护成本较高；间接阻碍因素为技术不成熟、系统集成化程度低、由此带来的利益不多等；根本阻碍因素为技术标准不健全、政府激励措施不足、对智慧工地推广认识不足。本文进一步从强化政府激励措施、加强智慧工地宣传、优选施工企业、加快健全智慧工地建设标准4 个方面提出了对策建议，以期为管理者提供参考和借鉴，促进智慧工地加快推广普及。