施工企业装配式建筑项目质量管理成熟度评价

张帆帆,房 颖,温国锋

(山东工商学院 管理科学与工程学院,山东 烟台 264005)

十九大报告中指出要全面推进绿色生态发展,提高“中国制造与中国建造”水平,以绿色建筑和装配式建筑为重要载体,推进建筑行业的绿色可持续发展,装配式的施工模式成为建筑行业发展的趋势。国家出台了大量政策文件有力地推动装配式建筑的发展,其已经进入全面发展时期[1]。

装配式建筑项目较传统建筑项目的主要区别在于构件预制化生产、建筑装配化施工[2],在质量管理方面带来了一定的挑战,具体表现在以下方面:

第一,依照目前发展状况来看,预制构件生产企业整体发展不容乐观,存在盲目扩大生产规模、恶性竞争激烈的问题,导致预制构件价格低走,带来了质量安全隐患[1]。作为装配式建筑的基础部件,预制构件的优劣,将会对项目工期、安全、质量等方面产生严重的影响。对于施工企业而言,预制构件的质量存在不可控因素,为尽量避免风险的发生,应当对预制构件供应商进行管理。

第二,装配化的施工方式中增加了大量机械吊装、高空施工、节点连接等复杂性作业,连接更加精确、技术要求更加严格,对现场作业人员的业务素质能力有了更高要求。但我国在这一方面的发展还未同步,各项技术能力存在不足、人才需求存在缺口、监督管理机制不完善,使得在施工过程中容易埋下质量隐患[1]。

装配式的施工方式在国外的发展已处于较成熟阶段。在国内,由于在近几年才得到较好地发展,多数施工企业的质量管理能力未得到相应的提升,且缺乏与之相适应的施工质量管理标准规范体系,作业现场的质量管理过程存在问题。而施工企业的质量管理能力直接影响到建筑产品质量,质量管理能力的提高可促使建筑产品质量的提升,因此本文以此为研究对象构建装配式建筑项目质量管理成熟度模型,以期能够指导施工企业评价与提升自身质量管理能力,进而保证我国装配式建筑质量。

一、成熟度模型

目前大多数企业通过ISO9001质量管理认证体系评价质量管理能力,其表达的最终结果为企业质量管理能否通过认证体系,但不能得出质量管理能力所处等级以及企业应改进哪些方面[3]。采用ISO9001质量管理认证体系与质量管理成熟度模型结合的方法,用以评价施工企业的质量管理能力,可以很好地解决上述问题。

国外学者对质量管理成熟度的研究起步较早,Crosby在1979年将成熟度概念引入到质量管理领域中,将其分为了五个阶段,提炼出六个评价要素用于评估企业或项目的质量管理能力[4],这一模型是一个普遍适用于多领域的模型,之后的研究开始具体到了某一领域[5-6],国内学者也多以具体领域为基础进行研究[7-8]。但纵观国内外研究现状,大多数学者的研究较宽泛,所构建的成熟度模型不够具体、针对性不强,不能直接适用于项目类型。为更具针对性的提升施工企业质量管理能力,本文将构建装配式建筑项目质量管理成熟度模型。

成熟度模型由三个维度构成:一是过程维,体现了质量管理的四大过程,包括质量规划、质量保证、质量控制和质量改进;二是要素维,以ISO9001质量管理体系基本原则为基础,根据装配式建筑项目质量管理存在的问题,结合目前的发展状况,选定组织管理、现场人员管理、基础技术、构件供应商管理、施工过程管理、信息管理六要素。构件预制化的生产方式加大了构件供应商对建筑产品质量的影响作用,因此设置了构件供应商管理指标,建筑装配化施工对现场人员业务素质能力、施工技术、信息技术等有了更高的要求,因此设置了现场人员管理、基础技术、施工过程管理、信息管理四个指标;三是水平维,基于过程维和要素维将施工企业的质量管理成熟度水平分为初始级、标准级、规范级、改进级、卓越级五个等级。模型结构如图1所示,模型中各个等级含义如表1所示。

在评价项目的成熟度等级时,得到的最终等级即为项目整体所处等级,具体到各个指标时,指标的评价等级并不一定均与整体等级保持一致,每两个等级之间一般会存在重叠的部分。当有指标处于项目整体等级之上时,说明此为施工企业目前的优势,应当继续保持;当有指标与项目整体等级持平时,说明此为施工企业目前的机会,应当发掘潜力;当有指标处于项目整体等级之下时,说明此为施工企业目前的不足,应当着重改进。但成熟度等级的上升应是有序进行的,等级结构图如图2所示。

图1 装配式建筑项目质量管理成熟度模型结构

表1 装配式建筑项目质量管理成熟度模型等级含义

图2 装配式建筑项目质量管理成熟度等级结构

二、评价指标体系

将质量管理成熟度水平评价指标体系设计为三个层次,分别是目标层、因素层、准则层。目标层即判定的项目质量管理成熟度等级;因素层为组织管理、现场人员管理、基础技术、构件供应商管理、施工过程管理、信息管理六要素;准则层为关键过程域,即根据项目质量管理特点将每个评价要素划分为多个关键过程域。评价指标体系如表2所示。

