基于扎根-SNA-ISM 的预制构件精益生产实施驱动因素分析

安玉华，刘 毅

（吉林建筑大学 经济与管理学院，吉林 长春 130118，E-mail：ly1915574852@163.com）

集约型的装配式建造方式相较于粗放型的传统现浇方式而言，具有绿色、低碳等特点[1]，是诸多国家和地区积极推动建筑工业化发展的关键路径。预制构件的应用是发展装配式建筑的重点，而预制构件的生产会直接影响到构件运输、施工等后续环节，但由于我国装配式建筑相关体系发展不够成熟，预制构件的生产环节存在生产效率低下、管理理念落后等问题，导致此环节资源浪费严重。精益生产相较于传统刚性的大量生产具有明显的柔性，更易感知及-适应市场的需求变化[2]，因此，如何驱动预制构件精益施工中精益生产至关重要。

目前，针对预制构件的精益施工方面，主要包括精益施工与建筑工业化相互支撑及协同关系[3]、精益思想或与BIM 结合解决装配式建筑建造过程中存在问题及各目标优化的应用[4]等，其中关于预制构件精益生产的研究，如田登登等[5]利用VSM 优势识别并分析了构件生产流程中存在的问题，构建以准时制生产为起点的预制构件生产优化框架，并提出改进方案。张忻[6]基于精益管理理念对预制构件的生产进行了改善研究，以实例建立预制构件生产优化精益管理体系，针对等待、多余搬运等7 个方面的浪费问题制定了相应的改善方案。李萌[7]在预制构件厂原材料采购环节提出流程再造后的精益采购体系及供应商选择评价指标体系，较为有效地解决原材料采购及供应商选择问题。孟子博等[8]在预制构件厂的构件设计环节引入精益思想，提出精益设计可以从根源减少浪费、提升效率。黄岸等[9]在PC 构件生产线规划中融入精益生产，设计了新型双循环生产线，对比其他3 种单类型生产线平衡率，具有提高生产效率、增加生产构件类型等特点，为降低PC 构件成本提供可行方案。谷锦妍等[10]结合BIM 与精益思想，构建了LC-BIM 装配式建筑管理模式，减少设计浪费、保障生产供应。胡龙伟等[11]将组合赋权法与ISM 相结合对预制构件精益生产实施的关键要素进行识别及分析，并据此提出相应对策。以上多数研究是引入精益思想或与信息化技术相结合，对预制构件设计、生产等阶段出现的浪费、效率低等问题进行针对性的解决，极少有学者以预制构件精益生产实施驱动因素角度进行系统分析，对预制构件精益生产实施各驱动因素相互作用关系、层级结构的研究缺乏全面性和系统性。

鉴于此，本文通过文献研究、专家访谈等方式，采用扎根理论明确预制构件精益生产实施驱动因素，建立驱动因素指标体系，结合SNA 与ISM，利用SNA-ISM 法综合分析驱动因素，确定关键驱动因素，理清驱动因素之间的相互关系、层级结构，进而提出促进预制构件精益生产的相关优化对策。

1 预制构件精益生产实施驱动因素指标体系构建

1.1 扎根理论研究流程

扎根理论是一种由具体现象逐步归纳演绎出新的理论框架的质性研究方法，扎根理论重视强调运用系统化的数据对比和归纳方式，使研究更具效能[12]。扎根理论研究流程如图1 所示。

图1 扎根理论研究流程

1.2 驱动因素指标体系构建

（1）原始资料收集。本文通过文献研究、专家访谈等方式，收集驱动预制构件精益生产实施的原始资料。

（2）扎根三阶段编码。首先通过开放性编码提炼出22 个初始范畴。然后通过主轴编码将22 个初始范畴建立类属关联，提炼出更具概括性的人员素质、技术应用、管理水平、国家政策、市场环境、企业文化共6 个主范畴。最后通过选择性编码确定核心范畴及明确“故事线”：预制构件精益生产实施驱动的主要因素来源于人员素质、技术应用、管理水平、国家政策、市场环境、企业文化6 个方面。

（3）理论饱和度检验。本文通过用新资料对已经确定的概念及范畴进行饱和度检验时没有再定义出新的概念及提炼出新的范畴，已证明扎根理论得到的理论范畴达到了饱和，驱动因素的编码工作已经达标。

