智慧工地推廣阻礙因素與對策研究

肖 敏

（南昌金開工匠建設(shè)工程集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330038）

近年來，大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)相繼投入運(yùn)用，為人民群眾的生產(chǎn)生活提供了極大便利。建筑業(yè)作為傳統(tǒng)行業(yè)也在積極探索借助互聯(lián)網(wǎng)新興技術(shù)服務(wù)工程項(xiàng)目管理，智慧工地應(yīng)運(yùn)而生。智慧工地將建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù)有效結(jié)合，構(gòu)建智能化生產(chǎn)與安全、質(zhì)量、成本、進(jìn)度等管理協(xié)同的智慧管理平臺。2020 年住建部等多部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》，從政府層面提出加快智慧工地推廣。目前，我國處于智慧工地推廣初期階段，為加快智慧工地推廣普及，有必要對其開展研究。

智慧工地是近年學(xué)術(shù)界熱點(diǎn)研究課題，學(xué)者開展了一系列研究。李德倩等[1]對智慧工地的實(shí)際運(yùn)用開展研究，作者認(rèn)為智慧工地能夠有效服務(wù)于工程項(xiàng)目現(xiàn)場智能化降塵、智能管理軟件、人力資源管理、施工質(zhì)量管理、監(jiān)督體系、工程成本控制等多方面；韋良等[2]針對智慧工地實(shí)施風(fēng)險問題，提出了智慧工地系統(tǒng)實(shí)施風(fēng)險評價指標(biāo)體系，引入烏鴉搜索算法CSA（Crow Search Algorithm）-BP（Back Propagation Neural Network）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立智慧工地實(shí)施風(fēng)險評價模型；李華等[3]基于本質(zhì)安全理論，提出機(jī)械設(shè)備管理系統(tǒng)、人員管理系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、過程控制管理系統(tǒng)4個方面16 個具體指標(biāo)的本質(zhì)安全度評價指標(biāo)體系，采用連續(xù)區(qū)間數(shù)據(jù)有序加權(quán)平均（Continuous Ordered Weighted Averaging,C-OWA）算子分析指標(biāo)的權(quán)重，運(yùn)用未確知測度評價法對系統(tǒng)進(jìn)行綜合評價；李強(qiáng)年等[4]基于施工現(xiàn)場管理要素維度，從項(xiàng)目層面梳理了甘肅省智慧工地建設(shè)制約因素，識別出關(guān)鍵制約因素為經(jīng)費(fèi)投入不足、材料管理系統(tǒng)平臺智慧化能力不足等，作者進(jìn)一步厘清了制約因素間的層次關(guān)系。

綜上，現(xiàn)有文獻(xiàn)主要針對智慧工地的運(yùn)用、安全與風(fēng)險評價、阻礙因素等開展研究。在阻礙因素方面主要基于施工現(xiàn)場管理要素，從項(xiàng)目層面梳理阻礙因素。然而，施工企業(yè)層面往往是工程項(xiàng)目是否采用智慧工地的決策層，項(xiàng)目層面屬于智慧工地的執(zhí)行層，可見施工企業(yè)層面在智慧工地推廣普及過程中起到重要作用，因此，有必要從企業(yè)層面探究智慧工地推廣阻礙因素。

1 阻礙因素識別

本文首先參考現(xiàn)有文獻(xiàn)[5-7]初步提出智慧工地推廣阻礙因素；接著邀請5 名施工企業(yè)高層管理人員、4 名技術(shù)專家對開展半結(jié)構(gòu)化訪談，訪談對象的工程管理相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)均達(dá)到10 年以上并且了解智慧工地推廣現(xiàn)狀，征求企業(yè)高管和專家意見，對初步提出的阻礙因素進(jìn)行合并、刪減、補(bǔ)充、歸類。

本文根據(jù)企業(yè)高管和專家意見最終分析得到10 個智慧工地推廣主要阻礙因素，包含成本、技術(shù)、意識、政策4 個方面，具體阻礙因素為：研發(fā)成本較高、運(yùn)營維護(hù)成本較高、缺乏研發(fā)技術(shù)人員、技術(shù)不成熟、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不健全、系統(tǒng)集成化程度低、政府激勵措施不足、由此帶來的利益不多、對智慧工地推廣認(rèn)識不足、對新事物存在抵觸心理，具體詳見表1。

