工程总承包项目设计管理探讨

2018-04-19彭桂平郭霁月袁竞峰

项目管理技术 2018年4期

彭桂平郭霁月袁竞峰

(1.华信咨询设计研究院有限公司，浙江杭州 310014;2.东南大学土木工程学院建设与房地产系，江苏南京 211189)

0 引言

工程总承包(EPC)是指业主与总承包商签订合同，委托总承包商负责包括设计、采购、施工、试运行等全过程在内的一种工程承包模式[1]。EPC模式自20世纪60年代起源于美国，目前已成为国际主流的工程项目承包方式[2]。在我国，自20世纪80年代中期开始推广EPC模式，至今已经历了30多年的发展。由于EPC模式仅通过单一承包方对整个工程项目实行策划、管理和具体实施，因此使工程项目的各阶段具有连贯性和可控性，从而可防止设计与施工之间的责任推诿等各种问题，对提高工程质量，缩短建设周期，降低工程费用起到了强有力的管控作用[3]。此外，随着国家政策的大力支持，越来越多的设计企业开始转型，正积极开展工程总承包业务。

我国设计企业基本沿用了20世纪50年代形成的苏联模式，即设计企业作为独立的设计机构存在，与工程的其他要素没有直接的生产关系和联系。在此模式下设计工作主要是提供设计图和相关技术服务，但技术服务主要体现在设计图交底和设计变更上，并没有真正发挥设计对整个工程的技术支撑作用。而EPC项目中设计是龙头，对整个项目的效益有着直接的影响，设计工作既包括为整个项目提供设计图和技术文件等核心技术产品，为其他要素提供必须执行和依据的规范和标准[4]，同时又是唯一贯穿项目全过程的要素。EPC项目的设计管理需从设计阶段延伸到项目建设的全过程，更加关注设计与施工、采购的合理搭接，强调项目的经济性，并通过设计优化管理而达到节约成本的目的[5]。总承包商设计管理的水平成为决定项目能否成功的关键因素，其目标是从设计方面入手，实现总包项目设计、采购、施工的协同管理，增强对施工技术和设备制造领域的研究，进而满足EPC项目设计变更少、整体工期快的需求[6]。可以说，设计管理能力是EPC项目成败的关键，直接影响整个项目的效益。

1 EPC模式的设计管理研究现状

1.1 EPC模式基础理论研究

目前国内关于EPC模式的研究主要集中在该模式的定义特点、合同特征、应用优化和风险管理等方面。

田威提出EPC模式的适用类型主要为大型复杂的生产型项目，技术含量高的项目以及特殊性项目，并指出EPC合同最大的特点是固定总价[7]。蔡广毡等从交易成本角度出发，对EPC模式与传统模式进行了比较分析，认为EPC模式下监督成本与协调成本虽然可以降低，但缔约成本的不确定性大大增加[8]，因此并非所有项目都适用于EPC模式。孟宪海等分别从业主和承包商的角度分析了其所面临的风险及可能采取的应对措施，并在此基础上提出了业主选择承包商的具体程序[9]。张崇涛基于EPC模式的特点对EPC项目各个阶段的风险进行了分析，并给出了相对的风险应对建议[10]。

1.2 EPC模式下设计管理的特点研究

EPC模式下的设计管理不仅指总承包商内部的设计管理，而且还包括总承包商与项目参与方之间的设计管理[11]。EPC模式下的设计管理主要存在以下几个特点。

1.2.1 设计工作贯穿全过程

在EPC模式下，项目的设计工作贯穿了从设计采购到施工运营的全部阶段，涵盖了项目的全生命周期。在设计阶段，承包商需要考虑后期采购阶段与施工阶段的工作，在设计管理工作中把整个工程划分为若干标段，即不同材料设备的技术文件包(Engineering Requisition,ER)，而不是等到整个设计完成后才开始进行采购施工[12]。由此实现设计与采购施工的合理搭接与深度交叉，达到缩短工期的目的。

