趙 輝, 宋亞群

(青島理工大學(xué)管理工程學(xué)院,山東 青島 266520)

0 引 言

裝配式建筑是建筑領(lǐng)域一種新型的工業(yè)化建造方式,其預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、加工、運輸?shù)冗^程類似于制造業(yè)生產(chǎn)運作過程,既需要工廠加工,又需要現(xiàn)場施工,集合了制造業(yè)和傳統(tǒng)建筑業(yè)兩種行業(yè)特性,在我國得到大力推行。由于裝配式建設(shè)供應(yīng)鏈包括規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、裝配和運營維護的各個階段所有業(yè)務(wù)流程[1],建造過程較為復(fù)雜,利益攸關(guān)方眾多,各個作業(yè)節(jié)點錯綜復(fù)雜,在全生命周期內(nèi)存在眾多不容忽視的風(fēng)險,供應(yīng)鏈管理難度巨大,成為裝配式建筑在發(fā)展過程中的魔咒[2]。因此,有必要探究一種行之有效的方法來對其中的風(fēng)險進行分析和評估,進一步提升和完善項目供應(yīng)鏈運作水平。

目前,國內(nèi)外研究學(xué)者在建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險管理方面有著豐富的研究成果,隨著裝配式建筑在建筑領(lǐng)域的興起,對于裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險分析方面的研究也逐漸增多。在國外研究中,Jiang等[3]通過歸納總結(jié)出較為全面的風(fēng)險要素,通過構(gòu)建風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)模型對供應(yīng)鏈風(fēng)險進行分析,探究風(fēng)險之間的內(nèi)在聯(lián)系和傳遞路徑,并提出相應(yīng)的控制措施;Lee等[4]采用故障模式和影響分析法得到了造成韓國裝配式建筑整個生命周期內(nèi)成本增加的49項風(fēng)險因素;Li等[5]全面識別出國內(nèi)裝配式建筑投資階段的各項風(fēng)險,采用系統(tǒng)動力學(xué)方法建立了風(fēng)險識別反饋圖和風(fēng)險流程圖,并對投資風(fēng)險因素進行了定量估計;可見國外研究在進行裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險的分析和評價的過程中多聚焦于供應(yīng)鏈中的成本、投資等某一個環(huán)節(jié)展開,尚未形成完善的供應(yīng)鏈風(fēng)險評估體系;在國內(nèi)研究中,王江華等[6]在界面管理思想的指導(dǎo)下識別出裝配式建筑供應(yīng)鏈集成界面風(fēng)險因素,并通過C-OWA算子和灰色聚類模型進行風(fēng)險評價;此外,還有學(xué)者提出采用多層次模糊評價法[7]、SNA[8]、云物元模型[9]和EFA-CFA集成模型[10]對裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險展開評估分析;可見國內(nèi)研究更加注重風(fēng)險評估模型的構(gòu)建,但研究過程中往往忽略風(fēng)險因素之間的相互作用關(guān)系,從而影響到評估結(jié)果的科學(xué)有效性。

為保證風(fēng)險指標的全面性,在進行風(fēng)險識別時以項目全生命周期理論為指導(dǎo),進而構(gòu)建一套較為完善的風(fēng)險指標體系;然后采用決策實驗室法(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL)對風(fēng)險指標的內(nèi)在關(guān)聯(lián)展開分析,在充分考慮兩兩指標間相互作用的基礎(chǔ)上確定風(fēng)險指標權(quán)重;最后,采用物元可拓模型對風(fēng)險指標進行評價,確定裝配式建筑項目的具體風(fēng)險等級。

1 風(fēng)險評估指標體系的構(gòu)建

裝配式建筑供應(yīng)鏈上的參與方眾多,作業(yè)環(huán)節(jié)錯綜復(fù)雜,在運行過程中對技術(shù)要求較高,所面臨的風(fēng)險種類繁多。目前,對于裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險仍未形成統(tǒng)一的評估標準和體系,通過文獻分析發(fā)現(xiàn),王江華等[6]從界面管理的角度將裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險歸納為主體要素、介質(zhì)要素、行為要素和外部環(huán)境4個方面;王春紅等[7]則以供應(yīng)鏈的任務(wù)鏈、關(guān)系鏈和資源鏈為分類標準識別出20個風(fēng)險要素;黃桂林等[8]、李堯等[11]均從內(nèi)、外部風(fēng)險為切入點,系統(tǒng)分析了分布于供應(yīng)鏈上的各項風(fēng)險因素,而前者在內(nèi)、外部風(fēng)險的基礎(chǔ)上還增加了對中間風(fēng)險因素的識別,使風(fēng)險因素清單更加全面;李乃旭等[9]則從自然環(huán)境,經(jīng)濟,組織管理,社會,構(gòu)件的制造、采購、運輸、裝配和交付等方面識別出26項風(fēng)險要素。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合行業(yè)相關(guān)可行性研究報告中對于風(fēng)險的描述內(nèi)容,將立足于供應(yīng)鏈上的每一個階段,對可能存在的風(fēng)險因素進行全面識別,進而通過行業(yè)調(diào)研和專家訪談,最終從計劃決策階段、設(shè)計階段、生產(chǎn)制造階段、裝配施工階段和交付階段五個方面構(gòu)建了裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險評估指標體系(見表1)。

