基于BIM+PDCA循環(huán)控制的EPC總承包模式設(shè)計(jì)質(zhì)量研究

張樹(shù)懿 劉瑩瑩 劉永昌

(1.山東科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，山東 青島 266590；2.山東科技大學(xué)資源與土木工程系，山東 泰安 271019)

0 引言

隨著國(guó)家對(duì)裝配式建筑的推廣，EPC工程總承包模式成為推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展的關(guān)鍵因素。在EPC模式下，工程總承包方以設(shè)計(jì)為主導(dǎo)，更加注重設(shè)計(jì)的先導(dǎo)作用[1]。一項(xiàng)可持續(xù)性差異研究發(fā)現(xiàn)，在可持續(xù)性差異評(píng)價(jià)中，設(shè)計(jì)單位評(píng)價(jià)最低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于構(gòu)件生產(chǎn)單位[2]。采用EPC模式，在弱管理模式下，施工方將承擔(dān)較大的風(fēng)險(xiǎn)[3]。因此，控制設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題的重要性變得尤為突出[4]。提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，有利于提升設(shè)計(jì)單位的信心、施工方的風(fēng)險(xiǎn)控制能力和收益水平。建筑信息模型BIM中拆分設(shè)計(jì)、施工預(yù)演等功能[5]的實(shí)現(xiàn)為設(shè)計(jì)質(zhì)量提升帶來(lái)切實(shí)可行的解決措施。本文針對(duì)EPC模式亟待解決的設(shè)計(jì)質(zhì)量控制問(wèn)題，運(yùn)用BIM+PDCA循環(huán)控制模式進(jìn)行設(shè)計(jì)質(zhì)量的過(guò)程控制，為裝配式建筑發(fā)展提供借鑒。

1 EPC工程總承包模式推廣的必要性與應(yīng)用障礙

1.1 工程總承包模式推廣的必要性

工程總承包模式的推廣，對(duì)于打破傳統(tǒng)的分階段發(fā)包的思維模式具有促進(jìn)作用。工程總承包模式有利于提高建設(shè)單位投資決策的科學(xué)性，提高項(xiàng)目前期可行性研究質(zhì)量、初步設(shè)計(jì)深度，對(duì)于投資風(fēng)險(xiǎn)的降低有積極的影響；有利于落實(shí)工程總承包企業(yè)的建設(shè)責(zé)任主體地位，明確企業(yè)責(zé)任，完成設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工等階段的聯(lián)通、融合，發(fā)揮企業(yè)的技術(shù)與管理優(yōu)勢(shì)，高效組合管理、技術(shù)、資金、人力，提高項(xiàng)目質(zhì)量、效率；有利于工程總承包人才的培養(yǎng)，提高各專業(yè)人才的綜合素質(zhì)，推動(dòng)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)改革、產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型，并與國(guó)際接軌，提高我國(guó)企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；凈化市場(chǎng)，遏制發(fā)承包亂象，形成高效的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)體制。

借著我國(guó)大力推廣裝配式建筑的東風(fēng)，工程總成包模式得以迅速發(fā)展。《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)工程總承包發(fā)展的若干意見(jiàn)》指出，裝配式建筑應(yīng)當(dāng)更加積極地使用工程總承包模式[6]。

1.2 EPC工程總承包模式的應(yīng)用障礙

工程總承包模式是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在項(xiàng)目實(shí)施的各個(gè)階段都會(huì)存在諸多的問(wèn)題，比如投資風(fēng)險(xiǎn)、成本控制風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題和施工管理問(wèn)題等。下文主要分析EPC工程總承包模式在成本控制風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)計(jì)質(zhì)量控制兩個(gè)方面的問(wèn)題，得出在弱管理模式下總承包企業(yè)要承擔(dān)更大的成本控制風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)的積極性受挫，同時(shí)處理建筑信息、優(yōu)化設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題也構(gòu)成了EPC工程總承包模式的應(yīng)用障礙等結(jié)論。

1.2.1 成本控制風(fēng)險(xiǎn)

