基于BIM技术的EPC工程项目协同管理研究*

李松波 谷伟 乔梦甜

1. 嘉兴职业技术学院 浙江 嘉兴 314036；2. 浙江利恩工程设计咨询有限公司 浙江 嘉兴 314000

引言

随着现代社会信息技术的快速发展，带动了传统建筑产业向数字化方向发展，逐步实现了建筑产业的现代化。现代化的建筑产业要求建筑工程的全生命周期实现数字化、智能化、信息化的管理，大幅提升建造水平，打造高性价比的建筑产品。建筑业中的EPC总承包管理模式广泛应用于中大型工程项目，承担了工程项目的勘察设计、工程施工、设备及材料采购工作，并对建筑工程的资金使用、进度安排、安全管理和质量控制等全面负责。EPC管理模式涉及的关联单位众多，管理复杂，要确保工程的高效率运转就需要工程信息的快速交流，基于BIM技术搭建的平台可满足各参建单位信息的快速共享，实现工程项目的高效管理[1-3]。

1 EPC项目管理模式主要特点

在建筑行业承包模式中，主要包含了DBB模式（设计、投标、建造）、CM模式（边设计、边施工）以及EPC总承包模式。DBB模式是一种传统的承包模式，主要特点是工程建设循序渐进，在完成前一个阶段的任务后，后一个阶段任务再开始进行，适用于工期较为宽松的工程，这也导致建设方投资成本较大从而承受较大的资金风险，而在建造过程中，施工单位无法参与设计单位的工程设计流程，导致施工过程中工程变更较多，设计内容落地困难，出现索赔的概率更大，出现质量事故后也会出现追责不清问题，使得工程在造价、进度、质量安全等方面面临较多问题；CM模式又称为分阶段发包方式或快速轨道方式，它是由业主委托CM单位并以承包商的身份，采取有条件的“边设计、边施工”，着眼于缩短工程项目周期，提高生产组织效率，优化设计减少工程变更，一般以“成本+利润”的方式按每个单项工程与承包商分别签订合同。EPC模式与以上两种承包模式有很大的不同，其主要区别如表1所示。

表1 传统模式与EPC模式对比

通过以上对比可知，EPC模式比传统模式具有较多的优势，首先对于建设方来讲EPC模式具有招标简单、合同关系明了、组织协调少的特点。这能让建设方从大量的对接工作中解脱出来，把主要精力用于项目的总体把控上，减少了中间环节，提升了信息沟通效率，并能站在工程项目共同利益上协调各参建方，提升工程价值。其次，EPC模式可以优化项目施工工期，减少工程变更。EPC模式中各建设阶段可交叉进行，在设计阶段就可考虑工程所需采购的设备型号、材料供给数量以及施工过程中容易出现的问题，减少了工程变更的风险，优化了施工工期。最后，EPC模式可有效控制建设成本，提升工程价值。建设方与总承包签订一次合同，实行总价合同，无须支付索赔和额外的工程费用，总承包则负责各建设阶段的工程进度、质量、安全、资金使用等，有利于提升总承包商的主观能动性，全面把控工程勘察设计、采购、施工的全过程，实现各阶段合理衔接和充分配合，提升工程建设质量[4]。

2 BIM技术在EPC项目中的应用

2.1 BIM技术主要应用特点

BIM技术是基于3D可视模型为基础的新型信息化技术，它能贯穿于工程项目的可行性研究、勘察设计、物资采购、施工管理、维护运营等工程项目过程的全生命周期，运用其信息快速共享、模型联动修改、专业间碰撞检测、建筑性能优化等特点实现工程项目的平台管理，提升工程项目整体效益。与BIM技术相关软件的主要类型与专业功能，如图1、表2所示。

图1 BIM技术常用软件类型

表2 BIM技术软件专业功能

2.2 基于BIM技术的EPC项目设计阶段协同管理过程

在工程项目的整个建造过程中，设计费用所占比例并不高，但因其是整个项目的开始阶段，对于工程项目整体造价的影响是巨大的，有关资料表明设计阶段对于整个工程的造价影响高达75%，而施工阶段对于工程总造价的影响仅占5%～10%，因此做好设计阶段的工作至关重要。

基于BIM技术的EPC项目设计阶段协同管理过程是要保持各参建单位的密切联系，以BIM技术平台为依托，将施工单位和生产单位的意见反馈到设计阶段，形成共建共享的互动模式。设计阶段各专业将尽可能地减少“窝工”时间，及时进行穿插工作，将建筑工程、结构工程、消防工程、建筑给排水、电气工程、暖通通风工程、装饰工程、幕墙工程等专业进行协同设计，拓宽信息传递、转换和共享的通道，真正实现信息传递的准确性和一致性，有效避免各专业间因协作不当而引起的错误、冲突和不足[5]。

