基于FCE 的建筑企业精益建造实施效果评价

李辉山，刘晓芬，郭 楠

（兰州理工大学 土木工程学院，甘肃 兰州730050，E-mail：1805046799@qq.com）

精益建造是从建设项目生命周期视角出发，以客户需求为中心，以持续改善、循序渐进为指导思想，以浪费最小化和价值最大化为核心理念，追求“零浪费、零等待、零库存、零缺陷、零返工、零故障、零投诉”的一种新型管理理念[1，2]。

近年来，我国建筑企业数量迅猛增长，据国家统计局数据统计，截至2021 年底，全国共有128746家建筑企业，比上年增加12030 家，同比增速为10.3%；而建筑业产值利润率（利润总额与总产值之比）连续5 年下降，2021 年跌落至近10 年最低，仅为2.92%[3]。可见，目前我国建筑企业的盈利水平不理想，产值利润的发展空间也较小；另一方面，我国建筑企业面临着市场竞争加剧、经营管理模式风险较大、生产效率低、资源浪费严重等问题，造成工程项目建设工期长、成本高、效益低且作业安全性不高的连锁反应。针对上述一系列发展阻碍，国内很多建筑企业积极开启精益建造之路，想达到提高管理能力、改善管理流程、减少浪费、提升企业核心竞争力的目的，但真正领悟精益精髓并成功实践的企业并不多。因此，在国家大力倡导建筑工业化、绿色建筑的政策背景下，如何将精益思想与我国建筑业特点融会贯通，实现以精益建造思想推动建筑工业化、绿色化的快速发展和建筑企业的发展是目前研究的热点问题。

目前国内外许多学者开启了对精益建造的应用研究。但大多研究都集中在：促进建筑工业化发展的精益建造模式研究[4，5]；精益工具的应用效果研究[6，7]；精益建造理念与BIM 技术协同应用的研究[8，9]；精益建造与可持续理念的作用关系[10，11]；精益建造对工程项目质量、工期、成本以及建筑企业组织文化影响作用的研究等。在现有的关于推动建筑企业实施精益建造的评价类文献中，其研究重点多是对建筑企业的精益采购能力、精益施工能力、精益交付能力、精益企业组织文化展开评价。荆树伟等[12]集结ANP 和集对分析法反映因素间联系和差异的优点，构建了综合评价模型，从企业自身素质、企业采购能力、企业施工能力、企业交付能力和工程项目管理5 个维度对建筑工业化大环境下的建筑企业精益建造水平进行评价。陈礼靖等[13，14]构建了AHP-GRAP 评价模型和FAHP 评价模型，研究了建筑企业精益建造综合能力的评价问题，探索了施工总承包企业快速走向精益采购、精益施工和精益交付的途径。

本文通过分析精益建造管理理念和全生命周期管理理论，构建了评价指标体系，展开了对建筑企业精益建造实施效果的评价研究。在考虑评价指标间关联性和评价过程模糊性的基础上，运用组合赋权法确定可真实反映评价指标重要程度的组合权重，并采用模糊综合评价法对建筑企业实施精益建造全过程的效果进行评价。通过分析综合评价结果，一方面，可以使企业清晰认识自身的精益建造水平，支撑企业管理者为企业下一步的发展做出专业系统的战略布局；另一方面，还能引导企业获取、转化、应用精益建造理论知识提升精益建造水平，也为推动建筑工业化、绿色化、数字化在国内建筑业的发展提供了支撑。

1 精益建造实施效果评价指标体系

精益建造是一个循序渐进、持续改进的长期过程，强调实施的过程，因此，对于建筑企业精益建造实施效果评价指标体系的构建，既要从系统和整体的视角考虑建筑企业运营周期的效益，同时要统筹精益建造实施的过程和结果。本文从目标达成效果、精益工具及技术实施效果、浪费控制效果及精益氛围构建效果4 个维度构建精益建造实施效果评价指标体系，如图1 所示。这4 个维度构成了一种动态循环关系（见图2），不仅遵从了系统性、全面性、科学性、合理性等一般性原则，也反映了精益建造实施过程的特殊性原则，如安全环保、经济性、消除浪费等，还可兼顾企业长期目标和短期目标及结果性因素和过程性因素的相对平衡，实现对建筑企业精益建造实施效果科学有效的评价。