在EPC工程總承包模式下，項(xiàng)目建設(shè)方通過(guò)招標(biāo)選擇EPC工程總承包企業(yè)，將項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、試運(yùn)營(yíng)全部交由工程總承包企業(yè)負(fù)責(zé)。承包方在獲得自主權(quán)的同時(shí)也要承擔(dān)更大的成本控制風(fēng)險(xiǎn)，特別是在建設(shè)方弱管理模式下。建設(shè)方采用強(qiáng)管理模式，對(duì)承包方的設(shè)計(jì)階段干預(yù)較多，自然也分擔(dān)了承包方的風(fēng)險(xiǎn)。采用弱管理模式，放手讓承包方全權(quán)負(fù)責(zé)，則成本控制風(fēng)險(xiǎn)明顯加大，影響企業(yè)的積極性，通過(guò)限額設(shè)計(jì)進(jìn)行成本控制往往難以保證設(shè)計(jì)質(zhì)量[7]，成本控制風(fēng)險(xiǎn)大成為EPC工程總承包模式的應(yīng)用障礙。

1.2.2 設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題

設(shè)計(jì)管理是EPC項(xiàng)目管理的關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)計(jì)管理水平直接影響設(shè)計(jì)質(zhì)量，高效的設(shè)計(jì)管理是項(xiàng)目成功的保證[8]。在傳統(tǒng)的承包模式中，分階段發(fā)包的方式不利于統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，無(wú)法考慮各方的意見(jiàn)，設(shè)計(jì)的可施工性差[9]?？偝邪Ｊ角『脧浹a(bǔ)了這一缺點(diǎn)，但是EPC工程總承包項(xiàng)目的各方協(xié)調(diào)復(fù)雜，工程信息分散、量大，如何處理工程信息及利用大量的工程信息優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量成為一大問(wèn)題。

2 BIM+PDCA循環(huán)控制

2.1 BIM和PDCA循環(huán)控制

2.1.1 BIM

隨著信息技術(shù)的提升，以及建筑信息模型在工程中的不斷實(shí)踐和優(yōu)化，BIM技術(shù)已經(jīng)成為改變傳統(tǒng)建筑模式的“催化劑”。2D CAD技術(shù)應(yīng)用在各個(gè)較小部分的活動(dòng)以及項(xiàng)目之間的合作是積極高效的，但是從整體上看，其效率仍需優(yōu)化[10]。研究證明，只有BIM技術(shù)適合集成化設(shè)計(jì)[11]。BIM的應(yīng)用對(duì)于處理大量的建筑信息以及優(yōu)化設(shè)計(jì)都是積極的。BIM技術(shù)正在不斷優(yōu)化，對(duì)于設(shè)計(jì)方來(lái)說(shuō)，信息檢索、協(xié)同工作和三維可視化都有明顯的好處[12]。組織在BIM協(xié)同管理中是最為重要的因素[13]，只有組織結(jié)構(gòu)合理，BIM的協(xié)同管理才能在設(shè)計(jì)質(zhì)量控制方面大放異彩。

2.1.2 PDCA循環(huán)控制

全面質(zhì)量管理是有效的現(xiàn)代質(zhì)量管理方法，PDCA循環(huán)控制法是有效的全面質(zhì)量管理方法[14]。PDCA循環(huán)控制法的4個(gè)過(guò)程分別為：計(jì)劃(Plan)-做(Do)-檢查(Check)-行動(dòng)(Act)?！坝?jì)劃”階段主要是評(píng)估目前的情況，并選擇一個(gè)具體的問(wèn)題，記錄具體的原因以供后續(xù)選擇問(wèn)題；“做”階段的主要工作是找出最根本的原因，列出潛在解決方案并且付諸實(shí)施；“檢查”階段要評(píng)估解決方案的實(shí)施成效，并在最高的層級(jí)上預(yù)防錯(cuò)誤，建立標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)對(duì)策略；“行動(dòng)”階段，應(yīng)形成一份報(bào)告，做出下一輪的計(jì)劃方案，找到仍然存在的問(wèn)題，并根據(jù)產(chǎn)生的效果跟進(jìn)調(diào)整。具體的PDCA循環(huán)控制方法與設(shè)計(jì)過(guò)程的結(jié)合如圖1所示。PDCA循環(huán)在施工過(guò)程領(lǐng)域的質(zhì)量控制應(yīng)用廣泛，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中的研究比較少見(jiàn)[15]。質(zhì)量設(shè)計(jì)是一個(gè)過(guò)程，一項(xiàng)設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)策劃、設(shè)計(jì)實(shí)施、設(shè)計(jì)檢查、設(shè)計(jì)完善幾個(gè)過(guò)程。應(yīng)用PDCA循環(huán)法比較契合設(shè)計(jì)過(guò)程，能夠充分發(fā)揮PDCA循環(huán)法螺旋上升、不斷改進(jìn)的優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

