中国装配式建筑产业区域发展水平评价

赵丽坤， 张綦斌， 纪颖波， 段朝晖

(北方工业大学 土木工程学院， 北京 100144)

近年来，中国各省市纷纷出台建筑产业化扶持政策，在招商引资、财政税收、土地转让、市场推广等方面重点支持装配式建筑的发展。2016年2月21日，中共中央国务院印发《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，提到要鼓励建筑企业装配式施工，现场装配，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%，更为装配式建筑的发展送来政策东风。但由于全国各省份发展装配式建筑的先后顺序、经济基础、保障制度、技术水平、定额标准等方面存在差异，即便是一个省份之内的不同区域，装配式建筑发展也存在极不平衡的现象。如2016年山东省新开工面积就高达1700万m2，北京已基本实现100%全装配式，然而云贵地区还处于起步探索阶段，差异明显；此外，存在着采用装配率或数量作为装配式建筑发展追求的结果目标，而忽视装配式建筑技术、管理、质量、品质和效益等方面的协调发展，容易造成资源浪费和成本增加，不利于推动装配式建筑又好又快发展。曾有报道沈阳2014年PC构件厂产能释放率(销量与产能比值)仅为8%，造成许多产能闲置。

因此，开展装配式建筑区域发展水平评价及协调度研究，提高装配式建筑发展决策部署的科学合理性，从而促进装配式建筑区域协调规划和优化管理等方面都具有重要的理论研究和实践指导意义[1]。本文从区域协调视角，设计装配式建筑区域发展水平评价指标，并采用基于博弈组合赋权的模糊灰色物元评价模型对中国装配式建筑产业区域发展进行综合评价研究。

1 评价指标体系

目前，国外学者主要从技术[2]、经济[3]、可持续性[4]、发展环境[5]、企业发展等方面研究装配式建筑区域发展水平[6]。Liu等[7,8]从机械化、自动化、智能化等方面评价装配式建筑区域生产建造能力，Alinaitwe等[9]补充了预制率等内容。国内学者主要围绕装配式建筑的建造过程和建筑产品两个方面，研究装配式建筑区域发展水平。江红等[10]围绕住宅产品水平、生产方式水平和经营方式水平等方面，提出住宅产业化水平评价体系。 贾若愚[5]从基础指标、工业化、产业化和现代化角度提出建筑产业现代发展水平评价指标，并按照驱动力、压力、状态、影响等维度构建新建建筑装配化比例、产业基地数量、预制构配件等二级指标。王美华[11]提出需要构建一套以反映建筑产业现代化发展的指标体系，并建议从政策、经济与技术体系及机制建设、实施情况、基础条件等方面考虑，具体包括政策支持力度、建筑全装修、产业化基地建设、发展规划制定等。研究发现目前装配式建筑区域发展水平评价指标体系还不够完善，且指标数据多以专家定性评分为主，难以客观准确衡量装配式建筑区域发展的实际水平，实用性不够高，并且，从协调性角度对装配式建筑区域发展水平评价指标的研究处于开始阶段。

研究文献发现，从区域协调发展对装配式建筑产业的评价角度研究比较少，借鉴波特教授提出的“砖石模型”理论和刘小铁的“五因素论”，并参考产业区域发展水平评价指标构建方面的研究成果，如刘贵文等[12]采用代表“投入”的产业规模和代表“产出”的经营效益等6个方面衡量区域产业发展水平；王雪青等[13]提出从硬实力和软实力角度分析，构建政府作用、产业创新等指标；刘炳胜等[14]构建产业组织、需求状况和辅助产业等指标进行区域竞争力评价研究，并从人力资源、企业战略决策方面建立指标分析区域产业竞争水平；关柯等[15]系统构建制造能力、资源与规模等建筑业国际竞争力指标进行产业区域竞争力水平评价；国外学者[16～20]分别在行业、项目和企业层面提出了产业区域发展相关的指标体系。

结合目前装配式建筑区域发展的行业瓶颈和区域环境特征[21]，构建包括发展规模、生产建造技术水平、技术创新水平、管理水平和发展潜力等5个维度的20个二级指标，衡量当前装配式建筑的发展程度。指标设计内容基本涵盖装配式建筑产业区域发展的结果和原因两方面内容，能够较好地全面衡量其协调发展方面的评价，如图1所示。

