基于FAHP-DEMATEL的甘肃省装配式建筑供应链影响因素分析

牛昌林，王飞飞，李强年

（1.兰州理工大学 土木工程学院，甘肃 兰州730050，E-mail：916932737@qq.com；2.甘肃建投科技研发有限公司，甘肃 兰州 730050）

目前我国建筑业是以现浇作业和劳动密集型为特点的传统建造方式为主，存在污染严重、建造成本高、生产效率低及工期长等不足。随着我国人口红利的逐渐消失，传统的建造方式已然不能适应当下的发展进程，需要向建筑工业化转型。国家自2016 年开始积极出台多项相关政策推广装配式建筑，例如国务院下发的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中明确提出，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%。装配式建筑在各项政策的支持下迎来了快速发展的机遇，同时也面临着愈来愈激烈的市场竞争。

装配式建筑所涉及的参与方相比传统建筑更多，各实施环节之间的联系也更密切，所以有必要将供应链的集成化管理思想应用于装配式建筑，加快装配式建筑工业化进程，提高其竞争力。正如英国著名供应链管理学家Martin Christopher[1]的观点，真正的竞争不是企业与企业之间的竞争，而是供应链与供应链之间的竞争。本文参考建筑供应链的相关概念[2～4]及装配式建筑的特点，认为装配式建筑供应链应该是在工程项目全生命周期之内，各项目参与方通过合同委托、实施方案的合作博弈等复杂的交互关系，进而形成包含设计、采购、制造、装配过程的具有协调性的活动组织网络结构，并在此过程中实现供应链整体利益最大化的同时，各参与方的利益也能得到保障。供应链管理在实现装配式建筑项目的成功交付方面发挥着重要作用。

装配式建筑供应链已成为学界的热点议题，且研究多围绕风险管理、信息管理和交易成本、可持续效果、绩效评价等开展。如王翔等[5]利用因子分析法，识别出影响装配式建筑供应链协调发展的风险在于制造阶段。刘平等[6]在契合性分析的基础上，构建了基于BIM 的装配式建筑供应链信息流集成模型，并对模型架构和各阶段的应用进行分析。Zhang 等[7]研究发现，装配式建筑供应链管理成本主要受政府宣传力度、构配件的质量、模具质量的影响。王建华等[8]认为，由制造商通过基于收益比例的成本补贴策略对供应商进行补贴时，可促进整条供应链的成本最优化。安凯歌等[9]通过分析EPC视角下装配式建筑供应链，实现供应链交易成本量化。Luo 等[10]研究了香港的装配式建筑供应链管理过程，发现装配延迟、构配件生产过剩、交付周期长是阻碍供应链运行的重要因素。也有学者从可持续效果[11]和绩效评价[12，13]等方面进行了研究。

综上所述，学界关于装配式建筑供应链的研究还处在理论研究与定性分析阶段，对影响装配式建筑供应链各因素的相互关系及其作用机理尚待深入研究。识别出装配式建筑供应链的影响因素有助于提高行业的运行效率。因此，本文运用模糊层次分析法（Fuzzy Analytic Hierarchy Process，FAHP）和决策实验与评价实验室（DEMATEL）组合模型，以整条装配式建筑供应链为视角，分析设计、采购、制造、装配4 个阶段以及外部因素等5 方面的影响因素，对装配式建筑供应链的影响程度进行量化比较，旨在探究影响供应链的主要影响因素，以便促进装配式建筑工业化发展，同时提高装配式建筑供应链的管理效力。

1 装配式建筑供应链影响因素识别与筛选

从“中国知网”数据库中以“装配式建筑供应链”为关键词，检索并整理出95 篇文献，其中包含期刊文献、硕博论文、会议文章，并在“Web of Science”数据库中以“prefabricated construction supply chain”为关键词，检索出149 篇相关文献，同时整理近5 年国家及甘肃省政府出台的有关政策，作为影响因素检索的主要来源。

