文摘
预制建筑节能的优势,高效、高质量,大力促进中国建筑业。但预制建筑的建造成本高阻碍了其快速发展。在更高的预制建筑工程造价,本文从预制建筑的全生命周期,选择四个阶段:设计、组件生产、运输和建筑。影响因素的评价指标体系和结构预制建筑成本。在此基础上,本文提出了一个评估框架基于游戏theory-cloud模型评估预制建筑成本的影响因素。在天津预制建筑为研究对象,博弈论的组合赋权方法和云模型是用来评估预制建筑成本的影响效果。博弈理论是用来优化主观和客观权重确定的属性层次模型和熵权法确定评价指标的综合权重。指数的重量是科学和准确,避免单个进程的主观影响或不符合实际情况。云模型是用来评估的成本影响预制建筑全面。实验结果表明,该模型是可行的; the scientific and accurate evaluation results are improved; and the model is simple to operate and has some reference value.
1。介绍
随着建筑工业化的发展,传统的建筑没有符合绿色四部分的概念和一个由国家环保主张。传统建筑施工方法生产效率较低,严重的环境污染,施工周期长,等等(1,2]。目前,国家正在积极促进预制建筑。完成的预制建筑是一种建筑在工厂和运输安全可靠的施工现场安装(3]。预制建筑绿色节能和效率高的优势,符合国家绿色、高质量发展的战略要求。然而,预制建筑的高成本问题已经限制预制建筑的快速发展(4,5]。预制建筑的成本是受许多因素的影响。如果成本管理不当的施工过程中预制建筑,它可能导致成本超支和拖延工期(6,7]。在严重的情况下,将暂停施工。因此,我们应该加强预制建筑成本的控制和降低施工成本。具有重要指导意义的发展预制建筑。
目前,国内外学者预制建筑的成本,一些研究结果如表所示1。彭et al。8]研究了预制建筑成本从隐藏成本的角度通过使用模糊解释结构模型(FISM)和贝叶斯网络(BN)和发现的关键因素导致隐藏成本。张、张(9)装配零件生产中存在的主要问题进行分析使用战略规划表方法,提出相应的控制对策。吴,气10]使用模糊TOPSIS法来研究之间的亲密预制高层建筑项目和福建省最优成本。荀et al。11]使用层次分析法和改进的批评方法来确定主观和客观权重和TOPSIS法来确定实际的总重量和评估成本风险预制建筑根据云模型。然而,成本风险缺乏动态过程的评价。学者也取得许多成果的比较成本的传统建筑和预制建筑(12),影响因素的探索13,14),成本管理,成本控制15,16]。
综上所述,我们可以看到从文献分析:(1)取得了一些成就的成本研究预制建筑。然而,大多数的研究范围仅限于某一阶段,比如更多的设计和施工阶段,更少的是考虑成本的影响预制建筑的整个生命周期。(2)学者采用了许多方法来研究预制建筑的成本。然而,如果有太多的因素影响成本,许多方法会很麻烦,耗时的操作。此外,单一模型难以克服主观或客观的研究过程。
因此,本文提出了一个基于游戏theory-cloud评价框架模型对预制建筑成本的影响因素进行评估。计算过程简单和容易。博弈理论用于优化主观和客观权重确定的属性层次模型和熵权法确定评价指标的综合权重。指数的重量是科学和准确,避免单个进程的主观影响或不符合实际情况。云模型是用来评估的成本影响预制建筑全面。云模型实现映射每个评价指标的不确定性,考虑评价指标量化和品位的随机性和模糊性,并使评价结果客观。
总之,本文结合博弈论和云模型的角度开始预制建筑的完整生命周期。定性和定量分析相结合来分析预制建筑系统和动态的成本。首先,基于广泛的资料收集和问卷调查,分析了影响因素的四个阶段设计、组件生产、运输和建筑预制建筑和结构的成本影响因素的评价指标体系成本的预制建筑。然后,主观和客观权重计算了属性层次模型和熵权方法。基于博弈理论,主观和客观权重进行优化,以确定每个影响因素的综合权重。最后,评级水平和云模型参数确定利用云模型理论,以及预制建筑成本的影响是全面评估。以特定的预制建筑在天津为例来验证模型的合理性,提出了相应的成本控制优化对策根据研究结果,进一步促进预制建筑的发展让他们有更广阔的市场。