EPC项目的建设规模一般都很大，外观设计也较为复杂，包含了海量的工程图纸，任何一个细节的修改都可能会影响到其他部位或专业的修改，BIM技术平台的参数化设计可以有效地进行动态调整相关变化，当某一处细节修改后，与该模型关联的所有参数都会发生相应的变化，从而创建一个新的模型，提高了模型修改的速度和准确性，极大地提升了工作效率[6]。在各专业完成设计以后，BIM平台可以进行三维空间展示，设计人员可以直观地观察各专业的空间位置关系是否合理，并通过动漫模拟碰撞检测相关碰撞点的位置和数量，及时对其进行修改和优化，提升工程设计质量。设计阶段BIM技术应用如图2所示。

图2 设计阶段BIM技术应用

2.3 基于BIM技术的EPC项目采购阶段协同管理过程

EPC项目中的物资和设备采购贯穿于整个项目实施过程，其资金投入比例较大，所购材料和设备的质量对项目的最终效益有巨大的影响，因此做好采购工作尤为重要。传统的招标采购方式由于信息化程度较低，存在招标过程不透明和物资采购质量、数量控制不足的缺点，而且建设方或施工方在编制工程量清单的过程中存在对设计方图纸、方案理解不清的情况，所建模型精细度不够，漏项、错项的情况大量存在，导致后期的索赔事件时有发生，对于投资方的资金控制极为不利，因此需要在EPC物资采购过程中运用新的技术手段和信息化管理方式，提升物资采购的准确性和透明度。

将BIM技术应用于EPC项目的物资采购过程可极大地提升招标过程中的技术含量，优化招标采购流程，对构建、材料、设备等物料实行规范化和标准化管理，提升物资采购的精确性和针对性，做到物料“物有所值和物尽其用”。基于BIM技术平台首先可使招标人利用设计单位所提的BIM模型对工程项目的工程量进行准确、高效的统计，并能对所需构件、设备和材料的规格、型号及数量编制较为详细的工程量清单；其次参建方可在BIM技术平台中实现工程项目动画模拟施工，找到施工过程中进度、物资采购等不合理之处，减少后期施工中的不合理交叉，提升工程的精细化管理；最后参建方可在BIM技术平台的数据库中随时查看工程项目进度状况和物资使用成本，随时对项目所用的设备数量、构件种类、材料规格和成本进行动态监测，并与进度计划相比较找到施工过程中的偏差，利用因素分析法、相关比率法等成本分析方法找到偏差原因及时纠偏，提供物资使用效率，节约工程成本，提升项目综合效益[7]。

2.4 基于BIM技术的EPC项目施工阶段协同管理过程

施工阶段是保证工程项目质量最关键的阶段，传统的施工过程中对于项目负责人和现场施工人员的职业素质要求很高，但时常会出现由于施工人员水平不足，导致对设计图纸理解不清的状况下而盲目施工，特别是对关键节点和重要分部分项工程的理解难以达到设计意图所需的深度，使得工程项目在施工过程中难以严格按图施工，造成工程项目资金、进度、物资材料等的浪费，再加之施工阶段周期长、工艺复杂、专业交叉多、不确定性因素多，使投资方存在巨大的工程风险，容易蒙受巨大损失，因此施工过程需要加强管理，提升信息化水平。

BIM技术在EPC项目的施工阶段有极大的使用价值，通过BIM数据平台将施工过程中的信息整合到整个建造过程之中，实现工程项目的施工进度、成本控制、质量控制、物资使用、人员配合等方面的全方位协同管理，提升信息传递的快捷性和准确性[8]。BIM技术的应用贯穿于整个施工阶段，首先在施工准备阶段根据现场施工条件，结合安全文明施工要求合理安排施工场地的空间布局，合理分配原材料、半成品、周转材料的堆放区以及加工区，设置合理的办公区、施工区和生活区，规划厂区通行线路，减少二次搬运，满足施工要求。其次在施工阶段可对各专业施工工程进行精细化应用，如在复杂的钢筋节点处可运用三维的可视化功能让施工人员直观地看到钢筋的排布情况和施工顺序，实现节点处的精准下料；在机电专业中涉及给排水、电气、暖通空调等多专业协作的问题，管道数量多且协调难度大，运用三维机电模型可有效辅助复杂区域的施工过程，对预埋件和管道布局提前设计，优化管道排布方式，建立全尺寸设备三维模型的构件库，并在正式施工前进行各专业的碰撞测试，并输出碰撞检查报告，优化施工流程，极大地提升了施工质量和协同效率。最后利用BIM技术信息传递准确性的特点对工程项目模型进行工程量统计，保证了各专业算量的统一性，且能在工程变更后快速修改模型，及时反馈工程量的变化，实现工程量的动态精确控制。

3 结束语

在EPC项目中，基于BIM技术的协同管理过程不是简单地将各参建方的职责进行混合后再分配，而是以BIM技术平台为依托，搭建了可实现各参建方协作的信息管理平台，对原有的工作流程和工作任务进行信息化管理，明确工作任务，共同发展并解决各工作阶段的主要问题，为工程项目的整体价值增益。BIM技术的发展日新月异，在工程项目中的应用也将越来越广泛，深入研究BIM技术和工程项目建设结合的优势将加快信息化建筑的发展速度和规模，为智能建造提供更广阔的空间。