1.2.2 设计费用占比有限

设计费用在EPC总承包合同中所占的比例普遍偏低。一般国内公司的设计费用甚至不足2%，这是因为目前EPC项目的设计费用的计算仍然是按照人工时费用进行的[6]。但是，当EPC项目中出现一些需要知识产权或者专利权的较为复杂的工艺技术时，这笔专利技术费用就可以计入总承包商的设计费用，往往会显著提高设计费用在工程预算中所占的比例。

1.2.3 设计不确定带来高风险

在EPC模式下，业主在招标阶段仅提供对项目的预期目标和功能的要求，并未给出详细设计图，同时EPC项目往往具有规模较大、专业技术要求较高的特点，因此承包商在设计阶段必须对项目所需的主要材料设备进行尽可能准确的估量。一方面，如果工作量估量偏高，必然会带来更高的投标价格，进而可能导致投标失败；另一方面，工作量偏低时，虽然会降低投标价格，但在项目实施过程中却可能带来更高的成本和工期风险[13]。

2 EPC模式与传统模式在设计管理上的区别

2.1 设计管理理念的转变

设计管理环节作为工程全生命周期管理的一个环节，在传统模式下设计与采购、施工是脱节的。设计人员仅仅关注项目的设计，交付设计图即认为设计任务已经完成，在设计阶段鲜有机会与施工方对接，对工程后续的采购、施工、投产使用阶段可能出现的问题往往欠缺统筹考虑。而EPC模式下则要求设计人员必须具备站在工程总承包方立场上去处理问题的能力，将设计理念延伸到项目建设全过程，不仅需要为整个项目提供设计图和技术文件，而且还要在项目的实施过程中为采购、施工和调试等活动提供强有力的技术支持和服务[14]。

传统模式下设计图的审查工作，包括设计人员的自查、设计负责人的审查、政府部门的行政审查以及在工程开工前对设计图的施工图会审。通过多个层次全方位的审查，避免设计失误出现的“错、漏、碰、缺”而影响工程施工。EPC模式下承包商需要对项目全生命周期负责，从项目设计开始，直至项目结束，一旦设计资料审查出现失误，给承包商自身带来的经济效益影响将更为直接。因此，EPC模式下要求总承包商在设计资料审查过程中更加慎重[15]。审查内容不仅要包括设计技术的可行性，而且还要对项目选用材料是否经济、施工手段是否合理等方面进行分析。前期充分详细的设计图审查能够大大缩减返工数量，进而减少工程延期的风险，避免出现材料过度浪费的现象，对节约工程成本有很大帮助。

除了对设计成果进行审查以外，EPC项目中的设计审查还需要重点关注设计过程的质量控制，包括设计前期设计人员的资格是否符合要求、设计标准的选取是否统一，以及设计开工报告是否通过；设计过程的中间评审、分级评审、文件校审会签以及设计更改和输入输出的控制[16]。通过规范的设计管理流程和制度提高设计成果的一次性出图质量，以便及早发现并解决问题，避免后期产生大量设计修改工作。

2.2 设计管理流程的变化

EPC模式与传统模式的设计工作流程不同，原本“先设计后施工”的工序不再采用，而是设计、采购、施工三位一体，相互交叉，因此EPC项目需要多专业协同才能完成。设计工作贯穿于项目的整个过程，而不是传统意义上的三段式，即方案设计、初步设计、施工图设计管理。EPC项目的设计管理是一个循环的过程：“设计(计划)—实施—修正—再设计(计划)……”[17]。如图1所示，EPC模式下设计管理的工作流程分为6步[18]：一是确定设计要求，即设计手册确定各个专业的设计参数、设计程序等要求，并经业主批准后发布实施。二是安排设计工作计划，主要包括里程碑计划、设计图目录清单计划等，由设计人员负责确认计划之间的逻辑关系和时间安排。三是进行设计并提交设计文件，按照业主批准的版次划分编制设计图。四是检查审核设计文件的正确性，首先，承包商内部审核，主要包括专业内部三级审核和跨专业间设计审核；其次，还要由业主进行审核。五是完成最终设计提交文件，即业主批准的设计图文件，但需要注意的是业主的审核批准并不意味着承包商对设计工作的正确性和完整性不再承担责任[19]。六是对已完成的工作进行评估。

