基于知识图谱的国内建筑业供应链研究现状分析

摘要：与其他制造业相比，建筑业总体上具有高度分散、生产率低下、成本和时间超支以及冲突等特点。供应链管理作为一种创新的管理模式，从系统的角度为解决这些问题提供了一个新的解决方案。针对建筑工程项目的建筑供应链研究，已成为供应链研究中的热门领域。为全面、客观地反映我国建筑供应链的研究现状及研究热点，运用知识图谱分析工具VOSviewer对来自CNKI数据库收录的121篇核心期刊文献进行可视化定量分析并辅以定性分析。得到建筑供应链的研究热点主要是BIM、供应链协同、供应链管理、装配式建筑供应链、绿色供应链和区块链。

关键词：建筑供应链;文献计量分析;知识图谱;VOSviewer

中图分类号：F293 文献标识码：A

文章编号：1001-9138-（2021）09-0022-29 收稿日期：2021-08-02

作者简介：毛文琦，重庆大学管理科学与房地产学院研究生。

1 引言

供应链管理的概念已经越来越多地应用于众多工业部门，用以提高业务绩效。在管理供应链的传统方式中，重点可能是现场活动（例如降低成本或现场活动的持续时间），或者是供应链本身（例如降低物流成本、交付周期和库存）。建筑供应链是一个非常复杂的系统，其绩效依赖于多个独立公司做出的数百个决策。在建筑网络中，业主、顾问、承包商、设计师、分包商和供应商是通过包括知识转移、信息交换、财务和合同关系联系在一起的主要参与者。自20世纪90年代以来，国外供应链管理在改善施工管理方面的重要性已经得到了认可。21世纪初，我国也开始探索供应链管理在建筑业中相关方面的应用。

2 研究方法与数据来源

2.1 研究方法

本文在大量文献阅读及文献调研的基础上，采用了可视化定量分析并辅以定性分析的方法，对国内建筑供应链的研究现状、热点及演化趋势进行分析。其中可视化定量分析主要通过文献计量软件VOSviewer进行。VOSviewer是一款知识图谱分析工具，支持大规模数据处理，可以生成多种基于文献计量关系的可视化图谱，如作者或期刊的共引关系图、关键词共现关系图，用以研究文献的研究动态与热点。定性分析是结合上述可视化定量分析的结果，以及根据阅读的大量文献的整合，对建筑供应链领域的研究重点进行详细的分析阐述。定性和定量的内容分析被用来相互支持以高效地获得研究结果。

2.2 数据来源

本文以中国知网（CNKI）作为数据源，以“建筑供应链”“建筑工程供应链”作为检索词进行高级检索。为保证数据的权威性，在检索过程中将非核心期刊文献去除，以SCI、CSSCI、CSSCD、EI以及核心期刊为检索条件。因其最早研究出现于2002年，所以時间选取为2002-2021年，除去国际会议论文、报道以及与研究主题不符的相关研究，最终检索出122篇有效文献。每条数据主要包括篇名、作者、关键词、术语和参考文献。这些有效文献是本文国内建筑业供应链研究现状知识图谱分析的依据。

3 研究结果分析

3.1 文献发表数量趋势分析

文献的年发文量反映该领域科学活动的产出，代表科研的年度学术生产力。首先按照出版年份对文献进行分析，如图1所示。

如图1所示，我国建筑业供应链的研究主要从2002年开始，出现了3个研究高峰。第一个研究高峰出现在2007年，该时期主要研究如何在建筑业方面采用供应链管理。第二个研究高峰出现在2014年，该时期主要是建筑信息模型（BIM）的出现加强了供应链各主体的信息交流，将供应链管理与建筑信息模型（BIM）集成，促进了建筑供应链的协同。2020年主要是区块链技术和装配式建筑的研究促进了建筑业供应链管理方面的研究。

