这是一篇工程与项目管理博士论文代写范文,装配式建筑;成本控制;成本仿真;评价体系;为研究论点。本文对装配式建筑成本控制进行了深入分析和研究,得到了一些具有实践指导意义的理论成果。但由于研究范围有限,仍有一些问题未能深入探讨。
目录
摘要
ABSTRACT
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景装配式建筑(Prefabricated Building)是一种先在工厂内生产构件和零部件,然后将其运到现场进行组装的建筑方式。它通过对建筑构件和零部件的预先制造和预装配,实现了建筑施工的工业化、规模化和标准化,具有快速、高效、环保、安全等优点,已经成为现代建筑发展的重要趋势之一。装配式建筑的概念主要起源于欧洲国家,第二次世界大战之后,欧洲的大部分建筑都遭受战争的重创,城市住宅需求急剧增加,一批现代派建筑设计师开始寻求一种施工速度快、劳动力占用少的新建造方式,由此,装配式建筑的理念开始萌芽。作为一种新型的建筑生产方式,装配式建筑通过现代化的设计、生产、运输、施工安装和科学管理的生产方式,取代了传统建筑业中低水平、低效率、分散的手工生产方式。20 世纪 50 年代,装配式建筑开始进入中国。我国建筑业人均劳动生产率远低于美国、日本等发达国家,且年人均竣工面积也较低,仅为发达国家的 1/2~1/3,建筑行业的低效和浪费问题十分突出。装配式建筑的出现,极大地促进了国内建筑业的发展,成为建筑行业公认的先进生产方式和管理体系。2017 年以来,国家高度重视装配式建筑的发展,国务院及住建部等相继出台了一系列政策,为装配式建筑的发展创造了良好的外部条件。2017 年 1 月,国务院《关于促进建筑业持续健康发展的意见》0F1提出,要大力发展装配式混凝土和钢结构建筑;2019 年,住建部印发的《关于完善质量保障体系提升建筑工程品质的指导意见》1F2再次提出要大力发展装配式建筑,推进绿色施工,通过先进技术和科学管理,降低对环境的不利影响;2020 年 7 月,住建部等部门印发的《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》2F3进一步指出,要“推动建立以标准部品为基础的专业化、规模化、信息化生产体系”。

1.2 主要内容与技术路线
1.2.1 主要内容(1)研究过程的四个阶段本研究以装配式建筑全面成本控制为研究对象,旨在探索一种科学、有效的成本控制评价方法。研究过程分为四个阶段:一、文献梳理和专家意见征集在第一阶段,对国内外关于装配式建筑成本控制的研究进行了全面的梳理,总结了现有研究中关于装配式建筑成本控制的主要观点和方法。同时,通过专家意见征集,收集了装配式建筑成本控制领域内专业人士的意见和建议,为后续的研究提供了参考。二、关键指标筛选和应用在第二阶段,应用结构方程模型,对装配式建筑成本控制的关键影响因素进行了筛选和确定。结构方程模型可以从复杂的因素关系中找出对装配式建筑成本控制影响最大的关键因素。通过结构方程模型的分析,确定了关键影响因素。三、系统动力学仿真模型建立在第三阶段,根据关键指标,建立了装配式建筑全面成本控制的系统动力学仿真模型。
1.3 研究方法
本论文在研究过程中综合运用了文献分析法、问卷调查法、案例研究法、定量分析法等。1.3.1 文献研究法文献研究法是社会科学中最常用的科学研究方法之一。文献研究法可以超越时间和空间的限制,对研究领域内的历史文献和中外文献进行搜集、归纳和整理。文献研究法不仅可以从前人的学术研究中获得资料和信息,同时也可以成为佐证自己观点的学术依据之一[5]。相较于口头和实地调查,文献研究法获得的信息更为准确、可靠、便捷、高效。文献计量是一门以文献体系和文献计量特征为研究对象的新学科,它主要采用数学、统计学等计量方法,研究文献的时间分布、空间分布、数量关系、变化规律等特征。本文应用文献计量学方法辅助装配式建筑全面成本控制关键影响因素的筛选和甄别,并在手工整理相关文献的基础上,结合专家意见,对主要评价因素进行再整理、筛选和确定。