مهندسی سیستم و بهره‌وری

مهندسی سیستم و بهره‌وری

چارچوب ترکیبی مدل‌سازی معادلات ساختاری و یادگیری ماشین برای بهبود مدیریت ارتباطات در پروژه‌های ساختمانی (مطالعه موردی: شهر زنجان)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان
1 نویسنده مسئول: استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
چکیده
صنعت ساخت‌وساز ایران با چالش‌هایی نظیر تأخیر، افزایش هزینه و افت کیفیت مواجه است که بخش قابل‌توجهی از آن ناشی از ضعف در مدیریت ارتباطات میان ذی‌نفعان پروژه‌هاست. هدف این پژوهش، شناسایی عوامل کلیدی مؤثر بر ضعف ارتباطات و ارائه مدلی ترکیبی برای تحلیل و پیش‌بینی اثر آن‌ها بر عملکرد پروژه‌های ساختمانی است. پژوهش حاضر از رویکرد ترکیبی اکتشافی–توضیحی بهره می‌برد. در فاز کیفی، شاخص‌های مرتبط با ضعف ارتباطات از طریق مرور نظام‌مند منابع و تحلیل محتوای اسناد استخراج شد. در فاز کمی، داده‌های حاصل از ۱۱۴ پرسشنامه معتبر کارکنان پروژه‌های ساختمانی شهر زنجان با استفاده از مدل‌سازی معادلات ساختاری (SEM) و الگوریتم جنگل تصادفی (RF) تحلیل گردید. نتایج مدل SEM نشان داد که جریان اطلاعات، مدیریت پروژه و همسویی منابع انسانی با استراتژی سازمان بیشترین اثر مستقیم را بر عملکرد پروژه دارند. مدل یادگیری ماشین نیز همین سه عامل را به‌عنوان قوی‌ترین متغیرهای پیش‌بینی‌کننده ضعف ارتباطات شناسایی کرد و به دقت پیش‌بینی 87/0 و مقدار  AUC برابر 93/0 دست یافت. ترکیب دو روش، امکان تحلیل هم‌زمان روابط نظری و پیش‌بینی تجربی را فراهم ساخت. یافته‌ها بیانگر آن است که تقویت سیستم مدیریت اطلاعات پروژه، شفاف‌سازی ساختار مدیریتی و هم‌راستاسازی منابع انسانی با اهداف سازمانی می‌تواند ریسک ارتباطات ضعیف را به‌طور معناداری کاهش دهد. نوآوری اصلی پژوهش در به‌کارگیری رویکرد ترکیبی SEM–ML در بستر پروژه‌های ملی ایران و ارائه مدلی است که علاوه بر تحلیل روابط علی، توان رتبه‌بندی و پیش‌بینی داده‌محور عوامل کلیدی را داراست.

تازه های تحقیق

  • شناسایی ضعف‌های کلیدی ارتباطات
  • مدل ترکیبی معادلات ساختاری و یادگیری ماشین نوآورانه
  • پیش‌بینی عوامل کلیدی ارتباطات با یادگیری ماشین
  • ابزار کاربردی برای پروژه‌های ملی

کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

A Hybrid SEM–Machine Learning Framework for Improving Communication Management in Construction Projects (Case Study: Zanjan City)

نویسندگان English

Hadi Shakibazahed 1
Naser Ahmadi 2
1 Corresponding author: Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
2 M.Sc., Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
چکیده English

The construction industry in Iran faces challenges such as delays, cost increases, and quality decline, a significant portion of which stems from weaknesses in communication management among project stakeholders. The aim of this research is to identify key factors affecting communication weaknesses and to present a hybrid model for analyzing and predicting their impact on the performance of construction projects. The present study employs a mixed exploratory-explanatory approach. In the qualitative phase, indicators related to communication weaknesses were extracted through a systematic review of sources and content analysis of documents. In the quantitative phase, data from 114 valid questionnaires from employees of construction projects in Zanjan city were analyzed using Structural Equation Modeling (SEM) and Random Forest (RF) algorithm. The SEM model results showed that information flow, project management, and alignment of human resources with organizational strategy have the greatest direct impact on project performance. The machine learning model also identified these three factors as the strongest predictive variables for communication weaknesses and achieved a prediction accuracy of 0.87 and an AUC value of 0.93. The combination of the two methods provided the possibility of simultaneous analysis of theoretical relationships and empirical prediction. The findings indicate that strengthening the project information management system, clarifying the managerial structure, and aligning human resources with organizational goals can significantly reduce the risk of poor communications. The main innovation of the research is the application of the hybrid SEM-ML approach in the context of national projects in Iran and presenting a model that, in addition to analyzing causal relationships, has the ability to rank and data-driven predict key factors.

کلیدواژه‌ها English

Poor communication
Structural Equation Modeling (SEM)
Machine Learning (ML)
Information flow
Project performance

Copyright © Hadi Shakibazahed, Naser Ahmadi

 

License

This article is released under the Creative Commons Attribution (CC BY 4.0) license. Anyone is free to copy, share, translate, and adapt this article for any purpose, whether commercial or non-commercial, as long as proper citation is given to the authors and original publication.