圖1 PDCA循環(huán)控制圖

2.2 BIM+PDCA循環(huán)控制模式

從前文EPC工程總承包模式的推廣的必要性分析中發(fā)現(xiàn)，EPC工程總承包模式優(yōu)勢(shì)突出，也是未來(lái)我國(guó)建筑承包模式的主流方向，有利于整合資源，提升企業(yè)的整體實(shí)力。但是其應(yīng)用障礙也很突出，EPC工程總承包模式的綜合性與復(fù)雜性要求企業(yè)有良好的信息應(yīng)用能力。BIM的應(yīng)用提供了借鑒，針對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量在工程總承包模式中的突出地位，本文提出BIM+PDCA循環(huán)控制的模式，具體運(yùn)作過(guò)程如圖2所示。

圖2 BIM+PDCA循環(huán)控制系統(tǒng)運(yùn)行圖

2.2.1 BIM+PDCA循環(huán)控制模式與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)系

在BIM+PDCA循環(huán)控制模式中，BIM居于核心地位，PDCA循環(huán)控制法是一種手段。基于建筑信息模型的設(shè)計(jì)不可避免地要吸取傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中有用的理念，融合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，讓傳統(tǒng)設(shè)計(jì)助力于BIM設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)向BIM設(shè)計(jì)的平滑過(guò)渡[16]。BIM信息庫(kù)的建立，可以為設(shè)計(jì)方收集有關(guān)各方的建筑信息，并對(duì)信息加以分類、整合、存儲(chǔ)、備用，必要時(shí)還可以對(duì)信息進(jìn)行處理，建筑信息的整合為設(shè)計(jì)方提供了設(shè)計(jì)可施工性的保障。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，BIM在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面有更深的造詣。結(jié)合PDCA循環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)PDCA循環(huán)螺旋上升的優(yōu)化模式，對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升產(chǎn)生明顯的增益效果。

2.2.2 BIM+PDCA循環(huán)控制模式各階段設(shè)計(jì)的運(yùn)行要點(diǎn)

在策劃階段，BIM平臺(tái)發(fā)揮信息完備性的特點(diǎn)，為設(shè)計(jì)策劃提供信息與協(xié)調(diào)保障，制定出更加符合業(yè)主期望的設(shè)計(jì)方案；在實(shí)施階段，BIM的可視化設(shè)計(jì)大大增加了有別于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的互動(dòng)性以及反饋性，使得設(shè)計(jì)更加貼近施工，而且設(shè)計(jì)更加流暢，設(shè)計(jì)者體驗(yàn)更佳；在檢查階段，利用BIM的碰撞檢驗(yàn)，檢查設(shè)計(jì)中可能存在的碰撞問(wèn)題，利用BIM的4D(三維空間與時(shí)間維度結(jié)合)模擬施工技術(shù)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中不合理的地方；在行動(dòng)階段，對(duì)檢查之中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題加以改正，同時(shí)針對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題形成方案，重復(fù)執(zhí)行PDCA循環(huán)過(guò)程，直到滿足設(shè)計(jì)可施工性。設(shè)計(jì)完成后，要將本次設(shè)計(jì)備案，建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，沉淀設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為下一次設(shè)計(jì)提供參考，最大化BIM+PDCA循環(huán)控制模式的螺旋上升的控制作用。

2.2.3 BIM+PDCA循環(huán)控制模式成功運(yùn)行的關(guān)鍵控制點(diǎn)

(1)充分發(fā)揮BIM平臺(tái)的作用。BIM建筑信息模型在該模式中居于核心地位，正確并充分地發(fā)揮平臺(tái)的作用對(duì)模式運(yùn)行成功起到關(guān)鍵作用。這就要求平臺(tái)的管理人員以及信息收集與處理人員能夠全面收集建筑信息，有重點(diǎn)地對(duì)建筑信息進(jìn)行分類。對(duì)內(nèi)外部環(huán)境變化建立敏感性，搭建信息與設(shè)計(jì)工作之間的橋梁，使信息與設(shè)計(jì)工作之間形成反饋機(jī)制，同時(shí)對(duì)于過(guò)往的設(shè)計(jì)案例中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)有所把握，建立新舊項(xiàng)目之間的聯(lián)系，充分利用其龐大的信息庫(kù)指導(dǎo)設(shè)計(jì)。