以设计阶段、采购阶段、制造阶段、装配阶段及外部因素为一级指标，从上述检索出的文献及政府文件中梳理出25 项二级指标。并采用李克特5分量表以这些指标为基础设计调查问卷。邀请到132位相关专业的专家对已识别的25项指标进行打分。各位专家均是硕士研究生以上学历，从业时间均大于8 年，工作单位包括设计单位、构配件供应商、建筑总承包单位、开发建设单位、科研院所及高校。通过SPSS 25.0 软件对问卷进行信度及效度检验。结果显示克隆巴赫系数（Cronbach's alpha）为0.834，说明问卷信度比较好。KMO 值为0.815，巴特利特球形度检验的显著性水平为0.000，小于0.01，说明问卷效度较好，可以进一步研究分析。

根据各位专家打分结果，剔除得分最低的5 项因素，最终确定了20 项影响装配式建筑供应链的因素，如表1 所示。

表1 装配式建筑供应链影响因素

2 构建FAHP-DEMATEL 模型

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）由美国学者T.L.Saaty 于20 世纪70 年代提出后[14]，基于此方法构建评价指标体系的研究较多，但是在使用AHP 方法时，需要专家根据自己的经验以及现有的知识对因素之间的相对重要程度打分，直接给出指标权重值，这其中忽略了因素之间的交叉影响关系。此后，瞿英等[15]针对这一问题提出改进的AHP-DEMATEL 组合方法，但是仍未能摆脱因专家主观原因导致的数据偏差。基于此，本文在AHPDEMATEL 的基础上将模糊数学中的三角模糊数引入到层次分析法中，提出FAHP-DEMATEL 综合评价模型。将基于FAHP 运算得来的指标初始权重与DEMATEL 方法中的影响度及被影响度进行融合处理得到各指标的最终权重，同时将DEMATEL的“四度”进行排序，最后得到供应链关键影响指标。这一办法不仅考虑了权重结果的模糊不确定性，也很大程度削弱了产生极值的主观影响。

2.1 基于FAHP 的指标初始权重计算

2.1.1 构建指标体系

依据前文得到的20 项指标，将装配式建筑供应链的影响因素划分为3 个层级，第一层级即目标层，为装配式建筑供应链影响因素，第二层级即准则层，为设计阶段、采购阶段、制造阶段、装配阶段以及外部因素，第三层级即指标层，为所梳理的20 项影响因素指标（见表1）。

2.1.2 建立模糊判断矩阵

专家依据表2 中所列指标的相对重要程度，对准则层及指标层元素进行两两比较后，将评价结果转化为三角模糊数形式，即Mij=（lij，mij，uij），其中lij，mij，uij，分别表示因素i和j相对上一层因素进行比较时，因素i相对于因素j的重要度的最悲观估计、最可能估计和最乐观估计[16]。以指标层C12与C13相比同等重要为例，根据表2 知M23为（1，1，3），则M32为（1/3，1，1），依此可得到模糊判断矩阵。

表2 模糊判断矩阵语言标度

2.1.3 计算模糊综合重要程度值

求各元素的模糊综合权重值，计算式如下：

2.1.4 计算各因素相对权重

Y2=（l2，m2，u2）相对于Y1（l1，m1，u1）重要的可能性程度如下式表示：

在同一层次内分别计算一个模糊数相对于其他模糊数重要的可能性程度。

此时便可得到权重向量：

将W´归一化得到各个指标的初始权重W1。

2.2 基于DEMATEL 的指标影响权重的计算

2.2.1 确定直接影响矩阵与规范化矩阵

利用李克特5 分量表法表示各影响因素之间的关联程度，即用0、1、2、3、4 分别表示“没有影响”“稍弱影响”“一般影响”“强影响”“较强影响”。邀请专家根据各指标之间的关系打分。对各位专家给出的结果按取平均值法得出直接影响矩阵。直接影响矩阵C=(Cij)n×n，其中Cij表示Ci对Cj的影响程度，i=j则Cij=0。