1.3.2 定量分析法本文所采用的定量分析研究方法主要包括以下三种:(1)结构方程模型结构方程模型是一种基于变量协方差矩阵分析变量之间关系的统计学方法,是多元统计分析的重要工具。结构方程模型可以同时处理多个因变量,允许自变量和因变量存在测量误差,并且可以用于估计因子结构和因子关系。本文采用结构方程模型对经文献法初步筛选出的装配式建筑全面成本控制关键影响因素指标进行二次筛选,并通过问卷分析和探索性因子分析,剔除非关键影响因素。(2)系统动力学系统动力学产生于上世纪 50 年代,由麻省理工学院的 Forrest 教授创立,最初用于研究工业仓储。经过七十多年的发展,系统动力学是系统理论的一个重要分支,广泛地应用于经济、工业、生产、财务、管理、军事、社会等各个领域。
2.1 理论基础
2.1.1 成本管理成本管理理论是 19 世纪 20 年代之后发展起来的,最初是用于计算销售损益,其具体做法是盘存商品后,倒推出销售成本[6]。管理学大师泰勒将科学思维引入管理领域,提出了“计件工资”、“标准化工作”等概念,随后,会计学中便出现了“标准成本制度”、“变动成本法”等概念,进一步为成本管理学科理论奠定了基础。现代项目成本管理理论最早可以追溯到 20 世纪 60 年代。当时,美国航天局和美国空军为开展项目成本管理和控制,开创了分解结构技术(Work BreakdowStructure)和挣值管理方法(Earned Value Management)9F10,从而形成了围绕成本管理的代表性研究方法[7]。经过多年的发展,项目成本管理已经形成了三大理论思想,即“全过程成本管理”、“全生命周期成本管理”和“全面成本管理”[8]。(1)全过程成本管理全过程成本管理思想是由我国学者在上世纪 80 年代提出的,经过几代学者和实践者的努力,已经成为一套比较完善的管理体系,在中国和世界其他许多国家得以应用。这种思想认为,项目成本管理贯穿于项目的全过程,应将项目过程进行分解,然后采用技术手段和经济方法对过程中产生的成本进行计量。全过程成本管理思想在全球具有广泛的影响。1998 年,美国交通部在分析公路成本设计时提出了一个决定工程成本的详细流程,并引入概率方法来解决不确定性问题。全过程成本管理开始逐渐从一种思想转变为一种技术应用和方法实现。此后,大量的应用指导手册、计算机软件出现,使全过程成本管理成为一种主流的成本控制方法。(2)全生命周期成本管理全生命周期成本管理理论是由美国国防部在上世纪 60 年代提出的,随后英美国家的学者在这方面做了大量的研究。
2.2 文献综述
2.2.1 文献分布概览本节对文献分布进行概览,借助文献可视化工具,从知网和 Web of science 通过关键词检索,对文献数量时间及主题分布概况进行统计,以更好地了解文献分布趋势。(1)装配式建筑成本的中文文献分布装配式建筑成本研究虽然研究成果有限,但却是近些年逐渐热门的研究领域。以“装配式建筑&成本”为关键词在知网上进行检索可以发现,截至 2022 年 2 月28 日 10F11,可以检索到近 4080 余篇文献。文献总体分布趋势如图 2-1 所示。从图中可以看出,自 2014 年之后,装配式建筑成本相关文献数量呈现大幅增加的态势。
2.3 本章小结
成本控制仿真研究是成本管理的一个重要领域,也是近年来成本管理研究的新兴领域,有诸多新课题有待研究和探索。首先是成本控制理念。如理论基础部分所述,成本控制理论分为三大不同流派,分别是全过程流派(全过程成本管理)、全生命周期流派(全生命周期成本管理)以及全面管理流派(全面成本管理)。三大流派控制成本的方法和实现手段差异较大,成本控制理念的差异导致成本控制仿真的方法迥异。其次是对成本控制仿真软件的应用。全过程流派主要应用的是 BIM 软件;全生命周期流派主流应用的是 BIM 软件或者最优化软件、系统动力学软件;全面管理流派的研究对象具有显著的系统性,因而主要使用系统动力学。最后是对成本控制管理软件的应用。目前的成本管理软件偏重于应用和分析,缺乏仿真和优化。具体来说,成本管理软件侧重于对已发生成本进行数据管理,主要使用者为财务或成本管理人员,也可通过设置比率对已发生的成本进行财务分析,但无法对未发生的成本进行全局仿真和全局优化,主要原因是这部分内容需要操作者有较高的理论支撑。因此,成本控制管理软件的仿真和全局优化是未来的重要发展方向之一。此外,成本控制管理软件与 BIM 软件的深度结合,及其与人工智能和大数据的结合,也是一个重要的发展方向。