表1 風(fēng)險評估指標體系

階段 安全事故風(fēng)險 V15進度延誤風(fēng)險 V 16交付階段 質(zhì)量驗收不合格風(fēng)險 V 17交付不及時風(fēng)險 V18

2 風(fēng)險評估模型的構(gòu)建

以裝配式建筑為研究對象,基于DEMATEL和改進的物元可拓模型對供應(yīng)鏈風(fēng)險進行評估。由于裝配式建筑供應(yīng)鏈上的利益相關(guān)主體眾多,且作業(yè)環(huán)節(jié)更為復(fù)雜,需要綜合考量眾多風(fēng)險評估指標,而各項風(fēng)險指標兩兩之間存在著相互影響關(guān)系,其相互影響的程度關(guān)系到該項風(fēng)險指標的權(quán)重大小。主要采用DEMATEL來實現(xiàn)風(fēng)險指標之間作用機理分析,以此來確定各項指標的權(quán)重;然后采用物元可拓模型對具體項目進行風(fēng)險評估,確定風(fēng)險等級。

2.1 DEMATEL賦權(quán)

DEMATEL是一種用于因素分析的系統(tǒng)工程模型。其核心思想是采用矩陣工具和圖形組合法對裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險評估指標進行相互影響度分析,通過將問題簡單化從而找到兩兩指標之間的相互影響,進而通過分析、剝離、進一步剖析,確定指標的重要程度[12-13]。應(yīng)用DEMATEL法賦權(quán)的步驟如下:

(1)首先由邀請到的各位專家對裝配式建筑供應(yīng)鏈兩兩風(fēng)險指標之間的相互影響程度進行打分,得到統(tǒng)一的打分結(jié)果以形成初始直接影響矩陣F如式(1):

其中,f ij表示風(fēng)險指標v i對v j的直接影響程度。

(2)確定規(guī)范化直接影響矩陣E如式(2):

(3)確定綜合影響矩陣T如式(3):

其中,當(dāng)h足夠大時,滿足E h=0。

(4)確定指標權(quán)重ωk'如式(4):

2.2 物元可拓模型

我國學(xué)者蔡文創(chuàng)立的可拓學(xué)學(xué)科,主要基礎(chǔ)理論包括物元理論和可拓數(shù)學(xué),其中物元是以名稱、特征和量值來對事物進行描述,是可拓學(xué)的邏輯細胞[14]。物元可拓模型的核心思想是通過建立評估指標的經(jīng)典域和節(jié)域,收集指標的測量數(shù)據(jù)并進行處理,從而確定待評事物的等級大小,實現(xiàn)評估過程的科學(xué)有效性。隨著該模型的發(fā)展與普及,目前已在各個領(lǐng)域的風(fēng)險評估、質(zhì)量評估、安全評估等方面得到廣泛應(yīng)用。但傳統(tǒng)模型在通過關(guān)聯(lián)度法確定評估等級時會采用近似處理,可能會忽略某些待評物元的信息,對評估結(jié)果的精度產(chǎn)生影響,為此在此基礎(chǔ)上提出改進的物元可拓模型,運行步驟如式(5)[15]。

(1)確定待評物元:

式(5)中,將裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險分為j個評估等級,用Q j表示,等級劃分視具體情況而定;風(fēng)險評估指標集用V(v1,v2,…,v n)表示,共包括n個指標;C(c1,c2,…,c n)表示待評物元在不同指標下的評估數(shù)據(jù)值。

(2)確定經(jīng)典域物元矩陣為式(6):

式(6)中,經(jīng)典域C j是指風(fēng)險指標集V在不同風(fēng)險等級Q j下的評估實測值數(shù)據(jù)范圍。

(3)確定節(jié)域物元矩陣為式(7):

式(7)中,節(jié)域Cip是指風(fēng)險指標集V在風(fēng)險等級全體Q下的評估實測值數(shù)據(jù)范圍。

(4)計算待評估物元與各個等級的貼進度[16]K j(R0)式(8),(9):

式(5),(9)中,D j(v i)和ωi(X)分別指待評估物元與經(jīng)典域的距離以及指標權(quán)重大小。

(5)若是存在待評估物元貼進度K j'(Q0)=max｛K j(Q0)｝（j=1,2,3,4,5）,則可以確定待評估物元R0屬于等級j'。

3 案例分析

以山東省某市的裝配式建筑示范小區(qū)項目為具體案例進行演算分析。該項目總投資6.6億元,占地190畝,建筑面積約190000㎡,地下面積約65000㎡,采用EPC總承包管理模式,預(yù)計裝配比率達到30%以上。由于該項目體量較大,涉及到的利益相關(guān)者眾多,建筑供應(yīng)鏈上存在的潛在風(fēng)險也較多,供應(yīng)鏈管理至關(guān)重要。為此,邀請到6名建筑領(lǐng)域?qū)＜覍υ擁椖康墓?yīng)鏈風(fēng)險進行評估。