本研究的组织结构如下:部分2建立了评价指标体系和方法模型根据提出的问题。随后,部分3介绍了案例和方法实现了模型。最后,部分4提出了讨论,部分5提出了结论和前景。
2。材料和方法
2.1。建立评价指标体系
预制建筑主要使用集成架构设计和施工,大大节省劳动力资源和建筑材料;施工时间很短。然而,预制建筑的建造成本可能是¥1000 /平方米,高于传统建筑。预制建筑成本的成本包括设计、生产、运输和吊装预制组件相比,传统的建筑。根据对现有文献的引用(17,18],本文从预制建筑和选择的全部生命周期四个阶段的设计,组件生产、运输、和建筑研究和构建评价指标体系的影响因素预制建筑成本,如图1。评价指标是科学和准确。
2.1.1。设计阶段
预制建筑设计阶段的成本主要包括预制组件、技术规划、初步的,总的来说,设计和建设五个链接。预制建筑成本高于传统建筑成本,主要是由于预制组件的设计。预制组件设计由设计单位共同设计和制造工厂根据图纸。成本主要受预制组件的类型和复杂性。因此,预制组件的成本应合理设计和管理。此外,总体设计的合理性,预制组件的标准化设计,其他原因也会直接影响后续预制建筑施工的成本。
2.1.2。生产阶段
生产阶段的预制建筑主要是预制组件的生产;传统施工现场需要大量的劳动力,而预制建筑只需要现代化的机械设备和少量的优秀的技术员工。在工厂预制组件的生产成本高,劳动力成本较低。预制组件的成本在生产阶段主要组件生产工艺,模具成本,pre-buried部分设置费,等等。其中,模具成本将影响预制组件的类型和复杂性,以及更大的类型和复杂性,模具的生产成本也会增加。如果预制组件的生产技术不熟练,可能是操作不正确,导致预制组件的繁殖,这也将大大增加生产成本。
2.1.3。运输阶段
预制建筑主要是交通的运输阶段的预制组件。预制组件的运输比传统建筑更复杂,成本高。运输阶段分为四个步骤:(我)工厂生产后,车辆进入工厂仓库并完成预制组件的起重机操作起重设备。(2)车辆将预制组件发送到施工现场按照预定的路线。(3)到达施工现场后,施工人员举起预制组件。(iv)吊装完成后,返回到预制工厂。
因此,工厂预制应选择靠近施工现场。在运输之前需要计划运输路线和运输工具,及时与目的地的合作可以节省一些不必要的运输和安装成本。如果运输路线不合理,就会导致过度使用汽车,这将大大增加运输成本。
2.1.4。施工阶段
预制的施工阶段的建筑主要是设置和部分投入,需要检查和修复后安装。与传统建筑相比,预制建筑更高的安装和吊装工程要求在施工过程中,导致增加设置和托管成本。预制建筑施工阶段主要是人工、机械、吊装、安装、和工具摊销成本。例如,因为预制组件比标准更重倒组件,起重机械设备成本增加。良好的施工现场管理提高设备效率,降低耗材消耗,并能有效地控制成本。
2.2。组合赋权确定重量
2.2.1。阿
属性层次模型AHM)是一种非结构化的决策方法基于层次分析法(AHP) (19,20.]。AHM的建模和计算过程的主观体重很容易没有计算特征向量和一致性检查。使用AHM的步骤如下:步骤1:构造判断矩阵。根据1 - 9比例标度表,如表所示2,这两个影响因素的重要性预制建筑相比,成本和矩阵组成的比较结果称为判断矩阵 。步骤2:计算属性判断矩阵。根据以下公式,改变所构造的判断矩阵 到一个属性判断矩阵 。 在哪里k是一个正整数大于1β通常需要1或2。步骤3:确定主观权重。相对属性权重W1每一个指标是由下列公式计算:
2.2.2。熵权法
