张馨 郑春蕾 吴立亚 时佳琪 杨洪同 ：王敏
山东工商学院 管理科学与工程学院 山东 烟台 264000）
摘要：从2015年《工业化建筑评价标准》发布以来，我国广泛推广装配式建筑。本文主要通过总结分析定义十项影响因素，构建影响因素的解释结构模型（ISM）。模型表明，工厂自动化程度、物流管理水平为基层影响因素，工人移动量、工人量和运输方案是为第二层级因素，人工费、构件吊装顺序为第三层级因素，PC构件的成本、PC的顺序管理为第四层级因素，构件的储存成本为第五层级因素。该研究结果为降低装配式建筑成本提供了重要性路径。
关键词：装配式建筑；物流成本影响因素；解释结构模型
为加快推动建筑业转型升级，装配式建筑顺势成为近几年来我国建筑业寻求创新变革的重要举措，它也因此慢慢的走进人们的视野和生活当中。由于其绿色、环保、高效的特点，成为了建筑行业的发展的不二选择，自 2013年以来，国家各相关部门纷纷出台相关政策，装配式建筑行业在政策的积极作用下高速发展，同时为其未来的发展指明了方向和保障。
与传统建筑相比，将传统建筑的后端工作前置是它最大的优点，但装配式建筑存在的一些弊端也随其不断发展逐渐显现。通过Ireland对工程施工过程时间消耗调查可以发现，从工程开始到完成阶段，无价值的活动占到项目总工期的40%，而工程材料的运送和卸装过程的延误以及移动和施工现场的二次搬运都将增加不必要的成本和消耗不必要的时间。与此同时，在当前竞争如此激烈的建筑行业中，工程的价格和质量已经被预测和控制得相当精确，再从中寻找可获益的内容变得更加困难，因此研究建筑的物流成本管理，将成为我们研究装配式建筑新的突破点。
我们通过对訚（yin）军的《装配式建筑物流管理的两大重点》总结出十项影响装配式建筑物流成本的因素，并依据其逻辑关系进行分析，绘制出如图一的有向图。依据有向图我们建立出ISM模型。
1 装配式建筑物流成本因素的界定
经过大量论文的阅读与总结，我们整理出影响装配式建筑物流成本的十项因素，并将它们界定为如下内容：
(1)物流管理水平指装配式构件预制工厂和施工现场通过对人、财、物、设备、方法、和信息等物流系统要素的管理来加强对运输、仓储和搬运装卸等环节的效率提高的能力。
(2)工厂自动化程度指装配式构件预制工厂和施工现场的自动化水平，也就是他们的智能化水平，包括智能化生产工艺流程、智能检测及质量控制、智能识别构件及运输配送等。
(3)工人量即装配式构件预制工厂和施工现场所需要的工人数量。
(4)工人移动量即装配式构件预制工厂和施工现场中各工人的工作活动范围及搬运的工作量。
(5)人工费指在装配式构件预制工厂和施工现场从事构件生产工程施工的工人的平均工资。
(6)PC构件成本包括PC构件生产过程中产生的材料费、人工费、机械费、措施费等各项费用的总和。
(7)PC的顺序管理指在一个PC工厂同时为多个施工现场供应PC构件的情况下，PC构件的生产顺序与各项目之间PC构件的品种及发车顺序。
(8)运输方案指通过对运输距离远近的确定、装车方法和运输方式的选择与设计。
(9)PC构件的吊装顺序，即要按照施工现场的PC构件的吊装顺序来安排生产和运输，先吊装的先生产，先装车。
（10）构件存储成本指PC构件从装配式构件预制工厂运至施工现场后不能第一时间进行吊装而产生的仓储费、保管费、二次搬运费、保险费和仓库租金等费用。
2 构建ISM解释结构模型
解释结构模型，简称ISM法，属于现代系统中广泛应用的一种分析方法。它主要是将复杂的系统分解为若干个子系统要素，利用人们的实践经验和知识以及计算机的帮助，最终构成一个多级低阶的模型。是一种最终将含糊不清的思想看法化为直观具体的具有良好结构关系的模型。
装配式建筑成本在物流方向仍有较多可降低成本的空间，如何充分降低物流方向的成本对于降低装配式建筑成本起着至关重要的作用。然而，国内外目前对装配式建筑物流成本方向的研究及分析较少，因此对影响其物流成本的因素的确定与分析是我们研究的关键。我们从诸多关键因素中挑选出十个，认为是对装配式建筑物流成本影响较大的因素，运用ISM模型对其影响程度和各层级间的关系进行分析。主要过程如下：
2.1 选择构成系统的要素