以BIM为主的各类模拟仿真技术的广泛使用，使工程的设计重心逐渐前移，特别是BIM技术实现了多专业协同审查，取代了传统的设、校、审过程[20]。基于BIM技术等，设计人员可以高效地对比分析施工工序的合理性，实现施工进度的模拟和控制，检验进度计划的可操作性，还可以对施工空间规划、机械配置、材料供应等进行优化分析[21]，有效提高EPC模式的设计管理水平，真正实现设计管理对整个施工过程的控制作用。

图1 EPC模式下设计管理工作流程

2.3 设计管理组织的不同

组织架构是为了明确各部门、各分包商的权责关系，分工明确、职责清晰的组织架构是保障项目顺利运行的前提条件。EPC项目为了实现工程“交钥匙”的目标，设计工作更多地需要与项目管理相结合，加强对项目的质量、进度、成本和安全等方面的管控，为此要求设计尽可能地精细化、定量化。此时传统模式中相对清晰的设计与管理的界面变得更为模糊。因此，传统模式下各专业的组织已不再适用于EPC项目。对于EPC模式下的设计管理组织模型的设计，以英国国家标准(BSI)为例，其提出总承包模式下设计管理的层次模型，主要分为以下几步：设计标准的制定；设计预算和成本控制；设计质量监督与控制；设计项目及项目管理的组织评估等内容[14]。在深化设计管理组织的过程中，也可以参照项目管理体系，保障其控制目标的实现。传统模式与EPC模式下设计管理的对比见表1。

为保证对设计管理工作的组织架构起到良好的协调作用，实现顺畅的沟通，常用的组织模式有以下两种：矩阵型职能部门式和任务队型[22]。其中，任务队型设计组织结构是目前国际工程项目中普遍接受的一种形式，这种组织形式将项目设计所涉及的全部专业人员集中在一个专门的设计团队中，从项目设计直到竣工验收阶段都由这些核心人员负责项目的设计优化等工作，从而实现高效直接的沟通协调职能，其组织结构示意见图2。

表1 传统模式和EPC模式下设计管理的优劣势对比和风险分析

图2 任务队型设计组织结构示意图

3 EPC项目中设计管理的工作要点

3.1 制定规范可行的设计管理流程

EPC项目的设计工作一般是在业主提出的建设规模、建设标准、投资限额和功能需求等基础上完成的。为最大限度地满足业主要求，设计工作应在方案、材料、设备等方面尽量与施工实际相结合。现有的工程项目中各专业设计图的碰撞打架现象比较常见，比如工程管网布置时需要综合考虑室内消防给水、雨水排水、强弱电桥架、照明及应急灯具、通风管道等一系列管网，如果各专业设计过程中没能遵循一个统一的流程，后期则容易出现交错、引起变更，直接对项目造价产生不利影响[23]。

规范可行的设计流程是推动EPC设计工作顺利进行的制度保证。按照流程运行，可以保证设计过程中设计信息和后续采购、施工信息的传递顺畅，有效地避免项目机电洞口留错、管线之间的碰撞、设计装饰与采购设备的冲突等错误的发生，将可能存在的变更风险在设计阶段予以完善。因此，良好的设计管理流程可减少项目设计变更，加快设计速度，继而提高整体工期。

特别是对于某些特大型的EPC项目，其设计种类多样、任务繁重，总承包商难以在规定时间内完成全部的工作，因此部分专业可能会交由具备采购和专业施工能力的分包商负责，此时分包商也将参与到项目设计的过程中。其中错综复杂的利益关系为总承包商的项目设计工作的组织管理带来很多不确定性和干扰因素，因此需要根据项目的具体特点和分包商的实际情况制定设计管理流程[24]。