Alsulamy, S. (2025). Predicting construction delay risks in Saudi Arabian projects: A comparative analysis of CatBoost, XGBoost, and LGBM. Expert Systems with Applications268, 126268. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2024.126268
Baduge, S. K., Thilakarathna, S., Perera, J. S., Arashpour, M., Sharafi, P., Teodosio, B., ... & Mendis, P. (2022). Artificial intelligence and smart vision for building and construction 4.0: Machine and deep learning methods and applications. Automation in Construction141, 104440. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2022.104440
Bahrain, N. K., Sakrani, S. R., & Maidin, A. (2023). Communication barriers in work environment: understanding impact and challenges. International Journal of Academic Research in Business and Social Sciences13(11), 1489-1503. https://doi.org/10.6007/IJARBSS/v13-i11/19498
Chen, W., & Zhang, H. An Explainable Machine Learning Perspective for Substation Cost Prediction by Using the Gsa-Xgboost Optimization Framework. Available at SSRN 5239300. https://dx.doi.org/10.2139/ssrn.5239300
Creswell, J. W., & Plano Clark, V. L. (2018). Designing and conducting mixed methods research (3rd ed.). SAGE Publications.
Dainty, A., Moore, D., & Murray, M. (2007). Communication in construction: Theory and practice. Routledge.
Ershadi, M. J., Kianmehr, N., Nabatchian, M., & Dinmohammadi, L. (2024). Designing a productivity assessment model to identify and prioritize influential factors and examine obstacles facing Iranian research organizations. System Engineering and Productivity4(2), 31-46 (In Persian). https://doi.org/10.22034/msb.2024.2019692.1171
Gamil, Y., & Abd Rahman, I. (2023). Impact of poor communication on dispute occurrence in the construction industry: A preliminary exploratory study of Yemen construction industry. International Journal of Construction Management23(16), 2729-2735. https://doi.org/10.1080/15623599.2022.2092388
Gamil, Y., Abd Rahman, I., & Nagapan, S. (2019). Investigating the effect of poor communication in terms of cost and time overruns in the construction industry. International Journal of Construction Supply Chain Management9(2), 94-106. https://doi.org/ 10.14424/ijcscm902019-94-106
Ghasemi, V. (2010). Structural equation modeling in social research using AMOS. Sociologists Publications (In Persian).
Hair, J. F., Black, W. C., Babin, B. J., & Anderson, R. E. (2019). Multivariate data analysis (Proverbs 8th ed.). Cengage Learning.
Han, J., Kamber, M., & Pei, J. (2022). Data Mining: Concepts and Techniques (4th ed.). Morgan Kaufmann.
Hemmasian Etefagh, M. (2022). Modeling of machinery productivity management based on system dynamics approach. System Engineering and Productivity2(1), 107-124 (In Persian) https://doi.org/10.22034/sep.2022.243407
Hoezen, M., Reymen, I., & Dewulf, G. P. (2006, July). The problem of communication in construction. In International Conference on Adaptable Building Structures, ADAPTABLES 2006 (pp. 12-14). Eindhoven University of Technology.
Hu, L. T., & Bentler, P. M. (1999). Cutoff criteria for fit indexes in covariance structure analysis: Conventional criteria versus new alternatives. Structural equation modeling: a multidisciplinary journal6(1), 1-55. https://doi.org/10.1080/10705519909540118
Johansen, K. W., Nielsen, R., Schultz, C., & Teizer, J. (2021). Automated activity and progress analysis based on non-monotonic reasoning of construction operations. Smart and Sustainable Built Environment10(3), 457-486. https://doi.org/10.1108/SASBE-03-2021-0044
Khalili, S., Saeedi, F., Yousefi, S., & Zandpour-Asl, M. (2025). Investigating the impact of the "attitude and mindset" component on the success of project managers in the Iranian construction industry. Systems Engineering and Productivity, 5(1), 1–19 (In Persian). https://doi.org/10.22034/sep.2025.2046688.1237
Kline, R. B. (2023). Principles and Practice of Structural Equation Modeling (5th ed.). Guilford Press.
Kyriazos, T., & Poga, M. (2024). Application of machine learning models in social sciences: managing nonlinear relationships. Encyclopedia4(4), 1790-1805. https://doi.org/10.3390/encyclopedia4040118
Lawshe, C. H. (1975). A quantitative approach to content validity. Personnel psychology28(4).
Namdarzadegan, M., & Bozorgi-Amiri, A. (2025). Development of an Integrated Sustainability and Resilience Model for Appropriate Smart Technology Implementation in Small and Medium Enterprises Under Crisis Conditions. System Engineering and Productivity (In Persian). https://doi.org/10.22034/sep.2025.2064025.1337
Nunnally, J. C., & Bernstein, I. H. (1994). Psychometric theory (3rd ed.). McGraw-Hill.
Redding, W. C. (1972). Communication within the organization: An interpretive review of theory and research. Industrial Communication Council.
Shayesteh, E., Azizi, A., & Ershadi, M. J. (2024). Modeling the relationship between age and salary on the productivity of specialized human resources in project-oriented engineering companies. Systems Engineering and Productivity, 4(1), 15–39 (In Persian). https://doi.org/10.22034/msb.2024.2009347.1155
Waltz, C. F., & Bausell, B. R. (1981). Nursing research: design statistics and computer analysis. Davis Fa.
Waqar, A., Othman, I., Radu, D., Ali, Z., Almujibah, H., Hadzima-Nyarko, M., & Khan, M. B. (2023). Modeling the relation between building information modeling and the success of construction projects: a structural-equation-modeling approach. Applied Sciences13(15), 9018. https://doi.org/10.3390/app13159018
Zhang, S., & Li, X. (2024). A comparative study of machine learning regression models for predicting construction duration. Journal of Asian Architecture and Building Engineering23(6), 1980-1996. https://doi.org/10.1080/13467581.2023.2278887

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 12 آذر 1404

  • تاریخ دریافت 20 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری 29 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 12 آذر 1404
  • تاریخ اولین انتشار 12 آذر 1404
  • تاریخ انتشار 12 آذر 1404