对直接影响矩阵进行规范化处理得规范化直接影响矩阵B，具体处理公式如下：

2.2.2 构建综合影响矩阵

综合影响矩阵T的计算式如下：

式中，I为单位矩阵。

2.2.3 计算各指标的“四度”

（1）根据综合影响矩阵T计算各个指标的影响度Fi和被影响度Vi。

（2）计算各个指标的中心度Hi及原因度Ri。

指标的中心度表示各个因素与其他因素的相互影响程度。

其中，若Ri>0，则表示其为原因指标，若Ri<0，则表示其为结果指标。

2.2.4 综合影响权重的计算

计算各个指标的影响程度Di，再将影响程度Di归一化处理，得到影响权重W2。

根据下式得出综合影响权重W。

3 实例研究

本文以甘肃省某承包商为核心的装配式建筑企业供应链为例，验证上述所建FAHP-DEMATEL模型的有效性及实用性。通过对此供应链上的12家主要企业的相关专家进行问卷调查，得到基于FAHP 的模糊判断矩阵，以及基于DEMATEL 的直接影响矩阵。本次共发放140 份问卷，回收有效问卷132 份，回收率达94%。

3.1 基于FAHP-DEMATEL 的数据分析

根据前文所述FAHP 方法，对模糊判断矩阵进行运算处理，最终得到各指标的初始权重W1，即：

依据问卷得到的直接影响矩阵如表3 所示。

表3 直接影响矩阵

按照式（5），式（6）最终得到综合影响矩阵T，并根据矩阵T得到各个指标的影响度、被影响度、中心度及原因度。确定各指标的影响权重W2，即：

由式（13）最终确定各指标的综合影响权重W，即：

为了使分析结果更加明了清晰，将各指标的“四度”进行了排序，如表4 所示，同时以中心度为横坐标，以原因度为纵坐标，绘制指标影响关系图如图1 所示，其中中心度的平均值为2.9364。

3.2 研究结果分析

由图1 可知，第一象限及第二象限的C11、C21、C33、C44、C51、C52、C53、C54及C41为原因指标，在指标体系中对其他指标影响程度较大。而第三象限和第四象限中的C12、C13、C14、C22、C23、C24、C31、C34、C42、C43及C32为结果指标，受其他指标影响程度较大。

图1 指标影响关系图

由表4 知，指标C11、C21、C33、C44、C51、C52、C53、C54的中心度排名靠前，而且其中心度大于平均值。在原因指标中，C52利益分配制度中心度（3.9561）排名第一位，影响度排名第二位，综合影响权重（0.1065）；C33构配件生产成本中心度（3.9490）排名第二位，且其影响度（2.0529）排名第五位，综合影响权重（0.1111）；C53政策激励程度中心度（3.7929）排名第三位，影响程度（2.4606）排名第一位，综合影响权重（0.0969）；C44运输成本中心度（3.5636）排名第六位，影响度（2.1205）排名第四位，综合影响权重（0.0865）；C51参与方战略协同度中心度（3.5747）排名第五位，影响度（2.3092）排名第三位，综合影响权重（0.0777）；由此可见，C52、C33、C53、C44、C51为关键原因指标。

表4 甘肃省装配式建筑供应链影响因素分析

在结果指标中只有C32构配件质量的中心度（3.1101）大于平均值，其影响度（1.3273）排名第九位，综合影响权重（0.0438），故C32为关键结果指标。

4 对策建议

（1）深化利益分配制度。各参与方的利益分配制度是影响装配式建筑供应链中各参与方积极性的最直接因素，深化利益分配制度尤为重要。但是供应链上的各参与方均具有趋利性，会优先考虑自身的利益分配问题，而且各参与方的行业标准不同，这就导致无法用同一尺度进行利益分配。因此在选择项目参与方时明确各方利益分配标准，可避免因利益分配不均导致的供应链中断现象。良好的利益分配制度可以促进各参与方之间的合作深度，加快装配式建筑的普及性。具体而言，应完善相关规章制度，保证利益分配公平公正，也要落实各方责任，同时避免个别企业占绝对竞争优势，破坏利益分配的均衡，最终实现供应链整体利益帕累托最优。