熵权法客观权重的方法,可以计算信息熵的大小由评价指标,用于确定评价指标的客观权重(21]。获得客观权重的计算过程的熵权方法是简单和容易的。使用熵权法的步骤如下:步骤1:标准化处理。邀请n预制建筑相关专家来评估成本因素,形成评价指标矩阵和数据标准化处理,从而获得一个无量纲的标准化矩阵数据。步骤2:确定客观权重。信息熵E1,E2、…Ek每个指标的计算公式(3)和(4)和客观权重W2指标的确定根据公式(5): 在哪里pij代表评价指标的频率j中出现的我示例中,0 <pij< 1;Yij代表的价值j的评价指标我无量纲处理后样品;Ej代表评价指标的信息熵j;和k是一个常数。
2.2.3。博弈理论
博弈论是一种数学理论和方法来研究两个或两个以上的人的战略和决策。博弈论的思想是将主观权重与客观权重,以属性层次结构模型法和熵权法作为两个参与者博弈理论,寻求一个平衡点相结合的主观权重和客观权重。此外,达到平衡态的最佳组合重量,也就是说,重量和主观和客观权重组合之间的偏差是最低22,23]。使用博弈论的步骤如下:步骤1:主观和客观权重的线性组合W1和W2阿和熵权法获得的收益最优的重量W;α1和α2是线性组合系数。 步骤2:基于合作博弈理论的思想,结合重量和主观和客观权重的区别是最小化,和α1和α2进行了优化。目标函数是 步骤3:根据矩阵的微分性质,目标函数的一阶导数转化为优化使用条件表达式(8),α1和α2取绝对值归一化后得到最好的线性组合系数α 并得到最优组合权重W。
2.3。云模型理论
云模型是定性概念和定量表示之间的不确定性转换模型提出了李、杨(24],它结合了定性概念中存在的随机性和模糊性形成定性和定量之间的映射,实现定性和定量的转变。预制建筑的成本影响评估旨在建立成本影响评价指标之间的映射和定性的概念。它显示了定量数据和定性概念之间的关系,使定性和定量之间的过渡。
让U域,x1,x2、…xn是一个定量的准确表示域空间U。模糊的概念C是定性的概念域。有一个随机数μ∈(x)[0,1]的任何元素在现有领域一个稳定的趋势U。这是隶属度。它的值是稳定的和随机的,可以直接反映了属性的把握x概念C。隶属度的空间分布μ(x)在域U被称为云,每个x即成为云滴
在域空间U大量的云滴x形成云,可以代表定性概念的特征(25]。三个云的数字特征(特异)行动的预期,(En),熵和超熵(他)26),如图2。预计(Ex)是云滴的分布在宇宙空间里,这是最具代表性的定性概念;熵(En)的综合测量的值是稳定的随机性和模糊性的概念,它表示可接受的值范围的云滴的定性概念;超熵(他)的熵熵和熵的综合反映模糊性和随机性。对影响评价预制建筑成本的问题,如果有米评价指标,分为水平的影响n水平;集X最小值的最小边界值评价指标标准水平的影响;和X马克斯是它的最大边界值。评价指标影响程度的边值双边的标准是一个定量的指标变量。例如,x (X最小值,X马克斯),云的数字特征公式 在哪里k是一个常数。超熵(他)反映了评价的随机性。数量越大,误差越大,最后的评价是更重要的影响。本文根据参考文献[27,28),需要k= 0.01。
云代算法可以治愈为硬件和软件实现,叫做云发生器(29日,30.]。云发生器分离成转发云发生器和逆向云发生器,如图3。两者的结合可以实现定性和定量概念之间的相互转换。预制建筑的成本影响评价主要采用正向云发生器。正向云发生器生成云滴基于云的数字特征(前女友,,他)。每个云下降代表定性概念和定量表征之间的映射关系。云模型是用于转换数字云特性和云滴的数量(N)到一个地图组成的云N云滴,通过MATLAB软件输出。
(一)
(b)
2.4。云模型构建
根据预制建筑成本的影响的特点,将预制建筑成本的影响程度 ={非常重要,重要的是,一般情况下,不那么重要,非常不重要},分数值 。为了生成一个云地图综合评价,建立一个统一的价值标准成本影响评估水平的预制建筑,即V1(0.8,1),V2[0.6,0.8],V3[0.4,0.6],V4[0.2,0.4],V5[0,0.2]。“一般”水平的预期为中心,和0和1表示预期为“非常重要”和“非常重要”的水平,分别。据接近“一般”水平的原则,期望的“重要”和“不重要”的水平可以通过公式计算(12)分别为0.691和0.309,,他= 0.01。根据公式(12),评估评级标准转化为云模型的数字特征参数的评论,如表所示3。MATLAB正向云发生器用于评分标准评价云映射为每个评价指标,如图4。