图1 建筑企业精益建造实施效果评价指标体系结构图

图2 评价指标体系动态循环图

（1）目标达成效果。建筑企业实施精益建造的目标实现不仅体现于企业运营管理效益，更是体现于工程项目建造过程中质量、工期、成本“三大目标”的兼容发展上[15]。美国建筑业协会（CII）将精益建造的目标定义为尽可能满足或超越客户的所有需求，避免浪费，追求尽善尽美，使价值最大化[16]。因此，本文从利益相关方满意度、准时交付达成率和整体价值增值率3 个方面对整个建造过程中的每个检验批、每道工序和建筑企业每一步的运营过程进行效益评价，环环相扣，步步检验，以实现建筑企业实施精益建造的过程性和结果性评价。

（2）精益工具及技术实施效果。建筑企业实施精益建造的初级阶段就是借助最后计划者体系、并行工程、准时制、可视化管理、标准化管理等精益工具及技术为企业的组织管理提供保障。张连营等[6]精益工具通过知识的获取、转化、应用等知识管理的推动可实现对精益绩效的促进作用。从纵向来看，最后计划者体系、并行工程、准时制、持续改进的应用可促进组织机构的扁平化和管理模式的合理化，优化内部流程、增强协作力，提高企业的效益和绩效。从横向来看，标准化管理、可视化管理、6S 现场管理等借助大数据信息平台可实现信息的动态跟踪和控制，营造规范化、标准化的施工环境，使项目各参与方之间形成紧密合作、利益共享的动态联盟关系，促进建筑工业化、绿色化、数字化的发展。

（3）浪费控制效果。我国建筑项目从规划设计到建造运营，再到拆除和废弃物利用的每个环节，都存在巨大的“浪费黑洞”。而精益建造是将“消除建造中的浪费，强化精简组织结构”和“不断改善工程项目的质量、成本和进度”作为核心思想[1]。因此，本文从项目前期准备、项目建造过程、采购运输过程、职能部门管理4 个方面讨论建筑企业实施精益建造后对浪费现象的控制效果。

（4）精益氛围构建效果。Wieslaw Urban[17]认为组织文化是精益管理的内在推动因素；Thomas Bortolott[18]研究显示，成功的精益工厂与不成功的精益工厂相比，组织文化和精益软实践在精益管理过程中具有显著特征。精益组织文化氛围的构建为建筑企业实施精益建造创造了软实力，但精益建造的实施不仅需要管理者对精益管理理念的高度关注和政府强有力的支持，更需要员工较强的执行力和不断提升的自身素质。在全员参与营造良好精益文化的氛围下，才能实现资源需求的精准判断，提高工作流效益，实现价值最大化[19]。

以上4 个维度之间存在着动态发展关系，目标达成效果是建筑企业精益建造实施的根本驱动因素，驱使精益建造理念在企业运营和项目管理过程中的普及；精益工具及技术的实施可提高目标达成率，也可控制浪费现象和促进精益文化氛围的构建；精益工具及技术的实施效果和浪费控制效果是目标达成的直接表现；精益文化氛围的构建促使全员参与精益建造的实施，进而驱动精益工具及技术的实施和浪费现象的控制，如此循环往复，保证精益建造理念的充分应用和实施，实现浪费的源头识别和控制，追求高效益、低成本、低能耗的目标。

2 建筑企业精益建造实施效果评价模型

2.1 基于ANP-熵权法的组合赋权

网络分析法（Analytic Network Process，ANP）是在考虑了层次分析法（AHP）难以反映因素间关联性这一不足后提出的，不仅可实现多要素、多层次评价结构的建立，也兼顾了指标间存在的复杂影响关系，同时，还可很好地将定性指标与定量指标相结合[20]。但ANP 是在专家依据自身经验和偏好进行打分的基础上确定权重的一种赋权方法，存在主观性强和不确定性高的缺陷。熵权法（Entropy Weight Method，EWM）是客观赋权的一种方法，依据评价指标自身所包含信息的多少确定权重，客观性强，降低了专家主观意识的影响作用[21，22]。但EWM 过于依赖于样本数据，易造成信息损失。本文采用ANP 和EWM 相结合的组合赋权法，既可处理指标间内部相互依赖、外部相互支配的复杂影响关系，也克服了主观权重过于依赖专家意见、主观性强和客观权重丢失信息的不足，使最终的赋权结果与实际结果更为接近。