图1 装配式建筑区域发展水平评价指标体系构建

2 装配式建筑区域发展水平模糊灰色物元评价模型

2.1 模糊灰色物元综合评价原理及方法

模糊灰色物元评价方法指基于可拓数学理论，将值域拓展到整个实数集，引入关联度分析解释值域的一种过渡状态，既能避免一般定性评价理论主观因素的影响，又能够准确表达待评价区域内部指标之间的变化和影响[22]。将“评价区域、评价指标、评价模糊灰量值”等三个方面作为装配式建筑区域发展水平评价的基本要素，记作模糊灰色物元，并设n个特征C1,C2,…,Cn及一一对应的模糊灰量值⊗f1,⊗f2,…,⊗fn来反映评价事物M的特征，则称为n维模糊灰元，记为⊗fRn。

(1)

(2)

模糊灰色物元评价模型计算原理可见文献[24]，主要包括关联度变换、确定优化原则、构造关联度系数白化模糊灰元、权重和关联度计算等步骤，篇幅所限，详细计算步骤略。

2.2 基于博弈论的组合赋权

指标权重的科学合理性将会影响评定结果的准确性，不同的权重会得出不同的评价结果。权重作为综合评价的重点，一般有主观赋权法、客观赋权法和组合赋权法三种[25]。主观赋权法主要有层次分析法[26]、综合评分法[27]、模糊评价法[28]、指数加权法[29]和功效系数法等，适用于评价样本数据较少情况；而客观赋权法主要有熵权法[30]、主成分分析方法[31]、离差及均方差[32]和变异系数法等[33]，适用于指标数据较多情形。组合赋权法是把主观赋权和客观赋权综合集成于一体的综合赋权方法，既弥补单一赋权法造成的权值偏离正值现象，又可以顾及到决策者(专家)偏好和认知局限，典型方法有博弈论方法[34]、模糊 Borda 数分析法[35]、粗糙集理论综合法[36]等。因此，为保证权重确定的合理和真实性，需要以样本数据为支撑，基于指标数据间的内在规律和决策者的经验偏好，选择合适的赋权方法对指标进行赋权[37]。

由于本文研究的装配式建筑区域发展正处于发展起步阶段，许多数据的获取还不够全面，内在规律特征不够明显，因此，为避免赋权法中单一片面性的特点，并能体现权重偏好、知识水平和客观公正，保证权重的准确合理，采用集成主观(Analytic Hierarchy Process，AHP)和客观(熵权法)的博弈论组合赋权方法来赋权。计算原理详情见文献[38]。

3 实证分析

3.1 指标数据说明及来源

考虑到装配建筑发展不同地区差异性较大和研究的方便，依托住建部“新型建筑工业化集成建造工程技术研究中心”课题组成员力量，将计算的数据进行加工处理简化运算，其中大多数指标数据基于最近2016年的统计数据，部分以累计的数据获取，如管理水平中的政策支持力度指标以地方政府颁布的装配式建筑数量为统计标准，各指标的详细统计数据评定细则如表1所示，所有数据统计结果以平均每个省为行政单元进行统计研究。

(1)发展规模

表1中的构件厂企业数量主要以PC构件生产企业统计，其他的钢结构和木结构构件生产企业不在统计范围内；构件厂产能主要指能够供应装配式建筑的能力，即设计产能；装配式建筑项目数量指批准属于装配式建造方式的项目；装配式建筑新开工面积和总承包企业合同额分别以万m2和亿元统计，这里部分地区的装配式建筑开工面积和合同额没有直接的数据，根据部分研究报告里面的推测数据或建筑业数据按相关大致的比例进行统计，如：装配式建筑市场供需预测及投资战略研究报告或建筑产业现代化发展纲要；一体化装修面积比例指整体厨卫面积与装配式建筑面积的比值，需收集整体卫浴和整体厨房面积。

表1 装配式建筑区域发展水平评价指标数据统计细则

(2)生产建造技术能力

预制率数据主要指装配式建筑区域发展的平均预制率水平，一种途径是通过单个装配式建筑的预制率计算加权取平均值，另外一种途径是计算地区的预制构件产量与地区建筑面积的比值。本文为研究方便，此处预制率数据是不同地方要求装配式建筑发展的最低预制率水平，同样，装配率的数据获取也是地方要求或以规划装配率为准。预制构件厂产量主要是地区装配式建筑发展的构件生产企业的实际产能。