当前多数设计人员为减少工作量，习惯于选用标准图集。但图集过期导致与施工要求不符的现象却屡见不鲜。因此，建议设计时用文字及节点明确的做法，尽量少引用图集，工程做法需根据工程的实际情况充分考虑施工的便利性和经济性；确实需要引用图集时，须将图集中的工程做法直接用文字表述在设计图上，便于清单编制及现场按图施工，减少总承包企业内部引起的变更。设计企业应在综合多个项目设计成果的基础上，提炼出各专业的统一技术标准和技术措施，对于各专业做法和节点，形成企业标准和图库，一方面，提高施工图设计的质量；另一方面，提高设计的工作效率，减少重复劳动。

3.2 做好设计与采购的衔接

采购工作为工程施工的物质基础，是项目管理的要点之一，对设备和材料的要求会因不同项目而出现较大差异，因此采购工作存在很强的差异性。设计还将对材料和设备采购起指导作用，设备材料选型不当将直接影响项目的实施进度和效益。在EPC项目执行过程中，必须对项目所采用的全部材料设备编制详细的规范数据表，并交由业主审核，审核通过，方可进行采购[25]。因此，承包商需面临较大的挑战和风险，设计和采购之间的衔接失误将给工程的施工进度和项目的整体质量带来不利影响。笔者负责的某EPC项目中就出现过因设计选择的砌体材料在工程所在地无法采购且不能满足当地节能规定，而导致设计变更，最终使得项目工期延误。故在设计过程中需充分了解相关设备和材料的技术标准、市场供应、政府限制情况等信息，做好设计与采购工作的对接。

采购管理中容易出现的另一个问题是采购文件在设计和供货商之间的传递过程周期长，反复次数多[26]。对于需采购大型设备的项目来说，其设计工作可能要等设备确定之后才能开展。为掌握和督促采购进度，必须推行以采购工作为中心、设计与采购有机结合的标准化管理。为保障项目按时完工，首先，应在安排工程进度计划时就让二者同时开展，统一安排；其次，提前获取工程项目所需的关键材料设备的购买信息，特别是对项目本身起到关键性作用的长周期设备应提前确定购买，在设备确定的情况下有针对性地进行项目设计工作；最后，形成内部采购管理体系，包括对供应商调研、采购计划、物资采购、运输、检验和保管等环节进行控制，实现高效的采购管理工作。

在EPC项目实施过程中，通常由设计人员提交工程所需的材料设备清单，采购人员审核后转给项目供货商，供货商据此提交投标文件，再次交给设计人员进行技术评价，即技术澄清。完成技术澄清步骤后，由负责设计的分包商向总承包商报告供货商投标文件是否可以接受[27]。为有效监控所有材料的技术评价状态，加快采购进度，总承包商应要求设计分包商定期详细汇报评价状态，做到早发现问题早及时解决。如某EPC项目就曾出现过因设计人员对设备参数不了解，出现设计的电梯井道尺寸不足，以及电梯机房无上人楼梯等缺陷，而引起设计更改及返工，因此这一问题应引起足够重视。EPC项目的特点决定了总承包商应该充分发挥其在项目整体协调方面的优势，打破常规的先设计后采购的建设模式，将设计与采购融合，保证整体工程的建设进度。

3.3 从全生命周期角度考虑设计工作

EPC项目通常为大型项目，具备工期长、工序复杂、施工时间短、成本控制严格等特征，设计管理在项目全生命周期内往往起到主导作用，设计管理工作与采购、施工的协同是EPC项目能否顺利实施的关键因素。因此，要求设计人员从项目的全生命周期出发，从设计源头控制投资费用，加强设计阶段对项目投资的控制[10]。EPC项目中标后，设计人员需要对招投标过程相关文件的各类澄清和承诺认真学习掌握，同时将投标报价的工作量详细分解到各专业，使限额设计贯穿于整个施工图设计中。