3 装配式建筑全面成本关键影响因素
3.1 装配式建筑成本构成
3.2 装配式建筑全面成本关键影响因素筛选
3.3 成本控制关键影响因素问卷设计
3.4 关键影响因素问卷检验
3.5 关键影响因素探索性因子分析
3.6 关键影响因素验证性因子分析
3.7 本章小结
4 装配式建筑全面成本仿真与优化
4.1 模式建立思路
4.2 系统动力学模型
4.3 模型检验
4.4 模型仿真结果
4.5 模型优化
4.6 本章小结
5 装配式建筑全面成本控制评价
5.1 评价方法的选择
5.2 关键影响因素权重
5.3 基于梯形二维语言幂广义集成算子的评价模型
5.4 装配式建筑全面成本控制关键影响因素权重确定
5.5 梯形二维语言幂广义集成算子评价方法
5.6 本章小结
6.1 装配式建筑全面成本仿真应用
本研究选取了多位专家 33F35作为此次研究的主要调查对象,这些专家均为参与过(或较为了解)上述三个项目的业内人士,采用问卷调查方法,分别获取三个项目的成本控制管理评价数据,再通过有效问卷统计分析及归纳整理,得到装配式建筑项目 P1、P2、P3 的成本控制管理评价数据。
6.2 项目改进建议
尽管上述三个项目已完成施工,但从管理角度来看,这三个项目仍有一些可以改进的地方。(1)P1 相对来说是三个项目中评价最高的,但体现出来的整体水平仍然有限,说明我国装配式建筑整个行业的发展水平仍处于初期。P1 项目是装配式建筑行业整合和变革的一个成果体现,目前仍有许多值得改进的地方。要提高装配式建筑的评价,深层次的工作是装配式建筑产业供应链的改革。相对于其他横向对比项目以及业内情况而言,P1 项目是一个相对成熟的项目。但其预制率、施工方法和技术还有提升的空间,而其背后是中国整个装配式建筑产业链的变革。顶层设计的改善、商业层面的执行能力以及施工的熟练程度,是P1 项目改进的主要驱动因素。(2)虽然 P2 项目的评价在三个项目中属于中等,但实际上以梯形二维语言幂广义集成算子系统模型评价下与 P1 项目相差并不大,究其原因,是因为 P2 与 P1项目的主要部品供应商相同,而且施工难度相当。
6.3 本章小结
1、本章对装配式建筑全面成本控制进行了仿真,并与优化的仿真结果进行对比,分析了三个项目的成本变化趋势,以及通过对比推断出可优化的空间。2、主要建立了装配式建筑成本控制管理评价模型,并进行了定量分析。首先根据装配式建筑成本控制管理的实际情况精简了指标体系,接着采用 FAHP 方法确定了指标的主观权重,然后通过对行业三个项目的调研,综合行业评价数据以及专家评价进行打分,确定了初始评价数据。3、本章采用基于梯形二维语言幂广义集成算子的评价方法,对三个装配式建筑项目的成本控制管理水平进行了排序,并对这些方法进行了比较总结。4、最后,根据成本控制仿真及成本控制管理实施评价的过程和结果,对三个项目提出了改进建议。
7.1 主要结论
当前,我国装配式建筑的发展如火如荼,除了业内正在使用的德国、日本、美国的装配式技术,整体房间装配、3D 打印建筑等新的建造方式不断涌现,国家和地方政府也纷纷出台相关政策支持装配式建筑的发展,装配式建筑将迎来发展的春天。尽管我国是建造大国,建筑技术发展非常迅速,但与国外相比,我国的装配式建筑的发展仍处在初级阶段,装配式建筑的落地仍然面临诸多问题。而这些问题不是某一家或者几家企业就能够解决的,而是需要整个产业链和业务模式共同进步才能得以解决。所有问题的导向都指向质量、效率、成本三个维度,而这三个维度最终又以成本的方式体现出来。