(2)重視過(guò)程控制與各方參與。把設(shè)計(jì)作為一個(gè)過(guò)程進(jìn)行過(guò)程控制是本模式的指導(dǎo)思想，各方參與更是模式的精髓所在。以BIM平臺(tái)為核心，匯聚利益相關(guān)方的意見(jiàn)建議，從設(shè)計(jì)源頭上照顧各方的核心關(guān)切，并通過(guò)PDCA循環(huán)控制優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效減少設(shè)計(jì)變更，提高設(shè)計(jì)的可施工性，整體提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3 提高EPC工程總承包模式設(shè)計(jì)質(zhì)量的建議

3.1 設(shè)計(jì)單位要端正思想

部分設(shè)計(jì)人員仍然堅(jiān)持傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)，在接受新鮮事物、學(xué)習(xí)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)技術(shù)方面動(dòng)力不足，限制了能力的提升。企業(yè)應(yīng)該形成獎(jiǎng)勵(lì)制度，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)，形成學(xué)習(xí)型的組織文化，淘汰陳舊的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，鼓勵(lì)進(jìn)行三維甚至是N維設(shè)計(jì)。

3.2 合理配置資源，加大資金投入

企業(yè)要獲取持續(xù)發(fā)展，必須進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，加大在BIM平臺(tái)建設(shè)及人才引進(jìn)方面的投入力度，將資金用在“刀刃”上。建立完善的信息平臺(tái)，組建完整的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，在短期來(lái)看是存在壓力的，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，誰(shuí)占據(jù)了技術(shù)層面的先機(jī)，誰(shuí)就掌控了市場(chǎng)的先機(jī)。

3.3 做好各方的溝通與協(xié)調(diào)

EPC總承包模式的優(yōu)勢(shì)是在總承包企業(yè)的管理下，各方能夠?qū)崿F(xiàn)相互協(xié)調(diào)，避免推諉、掣肘現(xiàn)象的產(chǎn)生；能夠組織、協(xié)調(diào)好各方利益，使各方能力得到充分發(fā)揮。例如，采購(gòu)方和施工方能夠配合設(shè)計(jì)方，提供設(shè)計(jì)方需要的信息與便利，有助于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.4 真正做到設(shè)計(jì)先導(dǎo)

EPC總承包項(xiàng)目工程總承包方要承擔(dān)更大的風(fēng)險(xiǎn)，以設(shè)計(jì)為先導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的重要性，并從上到下貫徹實(shí)施這一理念。設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，對(duì)于承包方的成本控制是積極的，設(shè)計(jì)方案的明確性有助于承包方把控成本。同時(shí)，設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升，將大大減少變更、返工，有助于加快施工進(jìn)度，節(jié)約資源，降低成本。

3.5 意識(shí)到信息的重要性

在信息社會(huì)中，誰(shuí)掌握了一手信息，誰(shuí)就掌握了主動(dòng)。從企業(yè)高層到普通職工，都要意識(shí)到信息的重要性，要充分利用BIM建筑信息模型掌控信息，加大BIM技術(shù)人才儲(chǔ)備，充分利用BIM模型，助推設(shè)計(jì)質(zhì)量提升。

3.6 運(yùn)用好過(guò)程控制

提升設(shè)計(jì)過(guò)程意識(shí)，把握設(shè)計(jì)各過(guò)程的特點(diǎn)，運(yùn)用過(guò)程控制方法，對(duì)本文提出的BIM+PDCA循環(huán)控制模型進(jìn)行把握，運(yùn)用到EPC工程總承包模式的設(shè)計(jì)階段，將大大提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)EPC工程總承包模式中設(shè)計(jì)質(zhì)量短板這一應(yīng)用障礙，本文分析了BIM建筑信息模型與PDCA循環(huán)控制在設(shè)計(jì)質(zhì)量方面的積極作用，發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)合對(duì)于提升設(shè)計(jì)質(zhì)量大有裨益。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM+PDCA循環(huán)控制模式也將日趨完善，在提升設(shè)計(jì)質(zhì)量、推廣EPC工程總承包模式方面發(fā)揮更大的作用，助力我國(guó)裝配式建筑的發(fā)展。