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    基于AHP的装配式建筑成本影响因素研究

    时间：2023-01-12 11:35:09来源：百花范文网本文已影响人

    刘喆，周清源 （吉林建筑大学经济与管理学院，吉林 长春 130000）

    装配式建筑是指在工厂加工好建筑预制构件（如预制梁、柱、楼梯、阳台等），运输至施工现场，选择可靠的连接方式，通过吊装机械进行组装，最终成为具有完备使用功能的建筑物。装配式建筑具有工期短、质量好、生产效率高等优势，同时也符合国家绿色低碳，节约资源的发展要求，是建筑业转型升级的方向之一[1]。2016年，国务院常务会议决定大力发展装配式建筑，推动产业结构的调整升级。然而目前我国装配式建筑仍然发展缓慢，仅仅处于初级阶段，主要原因之一就是装配式建筑建造成本偏高，致使民营企业对开展装配化建造方式的积极性不强。由此可见，降低装配式建筑的建造成本，创造最大的经济效益，是推动装配式建筑全面发展不可或缺的环节。因此，针对装配式建筑成本影响因素展开研究分析具有重要意义。

    近几年来，为了控制装配式建筑的成本，国内众多学者从各个角度对其进行研究，得出大量的结论与措施。赵亮等[2]从设计、管理、技术和政策四个方面入手，对装配式建筑的成本影响因素做出分析，运用层次分析法计算出各因素的权重，并给出相应对策建议。申金山等[3]遵循精益成本管理思想，从装配式建筑构件的设计、生产、运输、安装等环节，分析成本较高的原因，期望通过精益管理来降低建造成本。罗岚等[4]整理了装配式建筑成本的影响因素，并建立FCM模型来诊断分析，结果表明构件成本、构件标准化程度、施工管理水平对成本的影响较大。陈圆月等[5]运用影响系数分析法对限制预制装配式建筑的生产成本影响因素进行分析，得出了形成规模经济、采用先进施工工法，有助于降低装配式建筑生产成本的结论。

    以上科研成果为寻找影响装配式建筑成本的因素提供新的思路，但忽略了信息技术应用的重要性。基于此，本文将信息技术应用与装配式建筑建造流程的成本影响因素相结合，采用层次分析法计算各影响因素的重要性程度，并针对主要的影响因素给出控制建议，以达到降低建造成本、推动装配式建筑快速发展的目的。

    与传统现浇模式相比，装配式建筑多了构件的生产和运输阶段，并且在设计与现场施工的过程也有所区别[6]。此外在信息技术方面，装配式建筑明显比传统现浇模式应用得更加广泛。因此在降低成本上，不能完全按照传统现浇式建筑的控制方法与管理模式。本文将装配式建筑建造的全过程分为构件的设计、生产、运输、安装以及信息技术的应用五个部分，划分影响因素。

    2.1 构件设计阶段

    装配式建筑在设计前要考虑到建筑的定位、规模以及预制率的要求等，并且对构件设计的精细化要求程度很高。设计单位做好施工图设计后，需与生产厂商沟通进行二次设计。设计不合理会直接加大构件生产的难度，降低构件品质。并且，设计中出现的问题，到后期施工安装时才能发现，致使构件返工重做，造成经济损失。结合相关文献，在构件设计阶段成本影响因素主要包括预制率与装配率、建筑形式与规模、预制构件拆分合理性。

    2.2 构件生产阶段

    与传统现浇式建筑不同，装配式建筑大部分的构件都在工厂加工完成，质量检验合格后，再进行组装。这对生产工厂的要求较为严格，工人素质、生产设备、模具标准都会影响生产的效率与质量，使得成本增加。结合相关文献，在构件生产阶段成本影响因素主要包括工人专业技术水平、数字化工厂、模具标准化程度。

    2.3 构件运输阶段

    预制构件脱模后，经过质检修补后运输至施工现场。在装车运输环节中，为了保证预制构件的完整度，需要考虑装车、选车以及路线的问题。结合相关的文献，此阶段的成本影响因素主要包括装载方案、运输车辆、运输路线。

    2.4 构件安装阶段

    装配式建筑施工现场的管理十分重要，构件的摆放位置、各工种间的调度、施工顺序的安排，决定着工程的施工进度。另外，起重机、塔吊等机械的选择，也会对安装效率产生影响。结合相关文献，此阶段的成本影响因素主要包括施工管理、施工水平、吊装机械、吊装工序。