3.2 出版物来源分析

除了每年发表的文献数量外，本文还对这些文献的出版物来源进行了分析，文献发表数量排名前7的期刊，如图2所示。关注建筑业供应链管理研究的核心期刊主要是《建筑经济》《土木工程与管理学报》《物流技术》这3个期刊。在建筑业供应链管理研究方面影响力最大的期刊为《建筑经济》，在建筑业供应链管理122篇核心期刊文献中，有33篇文章都由《建筑经济》发表，占据了27%的发文量。主要原因为加强建筑业供应链管理最主要的目标就是减少成本，符合《建筑经济》的主题。

对发文机构进行分析，反映了各高校的发文数量，如图3所示。发现对建筑业供应链管理领域研究较多的大多为高等院校，如同济大学、西安建筑大学和北京交通大学等。由此可知，高等院校是建筑业供应链管理领域研究的主力和领导者。但是通过VOSviewer对发文机构进行协同分析发现学术研究机构之间的合作并不密切，相对独立，未形成研究机构联合体。高校之间应增强科研合作，做好跨校科研交流工作;高校与企业之间应加强实证研究，推动产学研深度融合，以丰富我国建筑业供应链管理领域的研究。

3.3 关键词聚类分析

关键词反映了论文的核心内容，并展示了某一领域研究的范围。文章的关键词是对文章重点内容的高度概括，分析文章关键词的次数、关联度、突现情况，可以对研究领域的热点问题、前沿文献有一个高度的把握。为了反映建筑业供应链目前的研究现状，使用VOSviewer获得了建筑业供应链研究领域中的关键词共现网络分析图，并进行了聚类分析。连线的长短表示两个关键词之间关系的强度，节点的大小表示关键词出现的次数，不同的颜色代表通过 VOSviewer聚类的不同知识领域。将关键词最小出现次数设置为5，获得达到阈值的30个关键词，如图4所示。

由图4可知，关键词建筑供应链的节点和字号最大表明该词的出现次数最高。其次分别为供应链、供应链管理、供应链协同、BIM、装配式建筑、绿色供应链，说明这几个关键词紧密联系建筑供应链这个核心词汇，是该领域长期发展的基础性研究方向。

通过关键词聚类分析，由颜色分布，主要有6个主要研究板块，一是基于BIM的研究，主要为利用BIM进行供应链信息协同以及合作伙伴关系建设;二是供应链协同，主要是供应链各参与者之间的协同和供应链信息系统的建设;三是供应链管理，主要是物流管理和库存管理;四是装配式建筑供应链的研究;五是绿色供应链;六是区块链和区块链技术。

关键词共现网络是研究领域的静态表示，但不能反映研究领域随着时间的变化，VOSviewer提供了时间网络图，每个节点都由文献中使用关键词的平均年份来表示。近10年间该领域关键词的变化情况，如图5所示。

结合图4和图5可知，建筑供应链研究时间线大致为首先在物流管理和库存管理中引入供应链管理，然后致力于研究供应链协同，主要是信息协同。之后2014年开启BIM和绿色供应链的研究热潮。装配式建筑供应链和区块链是目前的研究热点。这也对应了前文文献发表数量呈现的3个峰值。结合前文的分析，建筑业供应链的研究主要分为3个阶段，第一个阶段是2002-2007年，是建筑供应链在我国的初步发展阶段，这个阶段主要是将供应链管理思想引入建筑业，探讨建立建筑供应链的理论模型。第二个阶段是2008-2014年，这是建筑供应链在我国的初步应用阶段，该阶段各研究人员积极的探索建筑供应链在我国建筑业的有效应用，如库存管理、物流管理、供应链信息协同、合作伙伴关系的相关研究，致力于减少整个建筑业的成本提高效率。第三个阶段是2015-2021年，这是建筑供应链在我国的深入应用阶段，这一阶段的各学者进行了更具体领域的研究，比如绿色建筑供应链和装配式建筑供应链的相关研究。