專家小組成員憑借其豐富的專業(yè)知識和工作經(jīng)驗等分別就各個風(fēng)險指標的相互影響程度進行打分,打分采用0-4打分法,即“0分——無影響、1分——輕微影響、2分——中度影響、3分——較大影響、4分——很大影響”。采用算數(shù)平均的方式匯總得到最終評價數(shù)據(jù)作為直接影響矩陣,通過公式(1)-(4)計算得到各項風(fēng)險指標的DEMATEL相關(guān)屬性值(見表2);并進一步由公式(4)計算得到各項風(fēng)險指標的權(quán)重值為:V i=(0.009,0.039,0.038,0.020,0.008,0.067,0.061,0.074,0.066,0.073,0.067,0.056,0.034,0.046,0.070,0.082,0.068,0.124),同理可得。

表2 DEMATEL賦權(quán)法相關(guān)屬性值

V2 0.117 0.829 0.945 -0.712 V 3 0.818 0.000 0.818 0.818 V 4 0.400 0.152 0.553 0.248 V5 0.140 0.083 0.223 0.056 V 6 1.428 0.095 1.522 1.333 V 7 1.258 0.372 1.630 0.886 V8 1.587 0.137 1.723 1.450 V9 1.393 0.255 1.647 1.138 V 10 1.290 0.883 2.173 0.407 V 11 1.442 0.000 1.442 1.442 V12 0.655 1.000 1.656 -0.345 V 13 0.000 0.735 0.735 -0.735 V 14 0.814 0.552 1.366 0.261 V15 0.424 1.441 1.865 -1.017 V 16 0.182 1.762 1.944 -1.580 V 17 0.182 1.456 1.638 -1.274 V18 0.093 2.656 2.749 -2.563

依據(jù)裝配式建筑行業(yè)相關(guān)標準及文獻,經(jīng)過專家充分討論,確定將裝配式建筑供應(yīng)鏈風(fēng)險等級劃分為五個等級,Ⅰ級表示風(fēng)險“很低”、Ⅱ級表示風(fēng)險“較低”、Ⅲ級表示風(fēng)險“中等”、Ⅳ級表示風(fēng)險“較高”,Ⅴ級表示風(fēng)險“較高”,其對應(yīng)閾值見表3。

表3 風(fēng)險等級評估標準

參考表3標準,通過公式(5)-(7)分別確定經(jīng)典域矩陣R j,節(jié)域矩陣R Q和待評估物元R0:

由公式(9)計算可得18個風(fēng)險指標關(guān)于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ五個等級的距離,結(jié)果如表4所示。

表4 指標關(guān)于五個風(fēng)險等級的距離

由公式8和表4數(shù)據(jù)計算可得各個階段的風(fēng)險關(guān)于不同等級的貼進度以及綜合貼進度,從而確定各個階段的風(fēng)險等級以及綜合風(fēng)險等級,見表5。從結(jié)果分析,該裝配式建筑供應(yīng)鏈綜合風(fēng)險等級為Ⅲ級,對應(yīng)的風(fēng)險狀況為“中等”,且從綜合貼進度來看更加接近Ⅱ級風(fēng)險,說明該項目供應(yīng)鏈風(fēng)險有下降趨勢;從不同階段的風(fēng)險等級來看,計劃決策階段、生產(chǎn)制造階段和裝配施工階段的風(fēng)險等級均為Ⅱ級,對應(yīng)的風(fēng)險狀況為“較低”;而設(shè)計階段和交付階段的風(fēng)險等級均為Ⅲ級,對應(yīng)的風(fēng)險狀況為“中等”。因此,該項目應(yīng)當(dāng)加強設(shè)計和交付階段的風(fēng)險管控,以提升整體的風(fēng)險水平。

表5 供應(yīng)鏈風(fēng)險各階段關(guān)聯(lián)度及風(fēng)險等級

裝配施工階段 0.9760 1.0031 0.9910 0.9580 0.9250 Ⅱ級交付階段 0.9168 0.9761 0.9946 0.9554 0.8914 Ⅲ級綜合貼進度 0.9939 0.9990 0.9997 0.9944 0.9885 Ⅲ級

4 結(jié) 語

裝配式建筑供應(yīng)鏈上的利益攸關(guān)方眾多,各個作業(yè)節(jié)點錯綜復(fù)雜,在全生命周期內(nèi)存在眾多風(fēng)險,進行合理的風(fēng)險評估能夠提升項目運行水平,結(jié)合DEMATEL和物元可拓構(gòu)建了風(fēng)險評估模型。首先,從全生命周期的角度構(gòu)建了風(fēng)險評估指標體系;然后考慮到風(fēng)險指標之間的相互作用關(guān)系,采用DEMATEL方法計算指標權(quán)重,避免了傳統(tǒng)賦權(quán)法不考慮指標關(guān)聯(lián)的弊端;通過物元可拓模型分別確定了不同階段的風(fēng)險等級以及綜合風(fēng)險等級,為針對性提升供應(yīng)鏈管理水平提供了思路,有助于裝配式建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。