(一)组织管理

“组织管理”即关注企业组织的质量管理能力,设置“质量方针与目标的制定与实施”以及“质量管理方面的投入”两个指标。质量方针与目标的制定与实施主要用于考察企业组织在项目施工过程中相关质量方针与质量目标制定的完善性、执行过程中是否存在不合理的偏差等。质量管理方面的投入用于考察企业组织是否重视质量管理,通过质量技术的投入、施工人员的培训等方面体现。质量方针与目标的制定越符合项目实际情况、在执行过程中存在的不合理偏差越少、质量管理方面的投入越合理,则说明企业组织的质量管理水平越高。

(二)现场人员管理

“现场人员管理”是对参与安装施工的现场人员的管理,体现施工企业质量管理能力的管理项包括对员工的行为管理、责任意识管理等[9],具体包括现场人员的奖惩制度满意度调查、现场人员对质量管理工作的态度、现场人员责权利明晰度、施工人员质量行为控制、施工人员质量意识、现场操作人员相互配合情况。现场人员认为所制定的奖惩制度越合理、对质量管理工作越重视、对责权利越明确;施工人员自身能够约束施工行为、质量意识越高;现场操作人员合作过程中冲突越少、相互配合程度越高,则说明施工企业在这一方面的质量管理能力越强。

表2 装配式建筑项目质量管理成熟度评价指标体系

(三)基础技术

“基础技术”是对装配式建筑项目主要施工技术、能力的基本要求,是体现施工企业质量管理能力的软件设施。装配式建筑项目较传统建筑项目而言,增加了大量的机械吊装、节点连接、高空施工等作业,在技术与能力上也提高了要求。通过查阅相关文献[2,10],确定了对建筑项目影响最大的五项关键技术能力指标,具体包括:施工参与人员技术成熟度、精度控制、节点连接技术、预制构件吊装、临时支撑措施。各项技术的成熟度与质量管理成熟度呈正相关关系。

(四)构件供应商管理

对构件供应商的管理具体包括:供应商的选择(除对地理位置的限制之外,还应综合考虑供应商的资质、构件部品的标准化程度、连接构造的标准化程度[2]等方面);与供应商合作关系建设。对供应商的选择关注程度越高、越重视供应商合作关系建设,则说明企业质量管理水平越高。

(五)施工过程管理

“施工过程管理”指的是对装配式建筑项目安装施工过程的管理。根据建筑工程相关评价标准以及文献,从原材料进场到工程验收这一过程当中确定了六项指标,具体如下:

(1)原材料进场检查:包括对预制构件与钢筋混凝土等原材料的合格证检查、原材料进场验收记录检查等。

(2)场地规划与构件储存[10]:包括对现场预制构件进出场地规划、预制构件堆放存储管理。

(3)机械设备的使用与检查:包括对吊装机械的选取分配、设备的定期检查等。

(4)关注施工环境[11]:包括对空中塔吊作业环境的关注、构件存储环境的关注。

(5)施工关键程序检查:检查施工关键过程、隐蔽工程验收影像资料的完整性与执行过程的合规性。

(6)工程实体验收检查:检查工程实体是否按照相关标准规范进行验收。

对原材料的进场检查越负责、场地规划越合理、机械设备使用合规性越高、定期检查越重视、施工环境的关注程度越高、关键程序越完整、工程实体验收检查负责程度越高,则说明施工企业的质量管理能力越强。

(六)信息管理

“信息管理”即是对信息的采集与分析以及信息技术的运用,包括:数据信息的收集与分析、信息技术的协同管理。施工企业应当收集分析有效信息,了解自身竞争环境、优势与不足,以期将优势充分发挥,将弱势进行改善。另外施工企业还应当采用BIM(Building Information Modeling)等技术协同管理施工项目,以期能够更准确合理的指导项目实践。数据信息收集与分析能力增强、采用信息技术协同管理的程度提高,施工企业的质量管理能力也会逐渐增强。

三、评价成熟度等级

由于评估质量管理能力会具有一定的主观性与模糊性,为减少主观性的数据干扰、避免决策信息的损失,引入将所有数据进行整体考虑的直觉模糊信息集理论方法。为突显出所评价项目的优势与不足,采用IFHG算子集成评价信息,进而更加合理完整的评估项目质量管理能力。

(一)直觉模糊信息集理论的相关概念

定义1[12]设X是一个非空集合,则称F={〈x,μF(x)〉|x∈X}为模糊集,其中μF是模糊集F的隶属函数,μF:X→[0,1],μF(x)为X中元素x属于F的隶属度,且其在[0,1]中取单值。

