装配式建筑质量影响因素相互关系研究

作者:张克 蔡锦松 黄清云
单位:龙岩学院 成功大学
摘要:按照事前、事中、事后质量管理,构建装配式建筑质量影响因素指标体系,分析影响因素之间的因果关系、层级关系和直接影响因素,按照事前-事中-事后提出提升装配式建筑质量的管理建议。
关键词:装配式建筑质量管理DEAMTELISMMICMAC
作者简介:张克,女,生于1988年,湖南长沙人,讲师,研究方向:装配式建筑。
基金:福建省中青年教师教育科研项目(JT180537,JT180536);福建省龙岩市科技项目(2018LYF8002)

1 引 言

装配式建筑是建筑业转型升级的重要方向之一,能帮助建筑业实现从高能耗、粗放管理向集约型、高效率的转变,是目前各省市大力推进的重点。由于装配式建筑建设管理有别于传统现浇建筑,其质量管理有一定难度,应得到足够的重视。

目前,学者们在装配式建筑质量管理方面进行了大量研究,例如:有学者根据工程实践情况,归纳建筑施工阶段装配式建筑中影响质量的关键因素;有学者基于鱼骨图分析,得出人、材、法是装配式建筑质量的主要影响因素;还有学者从构件生产角度,分析构建生产、装配中的质量管理策略。装配式建筑质量管理的前提是有效识别质量影响因素。就装配式建筑质量影响因素提取而言,已有研究多侧重于施工层面而较少结合工程阶段提炼,而且已有研究对于影响因素之间的主次及重点关系关注相对较少。为此,本文拟从全生命周期角度,分阶段分析整理装配式质量影响因素,并分析质量因素之间的因果关系和主次关系,为装配式建筑各阶段的质量保证提供理论基础。

2 装配式建筑质量影响因素

装配式建筑中构件主要采用流水标准化方式,即配件按照标准设计要求交由预制工厂加工生产,而后运输到工地后进行机械吊装,将之拼接为整体。因此,装配式建筑将原有的单一工地质量管理转变为工厂、工地两方面的质量管理,各个阶段都需要协同作业,加强质量管理,才能保证装配式建筑工程整体的质量。

质量管理过程主要有事前质量控制、事中过程管理以及事后质量把关三个阶段。在质量管理的过程中,造成质量波动的原因主要有人、材料、机械、施工方法和环境五大因素。装配式建筑从前期策划、设计开始,到招投标阶段及现场装配施工阶段,以及项目竣工验收阶段,都存在设计不合理、技术不成熟、管理不到位等问题,增加质量控制难度。本研究通过文献总结,根据装配式建筑设计、生产、运输及施工操作的全生命周期,对质量管理进行三阶段五要素分析,从而得到24个影响因素,如表1所示。

  

表1 装配式建筑三阶段五要素质量影响因素

3 研究方法

DEMATEL(Decision Making Trial and Evaluationlaboratory)是研究因素、问题间相互关联的常用方法之一。该方法采用矩阵、图论对影响因素进行分析,判定各因素之间的直接影响关系、综合影响关系,并分析各因素在影响体系中的位置。本研究采用DEMATEL方法进行研究。基于24项装配式质量影响因素,根据DEMATEL方法的要求,按照影响因素设计问卷表,邀请专家打分确定因素的相互关系。从政府部门、预制构件厂、设计单位、施工单位、监理单位、科研院校中各选择两位从事装配式建筑行业的专家,共十二人对问卷进行打分,以此确定因素之间影响关系的矩阵。

通过专家打分方法判定装配式建筑质量影响因素间的相互影响关系,按“0”和“1”进行记录,并按有影响人数比例划分将直接影响划分为5个层次:无、较小、一般、较大、很大(对应的分值分别为0、1、2、3、4),得到直接矩阵S。将直接影响矩阵进行规范化处理,进而得到规范化矩阵X。

 

接着计算综合影响矩阵:

T=X(I-X)-1

其中,I为单位矩阵。

最后,计算各影响因素的影响度fi、被影响度ei、中心度mi、原因度指标ni。其中,影响度fi=tij,(i=1,2,…,24),表示每个影响因素影响其他指标的程度,被影响度ei=tji,(i=1,2,…,24),表示该指标受到其他指标的影响程度,中心度mi=fi+ei,(i=1,2,…,24),表示各影响因素在指标体系中的重要程度,原因度ni=fi-ei,(i=1,2,…,24),表示各个指标之间互相影响关系。

为了深入分析装配式建筑质量影响因素间复杂的关联结构,本文拟采用解释结构模型ISM分析。令:H=I+T,I为单位矩阵,并据此计算可达矩阵K。

kij=1,if hij≥λ(i,j=1,2,…,24)

kij=0,if hij≤λ(i,j=1,2,…,24)

其中,λ是阈值,本文中选取平均值0.035,高于平均值,认为两者之间影响关系存在,令其为1,否则为0。

通过定义可达集合确定层次关系并优化排序,结合交叉影响矩阵相乘法(MICMAC)确定影响因素的类别,对影响因素的关联性和重要性做进一步分析。具体过程不再赘述。

4 结果分析及讨论

4.1 原因—结果图绘制及结果分析

根据DEMATEL法,计算得到各影响因素的影响指标,如表2所示。根据计算结果,以中心度为横轴、原因度为纵轴,得到影响装配式建筑质量因素的原因—结果图,如图1所示。结合图表结果,分析如下:

(1)中心度

图1 影响装配式建筑质量因素的原因—结果

图1 影响装配式建筑质量因素的原因—结果

 

图2 装配式建筑质量影响因素依赖性-驱动力分类

图2 装配式建筑质量影响因素依赖性-驱动力分类

 

  

表2 装配式建筑质量影响因素的综合影响关系

中心度表示各指标影响度和被影响度之和。中心度前5位分别是:F5装配式建筑的法律法规不健全(1.398)、F7政府对装配式建筑质量重要性引导不足(1.391)、F8工程前期可行性研究不够全面(1.247)、F12生产材料质量不过关(1.172)、F20参建各方沟通不足(1.163)。这五项因素对装配式建筑质量的影响很大,说明装配式建筑质量目标的完成需要政府积极引导、完善装配式建筑的各项法律法规、在前期尽可能地完善可行性研究,并在生产中重视质量,在建设中注重参建各方的沟通协作。

(2)原因度

原因度指标为影响度和被影响度之差,表示该项因素与其他因素的相互影响关系。原因度大于零的,是原因因素,表明该因素对其他因素影响较大;原因度小于零的,为结果因素,表明容易受其他因素影响。

由图1可知,原因度为正值的有13项因素,其中前5位是:F5装配式建筑的法律法规不健全(1.303)、F7政府对装配式建筑质量重要性引导不足(1.248)、F9签订的项目合同不合理(0.546)、F11缺少专业的装配式建筑施工人员(0.523)、F1专业设计人员人数较少(0.488)。因此,在装配式建筑质量管理中,尤其需要注意完善法律法规和政府引导。

原因度为负值的主要有11项因素,分别为:F12生产材料质量不过关(-1.172)、F18装配式构件生产质量不满足要求(-1.151)、F15装配式构件生产工艺落后(-1.117)、F2装配式设计经验不足(-0.594)、F17信息技术落后(-0.494)、F14装配式建筑施工设备落后(-0.473)等。这些因素较大程度受其他因素的影响。其中,受其他因素影响最大的三项均表现在装配式构件本身,因为构件是装配式建筑的重要组成部分,各个因素的影响最终都体现在具体构件的材料质量、生产工艺、成品质量上,从而对装配式建筑本身产生影响。

4.2 系统层次结构划分与结果分析

根据DEMATEL法的计算结果,采用ISM模型,得到装配式建筑质量影响因素的系统层次结构划分,如表3所示。在此基础上,结合MIC-MAC法确定影响因素的类别,并计算驱动力及依赖性,借助依赖性-驱动力分类图的四个象限,将24项影响因素分为四类(图2):

(1)上层L1影响因素中F12生产材料质量不过关、F18装配式构件质量不满足要求、F15装配式构件生产工艺落后均位于第Ⅳ象限,都属于过程影响因素,这些因素容易受到其他影响,对装配式建筑质量有直接影响。该层因素可以从侧面体现其他因素是否有效地进行管理。

