基于BIM技術(shù)的EPC工程項目協(xié)同管理研究*

李松波 谷偉 喬夢甜

1. 嘉興職業(yè)技術(shù)學院 浙江 嘉興 314036；2. 浙江利恩工程設(shè)計咨詢有限公司 浙江 嘉興 314000

引言

隨著現(xiàn)代社會信息技術(shù)的快速發(fā)展，帶動了傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)向數(shù)字化方向發(fā)展，逐步實現(xiàn)了建筑產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化。現(xiàn)代化的建筑產(chǎn)業(yè)要求建筑工程的全生命周期實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、信息化的管理，大幅提升建造水平，打造高性價比的建筑產(chǎn)品。建筑業(yè)中的EPC總承包管理模式廣泛應(yīng)用于中大型工程項目，承擔了工程項目的勘察設(shè)計、工程施工、設(shè)備及材料采購工作，并對建筑工程的資金使用、進度安排、安全管理和質(zhì)量控制等全面負責。EPC管理模式涉及的關(guān)聯(lián)單位眾多，管理復雜，要確保工程的高效率運轉(zhuǎn)就需要工程信息的快速交流，基于BIM技術(shù)搭建的平臺可滿足各參建單位信息的快速共享，實現(xiàn)工程項目的高效管理[1-3]。

1 EPC項目管理模式主要特點

在建筑行業(yè)承包模式中，主要包含了DBB模式（設(shè)計、投標、建造）、CM模式（邊設(shè)計、邊施工）以及EPC總承包模式。DBB模式是一種傳統(tǒng)的承包模式，主要特點是工程建設(shè)循序漸進，在完成前一個階段的任務(wù)后，后一個階段任務(wù)再開始進行，適用于工期較為寬松的工程，這也導致建設(shè)方投資成本較大從而承受較大的資金風險，而在建造過程中，施工單位無法參與設(shè)計單位的工程設(shè)計流程，導致施工過程中工程變更較多，設(shè)計內(nèi)容落地困難，出現(xiàn)索賠的概率更大，出現(xiàn)質(zhì)量事故后也會出現(xiàn)追責不清問題，使得工程在造價、進度、質(zhì)量安全等方面面臨較多問題；CM模式又稱為分階段發(fā)包方式或快速軌道方式，它是由業(yè)主委托CM單位并以承包商的身份，采取有條件的“邊設(shè)計、邊施工”，著眼于縮短工程項目周期，提高生產(chǎn)組織效率，優(yōu)化設(shè)計減少工程變更，一般以“成本+利潤”的方式按每個單項工程與承包商分別簽訂合同。EPC模式與以上兩種承包模式有很大的不同，其主要區(qū)別如表1所示。

表1 傳統(tǒng)模式與EPC模式對比

通過以上對比可知，EPC模式比傳統(tǒng)模式具有較多的優(yōu)勢，首先對于建設(shè)方來講EPC模式具有招標簡單、合同關(guān)系明了、組織協(xié)調(diào)少的特點。這能讓建設(shè)方從大量的對接工作中解脫出來，把主要精力用于項目的總體把控上，減少了中間環(huán)節(jié)，提升了信息溝通效率，并能站在工程項目共同利益上協(xié)調(diào)各參建方，提升工程價值。其次，EPC模式可以優(yōu)化項目施工工期，減少工程變更。EPC模式中各建設(shè)階段可交叉進行，在設(shè)計階段就可考慮工程所需采購的設(shè)備型號、材料供給數(shù)量以及施工過程中容易出現(xiàn)的問題，減少了工程變更的風險，優(yōu)化了施工工期。最后，EPC模式可有效控制建設(shè)成本，提升工程價值。建設(shè)方與總承包簽訂一次合同，實行總價合同，無須支付索賠和額外的工程費用，總承包則負責各建設(shè)階段的工程進度、質(zhì)量、安全、資金使用等，有利于提升總承包商的主觀能動性，全面把控工程勘察設(shè)計、采購、施工的全過程，實現(xiàn)各階段合理銜接和充分配合，提升工程建設(shè)質(zhì)量[4]。

2 BIM技術(shù)在EPC項目中的應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)主要應(yīng)用特點

BIM技術(shù)是基于3D可視模型為基礎(chǔ)的新型信息化技術(shù)，它能貫穿于工程項目的可行性研究、勘察設(shè)計、物資采購、施工管理、維護運營等工程項目過程的全生命周期，運用其信息快速共享、模型聯(lián)動修改、專業(yè)間碰撞檢測、建筑性能優(yōu)化等特點實現(xiàn)工程項目的平臺管理，提升工程項目整體效益。與BIM技術(shù)相關(guān)軟件的主要類型與專業(yè)功能，如圖1、表2所示。