（4）驱动因素指标体系构建。基于扎根理论，最终归纳出22 个预制构件精益生产实施驱动因素（初始范畴），并对其进行编号，如表1所示。

表1 预制构件精益生产实施驱动因素指标体系

2 基于SNA-ISM 法的分析流程

预制构件精益生产实施驱动因素之间联系错综复杂。SNA 能有效识别复杂系统的关键驱动因素及其相互作用关系，但无法分析层次结构；而ISM通过分析各要素之间的相互关系，归纳出系统的层级结构来明确关键要素[13]。基于此，利用SNA-ISM法可以更加准确地对驱动因素指标体系进行分析评价。

2.1 基于SNA 的分析流程

2.1.1 计算直接影响矩阵B

本文采用0-无影响，1-影响很小，2-中等影响，3-影响较大和4-强影响5 个级别的评分方式比较各驱动因素之间的作用程度。以收集到的原始数据的算数平均值整数作为所需的对应数据，由此组成直接影响矩阵B。

式中，bij代表横坐标中的驱动因素Yi对纵坐标的驱动因素Yj的作用程度大小。其中，当i=j时，bij=0。

2.1.2 规范化处理矩阵B，建立规范化影响矩阵N

用最大值归一化的方式规范化处理矩阵B，建立规范化影响矩阵N。

式中，n为矩阵的维度；bij为矩阵B的元素。

2.1.3 构建综合影响矩阵O

考虑驱动因素之间的直接及间接影响，采用直接和间接影响累加的方法，按下式计算综合影响矩阵O。

式中，I为单位矩阵。

2.1.4 建立可视化网络图及计算中心度指标

运用Ucinet6 软件NetDraw 模块构建驱动因素关系结构可视化网络图。为更加明确关键驱动因素及其之间的相互联系，采用量化的中心度指标来分析驱动因素，中心度指标分为点度中心度、中间中心度和接近中心度三类[14]。

（1）点度中心度指与该因素有直接影响关系的因素个数，用作考虑因素在网络中所处位置，点度中心度越高，表示该因素距离网络中心越近[15]，与其他驱动因素具有较强的直接影响关系及联系能力。点度中心度分为点出度和点入度，分别表示该因素对其他因素直接影响及受到其他因素直接影响大小。

（2）中间中心度的作用是识別“中介”因素，判断因素是否处于多因素间联系的连线上，表示资源等传递过程必须通过“中介”因素才能继续传递[16]，中间中心度越高，枢纽连接作用越强。

（3）接近中心度表示因素与因素间的紧密程度，接近中心度越大表明该因素到其他因素的最短路径也就越小，紧密程度就越高[17]，越接近网络中心。接近中心度分为内接近中心度和外接近中心度，分别表示驱动因素在“资源”输入或输出受整体网络的制约程度。

2.2 基于ISM 的分析流程

2.2.1 计算整体影响矩阵G

根据基于SNA 分析流程中得出的矩阵O，按下式计算整体影响矩阵G。

式中，矩阵O=[oij]22*22，I为单位矩阵。

2.2.2 计算可达矩阵T

为简化整体结构，引入阈值λ。考虑到凭借经验对λ取值的弊端，本文通过计算均值和标准差来确定阈值λ[18]，根据下式计算。

式中，α为矩阵O的各因素平均值；β为矩阵O的标准差，λ∈[0，1]。确定阈值λ后，根据下式计算可达矩阵T。

式中，gij为矩阵G的元素。

2.2.3 构建多级递阶结构模型

（1）划分层次结构。以可达矩阵T为基础，根据下式分别求出可达集R(Yi)、先行集A(Yi)和R(Yi)∩A(Yi)=L(Yi)。当交集L(Yi)=R(Yi)时，根据层级划分法则，提取交集L(Yi)为第一层级元素，然后将其对应的行与列从可达矩阵中剔除，操作可达矩阵重复上述步骤，直至预制构件精益生产实施驱动因素全部被划分到相应的层级。