通过阅读装配式建筑物流成本的相关论文，并分析总结出十项影响因素，构成要素体系如表1
序号 要素
1 物流管理水平
2 工厂自动化
3 工人量
4 工人移动量
5 人工费
6 PC构件成本
7 PC的生产顺序管理
8 运输方案
9 PC构件的吊装顺序
10 构件存储成本
表 1 成本要素体系
2.2 建立邻接矩阵
(1)设影响装配式建筑的物流成本因素为Si(i∈1，2，……,n),构成系统的要素集合S，记：S={S1，S2，……Sn}；
(2)通过分析讨论，根据二元关系式，寻找出因素之间的存在的直接关系。
(3)aij=1，当Si与Sj有直接关系时；aij=0，当Si与Sj没有直接关系时；（i，j=1，2……n），建立个要素之间的邻接矩阵A：
(4)根据计算得到可达矩阵R：R=（A+I）i=（A+I）i+1（i≤n-1），式中n为邻接矩阵A的阶数，通过可达矩阵R可以了解个要素之间的直接关系和间接关系。
(5)将可达矩阵分为两个集合，即R（Si）集合与A（Si）集合。R（Si）集合，称可达集，是指Si可能达到的一切有关系的要素集合。A（Si）集合，称先行集，是指一切可以到达Si的集合。
(6)计算R（Si）和A（Si）的交集。
如果R（Si） A（Si）= A（Si），则可以得出该系统的最底层处的要素，记为集合L1={S1,S2}；去掉最底层要素S1,S2，再求交集得出第二层级要素，记为集合L2={S3,S4,S8}；此时，去掉第二层级要素S3,S4,S8，得出第三层级要素，记为集合L3={S5,S9}；去掉第一、二、三层级要素，得出第四层级要素，记为集合,L4={S6，S7}；去掉第一、二、三，四层级要素，得出第五层级要素，记为集合L5={S10}；即L1={S1,S2},L2={S3,S4,S8},L3={S5,S9},L4={S6，S7},L5={S10}，如表2。则求得多级递接关系，如图2。
表2 级位划分过程表
从表2中可以得出，L1={S1,S2},L2={S3,S4,S8},L3={S5,S9},L4={S6，S7},L5={S10}。
根据上述分析，画出系统层次结构图，并由此得到影响装配式建筑物流成本因素的系统层次结构模型，如图2。
图2 影响装配式建筑物流成本因素的层次结构图
3 根据模型对装配式建筑物流成本影响因素进行分析
从ISM分析中可以看出，装配式建筑物流成本影响因素共分为5个层级，每层级的影响因素各不相同，第一层级的因素为工厂自动化程度、物流管理水平，第二层级的因素为工人量、工人移动量、运输方案，第三层级的因素为人工费、PC构件吊装顺序，第四至第五层级因素为深层导向因素，即PC构件成本、PC的生产顺序管理和构件储存成本。相同层级间的因素存在一定逻辑关系，不同层级间的因素也可能相互关联，通过分析不同层级之间的关系，可以更加清楚各因素的轻重关系。
(1)工厂自动化程度和物流管理水平为基层影响因素。提高预制构件工厂与施工现场的自动化程度有利于缩短制造周期，增加制造产品的数量，进而能够使企业实现快速交货，从源头缩短交货时间，进而提高企业在市场上的竞争力，同时还可以降低原材料及制品的数量，降低流动资金成本。
(2)工人量、工人移动量和运输方案是我们的第二层级因素。自动化理论家John.Diebold曾在《自动化工厂》写道：“当一个工厂的自动化程度达到80~90%时，将会给工厂带来可观的节约。然而，如果试图将余下的10~20%也变成自动化，这将会重新使整个自动化系统变得无节约可言”。因此适当的工人量会在工厂自动化的前提下，为工厂或施工现场操控管理提供了一定的质量保障，防止了因系统错误，或未经过人脑判断结果的选择而产生的误差错误。除了构件工厂和施工现场所需我们研究的因素之外，运输方案的设计与选定也是我们研究的重点。
(3)人工费、构件吊装顺序是我们的第三层级因素。而降低人工费的关键在于减少工人量和工人移动量，它们又由PC构件工厂制作构件的复杂程度和施工现场的安装运输设计决定，因此人工费的高低在另一方面也体现了PC构件工厂和施工现场自动化水平的高低。其中PC构件的吊装顺序，也决定了预制工厂的对PC构件的顺序管理。先吊装的构件先生产并装车，会使得构件的吊装得到合理的安排，进而会缩短施工现场的吊装时间，提高吊装速率和工作效率，降低成本。