（2）优化构配件生产成本。构配件生产成本是影响装配式建筑供应链的重深层次因素，与之最密切联系的是市场需求，因而有效控制构配件生产成本有助于装配式建筑得到各参与方的认可及逐步推广，是装配式建筑供应链中最重要一环。构配件生产成本的控制一方面与构配件的设计有关，也与生产过程有关。在深化构配件标准设计的同时，也要提倡“少规格，多组合”的设计原则，增加模具的使用重复率，以便构配件供应商实现规模性生产，也可减少因制作模具增加的工期；明晰构配件的定额，避免构配件定价过高；同时政府可给予一定的政策支持，激励供应商积极参与生产。

（3）增强政策激励程度。在目前阶段，传统的现浇模式已不符合新的发展要求，所以需借助政策的导向作用，逐步优化装配式建筑的竞争力。政策的激励程度是影响装配式建筑供应链最根本的因素。政府制定相关政策时要秉持“全过程”“全方位”监督管理的原则，同时考虑政策的可实施性；完善现有技术标准体系与市场标准体系，逐步建立高质量装配式建筑评定标准。借助网络媒体加强装配式建筑的宣传，鼓励实施装配式建筑相关的职业培训，提高专业人才素质，促进装配式建筑的健康发展。

（4）降低运输成本。由于构配件体积巨大、易损坏等显著特点，使构配件在运输环节较困难。因而在保证构配件生产质量的同时，选择近距离的构配件供应商可很大程度减少运输困难。同时也要加强信息协同平台建设，及时与承包商沟通，选择合适的运输工具。根据项目进度优化运输路线，提高运输效率，降低运输成本。

（5）提高参与方战略协同度。各参与方的协同度不仅直接影响着供应链的可持续性，而且是装配式建筑质量、进度与成本的保障。应以相关政策为基础，鼓励以供应链上的核心企业为中心形成合作联盟，明确各方职责边界，建立合作共赢机制；装配式建筑供应链不同于一般的制造业供应链，其中所涉及的不同专业参与方更多，交叉工作更复杂，所以需要加强信息交流平台建设，促进信息共享，保障供应链各节点工作按一定标准流程进行，同时根据工程项目实际情况调整供应链的运行计划，实现供应链的高效运转。

（6）提升构配件质量。构配件的质量直接影响着装配式建筑的质量，故而需要多种措施保障构配件的质量。构配件的质量不仅和现有标准体系有关，还和从业人员专业素质有关。一方面，要完善针对装配式建筑的设计标准体系，健全构配件标准库。保证原材料质量达到标准，也要加强对构配件成品质量多角度的监测。同时建立信息平台，避免因信息缺失导致构配件不符合标准；另一方面，加强培养产业工人的技术水平、职业素养，提高责任意识，从而促进构配件的高质量生产。

5 结语

本文基于文献分析、专家访谈及甘肃省装配式建筑供应链的实际情况，深入挖掘供应链影响因素，从设计阶段、采购阶段、制造阶段、装配阶段及外部因素5 个方面构建了供应链评价指标体系，并将模糊数学原理引入到AHP 中，提出FAHPDEMATEL 综合评价模型。弥补了AHP 方法中只考虑因素的上下层级关系问题，同时将注重因素之间交叉影响的DEMATEL 方法的优势发挥出来，降低了单一评价办法的主观性与片面性。

经实例验证和由专家审评，研究结果符合当下甘肃省装配式建筑供应链的现状，该综合评价模型具有可靠性。最终确定甘肃省装配式建筑供应链关键影响因素为利益分配制度、构配件生产成本、政策激励程度、运输成本、参与方战略协同度及构配件的质量。