(3)技术产业创新水平

技术产业创新联盟数量基于建筑产业现代化联盟和装配式建筑产业技术创新联盟统计，产业化基地数量统计的是住建部颁发的装配式建筑产业基地数量，科技示范项目数量以住建部颁发的2016年的装配式建筑科技示范工程项目数量为准，数量单位以个统计。

(4)管理水平

政策支持力度指标数据统计的是各地方政策颁布数量情况。辅助性产业支持程度指标数据统计的是地区设计勘察企业、监理企业数量、招标机构，数据来源于统计年鉴。法规制度建设完善程度颁布统计数据是根据颁布政策中土地、财政、税费政策、金融政策、技术研发、示范城市和基地等方面法律法规标准体系是否健全，主要根据政策类别进行统计。技术标准规范程度主要依据地方编制的装配式建筑技术标准数量进行衡量，计分细则见表1。

(5)发展潜力

建筑工程总承包企业数量主要来源于统计年鉴，因为装配式建筑的总承包企业数量目前并没有单独统计数据，以建筑业总承包企业数量作为统计量值；构件厂产量年均增长率主要是以每年的各地方市场供应情况统计。年均产量占产能比例突出体现各地方的产能释放，也称产能释放率；产业链完整程度主要体现装配式建筑产业链上下游的企业发展和布局状况，采用单位生产构件企业的辐射面积计算。

因此，本研究数据来源的渠道主要有：建筑产业现代化发展纲要、各地方装配式建筑实施意见或建筑产业现代化发展意见、2016年国家统计局网站发布的统计年鉴、住建部官方网站、预制装配式建筑网等网站，各地方的装配式建筑发展研究报告，以及31个省市(省、直辖市、自治区)的新闻报道访谈的要闻资料，如：报道全文是从海南省住建厅获悉，海南省装配式建筑起步良好。2016年以来，海南省新开工装配式建筑面积57.3万m2，占新开工建筑总面积的2.55%。相应的这类数据就作为新开工面积指标的数据，其他数据也以此类推。同时，对各省、直辖市、自治区的数据统计进行整合，以国家传统几大区域进行分析比较，如华北(北京直辖市、天津直辖市、河北、山西、内蒙古自治区)、华东(山东、江苏、安徽、浙江、福建、上海直辖市)、华南(广东、广西壮族自治区、海南)、华中(湖北、湖南、河南、江西)、西北(宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、青海、陕西、甘肃)、西南(四川、云南、贵州、西藏自治区、重庆直辖市)和东北(辽宁、吉林、黑龙江)，港澳台地区的装配式建筑发展情况未做研究统计对象。

3.2 指标权重及对比

(1)采用主观赋权方法(AHP)计算权重。发放问卷共计100份，收回73份，有效问卷54份，根据专家打分情况进行统计，取频次最高数据作为标准，用1～9标度法对指标两两重要性比较计算权重w1，详细计算原理见文献[39]。

(2)熵权法计算权重。通过前文所述的指标数据来源收集数据，确定客观权重w2。详细计算原理见文献[40]。

由表2可以发现通过主观赋权(AHP法)的专家打分方法与客观赋权(熵权法)计算部分指标的权重存在差异，说明目前装配式建筑处于起步阶段，样本数据不够充分，还是以主观赋权为主要方式，如组合系数α1明显大于α2；其次，专家主观定性评价存在着缺陷，如以管理水平为例，专家评判认为政策的支持力度应该比技术标准重要的多，但通过熵权法计算发现技术标准与辅助性产业支持程度是管理水平的主要体现。

此外，根据表2还可以发现，组合赋权结果中，排序靠前的是发展规模和管理水平，权重值分别是0.30和0.26，说明装配式建筑区域发展水平评价不能仅仅关注规模数量发展的结果，而应该辩证地看待发展规模的内在和外在动力；排名第二的是生产建造水平，权重为0.19，这可以说明当前装配式建筑区域发展一项重要的抓手就是依靠生产建造技术的提升，推动行业的规模化、大众化生产，从而降低成本，实现传统生产建造方式的转变。技术创新水平和发展潜力权重值分别是0.14和0.11，这两方面权重合计0.25，说明这两方面是评价装配式建筑区域发展的重要特征体现。