圖1 BIM技術(shù)常用軟件類型

表2 BIM技術(shù)軟件專業(yè)功能

2.2 基于BIM技術(shù)的EPC項目設(shè)計階段協(xié)同管理過程

在工程項目的整個建造過程中，設(shè)計費用所占比例并不高，但因其是整個項目的開始階段，對于工程項目整體造價的影響是巨大的，有關(guān)資料表明設(shè)計階段對于整個工程的造價影響高達75%，而施工階段對于工程總造價的影響僅占5%～10%，因此做好設(shè)計階段的工作至關(guān)重要。

基于BIM技術(shù)的EPC項目設(shè)計階段協(xié)同管理過程是要保持各參建單位的密切聯(lián)系，以BIM技術(shù)平臺為依托，將施工單位和生產(chǎn)單位的意見反饋到設(shè)計階段，形成共建共享的互動模式。設(shè)計階段各專業(yè)將盡可能地減少“窩工”時間，及時進行穿插工作，將建筑工程、結(jié)構(gòu)工程、消防工程、建筑給排水、電氣工程、暖通通風工程、裝飾工程、幕墻工程等專業(yè)進行協(xié)同設(shè)計，拓寬信息傳遞、轉(zhuǎn)換和共享的通道，真正實現(xiàn)信息傳遞的準確性和一致性，有效避免各專業(yè)間因協(xié)作不當而引起的錯誤、沖突和不足[5]。

EPC項目的建設(shè)規(guī)模一般都很大，外觀設(shè)計也較為復雜，包含了海量的工程圖紙，任何一個細節(jié)的修改都可能會影響到其他部位或?qū)I(yè)的修改，BIM技術(shù)平臺的參數(shù)化設(shè)計可以有效地進行動態(tài)調(diào)整相關(guān)變化，當某一處細節(jié)修改后，與該模型關(guān)聯(lián)的所有參數(shù)都會發(fā)生相應(yīng)的變化，從而創(chuàng)建一個新的模型，提高了模型修改的速度和準確性，極大地提升了工作效率[6]。在各專業(yè)完成設(shè)計以后，BIM平臺可以進行三維空間展示，設(shè)計人員可以直觀地觀察各專業(yè)的空間位置關(guān)系是否合理，并通過動漫模擬碰撞檢測相關(guān)碰撞點的位置和數(shù)量，及時對其進行修改和優(yōu)化，提升工程設(shè)計質(zhì)量。設(shè)計階段BIM技術(shù)應(yīng)用如圖2所示。

圖2 設(shè)計階段BIM技術(shù)應(yīng)用

2.3 基于BIM技術(shù)的EPC項目采購階段協(xié)同管理過程

EPC項目中的物資和設(shè)備采購貫穿于整個項目實施過程，其資金投入比例較大，所購材料和設(shè)備的質(zhì)量對項目的最終效益有巨大的影響，因此做好采購工作尤為重要。傳統(tǒng)的招標采購方式由于信息化程度較低，存在招標過程不透明和物資采購質(zhì)量、數(shù)量控制不足的缺點，而且建設(shè)方或施工方在編制工程量清單的過程中存在對設(shè)計方圖紙、方案理解不清的情況，所建模型精細度不夠，漏項、錯項的情況大量存在，導致后期的索賠事件時有發(fā)生，對于投資方的資金控制極為不利，因此需要在EPC物資采購過程中運用新的技術(shù)手段和信息化管理方式，提升物資采購的準確性和透明度。

