Multi-criteria decision-making approach for risk management in modular construction projects

Abstract

While there exists an ever-rising interest in modular construction projects, the current performance does not depict its full capabilities. This is mainly due to practicing 'stick-built' methods under a roof, implying carrying out conventional construction style in an offsite factory. That malpractice causes costs overruns, disruptions in timeline, and poor-quality end-products. Hence, early planning, guides, and qualified individuals should be integrated to eliminate those hindrances. While being minimal but not inexistent, the risks in a modular project can negatively impact overall performance if not tackled early on. As such, this study aims to utilize a multi-criteria decision-making approach for identifying the most efficient risk management approaches to tackle risks in modular construction projects. Hence, a systematic literature review, meta-analysis, semi-structured interviews with 5 experts, open- ended questionnaires with 5 experts who opted for sharing their input in this manner instead of interviews, and the 2- round Delphi method with 11 experts, were conducted. The data achieved underwent reliability, validity, and agreement tests comprising of calculations such as percentage standard deviation decrease, Cronbach's alpha, and Kendall's coefficient of concordance (Kendall's W). This was followed by a meta-analysis with the content derived from the literature review. Hereafter, the Analytical Hierarchy Process (AHP) was opted to quantify the Delphi findings and solve the multi-criteria decision-making process. This has led to ranking the risk management approaches according to efficiency for each risk category considered in the scope of this study. These risk categories are Supply chain, Health & Safety of workers, Stakeholders, and Governmental support. The Delphi scores pertaining to efficiency performance of each risk management approach according to the relevant risk criteria was incorporated in the spreadsheet where AHP scores were calculated. The AHP rankings are relevant to the mean efficiency score from Delphi round 2 and a uniformized weight value for risk criteria as a general approach. Practitioners can implement the spreadsheet with modified weight of the risk criteria according to their projects to derive precisely ranked risk management approaches. Furthermore, an interactive web-based application was launched using data achieved throughout the study to provide target audience with a user-friendly platform supporting early decision making in risk management. Once users select the risk category and criteria to tackle based on their projects, the application leads to guides on implementation of the risk management approaches alongside a to-do list. The application was validated by 3 industry experts for feasibility in integration to projects. The findings of this study will support early planning in a modular project by indicating to project managers or risk managers the most appropriate risk management approach to be implemented according to risk criteria of the project. The highly reliable Delphi and AHP findings provide practical insight for target audience in the modular construction industry such that a clearer initiation phase can be achieved. This would hence enable achievement of timelines, budget conditions and quality standards. The flexibility of the developed decision-making platform ensures that different projects can benefit from the latter based on their properties. Moreover, the research promotes continuous improvement in the modular construction industry by contributing to the quest of enhancing productivity through efficient risk management approaches usage.

Modüler inşaat projelerine sürekli artan bir ilgi olsa da, mevcut performans tam yeteneklerini göstermiyor. Bu, esas olarak, bir çatı altında 'birleştirme' yöntemlerinin uygulanmasından kaynaklanmaktadır ve bu da, tesis dışındaki bir fabrikada geleneksel inşaat tarzının gerçekleştirilmesi anlamına gelmektedir. Bu yanlış uygulama, maliyet artışlarına, zaman çizelgesinde aksamalara ve düşük kaliteli nihai ürünlere sebep olur. Bu nedenle, bu engelleri ortadan kaldırmak için erken planlama, rehberler ve kalifiye bireyler entegre edilmelidir. Modüler bir projedeki riskler minimal olmakla birlikte varolmasa da, erken ele alınmazsa genel performansı olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle, bu çalışma modüler inşaat projelerinde riskleri ele almak için en verimli risk yönetimi tekniklerini belirlemek doğrultusunda çok kriterli bir karar verme yaklaşımı kullanmayı amaçlamaktadır. Bu amaçla sistematik bir literatür taraması, meta-analiz, 5 uzmanla yarı yapılandırılmış görüşmeler, görüşme yerine girdilerini bu şekilde paylaşmayı tercih eden 5 uzmanla açık uçlu anketler ve 11 uzmanla 2 turlu Delphi yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen veriler, yüzde standart sapma azalması, Cronbach's alpha ve Kendall's uyum katsayısı (Kendall's W) gibi hesaplamalardan oluşan güvenilirlik, geçerlilik ve uyum testlerinden geçirildi. Bunu, literatür taramasından elde edilen içerikle bir meta-analiz izledi. Bundan sonra, Delphi bulgularını ölçmek ve çok kriterli karar verme sürecini çözmek için Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) tercih edildi. Bu durum, bu çalışma kapsamında ele alınan her bir risk kategorisi için risk yönetimi yaklaşımlarının verimliliğe göre sıralanmasını sağlamıştır. Bu risk kategorileri Tedarik zinciri, İşçi Sağlığı ve Güvenliği, Paydaşlar ve Devlet desteğidir. Her bir risk yönetimi yaklaşımının ilgili risk kriterlerine göre verimlilik performansına ilişkin Delphi puanları, AHP puanlarının hesaplandığı elektronik tabloya dahil edilmiştir. AHP sıralamaları, Delphi 2. turdaki ortalama verimlilik puanı ve genel bir yaklaşım olarak risk kriterleri için tek tipleştirilmiş ağırlık değeri ile ilgilidir. Uygulayıcılar, kesin olarak sıralanmış risk yönetimi yaklaşımları elde etmek için projelerine göre risk kriterlerinin değiştirilmiş ağırlığı ile elektronik tabloyu uygulayabilirler. Ayrıca, risk yönetiminde erken karar vermeyi destekleyen, hedef kitleye yönelik kullanıcı dostu bir platform sunmak için çalışma boyunca elde edilen veriler kullanılarak etkileşimli web tabanlı bir uygulama hayata geçirilmiştir. Kullanıcılar projelerine göre ele alınacak risk kategorisini ve kriterleri seçtikten sonra, uygulama bir yapılacaklar listesi ile birlikte risk yönetimi yaklaşımlarının uygulanmasına ilişkin kılavuzları sağlar. Uygulama, projelere entegrasyonda fizibilite için 3 sektör uzmanı tarafından doğrulandı. Bu çalışmanın bulguları, proje yöneticilerine veya risk yöneticilerine projenin risk kriterlerine göre uygulanacak en uygun risk yönetimi yaklaşımını göstererek modüler bir projede erken planlamayı destekleyecektir. Son derece güvenilir Delphi ve AHP bulguları, modüler inşaat sektöründeki hedef kitle için daha net bir başlangıç aşamasının elde edilebilmesi için pratik bilgiler sağlar. Bu, zaman çizelgelerine, bütçe koşullarına ve kalite standartlarına ulaşılmasını sağlayacaktır. Ayrıca araştırma, verimli risk yönetimi yaklaşımlarının kullanımı yoluyla verimliliği artırma arayışına katkıda bulunarak modüler inşaat sektöründe sürekli iyileştirmeyi desteklemektedir.