表1 智慧工地推廣主要阻礙因素

2 阻礙因素ISM 模型構(gòu)建

解釋結(jié)構(gòu)模型(Interpretative Structural Modeling, ISM)是美國學(xué)者華費(fèi)爾提出的一種系統(tǒng)性分析方法，該方法可用于分析復(fù)雜系統(tǒng)的組成要素以及要素之間的作用關(guān)系。為深入分析智慧工地推廣阻礙因素之間的作用關(guān)系，本文運(yùn)用ISM 方法開展進(jìn)一步分析[8]，主要包含建立鄰接矩陣、解算可達(dá)矩陣、劃分層次、模型構(gòu)建等步驟，具體如下。

2.1 建立鄰接矩陣

鄰接矩陣反映系統(tǒng)內(nèi)兩個要素之間的直接影響關(guān)系。 定義鄰接矩陣當(dāng)ai對aj無直接影響時，aij= 0；當(dāng)ai對aj有直接影響時，aij=1。本文邀請9 名施工企業(yè)高管（專家）對智慧工地推廣阻礙因素之間的影響關(guān)系開展評分，當(dāng)企業(yè)高管（專家）認(rèn)為ai對aj有直接影響關(guān)系時，得1分；無直接影響關(guān)系時，得0分。當(dāng)ai對aj得分之和大于或等于5分時aij= 1，否則aij= 0。根據(jù)企業(yè)高管（專家）評分結(jié)果，得到鄰接矩陣如式（1）所示。

2.2 解算可達(dá)矩陣

可達(dá)矩陣表達(dá)因素之間的直接或間接影響關(guān)系，由鄰接矩陣根據(jù)布爾矩陣運(yùn)算法則計算，并對鄰接矩陣進(jìn)行迭代計算滿足式（2）時得到可達(dá)矩陣。

式（2）中，A是鄰接矩陣；E是單位矩陣，k是1＜k≤n的自然數(shù)，1＜k≤n是鄰接矩陣的階數(shù)，B 是解得的可達(dá)矩陣。本文借助MATLAB 軟件計算程序解算可達(dá)矩陣，最終解得可達(dá)矩陣B詳見式（3）所示。

2.3 劃分層次

智慧工地阻礙因素層次劃分主要分為4個步驟：第1 步，根據(jù)可達(dá)矩陣B 求解因素Ai的可達(dá)集合，即因素Ai所在行數(shù)值為1 所對應(yīng)的列因素；第2 步，對可達(dá)矩陣B 求解先行集合，即因素iA所在列數(shù)值為1 所對應(yīng)的行因素；第3 步，求解可達(dá)集合與先行集合的交集E(Ai)=C(Ai)∩D(Ai)；第4 步，判斷是否屬于第n層因素，當(dāng)某因素的可達(dá)集合C(Ai)與交集E(Ai)相同時，說明該因素Ai屬于第n層，否則不屬于第n層。第1 層阻礙因素分析結(jié)果詳見表2。

表2 第1 層因素分析表

把已分析得到的第1 層因素從可達(dá)矩陣B中刪除，再采用相同的方法繼續(xù)分析，可得到另外8 個因素的所在層次。限于篇幅，本文不再贅述。經(jīng)分析，最終得到10 個阻礙智慧工地推廣因素的層次劃分結(jié)果，具體詳見表3。

表3 智慧工地主要阻礙因素層次劃分表

2.4 模型構(gòu)建

根據(jù)式（1）所示的智慧工地推廣主要阻礙因素鄰接矩陣和表3 所示的層次劃分結(jié)果，可根據(jù)ISM 方法構(gòu)建出智慧工地推廣阻礙因素ISM 模型，如圖1 所示。ISM 模型利用有向圖直觀反映了阻礙因素的層次關(guān)系、作用關(guān)系和作用路徑。

圖1 智慧工地推廣阻礙因素ISM 模型圖

3 結(jié)果分析

由圖1 所示的智慧工地推廣阻礙因素ISM模型可知，智慧工地推廣10 個主要阻礙因素可以劃分為3 個層次，因素之間相互影響，共同阻礙了智慧工地推廣普及，具體分析如下：

（1）首層阻礙因素。研發(fā)成本較高、運(yùn)營維護(hù)成本較高，說明這2 個因素是阻礙智慧工地推廣的直接因素。其原因可能在于施工企業(yè)往往以追求利潤為主要目標(biāo)，對增加成本問題“望而卻步”，采用智慧工地往往會額外增加成本，而由此帶來的直接利益并不明顯，導(dǎo)致施工企業(yè)對工程項(xiàng)目采用智慧工地不夠積極。