4 讨论与未来研究方向

根据检索的文献，本文对建筑业供应链管理的研究现状及其不足进一步做定性分析，以展望未来的研究方向。基于上文的分析结果，我们进一步将建筑业供应链管理研究6个热点板块的具体研究划分为管理和技术层面进行讨论。其中，管理层面包括“供应链整合与管理”“可持续性绩效”和“供应链风险”等;而技术层面则主要是信息技术的应用，如BIM、GIS、RFID和区块链等。在管理层面，需要明确供应链中所有企业的障碍和驱动因素，进而优化其合作模式和信息交流模式，从整体利益最大化的角度推动供应链的实施。在技术层面，在管理哲学的指导下，所有企业通过应用先进的技术来优化供应链流程，以实现经济和可持续的目标。总的来说，管理的优化是实施优化的基础，实施优化是管理优化的动力。只有两者共同发展，建筑供应链才能高效和可持续。

4.1 管理层面

供应链成熟的过程通常包括6个战略重点，总体上可以呈现供应链管理应用的演变：库存控制、生产和运输管理、企业和资源管理、流程和浪费、敏捷性和弹性、价值网络和价值集群。供应链管理应用的最新趋势集中在创建敏捷和有弹性的供应链，建立价值网络和产生价值集群。在供应链管理应用的早期阶段，策略的重点是加强库存管理和生产计划与控制。供应链管理发展的下一个阶段是企业和资源的管理。再下一阶段是引入了先进的方法和技术来控制流程和浪费以及处理客户需求的變化。供应链管理应用中更先进的趋势是产生价值集群。通过阅读建筑供应链相关文章以及上文的分析，我国建筑行业供应链管理应用的发展速度是慢于总体趋势的。

由目前的研究来看，建筑供应链管理层面的研究主要集中“供应链整合与管理”“可持续性绩效”和“供应链风险”等研究上。

4.1.1 供应链整合与管理

目前，国内供应链整合与管理方面的研究主要集中在外部的整合与管理和内部的整合与管理。

供应链参与者通过企业内部的自我整合来提高建筑利润。生产计划、采购决策和供应商选择是内部整合的核心问题。运筹学是处理内部集成管理决策复杂性的主要研究方法，其中少数采用传统的多目标优化算法（如约束规划），多数采用多目标遗传算法。可见，多目标遗传算法是该领域的主要研究方法。如果只通过内部整合来提升自身利益，往往会忽略供应链的整体利益。

供应链管理的外部整合主要主要通过寻找有效的跨组织合作模式，保证所有参与者之间的实时信息交换，实时库存状态、生产计划交付计划的共享。供应链外部一体化的优势已在制作业和物流业得到广泛证明。现有研究证明，通过加强建筑供应链各企业间的合作促进了建筑业经济的可持续发展。外部整合侧重于供应链合作模式和信息沟通。合作模式研究的主要目的是设计合理的成本分担、风险和利益分配模型。博弈论是动态分析供应链参与者合作与竞争行为的有效理论。例如，为了解决供应链双方无法实现共赢局面的问题，供应商与承包商通过博弈的方法确定价格折扣率的范围以及承包商对应最优订货批量的倍数，以达到减少承包商订货成本、增加供应商利润的目的，同时使整个供应链系统达到最优。供应链整合确保供应链中的所有参与者能够及时传递和获取信息，从而更好地帮助预制构件施工中的每个参与者实现其利润目标，实现经济的可持续发展。

4.1.2 可持续性绩效评价

可持续绩效评价主要包括经济绩效和环境绩效。从经济效益来看，对建设项目实施有效的供应链管理，可使整个建设项目减少成本。对于环境性能，对建设项目实施供应链管理可以对项目的各个环节管控排放。由于装配式建筑与传统的现浇混凝土施工相比，预制施工可以缩短施工时间，降低材料成本，减少人力物力投入，对环境造成的污染更少。一个高效的装配式建筑供应链管理可以大大的减少起吊设备不必要的消耗，缩短工期，节约成本。对装配式建筑供应链的研究更能体现建筑供应链管理的经济绩效和环境绩效。装配式建筑供应链可观的可持续业绩是其受到政府和市场青睐的主要原因。在环境绩效上最主要的研究是构件绿色建筑供应链，国内在绿色建筑供应链方面的研究主要是绿色建筑供应链管理体系和协调发展机制的研究以及绿色建筑供应商选择。