表2 基于博弈组合赋权的装配式建筑区域发展水平评价指标权重

3.3 结果分析

根据区域评价指标的多级层次结构和模糊灰色物元理论模型计算原理，分别计算出各层次的关联度，可得到各区域装配式建筑发展各方面的具体发展状况，结果如表3所示。

表3 装配式建筑区域发展水平综合评价结果

根据表3所示的总关联度大小分析，可得目前装配式建筑区域发展水平的整体排序，排序结果为：华东地区装配式发展最好，远远超过其他几个区域，华中地区次之，华北地区排第三位，西南地区排第四位，其他依次是东北地区、华南地区和西北地区。由表3的第二层指标分析，可以发现：

(1)发展规模

华东区远远领先其他区域，究其原因，华东地区区位优势明显，主要涵盖装配式建筑的山东、江苏和上海等几个重点发展的省市，尤其是山东省装配式建筑通过近几年的实践积累，取得较多成功经验；其次是华中地区，这是由于湖南发展装配式建筑较早，2013年以前就有过实践摸索，统计数据发现2016年湖南构件产能可供应超过2000万m2建筑面积。紧接着是西南地区和华北地区，这可能是由于2016年四川省构件生产年产能可达1200万m2拉动了西南地区的规模作用，华北主要是由于北京的装配式建筑发展基本可实现100%的装配式建筑，2016年度的新开工面积就达700万m2是国家装配式建筑发展的重要示范城市，以及河北构件生产企业达21家。

(2)生产建造水平

华中地区要领先于其他区域，这可能是由于湖南、河南、湖北和江西预制率方面最低要求水平的平均值要比其他区域的高，重视机械工业化生产这方面发展，其他依次是华东、西南、华北等，最低的是华南，这可能是由于广西和海南目前装配式建筑2016年处于起步阶段，没有形成装配式建筑区域发展的特色。

(3)技术创新水平

技术创新水平仍然是华东领先其他区域，说明华东地区的产业联盟、示范项目数量和产业基地的培育都要领先于其他区域，统计数据显示，山东省装配式产业基地数量达27个、示范城市达5个，处于装配式建筑发展全国领先地位。最低的是西北，说明西北地区装配式建筑发展在示范项目、产业基地培育和联盟的培育都有待加强。

(4)管理水平

华东地区管理水平最高，其他地区无论是政策方面、技术标准体系、还是法律法规等方面都与华东地区装配式建筑发展存在着较大差距，说明华东地区尤其重视装配式建筑的发展。管理水平最低的是西北地区，说明装配式建筑发展的扶持机制体制还不够。

(5)发展潜力

西南地区潜力最大，可能由于云南、贵州等地区大都是2016年刚刚起步，其构件生产发展的年产量平均增长率、产能释放率明显偏高；这方面华东地区的优势不是很明显，因为华东地区年产量平均增长率目前偏向于稳定；最低的是华南地区，可能由于海南、广西和广东在2016年装配式建筑发展处于启蒙阶段，还没开始较好的规划落实，且相关装配式建筑发展的实施方案大多是2017和2018年颁布，因此，研究统计的时候存在着部分局部样本数据不够全面，致使评价结果与实际有少许偏差。

4 结 语

本文研究从区域协调性理论研究角度，构建装配式建筑区域发展水平评价的指标体系，将模糊灰色物元的综合评价模型运用到装配式建筑区域发展水平评价中，结合指标实测数据计算关联度，并针对宏观和微观不同层面比较关联度大小，深入分析装配式建筑不同区域的发展，找出相对薄弱环节。研究发现，装配式建筑区域发展水平评价的排序结果主要受到评价指标体系和采集的数据影响，选择不同评价指标体系，评价结果会有所不同。总体上，本文所采用的指标体系比较全面，有代表性，数据也可以获取，可有效保证评价结果的准确性。并且，集成AHP和熵权法的组合赋权，可有效满足指标权重计算的科学合理性。实证研究结果显示，评价结果与实际发展的契合度较高，说明该套评价方法准确、适用，能够为政府科学统筹规划和高效合理地优化资源提供决策参考，从而助推装配式建筑的又好又快发展。