（2）中間層阻礙因素。技術(shù)不成熟、系統(tǒng)集成化程度低、由此帶來的利益不多、缺乏研發(fā)技術(shù)人員、對新事物存在抵觸心理，說明這5 個因素是阻礙智慧工地推廣的間接因素，在首層、尾層因素之間起過渡效用。

（3）尾層阻礙因素。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不健全、政府激勵措施不足、對智慧工地推廣認(rèn)識不足，說明這3 個因素是阻礙智慧工地推廣的根本因素。促進(jìn)施工企業(yè)對工程項(xiàng)目采用智慧工地應(yīng)從根本上解決技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不健全、政府激勵措施不足、對智慧工地推廣認(rèn)識不足等問題。

由智慧工地推廣阻礙因素ISM 模型可知，阻礙因素的主要作用路徑為：

（1）政府激勵措施不足→（由此帶來的利益不多）→對新事物存在抵觸心理→缺乏研發(fā)技術(shù)人員→技術(shù)不成熟→研發(fā)成本較高→阻礙智慧工地推廣。

（2）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不健全→系統(tǒng)集成化程度低→運(yùn)營維護(hù)成本較高→阻礙智慧工地推廣。

（3）對智慧工地推廣認(rèn)識不足→缺乏研發(fā)技術(shù)人員→技術(shù)不成熟→研發(fā)成本較高→阻礙智慧工地推廣。

4 對策建議

為促進(jìn)智慧工地推廣普及，充分利用現(xiàn)代化科技成果服務(wù)工程項(xiàng)目管理，提升我國建筑業(yè)現(xiàn)代化管理水平，本文基于以上研究結(jié)果提出對策建議，具體如下：

一是強(qiáng)化政府激勵措施，緩解智慧工地研發(fā)和運(yùn)營維護(hù)成本問題。社會資本投資項(xiàng)目采用智慧工地的，政府部門可考慮給予資金補(bǔ)助；政府投資項(xiàng)目考慮優(yōu)先采用智慧工地，施工企業(yè)由此增加的成本由政府承擔(dān)。

二是加強(qiáng)智慧工地宣傳，政府部門組織宣傳活動，向施工企業(yè)和一線生產(chǎn)工人宣傳智慧工地的先進(jìn)功能，以及能夠?yàn)轫?xiàng)目生產(chǎn)和人員生活帶來的各種便利。此外，政府部門可適時組織智慧工地現(xiàn)場觀摩活動，為施工企業(yè)學(xué)習(xí)智慧工地的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)提供便利，鼓勵施工企業(yè)學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)施工企業(yè)轉(zhuǎn)變思想觀念，從思想提高對智慧工地推廣的認(rèn)識，積極采用智慧工地。

三是優(yōu)選施工企業(yè)，將智慧工地采用情況納入政府投資項(xiàng)目施工企業(yè)招標(biāo)的評標(biāo)范圍，政府投資項(xiàng)目優(yōu)選智慧工地運(yùn)用情況較好的施工企業(yè)。

四是加快健全智慧工地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)智慧工地建設(shè)，讓施工企業(yè)在智慧工地建設(shè)中有標(biāo)準(zhǔn)可依。

5 結(jié)語

智慧工地是建筑業(yè)結(jié)合最新科技成果提出的發(fā)展方向，本文針對當(dāng)前智慧工地大規(guī)模推廣普及受阻問題，基于施工企業(yè)的視角結(jié)合現(xiàn)有文獻(xiàn)和訪談得出4 個方面10 個阻礙智慧工地推廣的主要因素，采用ISM 模型深入分析阻礙因素的作用路徑，結(jié)果表明，直接阻礙因素為研發(fā)成本較高、運(yùn)營維護(hù)成本較高；間接阻礙因素為技術(shù)不成熟、系統(tǒng)集成化程度低、由此帶來的利益不多等；根本阻礙因素為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不健全、政府激勵措施不足、對智慧工地推廣認(rèn)識不足。本文進(jìn)一步從強(qiáng)化政府激勵措施、加強(qiáng)智慧工地宣傳、優(yōu)選施工企業(yè)、加快健全智慧工地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)4 個方面提出了對策建議，以期為管理者提供參考和借鑒，促進(jìn)智慧工地加快推廣普及。