（2）根据驱动因素层级划分关系，构建驱动因素多级递阶结构模型。

3 实证研究及结果分析

3.1 基于SNA 的计算

3.1.1 构建驱动因素关系结构可视化网络图

通过对从事该领域的专家或从事相关专业的人员以调查问卷或访谈形式，得到了22 个驱动因素之间相互作用程度的打分数据，以此作为基础数据，得到直接影响矩阵B。根据SNA 法分析流程，构建驱动因素关系结构可视化网络图，如图2 所示。

图2 驱动因素关系结构可视化网络图

3.1.2 计算中心度指标

通过中心度指标定量分析驱动因素，计算结果如表2 所示。

表2 预制构件精益生产实施驱动因素中心度分析

3.2 基于ISM 的计算

基于矩阵O通过式（4）计算整体影响矩阵G，然后根据式（5）计算阈值λ。经过计算，本文α=0.004，β=0.005，故λ=0.009，再依据式（6）确定可达矩阵T。

根据层级划分法则，对可达矩阵T进行驱动因素的层次划分，结果如表3 所示。

表3 预制构件精益生产实施驱动因素层级划分关系

根据上述划分关系，绘制驱动因素多级递阶结构模型，如图3 所示。

图3 预制构件精益生产实施驱动因素多级递阶结构模型

3.3 计算结果分析

3.3.1 SNA 计算结果分析

（1）驱动因素关系结构可视化网络图分析。在图3 可视化网络图中接近网络中心的驱动元素与其他驱动元素联系较多，如企业领导层面支持程度等，说明这些驱动因素在驱动网络中影响程度较强，要加强此类因素的重视程度。反之，如精益设计的工艺性及研发情况等驱动因素处于驱动网络的边缘位置，与其他驱动因素联系较少，影响程度较小，可适当关注。此外各驱动因素之间不仅会直接相互影响，还通过其他驱动因素间接影响，产生直接或间接影响的关系。

（2）点度中心度分析。在表2 点度中心度中企业领导层面支持程度、企业管理层贴近生产一线程度、自动化生产实施情况、全面质量管理应用情况、市场需求度、工厂员工精益生产主动实施程度这6 个驱动因素具有较高的点度中心度，说明这些驱动因素与其他驱动因素具有较强的直接影响关系及联系能力，是重要的驱动因素。

（3）中间中心度分析。自动化生产实施情况、企业领导层面支持程度、全面质量管理应用情况、准时生产系统管理模式应用情况、企业管理层贴近生产一线程度、工厂员工精益生产主动实施程度这6 个驱动因素具有较高的中间中心度，说明这些因素是其他驱动因素“资源”传递的关键枢纽。加强对这些驱动因素的调节，可有效促进网络各节点间的“资源”传递，从而推动预制构件精益生产实施。

（4）接近中心度分析。企业领导层面支持程度、工厂员工精益生产主动实施程度、企业管理层贴近生产一线程度、员工集体及部门协作程度、准时生产系统管理模式应用情况、全面质量管理应用情况这6 个驱动因素具有较高的内接近中心度，说明这些因素受网络整体的影响较强、稳定性较差，对其他驱动因素依赖性较强。政策推广、财政补贴、减少税收这3 个驱动因素具有较高的外接近中心度，说明这些驱动因素受网络整体的影响较弱、稳定性较强，能有效影响其他驱动因素。

3.3.2 ISM 计算结果分析

（1）直接驱动因素分析。第Ⅰ层的企业领导层面支持程度等都属于直接驱动因素。对这些因素的干预将直接影响预制构件精益生产实施，如加强企业领导层面支持程度，提高一线员工、管理人员实施精益生产的积极性，对精益生产的实施有明显的推动作用。

（2）中间层驱动因素分析。第Ⅱ层有精益设计的工艺性及研发情况等4 个驱动因素，这些驱动因素受多个其他驱动因素的影响，并直接作用于第Ⅰ层的直接驱动因素。第Ⅲ层有自动化生产实施情况等3 个驱动因素。驱动因素来自于人员素质、技术应用等综合影响，需要从各角度综合考虑，技术应用对第Ⅱ层的驱动因素起到重要的推动作用。IE 技术支撑情况、ERP 与MES 系统应用情况属于第Ⅳ层的驱动因素并作为预制构件精益生产实施整体系统的基础支撑及公司与生产工厂信息交流纽带，构成了精益生产体系的基础平台。