云的云模型评价指标通过数据评估。N专家被邀请进每个评价指标根据具体项目的情况,输入获得的原始数据,并获得二级指标评价云计算通过逆向云发生器。
在哪里年代j2,Xij,前女友j分别表示方差,评估价值,和期望的我(我= 1、2、3、…n)专家对指标j。
输入三个云模型的数字特征为正向云发生器,先云的地图专家评分,使用云映射到观察专家评分数据的可行性,并统筹安排后,结果将反馈给专家,再次而且会征询意见。这将是对多轮重复直到专家评分数据更科学、准确。循环反复调整,直到云地图生成令人满意的。的三个数字特征评估云计算和综合权重计算公式(14)找到集成云,这是记录C(例,恩,他)。类似的比较全面的云计算和云标准评价通过MATLAB软件,确定影响预制建筑成本的水平,反映了整体评价指标的结果对象。
3所示。实验和结果
3.1。工程背景
以一个特定的预制建筑在天津为评价对象,总建筑面积111573 .92平方米,地上建筑面积是69623 . 05平方米。北部地区的建筑面积是97408 .19平方米,地上建筑面积是9430 .96点平方米。预制地板和预制列的预制组件。十预制建筑专家被邀请去得分的成本影响预制建筑。获得的总重量是使用基于博弈论的组合权重,云模型是用来评估的成本影响预制建筑全面。
3.2。全面的重量
3.2.1之上。阿
基于现有文献研究和问卷调查,预制建筑的成本影响因素进行比较,以及判断矩阵如表所示4- - - - - -8。
3.2.2。熵权法
邀请10预制建筑相关专家来评估成本因素,形成评价指标矩阵和数据标准化处理,从而获得一个无量纲的标准化矩阵数据。计算结果如表所示9和10。
3.2.3。全面的重量
3.3。云模型的综合评价
基于项目的成本影响评价得分由十个专家,每个评价指标的云的数字特征值计算使用云模型,和表中所示的结果13和14。
综合评价云C(在前,他)= (0.2769,0.1457,0.0204)。MATLAB正向云发生器用于生成一个全面的云地图。综合云映射显示在评价标准云映射成本的预制建筑,如图5。每个一级指标之间的相似性和每个标准评价级别之间的相似性比较图直观地通过每个一级指标和标准的云,如图6。
(一)
(b)
(c)
(d)
从图可以看出5两者之间的综合云评估水平的“非常重要”和“不那么重要,”和“不重要”水平的比例略高于“非常重要”的水平,表明预制施工项目的成本影响水平的重要层面,满足项目的成本要求。云模型的数字特征的每个索引在预制建筑成本的评估,可以看出分裂因素,如组件设计、标准化水平的设计,设计师资格,预制组件的加工技术,组件生产工艺,模具生产,提升建设水平,项目经理和建筑工人水平等原因产生更大的影响预制建筑的成本。预制建筑有一个相对高成本的设计和组件生产阶段,需要控制。
4所示。讨论
在先前的研究中,大多数人使用主观的方法来确定重量(如专家评估法和AHP法),而只有少数的研究实现了客观权重的方法。然而,一次性主观或客观权重的方法不能使确定重量科学和准确。本文使用博弈理论结合主观和客观权重,因此单一的主观影响过程是避免或不符合实际情况。大部分指标的权重参与科学和准确,本文优化属性层次模型主观和客观权重的方法,基于博弈理论和熵权方法。主观标准体重是由属性层次模型方法和熵权法确定客观权重。
效果评价,学者一般采用模糊评价方法。然而,与云模型相比,传统的模糊评价方法有一些缺点。传统的模糊评价方法的评价结果没有波动性和随机性,操作相对复杂,并不能反映模糊性(31日- - - - - -33]。然而,作为一个模型来处理不确定问题,云模型具有随机性和模糊性,操作相对简单。近年来,云模型逐步改善,并取得了丰硕的研究成果34,35]。然而,云模型理论的应用领域的预制建筑是有限的。