2.1.1 ANP 确定主观权重

ANP 结构被划分为两层：控制层和网络层，控制层是对决策问题的目标和准则的说明，网络层是由彼此依存、反馈且受控制层支配的元素构成的循环递阶层次结构，由控制层直接支配。本文应用的超级决策软件（Super Decision，SD）建立建筑企业精益建造实施效果评价指标体系的网络层次结构，如图3 所示。

图3 建筑企业精益建造实施效果评价的网络层次结构

考虑到指标间影响关系的复杂性和单一专家打分的片面性，本文邀请了10 位精益建造专家依据1～9 比例标度，运用比较优势度衡量元素集Ci（i=1，2，3，4）中元素对元素集Cj（j=1，2，3，4）中元素ejl（l=1，2，…，nj）的重要程度，构造判断矩阵。利用SD 运算10 位专家给出的10 组评判数据，排除3 组一致性不通过的数据，采用取平均的方法确定最终判断矩阵A。将判断矩阵A输入SD软件中运算建筑企业精益建造实施效果评价的无权超矩阵Ws、加权超矩阵及极限超矩阵，从而得到每一项指标对总目标的重要程度，即建筑企业精益建造实施效果评价指标的主观权重ω1。

2.1.2 熵权法确定客观权重

熵权法（EWM）是以指标包含信息量的大小来反应该指标所占比重的大小，该指标包含的信息量越大，其信息熵越小，权重越大；反之，信息熵越大，权重越小[23]。权重计算公式如下：

式中，Hj为信息熵，为评价指标j的定义标准化，若bij=0，则定义lnfij=0。

本文应用Matlab 软件计算客观权重ω2。

2.2 基于博弈论的组合权重

本文从博弈论的角度，在ANP 和熵权法之间寻找一种平衡，实现既充分考虑专家意见又可减少信息损失的权重确定。由ANP 和熵权法计算的主客观权重构成权重集合ω=(ω1，ω2)。线性组合可得：

式中，a1为ANP 的线性组合系数；a2为熵权法的线性组合系数，且a1+a2=1。

为使偏差最小，得到：

其中，i=1，2。根据矩阵计算得到上式的最优一阶导数：

应用逆的运算公式A-1A=E，求得ak=(a1，a2)，并进行归一化处理；

因此，经博弈论计算得到的组合权重为：

2.3 构建模糊综合评价模型

模糊综合评价法（Fuzzy Comprehensive Evaluation Model，FCE）是通过模糊数学原理将不易量化的定性指标进行量化的一种综合评价方法，并通过计算隶属度确定评价结果。由上文构建的评价指标体系可知建筑企业精益建造实施效果评价涉及的定性指标较多，且指标间存在相互关联的关系，在网络层次构建时有一定的不确定性和模糊性。因此，本文利用专家打分法对评价指标进行量化处理，计算隶属度对建筑企业精益建造实施效果评价指标进行模糊综合评价。

根据模糊综合评价法构建模型的步骤如下：

（1）确定因素集。因素集是映射评价对象性能的一个集合，用U表示。

（2）确定评语集。在借鉴《信息技术数据中心精益六西格玛应用评价准则》（GB/T 37726-2019）、《企业导入精益生产评价规范》（DB 3311/49-2015）、《精益生产评级标准》及参考相关文献[14，24，25]中评价等级的划分后，采用五分制法V=(v1，v2，v3，v4，v5)划分建筑企业精益建造的实施效果。又考虑到精益建造实施效果评价的模糊性和不确定性等特点，本文在参考相关文献及相应的标准评价导则规范的基础上，邀请了10 位精益建造专家对各评价等级进行评定，确定评价等级V=(v1，v2，v3，v4，v5)=(较差，一般，较好，良好，优秀)，并对评价等级赋予区间值，如表1 所示。