    2.5 信息技术的应用

    装配式建筑较于传统现浇式建筑多了构件的生产、运输与安装几个阶段，全生命周期工程管理难度明显增大。目前装配式建筑面临信息数据共享受阻、信息数据交互落后、信息数据传递效率不高等问题[7]。BIM等信息技术凭借其信息共享性、协调性、模拟性与可视化功能可以有效解决数据协同的问题。结合相关文献，此部分成本影响因素主要包括BIM技术、物联网技术、三维激光扫描技术。

    AHP 1-9标度法 表1

    3.1 构建层次模型

    层次分析法是美国运筹学家Statty于20世纪70年代提出，该方法是将与决策有关元素分解成目标、准则、指标等层次，在此基础上进行定性定量分析的决策方法，具有系统、灵活、简洁等特点[8]。利用上文中确定的影响因素，确定装配式建筑成本影响因素评价的指标体系。将影响因素分为目标层、准则层、指标层，其中：目标层为装配式建筑成本影响因素；
    准则层为构件设计阶段、构件生产阶段、构件运输阶段、构件安装阶段、信息技术应用；
    指标层为针对目标层细化成的具体因素。见图1所示。

    图1 装配式建筑成本影响因素评价的指标体系

    3.2 装配式建筑成本影响因素权重的确定

    为了保证数据结果的准确性，采用1-9标度法（见表1）来表示指标的重要性程度。参考装配式建筑领域专家的意见，对各项指标重要性程度进行比较，然后打分得到矩阵，求出权重值并进行一次性检验。本文采用算术平均法来计算各项指标的权重值。

    平均随机一次性指标 表2

    3.3 各级影响因素权重的计算与分析

    首先对构件设计(B1)、构件生产(B2)、构件运输(B3)、构件安装(B4)、技术运用(B5)，两两比较得到判断矩阵，如表3所示。

    二级指标的处理方式重复以上步骤，各指标权重见表4所示。

    A-Bi判断矩阵 表3

    各影响因素的综合权重 表4

    将各影响因素按综合权重排序后，可以得到影响装配式建筑成本的主要影响因素为BIM技术、预制率与装配率、工厂数字化、施工管理、物联网技术。由于预制率与装配率受到当地政府政策的影响，从这个方向控制成本难度相对较大，现就其余影响因素提出建议。

    4.1 推进信息技术的应用

    装配式建筑对于技术的要求较高，并且设计、生产、运输、安装四个阶段的关联性很强，任何一个阶段出错，可能会影响整个进程。BIM与物联网等前沿的信息技术可以将各个阶段联系起来，进行监控与优化，应得到充分推广应用。因此，需要政府健全法规体系，完善BIM的行业标准，通过向BIM项目提供财政补贴、税收优惠、信贷支持等经济方式来推动BIM技术的发展。企业可以采取小范围试点到大范围推广的方法，探索最优的实际应用路径，并向政府申请技术支持，最大程度降低自身的技术开发成本。管理者需结合企业自身发展战略，建立信息技术的人才培养机制，加大信息技术的人才储备。同时将信息技术作为宣传亮点来制定营销策略，提升企业形象，增加收益。

    4.2 建立数字化工厂

    由于装配式建筑中预制构件的标准化程度不高，需要根据具体项目要求制订模具，增加了很大一批摊销费用。因此，在构件深化设计阶段，生产厂商应该与设计单位探讨出统一标准，增加模具的重复使用率。同时促使工厂向数字化与智能化转变，通过安装ERP智能化管理系统、PMS生产自动化运行系统、MES生产执行系统，进行生产计划安排，生产进度调整，生产过程中人材机的管理，大幅度提高构件生产效率。另外，需引进智能生产设备，形成机械自动化，信息管理化的流水生产线，进行少人或无人的生产，以此避免因人为因素导致的构件破坏以及施工转包行为。

    4.3 加强施工管理

    装配式建筑采用的是模块化的建造方式，主要是将部品部件运输至施工现场进行组装完成。因此，合理的摆放位置至关重要，应该采取就近原则，将构件摆放在不影响正常施工作业且方便吊装的位置，减少二次搬运的费用。同时，在施工过程中应用BIM技术的可视化功能模拟吊装路径与安装顺序，提升安装效率。此外，装配式建筑涉及大量的交叉作业，需要各专业的工人进行操作，所以还应组织协调好各工种间的配合，保证后续工作的有序开展，避免因缺乏沟通而导致进度延误。

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