定义2[13]设X是一个非空集合,则称A={〈x,μA(x),νA(x)〉|x∈X}为直觉模糊集,其中μA(x)表示为X中元素x属于A的隶属度,νA(x)表示为X中元素x不属于A的隶属度,且满足条件0≤μA(x)+νA(x)≤1,x∈X,X中元素x属于A的犹豫度为πA(x),表示为πA(x)=1-μA(x)-νA(x),x∈X。

定义3[14]称α=(μα,να)为直觉模糊数,其中隶属度μα∈[0,1],非隶属度να∈[0,1],μα+να≤1,且设Θ为全体直觉模糊数的集合。

定义5[16]比较任意直觉模糊数α=(μα,να)的大小,可通过得分函数s进行评估:

s(α)=μα-να,

(1)

直觉模糊数的隶属度μα与非隶属度να的差值越大,得分值越大。

IFHGw,w(d1,d0,…,dn)=

(2)

(二)权重确定方法

2.指标权重。如表1所示,X为目标层指标,Xi(i=1,2,…,s)为准则层的指标集,共s个准则层指标,Xij(j=1,2,…,n)为子准则层的指标集,代表第i个准则层指标下的第j个子准则层指标。设R=(rij)s×n为直觉模糊决策矩阵,其中rij=(μij,νij),利用文献[18]提出的直觉模糊熵确定权重的方法来确定指标权重,令

(3)

(4)

(5)

(三)质量管理成熟度评价步骤

施工企业视角下装配式建筑项目质量管理成熟度评价实质上为多属性群决策问题,成熟度水平等级参考前人研究,选择五级评价集,用L=(l1,l2,l3,l4,l5)=(初始级,标准级,规范级,改进级,卓越级)表示。根据文献[19]提出的多属性群决策评价模型中将定性的语言评价集转化为直觉模糊数的方法,将五级评价集转化为以隶属度μij的大小为升序、以非隶属度νij的大小为降序来排列的有序集合L={(0.0640,0.7840),(0.1600,0.6400),(0.4000,0.4000),(0.6325,0.2254),(0.7368,0.1566)},根据转化的直觉模糊数所对应的等级对某项目进行评价。具体评价步骤如下:

步骤7:比较直觉模糊数R与L中五级评价集的隶属度与非隶属度的大小,得出μR和νR两个值在集合L中所处的区间,区间中较低的等级即为最终的质量管理成熟度等级。

四、算例分析

某施工企业负责某装配式建筑项目的施工,选择3名专家对该施工企业的质量管理能力进行评价。管理层确定的专家权重向量为ω1=(0.4,0.3,0.3)T。质量管理成熟度评价步骤如下:

表3 子准则层直觉模糊决策矩阵与指标权重

表4 直觉模糊群决策矩阵与指标权重

步骤7:比较R=(0.5900,0.2614)与L={(0.0640,0.7840),(0.1600,0.6400),(0.4000,0.4000),(0.6325,0.2254),(0.7368,0.1566)}中各等级直觉模糊数隶属度与非隶属度的大小,得出R处于第三与第四等级之间,则施工企业的质量管理成熟度等级处于规范级,即第三等级。

图3所示为准则层评价结果,根据所得数据可知,施工企业目前存在的薄弱点为信息管理,其处于标准级,低于整体评价结果,说明目前施工企业的信息技术获取与分析能力较低。在“组织管理”要素中,“质量方针与目标的制定与实施”的评价等级在整体评价等级之上,说明该项活动是施工企业目前的优势;“质量管理方面的投入”的评价等级与整体评价等级持平,说明施工企业在质量管理方面的投入较合理。在“现场人员管理”要素中,“现场人员的奖惩制度满意度调查”这一指标的评价等级低于整体水平,说明此为企业的弱势。在“基础技术”要素中,“施工参与人员技术成熟度”与“精度控制”的评价结果低于整体评价结果,说明以上两项技术能力较低于同行业平均水平。在“构件供应商管理”要素中,两项指标处于整体等级及以上,说明此为施工企业较有利的方面。在“施工过程管理”要素中,可知目前企业对“原材料进场检查”“场地规划与构件储存”“关注施工环境”三个过程重视程度不够。施工企业可根据最终的评价结果制定下一步的质量管理计划,有针对性的提高自身质量管理能力。

图3 质量管理成熟度准则层评价结果

选用组织管理、现场人员管理、基础技术、构件供应商管理、施工过程管理、信息管理六方面的评价要素来评价施工企业的质量管理成熟度,可使施工企业明确其质量管理能力的强弱,了解目前存在的薄弱点以及今后应努力的方向,从而达到持续改进的目的,为提升建筑产品质量提供保障。但目前的研究还存在一定的局限性,本文的研究主要是站在施工企业的角度,施工企业仅为装配式建筑项目涉及到的众多利益主体之一,之后的研究可以多个主要利益主体为切入点,探索在多视角下装配式建筑项目质量管理能力提升路径。