(4)第四层级因素为PC构件成本和PC的生产顺序管理。PC构件成本的高受人工费高低的重大影响，而人工费的高低取决于工人量和单位工程工人移动量的多少以及工厂自动化水平的高低。当工厂自动化程度较高，PC工厂用工数量也将减少，构件制作成本中的人工费也会有明显的减少，与此同时，也将合理安排好工人的工作工位，避免重复工作的发生，减少工人的移动量，也能有效的降低PC构件的成本。另外，当施工现场确定好吊装顺序和吊装时间之后，再将生产顺序等其他信息传递给PC构件工厂家，PC构件工厂根据各个施工现场对构件的需求情况进行合理安排最终制定合理的生产顺序，已达到供需一致的效果。
(5)第五层级因素为构件的储存成本。在大多数的施工现场内，构件的储存成本一般是无法避免的，如何合理运用构件的储存信息进行安排将是我们对构件储存成本研究的关键。最低的储存成本，依然是根据吊装顺序进行生产、运输、安装，减少构件进入仓库所产生费用。因此，如何对仓储信息进行智能化整理，如何运用大数据合理计算出构件使用时间和构件吊装路径，如何将整条信息链上的信息达到心虚协同都将成为降低构件储存成本的关键。
4对装配式建筑物流管理提出建议
4.1 物流供应链管理信息化
世界经济的联系越来越紧密，随之而来的有物流供应链信息技术迅速发展，国内外建筑行业的竞争愈演愈烈，必须通过运用信息技术和信息化管理来引领装配式建筑物流管理的发展，才能在很大程度上降低装配式建筑的物流成本。因此，物流信息化即物流在信息资源上实现共享化，被认为具有很大的必要性，同时物流实现信息网络一体化也具有一定的必需性。
在信息网络运行中，必须把供应工厂、中转仓库、施工现场三者通过三大要素进行联系。传统物流供应链系统中，供应商工厂和中转仓库以及施工现场的库存，彼此之间往往没有信息交流，在整个供应链上库存是不透明的，各方之间无法实现信息共享。有一种观点是说库存是商业秘密，但实际上库存不应该是秘密，整个供应链的库存都应该透明化。而物流信息化可以使库存透明，也可以使各方的共享信息达到快速反应。这样可以提高效率，降低物流成本。
因此，物流供应链管理信息化对装配式建筑而言是很必要的，物流供应链信息化技术的推广和发展是也一个必然趋势。
4.2 BIM技术运用
对物流成本的实时监控、精确控制材料用量是我们可以通过运用BIM技术完成的。
(1)物流成本的实时监控
除了收到相应软件自身影响之外，由于每个人经历与经验不同，导致不同人员对同一份图纸进行分析解读图纸时，会产生不同的效果进而影响了计算结果的准确性而在一个完整的BIM模型中，设计元素可以以平、立、剖三面图、三维透视图、明细表等多种方式出现，修改模型中的任何一个，其他状态下的元素属性的都可以发生变化。
(2)精确控制用量与物流成本的调整
BIM技术的另一项高超技能是自动找出WBS节点并计算其相应的任务成本，从而达到精确控制建筑材料的用量，而其他物流活动的成本则也会伴随着调整的WBS任务划分或设计调整等，物流活动的各项成本便可以被灵活变更，与此同时，相应的产品或服务可以通过作业成本中心分配到相应资源上，从而产生连锁反应。物流成本的实时监控以及及时调整可以对掌握工程生命周期物流成本起到至关重要的作用，并通过物流成本的实时监控发现计划成本和实际成本之间存在的差异以及物流成本的调整来解决问题，使得项目的成本控制水平可以得到大幅度的提升。
5 结语
基于解释结构模型，研究影响装配式建筑物流成本的十项因素，最终将其分为5个层级，得出了装配式建筑影响因素的层级关系，确定了基层因素，第二、三层级因素研究和深层导向因素。当基层因素满足信息协同时，深层因素所产生的影响将发挥到极致，对装配式建筑物流成本控制起到关键作用。另外通过供应链物流信息化系统管理和运用BIM技术实现成本实时控制，改善构建库存控制和现场管理等多方面控制协调，能够满足各个环节所需要的信息协同要求，最终达到降低物流成本以降低装配式建筑总成本的目标。
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