表1 建筑企业精益建造实施效果评价等级

（3）确定指标权重。采用上述组合的赋权法对各评价指标赋权。

（4）建立模糊关系矩阵R。通过问卷调查获取相关从业人员对各评价指标的打分，归纳汇总得到打分测评表，对测评表中每一项评价指标进行归一化处理，即为评价指标体系的模糊关系矩阵R。

（5）模糊综合评价。从二级指标Cij开始逐级向上采用“积-和”模糊算子进行模糊变换，得到各级指标的模糊评价向量B。由于最大隶属度原则仅考虑了隶属度最大指标的贡献情况，忽略了其他指标的综合作用，评价结果不能全面地反映评价对象的精益建造实施效果。本文采用“积-和”模糊算子将归一化的隶属度与模糊评判矩阵V=（30，65，75，85，95）集合来表示精益建造实施效果的模糊综合评价结果。

式中，表示为模糊算子符号。依据评价得分F的计算结果与评价等级的对应区间评判各一级指标效果和综合实施效果。

2.4 应用分析

中建某公司2016 年开始实施精益建造；2018年搭建优质、快速、绿色、智慧、低成本五位一体的“LC5S”精益建造特色管理体系；2019 年对所有在建项目100%实现精益建造；2021 年推进精益建造标准化、信息化，追求零窝工、零返工、零缺陷、零事故、零浪费、零投诉的“六个零”目标。下面引用本文构建的评价模型对中建某公司精益建造的实施效果进行评价：

（1）确定权重。依据前文中的组合赋权步骤，计算各评价指标的组合权重，如表2 所示。

表2 中建某公司精益建造实施效果评价测评表

（2）确定模糊关系矩阵R。邀请该公司的10位精益建造专家、5 位项目经理、5 位班组组长及10 位基层工作员工对该公司精益建造实施过程中各指标实现效果进行打分。对打分结果汇总整理得到该公司精益建造实施效果评价测评表，并归一化处理，得到模糊关系矩阵R。

（3）各一级指标实施效果评价。计算各一级指标的隶属度向量评价一级指标实施效果。考虑到计算结果的繁琐性和篇幅所限，同时为保证计算结果不失有效性，计算结果均保留4 位小数。

（4）实施效果综合评价。该公司精益建造实施效果评价的综合评价向量为：

根据式（9）运算得到该公司精益建造实施效果的模糊综合评价得分为F=80.9517。

（5）结果分析。依据上述实施效果评价可知，80.9517∈[80，90），现阶段该公司精益建造实施效果良好，但仍有很大的提升空间。分析该公司实施精益建造过程中各一级指标效果，目标达成效果良好（80.1516）；精益工具及技术实施效果良好（82.7878），评价得分最高，但是处于“良好”等级区间的边界；浪费控制效果良好（81.5439）；精益氛围构建效果较好（77.1593），评价得分最低，也是处于“良好”等级区间的边界。由此可知，无论是直接反映该公司精益建造实施的结果性效果还是间接促使公司推动精益建造实施的过程性效果均处于一个中等阶段。由于精益建造是由精益生产延伸而来的，借鉴梅清晨[26]提出的精益生产三阶段，本文认为现阶段该公司是以“管理方式”的视角理解精益管理。该公司制定下一步的精益建造实施计划时，应注重精益建造的知识管理，借助知识管理的中介作用逐步在公司内传播一种“发现问题，追求尽善尽美”的精益管理文化，将精益建造的“浪费最小化，价值最大化”核心理念贯彻的更彻底。

3 结语

本文在深入分析了精益建造管理理念及建筑企业运营管理和项目建造生命周期特征基础上，构建了能反映建筑企业实施精益建造过程和结果的实施效果指标体系，并经过主观权重和客观权重的博弈研究了各评价指标对建筑企业精益建造实施效果的重要程度。结果表明，精益工具及技术的实施效果对建筑企业精益建造实施效果的影响最重要，依次是浪费控制效果、目标达成效果、精益氛围构建效果。因此，企业实施精益建造应着重强调精益工具及技术的实施效果，以此来促进浪费现象的控制，推动企业精益文化氛围的构建，提高企业的目标达成率，反过来，再由目标的高达成率驱动精益工具及技术的实施，环环相扣，形成一个动态闭环系统，促使实施精益建造整个工作流的稳定流动，实现提高企业绩效和增强企业竞争力的目标。