本文以装配式建筑全面成本控制为研究对象,通过仿真、优化和量化评价的方法,分析装配式建筑的成本构成,开发成本控制的评价方法,并对成本全局进行仿真优化。本文通过对装配式建筑全面成本控制的研究,得出的结论主要有三:(1)装配式建筑成本控制管理评价体系所选取的 20 个指标具备一定的广度和信度,具有良好的应用性。本文应用结构方程模型和问卷分析技术,对收取的 315 份合格问卷进行问卷分析。首先,通过区分度检验、信度检验和探索性因子分析,将调查问卷中的 34个题项删减为 20 个。接着,对剩余的 20 个题项进行重新编码,并进行了验证性因子分析。然后,通过应用 AMOS 软件,对筛选出来的 315 个样本量进行了拟合,并对结果作了适配度评价和 CR、AVE 检验。结果表明,模型内在质量良好,测量误差较小,可以应用。(2)装配式建筑全面成本管理可以分为建造成本、质量成本、安全成本、环保成本、工期成本五个子系统模型,以及两个辅助的子系统,七个系统相互关联,并最终构成全面成本管理的整体系统。本文应用系统动力学模型,分别对上述五个子系统模型构建了系统动力学模型,其成本结构合理,并另外构建了两个辅助系统,用于计算全局成本和优化。整体模型通过了边界适当性检验、结构评估检验和参数评估检验,可以在实践中应用。应用系统动力学软件中的优化功能。
7.2 主要创新点
本研究的创新点主要体现在以下三个方面:(1)基于装配式建筑全面成本控制体系框架创建了成本控制仿真方法模型。本文以全面成本管理思想为基础,在装配式建筑成本主要涵盖建造、质量、安全、环保、工期五个层面的成本构成的基础上,进一步细化了五个层面的内容,巩固了装配式建筑全面成本控制体系框架。为更加全面地掌控成本,本文提出了全面成本控制仿真的系统动力学方法,建立了装配式建筑全面成本控制系统动力学仿真模型,此模型主要包括直接建造成本、质量成本、安全成本、环保成本、工期成本五个子系统,此外为了仿真工程结束时间和总成本的关系,建立了两个辅助子系统即工程成本子系统和总成本子系统。通过运用系统动力学软件中的优化功能进行全局优化,得出了优化后的成本结果。通过可视化的模型,本文明确了成本控制的改进方向和可优化程度,为全面成本控制理论的实践提供了新的方法和思路。因此,本文不仅遵循了全面成本管理思想,还通过系统动力学仿真模型和政策优化功能实现了更加全面的成本控制。(2)构建了装配式建筑成本控制管理评价指标体系。本文采用结构方程模型对收集到的 315 份合格问卷进行分析。通过区分度检验和信度检验,从原有的 34 个题项中筛选出 20 个题项,并对这 20 个题项进行了验证性因子分析。在应用 AMOS 软件对 315 个样本进行拟合的基础上,对结果进行了适配度评价、CR 检验和 AVE 检验。
7.3 研究展望
本文对装配式建筑成本控制进行了深入分析和研究,得到了一些具有实践指导意义的理论成果。但由于研究范围有限,仍有一些问题未能深入探讨。未来的研究拟从以下几个方向继续完善:(1)扩大装配式建筑研究的范围当前的主要研究对象是装配式建筑,未来的研究将进一步拓展研究范围,关注更多新技术的应用管理,如最新出现的整体装配、3D 打印建筑等。同时,还应将研究方向瞄准大型复杂工程项目,探索出更加高效、可靠的成本控制技术和方法,以满足工程项目越来越复杂的需求。(2)制定更加详细、更具有实践指导价值的成本控制管理手册当前的研究仅仅是提出了装配式建筑成本控制管理的仿真和评价理论体系,对于指导工业化成本控制管理,还需要进一步细化模型,增强可操作性。本研究在调查中发现,无论是发包方还是设计、施工单位等,在建设装配式建筑项目时都会遇到很多共性问题,迫切需要一套具有实践指导价值成本控制仿真管理手册。在未来的研究中,应当增加更多的定量分析或案例研究,制定具有普遍适用性的操作手册,用于指导装配式建筑的全面成本控制工作。
参考文献
附录 略
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