將BIM技術(shù)應(yīng)用于EPC項目的物資采購過程可極大地提升招標過程中的技術(shù)含量，優(yōu)化招標采購流程，對構(gòu)建、材料、設(shè)備等物料實行規(guī)范化和標準化管理，提升物資采購的精確性和針對性，做到物料“物有所值和物盡其用”?；贐IM技術(shù)平臺首先可使招標人利用設(shè)計單位所提的BIM模型對工程項目的工程量進行準確、高效的統(tǒng)計，并能對所需構(gòu)件、設(shè)備和材料的規(guī)格、型號及數(shù)量編制較為詳細的工程量清單；其次參建方可在BIM技術(shù)平臺中實現(xiàn)工程項目動畫模擬施工，找到施工過程中進度、物資采購等不合理之處，減少后期施工中的不合理交叉，提升工程的精細化管理；最后參建方可在BIM技術(shù)平臺的數(shù)據(jù)庫中隨時查看工程項目進度狀況和物資使用成本，隨時對項目所用的設(shè)備數(shù)量、構(gòu)件種類、材料規(guī)格和成本進行動態(tài)監(jiān)測，并與進度計劃相比較找到施工過程中的偏差，利用因素分析法、相關(guān)比率法等成本分析方法找到偏差原因及時糾偏，提供物資使用效率，節(jié)約工程成本，提升項目綜合效益[7]。

2.4 基于BIM技術(shù)的EPC項目施工階段協(xié)同管理過程

施工階段是保證工程項目質(zhì)量最關(guān)鍵的階段，傳統(tǒng)的施工過程中對于項目負責人和現(xiàn)場施工人員的職業(yè)素質(zhì)要求很高，但時常會出現(xiàn)由于施工人員水平不足，導致對設(shè)計圖紙理解不清的狀況下而盲目施工，特別是對關(guān)鍵節(jié)點和重要分部分項工程的理解難以達到設(shè)計意圖所需的深度，使得工程項目在施工過程中難以嚴格按圖施工，造成工程項目資金、進度、物資材料等的浪費，再加之施工階段周期長、工藝復雜、專業(yè)交叉多、不確定性因素多，使投資方存在巨大的工程風險，容易蒙受巨大損失，因此施工過程需要加強管理，提升信息化水平。

BIM技術(shù)在EPC項目的施工階段有極大的使用價值，通過BIM數(shù)據(jù)平臺將施工過程中的信息整合到整個建造過程之中，實現(xiàn)工程項目的施工進度、成本控制、質(zhì)量控制、物資使用、人員配合等方面的全方位協(xié)同管理，提升信息傳遞的快捷性和準確性[8]。BIM技術(shù)的應(yīng)用貫穿于整個施工階段，首先在施工準備階段根據(jù)現(xiàn)場施工條件，結(jié)合安全文明施工要求合理安排施工場地的空間布局，合理分配原材料、半成品、周轉(zhuǎn)材料的堆放區(qū)以及加工區(qū)，設(shè)置合理的辦公區(qū)、施工區(qū)和生活區(qū)，規(guī)劃廠區(qū)通行線路，減少二次搬運，滿足施工要求。其次在施工階段可對各專業(yè)施工工程進行精細化應(yīng)用，如在復雜的鋼筋節(jié)點處可運用三維的可視化功能讓施工人員直觀地看到鋼筋的排布情況和施工順序，實現(xiàn)節(jié)點處的精準下料；在機電專業(yè)中涉及給排水、電氣、暖通空調(diào)等多專業(yè)協(xié)作的問題，管道數(shù)量多且協(xié)調(diào)難度大，運用三維機電模型可有效輔助復雜區(qū)域的施工過程，對預埋件和管道布局提前設(shè)計，優(yōu)化管道排布方式，建立全尺寸設(shè)備三維模型的構(gòu)件庫，并在正式施工前進行各專業(yè)的碰撞測試，并輸出碰撞檢查報告，優(yōu)化施工流程，極大地提升了施工質(zhì)量和協(xié)同效率。最后利用BIM技術(shù)信息傳遞準確性的特點對工程項目模型進行工程量統(tǒng)計，保證了各專業(yè)算量的統(tǒng)一性，且能在工程變更后快速修改模型，及時反饋工程量的變化，實現(xiàn)工程量的動態(tài)精確控制。

3 結(jié)束語

在EPC項目中，基于BIM技術(shù)的協(xié)同管理過程不是簡單地將各參建方的職責進行混合后再分配，而是以BIM技術(shù)平臺為依托，搭建了可實現(xiàn)各參建方協(xié)作的信息管理平臺，對原有的工作流程和工作任務(wù)進行信息化管理，明確工作任務(wù)，共同發(fā)展并解決各工作階段的主要問題，為工程項目的整體價值增益。BIM技術(shù)的發(fā)展日新月異，在工程項目中的應(yīng)用也將越來越廣泛，深入研究BIM技術(shù)和工程項目建設(shè)結(jié)合的優(yōu)勢將加快信息化建筑的發(fā)展速度和規(guī)模，為智能建造提供更廣闊的空間。