基于AHP及TOPSIS的装配式建筑产业链合作者选择研究

姜 琳，赵艳飞，陈杨杨，赵梦伊

(天津城建大学经济与管理学院，天津 300384)

0 引言

建筑业是我国国民经济的重要支柱，传统的建筑业具有高能耗、高污染、高物耗的特点，所以传统建筑业亟需改变粗犷的生产方式，加强产业链的建设和创新，注重产业链上合作者的选择，建立可持续的低能耗、低污染、高效率、高效益的经济发展模式。自2016年国家大力推广装配式建筑以来，各省也在制定不同策略来积极推进装配式建筑，并取得了显著的成效，新建装配式建筑面积逐年增加。但目前我国装配式建筑发展水平低，其成本过高、产品的质量难以保证以及社会认知度不够等问题依旧存在，这也使得装配式建筑一直未能取得理想的效果。装配式建筑的发展依赖产业链的发展，加入产业链的各个企业间的联系和利益相关性会加强，使得产业链上合作者的选择更加重要，研究如何构建一套科学高效的装配式建筑产业链合作者的选择评价体系具有现实意义。

1 构建装配式建筑产业链合作者评价模型的必要性

装配式建筑产业链的思想是从供应链衍生而来的。供应链被定义为一个由许多集团组成的庞大组织，包括一级、二级的供应商以及分包商[1]，将其引入建筑行业，对建筑供应链定义为结合材料供应商、构配件厂商、设计单位等多个企业，通过上下游紧密结合起来，将最终产品交付给客户的一个组织网络[2]。从目前的文献来看，装配式建筑产业链并不存在一个统一的表述，但大多学者将其定义为动态产业增值链，将链条上的上中下游各企业紧密结合起来，并通过信息共享、分工协作等方式来提高整个产业链的运作效能[3]，同时核心环节的企业间的协作行为直接关系到产业链的整体绩效[4]。将产业链的思想加入到装配式建筑中，可以做到加强各个节点企业之间的联系，通过集成多方资源，从而实现产业链的最优化。在产业链的建立过程中，合作者的选择尤为重要。早在1966年Dickson[5]就通过调研的方法来对供应商的选择评价作出研究，得到了23项供应商评价准则；Vachon等[6]研究表明通过供应链上组织间的互动，可更好地提高供应链的综合效益；Jiang等[7]建立基于模糊AHP和TFN的拓展模糊模型，来提高合作者选择和评价的能力。装配式建筑产业链能否高效运行的前提是拥有正确的合作者，通过利用装配式建筑产业灰色特性，构建装配式建筑产业链合作伙伴评价指标体系，并通过熵值法和欧氏距离来最终选择最佳的合作者[8]，以及构建合作伙伴选择三阶段模型，通过蚂蚁算法求得最终进入产业链企业的名单[9]。

综上所述，本文将装配式建筑产业链定义为以建筑企业为核心，将各个相关企业视为一个整体，通过增强企业自身的实力以及企业间的信息交流来提高整个产业链的竞争力，从而达到整个装配式建筑产业链的长期合作发展共赢。结合AHP和TOPSIS两种方法，建立基于AHP的装配式建筑产业链合作者评价指标体系，最终通过TOPSIS排序来选取最优的合作者。

2 构建装配式建筑产业链合作者评价模型

2.1 合作者评价指标的确定

如何形成一个科学合理的装配式建筑产业链合作者评价指标体系对其合作者的选择至关重要，在目前装配式建筑市场的大环境下，预制部件厂商、水泥制造厂等相关建筑企业的竞争已上升为装配式建筑产业链之间的竞争，企业进行选择合作者时，在不能忽视合作企业自身实力的前提下，更重要的考虑合作之后其产业链上的整体利益。本文对装配式建筑产业链合作者评价指标体系的构建是在科学性、系统性、综合性、动态灵活性以及定性与定量相结合的原则上，再结合大量的文献作出的合理的设计。通过加强企业间的信息交流通畅度可以进而提高产业链水平，增强整个产业链的运作效率；通过构建产品竞争力评价指标可以提高企业在供应链上的竞争力；通过加强企业管理可提高企业在产业链上的竞争力。因此，选取了产品竞争力、企业管理和产业链水平三大维度来构建具体的装配式建筑产业链合作者评价指标体系，如图1所示。

