基于DEMATEL-ISM模型的装配式建筑施工质量控制体系的构建

李旺超,胡国杰

(辽宁工业大学,辽宁 锦州 121001)

装配式建筑施工质量控制是工程行业的研究热点,国内学者对此展开了大量研究。肖思奇等[1]基于建筑质量问题的发生概率与现场管控难度研究形成了指标体系,通过熵值法分析得到权重,基于层次聚类法进行分析,针对问题给出管控建议。王志强等[2]结合Vague集理论建立质量评价模型,通过调查问卷收集数据,运用结构方程模型验证性分析,为各参与方质量管理提供参考。孙玉芳等[3]通过现场调研得出影响装配式建筑全过程质量的因素,采用解释结构模型分析因素,提出全过程质量控制建议。张克等[4]对装配式建筑施工事前、事中和事后三个阶段进行构建,对各要素间的因果、层级关系进行剖析。吴碾子等[5]以责任主体质量影响因素为研究对象,利用改进解释结构模型分析影响因素的逻辑关系,利用交叉影响矩阵相乘法对研究成果进行验证,提出对策建议。

本研究通过文献研究与专家访谈方法对装配式建筑施工质量影响因素进行分析,构建装配式建筑施工质量评价指标体系,运用DEMATEL-ISM模型对其进行研究,为进一步提高我国装配式建筑施工质量水平提供参考。

1 装配式建筑施工质量影响因素的识别

在知网搜索“装配式建筑AND质量”,筛选近5年文献,排除影响因子低、质量差的文献,共筛选出普通期刊文献30篇、核心期刊文献18篇,通过分析文献获得装配式建筑施工质量影响因素26个,邀请建筑行业人员对指标进行筛选,最终确定15个影响因素,构建装配式建筑施工质量评价指标体系,如表1所示。

表1 装配式建筑施工质量评价指标

2 DEMATEL-ISM模型的构建

决策实验室法(DEMATEL):通过对体系各要素间的逻辑进行分析,计算各要素的影响度、被影响度、原因度和中心度,根据计算结果研究要素之间的关联程度和层次。解释结构模型法(ISM):用于研究系统结构逻辑问题,通过构建多要素交互作用下的邻接矩阵建立要素间的层级关系,揭示要素间的内在联系。

2.1 DEMATEL-ISM综合建模步骤

1)建立直接影响矩阵。

采用0～4打分法对指标之间影响程度打分,依次代表无影响、弱影响、一般影响、中等影响、强影响。调查问卷对象为20位建筑行业从业人员,对15份调查问卷数据平均化取整数,得到直接影响矩阵R。

2)计算综合影响矩阵。

(1)

T=X(I-X)-1

(2)

I为单位矩阵。对数据归一化,将其从影响矩阵R转化为规范直接影响矩阵X,再转化为综合影响矩阵T。

3)计算影响度、被影响度、中心度、原因度。

(3)

(4)

Mi=Di+Ci

(5)

Ni=Di-Ci

(6)

中心度Mi表示该因素在系统中的重要程度。原因度Ni表示因素之间的相互关系。原因度为正为原因因素,会对其他因素产生影响,原因度为负称为结果因素,容易受到其他因素的影响。计算结果见表2。

表2 DEMATEL计算结果

4)绘制原因-结果图。

基于表2数据绘制原因-结果图。见图1。

图1 原因-结果图Fig.1 Cause-effect graph

5)构建邻接矩阵K与可达矩阵H。

K=T+I

(7)

(8)

I为单位矩阵。将矩阵T转化为邻接矩阵K,引入一个阈值剔除冗余信息,采用T矩阵所有元素的均值α和标准差β之和确定阈值。α=0.031,β=0.042,得到阈值λ=0.073。“1”表示两个因素之间的影响程度较强,“0”表示两个因素间的影响程度较弱或没有影响。构造可达矩阵H。

6)划分影响因素层次。

可达矩阵确定可达集合L(Fi)、先行集合S(Fi)和交集C=L(Fi)∩S(Fi)。可达集指的是每一行都是1的元素相应的一组数据,先行集指的是每一行都是1的元素相应的一组数据,当可达集合L(Fi)=S(Fi)时,第i个要素为首层,删去已划分的要素建立新的可达矩阵,重复上述步骤,最终确定因素的层级结构,结果见表3,模型见图2。

图2 施工质量影响因素解释结构模型Fig.2 Interpretive structure model of the influencing factors of construction quality

表3 施工质量影响因素分解

2.2 DEMATEL-ISM模型结果分析

2.2.1 DEMATEL结果分析

由表2和图1得出,中心度排名前5位的是管理人员能力、工程质量管理环境、工程作业环境、技术人员专业水平、预制构件安装方案合理性,这是影响施工质量的关键因素。影响装配式建筑质量的原因因素排名前5位的是管理人员能力、技术人员专业水平、材料性能、机械养护状况、施工方案成熟度,这些因素会对其他因素产生影响。影响装配式建筑质量的结果因素排名前5位的是施工人员培训程度、材料质量、预制构件存储状况、机械运转状况、安装器具误差水平,这些因素容易受到其他因素影响,从而影响施工质量。

2.2.2 ISM结果分析

由图2得出,直接因素为第1层,包括构件存储状况、机械设备养护情况、机械设备运转情况、安装器具误差水平、施工现场作业环境。这些因素容易受到其他影响,对施工质量有直接影响。中层因素为第2层、第3层、第4层,包括施工人员培训程度、构件原材料性能、构件原材料质量、构件安装方案合理性、构件施工方案成熟度、构件施工技术先进性、施工现场自然环境、施工现场质量管理环境,它们是因素传导的中介,承载着根本因素的作用又影响直接因素。根本因素为第5层,包括管理人员能力、技术人员专业水平,这些因素从根本上影响其他层次因素,共同影响施工质量。

2.2.3 综合分析

根据DEMATEL-ISM模型分析结果可知,管理人员水平是影响施工质量的主要因素,预制构件存储状况、施工器具误差、预制构件安装方案合理性、工程质量管理环境是影响施工质量的次要因素。

3 对策与建议

增强管理人员能力。成立质量监督部,设立质量主管,负责对各个项目的质量计划进行审查,对工程建设质量进行全程指导和跟踪检查。管理人员树立质量意识,根据ISO9001质量体系管理规定对施工质量进行周期性的绩效评估。

1)优化预制构件存储状况。预制构件使用专用储存架平层叠放或散放,在夏季高温天气,受紫外线等有害光线影响,避免预制构件长时间露天存放,而在冬季对预制构件做好保温措施,以免受到冻害,确保预制构件与地面保持距离,采用防潮垫或防潮剂进行处理。

2)降低施工器具误差。定期对施工器具进行检修和维护,保证仪器的灵敏度和准确性。加强施工器具使用人员培训,提高规范化操作水平。施工器具应避免阳光直接照射,放置于适宜的温度环境使用。

3)完善预制构件安装方案。安装预制构件,保证预制构件之间紧密连接,减少缝隙数量。安装预制板将预埋件对齐再进行加固或焊补。模板支承和钢筋接头应符合规范。预制件的浇筑和振捣应遵循分层浇筑、分层振捣的原则,减少振捣对钢筋和预制构件的冲击。

4)改善工程质量管理环境。建立项目经理、各部门负责人和施工人员三级质量管理体系。规范、有序、有效地组织协调各参与单位,从工程进度、质量和投资实施进行有效控制。针对工程中需业主配合协调的问题,将质量问题反映在每月报表中及时处理。