4.1.3 风险评价

在整个建筑供应链中的风险是多样的、动态的、不确定的和交互的。由于供应流程的复杂性，进度风险被认为是最重要的，应该严格控制的。国内对建筑供应链风险方面的研究主要是装配式建筑供应链风险的较多。主要是与传统建筑供应链相比，装配式建筑供应链参与者更多，其供应链网络结构更加复杂，具有更大的不确定性。装配式建筑是场外施工和场内施工的结合，一旦出现延迟交货等情况对施工进度影响较大，并且会大大增加成本。成功的供应链战略研究和项目评估有助于利益相关方把握市场机遇和挑战，降低总成本，提高施工效率，抢占建筑市场，进一步赢得发展。

4.2 技术层面

研究人员应用信息技术的目的是促进建筑供应链不同利益相关者之间信息的实时获取和共享，减少人为错误，提高施工绩效。比如在装配式建筑供应链的研究中，利用BIM和RFID技术构建信息共享平台，将项目各阶段的以及供应链各参与方的信息集成整合到信息模型数据库中，然后进行定价研究。还将BIM和GIS技术相结合，可以监控物流过程和空间布局过程，其中利用BIM可以得到详细的物流清单，GIS可以确定最佳运输路线，对建筑供应链进行可视化监控。此外利用区块链技术分块记录数据的功能将建筑供应链中材料交易的每个环节进行记录备份，建立材料交易的信息共享平台。应用信息技术的目的是促进建筑供应链不同利益相关者之间信息的实时获取和共享，减少人为错误。应用先进技术快速准确地收集和处理大量数据，可以有效地减少人力物力，从而提高预制施工的质量、效率和管理水平。

4.3 研究不足与未来展望

建筑供应链的内外整合和管理仍然是供应链管理的核心问题。供应链中可分配的利益不仅仅是利润，还有风险和绿色效益等。目前，研究中供应链管理的优化目标大多聚焦在利润和成本的优化。因此，一个重要的研究方向是开发可持续创新的建筑供应链合作模式，以优化每个参与者的成本、风险和收益，最终实现双赢合作。

虽然在建筑供应链的研究中已经应用了先进技术，但是目前的应用还处于低级的应用。如何快速、准确地处理建筑供应链中的大量数据，实现建筑供应链全过程的多技术集成协同，减少建设项目的成本，加快施工进度仍然是建设供应链还需解决的问题。除了目前研究较多的BIM和区块链技术，大数据和云计算也应该越来越多地应用于建筑供应链管理，可以为建筑业供应链管理与材料的及时交互和跟踪提供更高效的支持。建设供应链涉及许多参与者，如承包商、供应商、开发商、政府等。不同的参与者必须有不同的目标和利益冲突。主要参与者应基于合作共赢和可持续发展的理念做出决策。在生产流程设计方面，供应商需要整合精益和敏捷理念，优化生产计划、库存管理，协调生产提前期。承包商需要考虑预制构件的交付时间和数量等因素，以制定合理的生产布局计划。需要开发结合成本和时间目标的全过程资源调度方案。进一步，需要将BIM与其他信息技术相结合，实现实时通信、信息采集、性能监测和定位等功能。

5 结论

（1）根据检索的文献来看，建筑业供应链领域的相关研究主要分为3个阶段，每个阶段都有各自的研究重点。从期刊来源看，《建筑经济》对建筑业供应链的研究影响最大，也是发文数量最多的，远远高于其他期刊。对建筑业供应链研究的机构主要为高等院校，其中同济大学、西安建筑大学和北京交通大学贡献最多。