根据特定的结果在天津预制建筑案例研究,研究预制建筑成本控制应该从以下几方面进行。
4.1。加强设计阶段的优化
当预制率增加,生产规模将大大增加;生产的速度将会加快;和时间将会缩短。然而,系数越高,网站建立的更大的工作负载,从而提高施工和安装实体的工作负载。因此,设计师应该设置科学、合理的预制结构设计阶段成本降到最低。设计单位应相应准备工作之前,整合所有资源和计划和设计合理的总体规划,以减少运输距离的组件在网站上和合理控制成本。
4.2。提高生产组件设计和模具生产
预制组件的生产阶段,生产的必要性内部预埋件位置和模具形状的预制组件是高。如果有一个重大的错误,预制组件需要大规模地纠正。严重甚至重新排序预制组件、预制构件的生产成本将会显著增加。因此,根据现有的生产经验,设计单位应提出意见预制组件的设计,减少了并发症的预制组件和类型的设计,和减少模具设计和生产成本的前提下满足技术要求。
4.3。加强专业水平和培训专业人员
目前,建筑市场缺乏人才,而是一个大数字的专业人才是预制建筑的施工过程所必需的。人才问题是最关键的因素之一,预制建筑的推广过程。农业专业人才满足预制建筑行业的发展需要,在未来,中国应该重点培养专业人才在促进预制结构的过程。企业应该培训专业人员根据他们的条件,为专业人员,安排更多的培训,加强人才的管理。员工的专业水平越高,富有强大的经验,强大的能力,更好的降低成本的效果,和更快的发展预制建筑。
5。结论和前景
预制建筑节能的优势,高效、高质量,大力促进中国建筑业。但预制建筑的建造成本高阻碍了其快速发展。从预制建筑的全生命周期的角度,本文研究了影响评估成本的预制建筑,建立了指标体系的预制建筑成本的影响因素,并构建博弈论云模型。首先,预制建筑的成本影响因素四个方面分析了每个阶段的设计、组件生产、运输和建筑。还有一个复杂的成本的影响因素之间的相关性,和一个单一的模型很难克服这些问题在同一时间。因此,本文提出一种方法基于博弈论的云模型来评估预制建筑成本的影响因素。模型不仅可以处理数据与大不确定性也没有要求样本数据的大小,可以直接反映出复杂的内部关系的因素。根据模型的研究结果,可以看出有很多成本影响因素的两个阶段设计和组件生产预制组件的建筑,需要控制。因此,可以采取有针对性的措施来降低项目成本。这为管理者提供了一个参考的预制建筑成本管理的实际项目,也为这项研究提供了一个新的想法,管理和理论基础的预制建筑成本。
但这项研究也有一些局限性。本文获得的预制建筑成本的影响因素系统通过文献分析和问卷调查具有一定的主观性;成本影响因素可能不是特定的和完整的,等等。此外,本文分析了预制建筑成本的影响因素从四个方面:设计、组件生产、运输、和施工,但不考虑早期投资的成本影响因素和后来的操作和维护阶段,需要进一步研究和研究范围。在未来的研究中,结合上述两个方面的缺陷,我们将分析各种指标的具体影响预制建筑的成本通过更科学的方法,更好地控制预制建筑项目的成本管理。
数据可用性
使用的数据来支持这项研究的结果都包含在这篇文章,补充材料。
的利益冲突
作者声明没有潜在的利益冲突的研究,本文的作者,和/或出版。
补充材料
表S1:十预制建筑专家被邀请评分指标C1j和形式的评价指标矩阵C1j。表S2:根据公式(1),标准化评价指标矩阵中的数据C1j,以得到标准化矩阵C1j。 ,在哪里是归一化的值。表S3:十预制建筑专家被邀请评分指标C2j和形式的评价指标矩阵C2j。表S4:根据公式(1),标准化评价指标矩阵中的数据C2j,以得到标准化矩阵C2j。表S5:十预制建筑专家被邀请评分指标C3j和形式的评价指标矩阵C3j。表S6:根据公式(1),标准化评价指标矩阵中的数据C3j,以得到标准化矩阵C3j。表S7:十预制建筑专家被邀请评分指标C4j和形式的评价指标矩阵C4j。表S8:根据公式(1),标准化评价指标矩阵中的数据C4j,以得到标准化矩阵C4j。(补充材料)