图1 装配式建筑产业链合作者评价指标体系

2.1.1 产品竞争力

首先产品的质量、价格、成本是一个企业能否达成合作的基础，企业拥有高性价比的产品无疑极具市场竞争力。在目前的装配式建筑产业链上这即使不是选择合作伙伴首要的因素，但仍是一个不可忽视的考量指标。因此本文选取产品合格率、成本费用利用率和质量体系认证3个指标。通过文献研究发现，交货情况会直接影响整个装配式建筑产业链的运作，影响产业链整体利益。面对瞬息万变的市场环境和政策改变以及科技的快速发展，企业能否采取及时的应对策略，是一个产业链能否长期稳定发展和影响市场占有率的重要因素。因此本文选取准时交货率、对新技术的应对能力2个指标。

2.1.2 产业链水平

产业链水平是影响装配式建筑产业链发展的重要因素，产业链水平的提高可更好地促进装配式建筑的发展，加快装配式建筑项目的进度，提高其产业链的整体利益，使得产业链上的各个企业可以更好地实现长期共赢。从文献来看，对于产业链水平影响较大的2个因素是企业间的协调能力和信息交流通畅度，因此，本文选取这2个指标。

2.1.3 企业管理

装配式建筑产业链上每个节点都在追求“四节—环保”，企业对于绿色材料技术的应用程度体现了可持续发展水平；企业对装配式建筑项目的认识水平会对装配式建筑项目的风险造成不同程度的影响；企业的信誉、名誉会给其他合作企业一定的信任感，会使得装配式建筑产业链可以更加高效、稳定地运作；服务水平反映的是企业服务能力，客户满意度可以更好地体现出一个企业的服务质量，提高市场竞争力；文化兼容性是使得其产业链上各企业的目标趋向一致，使得企业间能够具有相同核心价值观，从而使得资源整合度可以得到提高，促进装配式建筑产业链更好的实现长期发展共赢。因此，本文选取相关指标。

2.2 运用AHP确定权重

本文通过将AHP和TOPSIS两种方法组合起来，使得各方面的劣势得以克服，从而同时具有了双方的优势。AHP的判断矩阵是根据专家的评分来决定的，其结果也必然会受到专家的个人偏好、知识内涵等诸多主观因素的影响。而TOPSIS法的评价结果具有很高的客观性。本文在装配式建筑产业链上应用AHP及TOPSIS来建立合作者选择评价模型，并加入装配式建筑产业链水平指标。首先利用AHP确定各指标之间的权重，再利用TOPSIS对合作者进行综合评价选择。AHP利用两两指标相互比较，用相对重要标度来判断比较，采用的是1～5打分法，见表1。

表1 相对重要标度

结合德尔菲法，通过专家打分法来建立装配式建筑产业链合作者评价指标判断矩阵：

式中：(bij)n×n表示的是i指标对j指标的重要标度值，之后再对各个指标进行层次单排序以及一致性检验，最后对各个指标进行层次总排序。

2.3 应用TOPSIS进行合作者评价选优

TOPSIS法是组内常用的综合评价方法，既能够充分利用原始信息数据，其结论也能够正确反映评估方法间的差异。基本思路是先从规定数量的方案中寻找最优和最劣方案，然后通过测算各个评价对象分别与最优和最差方案的相对间距，得出各个评价对象与最优预测方案的相对接近度，以作为评判优劣的重要依据。具体步骤如下。

1)构造归一化初始矩阵并标准化初始矩阵，得到矩阵Z=(zij)n×m。

2)确定最优方案和最劣方案。

3)各评价对象对最优和最劣方案得到距离。其中wj为第j个属性的权重(重要程度)，指标权重建议根据AHP确定的。

4)计算各评价对象与最优方案的贴近程度Ci，0≤Ci≤1，Ci→1表明选择评价的对象越优。

5)对评价对象进行排序。

3 算例分析

国内某建筑企业现有一装配式住宅项目，需要选择一个合适的预制构件厂商，目前有3家企业可进行选择，综合上面提到的原则以及相关评价指标体系，邀请5名专家对3家企业的一级和二级指标进行打分，通过结合专家意见，利用1～5打分法，每两个指标进行一一比较，构造判断矩阵并进行一致性分析。