（2）通过关键词聚类分析，得出建筑业供应链的研究主要有6个板块。一是基于BIM的研究，主要为利用BIM进行供应链信息协同以及合作伙伴关系建设;二是供应链协同，主要是供应链各参与者之间的协同和供应链信息系统的建设;三是供应链管理，主要是物流管理和库存管理;四是装配式建筑供应链的研究;五是绿色供应链;六是区块链和区块链技术。关键词时间分析表明，装配式建筑供应链和区块链是目前的研究热点。

（3）在过去的几十年里，研究人员试图将供应链管理的概念和方法应用于施工管理。然而，该应用受到限制，并且速度比一般应用慢。分别从管理层面和技术层面对6个热点研究进行讨论。管理层面的研究包括 “供应链整合与管理”“可持续性绩效”和“供应链风险”等;而技术层面的研究则主要是信息技术的应用，如BIM、GIS、RFID和区块链等。下一步的研究热点主要是开发可持续创新的建筑供应链合作模式，以优化每个参与者的成本、风险和收益，最终实现双赢合作和将BIM与其他信息技术相结合，实现实时通信、信息采集、性能监测和定位等功能。

参考文献：

1.刘纪达 康宁 麦强.基于VOSviewer的国内智慧消防研究发展与变迁.中国安全生产科学技术.

2020.16 （05）

2.BELL E， BRYMAN A， HARLEY B. Business research methods. Oxford university press. 2018

3.刘二稳 赵成龙 孙浩森 等.基于Web of Sciences的绿色建筑研究文献态势分析.山东建筑大学学报.2019.34 （01）

4.VAN ECK N J，WALTMAN L.Software survey： VOSviewer， a computer program for bibliometric mapping. Scientometrics. 2010.84 （2）

5.刘永爱 魏云霜.中国绿色建筑研究热点与趋势——基于CiteSpace的文献计量分析.西安石油大学学报（社会科学版）.2021.30 （03）

6.STEVENS G C， JOHNSON M. Integrating the supply chain… 25 years on. International Journal of Physical Distribution & Logistics Management.2016

7.王茹 班丹梅 王月 等.考虑资源约束的预制混凝土构件生产调度问题研究.制造业自动化.2020.42 （12）

8.范仕军.基于供应链的建筑企业集中采购创新与应用.建筑经济.2020.41 （09）

9.阮连法 陈佳玲.基于模糊VIKOR方法的绿色建筑供应商选择.统计与决策.2011.21

10.LIU Y， DONG J， SHEN L.A conceptual development framework for prefabricated construction supply chain management： an integrated overview. Sustainability.2020.12 （5）

11.員慧慧 温修春 陆建飞 等.建筑材料供需双方基于采购价格的Stackelberg博弈.济南大学学报（自然科学版）.2020.34 （02）

12.曹小琳 刘仁海.绿色建筑供应链管理系统运作机制研究.科技管理研究.2009.29 （12）

13.郭汉丁 张印贤 张海芸.核心企业主导下绿色建筑供应链协调发展机制建设与优化.建筑经济.2019.40 （11）

14.仇国芳 张海洋 曹婷.基于绿色理念的建筑业供应商选择方法研究.物流技术.2014.33 （17）

15.李乃旭 王浩玮 梅江钟.基于云物元理论的装配式建筑供应链风险预警.土木工程与管理学报.2020.37 （03）

16.王红春 刘红云.装配式建筑供应链协同定价研究——基于BIM-RFID信息共享平台.建筑经济.2020.41 （09）

17.郑云 苏振民 金少军.BIM-GIS技术在建筑供应链可视化中的应用研究.施工技术.2015.44 （06）

18.李蒙 鲁曼 余宏亮.区块链技术下的建筑材料信息技术架构研究.建筑经济.2019.40 （10）