在项目实施过程中，承包商有权根据自身经验进行设计、采购和施工管理工作，但是无论如何工程项目本身不能脱离合同中业主所要求达到的标准。EPC模式下项目的工期和投资要求较传统模式更为严格，这就要求设计团队不仅只关注项目的设计阶段，而且要引申关注项目的施工、试运营和运营阶段。笔者从事过的某EPC项目为保证投资控制，设计团队曾对房屋主体做了钢和钢筋混凝土两种结构设计及造价对比分析；针对现场地质复杂，共设计了四种桩基形式，对比造价和结构性能，对于屋面保温、防水、地面、门窗等建筑做法也经过多种方案比较，最终选择出能够较好保证质量且经济最优的方案落实。

实现工程项目质量与成本的最优平衡，离不开设计与施工的深度交叉。目前，工程造价主要在设计阶段即可确定，一般来看，设计工作已经确定了工程造价的90%以上，相较而言，施工对项目投资的影响最终只在5%左右[28]。EPC模式下“边设计、边施工”要求施工单位不能再仅仅做到“按图施工”，在大量国际工程项目中，设计师仅仅提供工程的总体设计要求，需要承包商自行完成施工详图设计。因此，在设计过程中，一定要对施工分包商设计交底，以减少返工，缩短工期，节约成本。同时设计应对施工过程中承包商所反馈的合理问题，要求各相关专业坚决执行，及时予以调整修改，发挥设计施工总承包协调统一的优势。

4 结语

相较于传统承包模式，EPC模式下的设计工作承载着更多的使命，EPC项目成功实施的关键在于其设计管理是否科学合理，这是由EPC项目中设计与项目管理一体化的特点所决定的。为此需要设计公司在向工程总承包公司转变的过程中，设计部门做好从传统设计院向工程总承包设计部门的转变，更需要设计人员从观念和能力上完成转变，真正发挥设计在EPC模式中的龙头作用。

[1]穆梅,穆军.EPC项目的风险管理[J].国际经济合作,2006(5):40-43.

[2]Yeo K T, Ning J H. Integrating supply chain and critical chain concepts in engineer-procure-construct (EPC) projects[J]. International Journal of Project Management, 2002, 20(4): 253-262.

[3]郑磊, 成虎. 我国工程总承包企业发展的几个问题[J]. 建筑经济, 2004 (8): 13-16.

[4]王雷. EPC总承包项目实施中设计管理存在的问题及对策[J]. 建筑设计管理, 2017, 34(6): 50-51.

[5]马善军, 周水根. 南海石化汽电联产项目 EPC 总承包设计管理模式的探索[J]. 山东电力技术, 2004, 139(5): 17-19.

[6]王进友. EPC总承包模式下的项目设计管理研究[D].天津：天津大学,2008.

[7]田威. EPC:没有咨询工程师的合同项目[J]. 国际经济合作,2004(7):34-36.

[8]蔡广毡, 徐仲平. EPC 总承包模式与传统模式比较分析：基于交易成本理论[J]. 建筑经济, 2013 (10): 59-61.

[9]孟宪海 ,次仁顿珠 ,赵启. EPC总承包模式与传统模式之比较[J]. 国际经济合作,2004(11):49-50.

[10]张崇涛. EPC总承包模式的风险管理[J]. 建筑管理现代化,2004(3):12-14.

[11]李颂东. EPC总承包模式设计管理研究[J]. 建筑经济,2012(7):68-70.

[12]Moreau K A, Back W E. Improving the design process with information management[J]. Automation in construction, 2000, 10(1): 127-140.

[13]王丽萍. EPC总承包项目设计阶段的工程造价控制[J]. 煤炭技术, 2013, 32(3): 137-139.

[14]王伍仁. EPC工程总承包管理[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.