3.1 利用AHP确定权重

1)建立装配式建筑产业链中预制构件厂商评价指标体系。

2)构造判断矩阵，计算权重，进行层次单排序，判断是否通过一致性检验。每个指标的专家打分及相对权重见表2、表3。一级指标如表2所示。

表2 一级指标权重及一致性检验表

经过对指标进行两两比较分析，由公式计算的出准则层各指标的权重，由CR=0.037 0<0.1，可知该结果具有一致性。

w=(0.637 0，0.258 3，0.104 7)T

B1下面的二级指标如表3所示。

表3 产品竞争力的判断矩阵及权重和一致性检验

经过对B1质量下的二级指标进行两两比较分析，得出指标层各指标的权重。w1=(0.249 3，0.056 2，0.086 8，0.207 1，0.037 5)T

同理，可以求得一级指标B2、B3下面二级指标的权重，计算得知CR全都满足小于0.1的条件，计算的各指标权重结果如下所示。

w2=(0.172 2，0.086 1)T

λmax=2.000 0 CI=0

w3=(0.006 8，0.015 1，0.008 7，0.037 1，0.037 1)T

λmax=5.127 6CI=0.031 9

由此得到综合权重：

可作为TOPSIS评价的权重系数。

3.2 利用TOPSIS进行合作者选优

1)首先确定各候选企业的评价指标值。表4为3个候选预制构件厂商的评价指标值。

表4 候选预制构件厂商评价指标值表

2)之后对该矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵，再确定最优方案Z+和最劣方案Z-。

Z+=(0.357 8，0.198 4，0.329 5，0.322 4，0.336 4，0.299 5，0.279 4，0.254 3，0.332 6，0.272 3，0.365 6，0.366 6)

Z-=(0.332 6，0.128 5，0.303 4，0.272 3，0.256 7，0.297 3，0.213 9，0.211 6，0.276 1，0.170 1，0.313 7，0.304 5)。

3)计算各评价对象与最优最劣方案的距离及其各评价对象与最优方案的贴近程度Ci，评价结果如表5所示。

表5 TOPSIS评价结果

3.3 装配式建筑产业链合作者选择评价

本文中所定义的最优装配式建筑产业链合作者应该是与正理想合作者关联度最小的且与负理想合作者关联度最大的合作者，也就是Ci值越大越接近理想合作者。在上述算例中根据3个备选预制构件厂商的贴近程度，由表5可知，选择预制构件厂商的顺序依次是S2、S1、S3。而由表4 可知，S2企业的企业协调能力和企业间信息交流通畅度是最好的，即其产业链水平是最高的，而S1企业的优势是在于对新技术的应对能力和装配式建筑项目经验，以及S3企业的优势是在于客户满意度，3家企业其他指标的差距不大。

综上所述，在这条装配式建筑产业链上选择合适的预制构件厂时，首先选择企业S2，其次可根据实际情况在S1和S3中进行选择。即在进行选择合作企业时，在其他指标相差不大的情况下，装配式建筑产业链水平突出的企业会被优先选择。

4 结语

本文从加强装配式建筑产业链来促进装配式建筑的推广和应用出发，综合装配式建筑产业链的相关知识以及以往的文献研究，利用专家打分、AHP、TOPSIS等研究方法，针对其产业链上合作企业的选择问题，构建了装配式建筑产业链合作者评价指标体系。该指标体系选择了产品竞争力、产业链水平和企业管理3个维度，通过最终的算例分析得出产业链水平的高低对于是否选择该企业具有重要的参考依据，对维持装配式建筑产业链能够长期稳定发展有一定的促进作用，通过加强产业链的建设，更好地构建高效益的可持续经济发展模式，从而推动装配式建筑的发展，加快新型建筑工业化的进程。