  

表3 基于ISM的装配式建筑质量影响因素层次结构表

(2)底层L6的两项因素F5装配式建筑的法律法规不健全、F7政府对装配式建筑质量重要性引导不足都位于第Ⅱ象限,是事前因素,驱动力较高、依赖性较低。这类因素是影响装配式建筑质量的主要因素,即根因素,受其他因素影响较小。据此可知,要更好地管控装配式建筑质量,需完善相关法规和注重政府引导。

(3)中层影响因素构成较为复杂,包括三阶段的各类因素,且这些因素大都位于第Ⅰ象限,其中人员配备方面(F1专业设计人员人数较少、F10缺少有经验的装配式构件生产工人、F11缺少专业的装配式建筑施工人员、F22缺少专业的质量验收人员)的依赖性较低而驱动力较高,因此应重视装配式建筑的人员培养与配备。

中层因素中,部分因素如F2装配式设计经验不足、F4各专业设计人员沟通协调不到位、F8工程前期可行性研究不够全面、F13装配式构件生产设备落后、F14装配式建筑施工设备落后、F17信息技术落后、F20参建各方沟通不足等,依赖性较高,受到其他因素影响显著,因此,对于装配式建筑质量管控而言,应尽可能建立完备的管理制度。

5 结论和建议

通过装配式建筑质量的原因-结果分析,厘清装配式建筑质量影响因素间的结构层次关系,并对其依赖性和驱动力进行总结,发现政府引导及法规完善为装配式建筑质量的主要影响因素;此外,还需要专业人员依据完备的法规与合同进行管理,并通过制定完备的质量管理规范、加强沟通合作、推动技术改进等方式,提高装配式建筑的质量。结合本文结果,按照“事前—事中—事后”三阶段提出以下建议:

(1)事前:

首先,应完善标准体系和法律法规。通过建立国家技术标准、装配式构件设计施工质量标准、行业规范以及完善相关法律法规,能够为装配式建筑的质量管理提供准则,使质量管理有章可循,从而推进装配式建筑的规范化发展。其次,应注重培养专业人才。人才是装配式质量管理的执行者,因此,承担产业人才培养重任的相关高等院校应结合装配式建筑质量管理特点和要求,优化人才培养体系并加强校企合作。

(2)事中:

在装配式建筑建造过程中,应加强生产管理,注重技术革新。当前,装配式构配件产品和安装技术良莠不齐,难以充分满足装配式建筑产业发展的要求。因此,应加强构件设计、预制、运输、安装阶段的生产管理,鼓励能提高管理效能、提升建筑质量新技术的开发和利用,切实解决装配式建筑建造过程技术和管理难题。

(3)事后:

装配式建筑质量管理是一项综合性、复杂性很强的工作,需要多方参与,因此不仅要规范、落实管理制度、加强各方沟通,达到全员参与、全员合作,还要重点解决实际项目中缺少专业的质量验收人员、缺乏装配式混凝土建筑施工质量验收标准、事后质量管理机制没有建立或不够健全的问题。

只有从“事前—事中—事后”全过程对装配式建筑的质量影响因素进行管控,才能保证装配式建筑工程整体质量,并最终促进建筑工业化的发展。

 

参考文献[1]常春光,王嘉源,李洪雪.装配式建筑施工质量因素识别与控制[J].沈阳建筑大学学报(社会科学版),2016(1):58-63.
[2]郑永娟.装配式混凝土构件的生产与质量管理——评《装配式混凝土新型构件生产与质量控制关键技术》[J].混凝土与水泥制品,2020(8):95-96.
Study on the Relationship between the Factors Affecting the Quality of Prefabricated Building
ZHANG Ke CAI Jinsong HUANG Qingyun
(Longyan University Cheng Kung University)
Abstract: According to pre-action,on-going and after-action quality management,this paper construct the quality index system of influencing factors of prefabricated construction,then analyze the relationship between the influencing factors,and hierarchy relationship between influencing factors,finally according to pre-action,on-going and after-action,puts forward quality management suggestions.
Keywords: prefabricated building; quality management; DEAMTEL; ISM; MICMAC
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