（3）根本驱动因素分析。第Ⅴ层的驱动因素社会认可度、市场需求度、同行示范效和第Ⅵ层的政策推广、财政补贴、减少税收属于根本驱动因素，是预制构件精益生产实施驱动的根源因素。

3.3.3 SNA-ISM 法结果分析

基于SNA 分析，市场需求度是关键驱动因素，并同时属于ISM 计算结果的根本驱动因素。此外，ISM 得出的根本驱动因素与基于SNA 得出的外接近中心度排名前三的驱动因素相对应，符合处于根本性驱动因素且对其他驱动因素有较强的驱动作用的属性；ISM 得出的中间层驱动因素有超过半数与SNA 得出的中间中心度指标相对较高的驱动因素相吻合，符合与直接驱动因素及根本驱动因素联系紧密的“中介”作用的属性，其中自动化生产实施情况和全面质量管理应用情况是“中介”作用较强的中间层驱动因素；ISM 得出的直接驱动因素与SNA 得出的点度中心度及内接近中心度排名前三的驱动因素基本吻合，符合有较强的直接性的驱动作用且驱动作用依赖于“资源”输入的属性，其中企业领导层面支持程度和企业管理层贴近生产一线程度是“资源”依赖性较高的直接驱动因素。通过上述分析可以看出，SNA 与ISM 在分析预制构件精益生产实施驱动因素的重要性与层级分类中结果吻合程度具有较高的一致性，这也进一步证明了SNA-ISM 法的适用性和科学性。

4 优化对策及建议

通过SNA、ISM 及SNA-ISM 综合分析可知最重要的驱动因素包括企业领导层面支持程度、自动化生产实施情况、全面质量管理应用情况、财政补贴、市场需求度、工作标准化制度完善程度。除上述最重要的驱动因素，减少税收是影响程度较大的根本驱动因素；准时生产系统管理模式应用情况是影响程度较大的中间层驱动因素；工厂员工精益生产主动实施程度、企业管理层贴近生产一线程度是影响程度较大的直接驱动因素。因此，本文针对分析结果提出驱动预制构件精益生产实施优化对策。

（1）加大国家政策扶持力度。财政补贴、减少税收、市场需求度是应重点关注的预制构件精益生产实施的根本驱动因素。因此，通过财政补贴、减少税收等政策加大对推行精益生产的预制构件厂及主动建造装配式建筑的企业的扶持力度，稳定供需关系，并鼓励实施精益生产的相关企业，逐步实现刚性的大量生产向柔性的精益生产变革，从而推动预制构件精益生产稳步发展。

（2）加强信息化与自动化技术联动。自动化生产实施情况、信息化技术应用情况、全面质量管理应用情况、准时生产系统管理模式应用情况是影响程度较大的中间层驱动因素。因此通过加强信息化与自动化技术联动，实现预制构件精益生产准时化及自动化，使构件的生产与供给处于合理的弹性区间。运用管理系统，对构件资源进行精细化管理，做到合理调度，减少资源浪费。

（3）提高相关参与者精益生产积极性。企业领导层面支持程度、企业管理层贴近生产一线程度、工厂员工精益生产主动实施程度是影响程度较大的直接驱动因素。因此，通过提高领导层对精益生产实施的支持，加强管理人员培训及引导其进入生产一线参与精益生产实施过程，提升生产员工技能及追求、持续改善意识等方式，进而促进相关参与者精益生产积极性，提高参与者的精益思想水平。

5 结语

本文基于文献研究、专家访谈，采用扎根理论识别并归纳出22 个预制构件精益生产实施驱动因素，将其归纳为6 个主范畴，从而建立驱动因素评价指标体系，作为驱动因素分析的理论基础；以专家访谈法得到的各驱动因素间相互影响强度数据为基础，结合SNA 和ISM，利用SNA-ISM 法综合分析预制构件精益生产实施关键驱动因素及驱动因素的层级关系，明确了驱动因素之间的作用机理，得到了制定驱动预制构件精益生产实施优化策略时应重点关注的驱动因素。为以后推动预制构件精益生产实施提供了相应的理论及实践参考。但本文在识别归纳预制构件精益生产实施驱动因素时，受到实际条件限制，未能将驱动因素考虑全面，在今后研究中争取获得更丰富的原始资料、基础数据，对驱动预制构件精益生产实施进行更深入的研究。