EPC管理模式下智慧建造技术的应用分析

陈明 金国栋 徐凌晓 高寒

中国建筑第八工程局有限公司 上海 200000

建筑工程管理和施工是一个复杂而又繁琐的过程，需要涉及到多个方面的知识和技术。随着信息技术、计算机技术和网络技术的不断发展，智慧建造技术逐渐成为新型建筑管理和施工的重要手段。智慧建造技术作为先进的建筑施工技术，具有很强的信息化、智能化特性，可以有效地提高建筑工程的管理和施工效率，避免施工过程中出现质量问题和安全隐患。EPC管理模式下，智慧建造技术应用的优势更加凸显。然而，智慧建造技术在EPC管理模式下应用也面临着很多挑战，如何克服这些挑战，更好地发挥智慧建造技术在EPC管理模式下的优势，是本文研究的重点。

1 智慧建造技术

智慧建造技术是通过数字化、虚拟化、网络化多种技术手段，实现在建造领域的高效、智能、安全的建造模式。智慧建造技术的发展将对建筑行业的生产力革命产生深远的影响。智慧建造技术包括数字化施工过程实时控制建造技术、数字化全过程虚拟及仿真建造技术、模架装备数字化制造及智能化安全控制技术、大型施工机械数字化安全控制技术、以及施工现场人员安全状态的智能控制技术[1]。

1.1 数字化施工过程实时控制建造技术

数字化施工过程实时控制建造技术是智慧建造技术中的一个重要组成部分。通过采用传感器、物联网、云计算等技术手段，实现对施工现场各个环节的智能化管理和实时控制，能够有效提高施工效率，降低施工成本和风险。在数字化施工过程实时控制建造技术中，要做好以下几点：一是建立数字化平台，将各种数据信息整合起来，如图像信息、现场声音、安全传感器、区位信息等。二是进行智能分析，将分析后的数据精确地反映到现场建造中，帮助工人更加高效地开展工作。三是对施工现场进行动态管理，可以快速响应突发情况，对施工现场进行快速响应。通过数字化施工过程实时控制建造技术的应用，将能够提高安全性和效率，进而提高施工质量和客户满意度[2]。

1.2 数字化全过程虚拟及仿真建造技术

数字化全过程虚拟及仿真建造技术是智慧建造技术中的另一个重要组成部分。该技术通过建立数字化建造模型，辅助工程师和施工人员进行全过程虚拟建造及仿真，以避免现场发生的错误和风险。数字化全过程虚拟及仿真建造技术可以帮助设计师更快速便捷、更贴近实际情况地进行建筑设计。此外，该技术还可以帮助施工人员预测各种条件下的施工结果，从而优化施工方案。数字化全过程虚拟及仿真建造技术的关键是建立全生命周期的数字化建造模型。此模型要包含建筑结构、材料、可以利用的空间、机械设备和物料等信息。在数字化全过程虚拟及仿真建造技术的应用中，工程师可以通过创建虚拟模型，更准确地预测施工过程中的问题，更安全地规划施工计划。此外，建筑企业还可以使用虚拟模型来预测建筑物在自然灾害或人为事故中的响应，以及处理紧急情况的步骤和资源使用情况[3]。

1.3 模架装备数字化制造及智能化安全控制技术

模架装备数字化制造及智能化安全控制技术是智慧建造技术的又一个重要组成部分。这种技术通过提高模架装备数字化制造工艺、设备自动化和机器学习的水平，推动智能化安全控制。模架装备数字化制造依靠先进的数字技术，为建筑企业带来高生产力、高效率、高质量的制造流程。同时，智能化安全控制可以有效地评估装备使用状况，并对装备进行分析和指导，从而提高安全性。模架装备数字化制造及智能化安全控制技术的关键是提高制造装备的数字化标准化及精细化程度，并利用大数据技术进行优化。通过数字化制造，可以使制造系统自动化程度提高，并且减少人为干预的可能性。智能化安全控制利用大型数据处理平台，可以实时做出决策，避免可能的风险。

1.4 大型施工机械数字化安全控制技术

大型施工机械的数字化安全控制技术也是智慧建造的一个重要组成部分。大型施工机械数字化安全控制技术可以实现对施工机械的自动化、数字化控制，包括对机械的操作、故障检测、维护预警等多方面的智能化。该技术可以有效提高施工机械安全性和效率。大型施工机械数字化安全控制技术的核心在于实现对施工机械的数字化控制和自动化，比如通过传感器实现对机械的智能化监控、通过机器学习技术实现对机械操作的优化等。此外，还需要通过对机械故障的检测和预警来降低故障风险，并且辅助实现施工安全和效率的提高[4]。

1.5 施工现场人员安全状态的智能控制技术

智能化控制是智慧建造技术实现的核心手段之一，而施工现场人员安全状态的智能控制技术就是一个重要的应用方向。该技术可以采用传感器等技术手段实现对施工现场人员安全状态的监控和控制，例如行为分析、姿势识别、危险警示等多方面的应用，加强对施工现场人员的安全控制，避免意外发生。施工现场人员安全状态的智能控制技术要实现全面的应用，需要与数字化施工过程实时控制建造技术、数字化全过程虚拟及仿真建造技术、模架装备数字化制造及智能化安全控制技术、大型施工机械数字化安全控制技术等技术互相配合，实现施工现场的智能化管理和控制。当下，建筑行业中数字化技术已经成为了建造业向智慧建造行业转型的基础。在未来，随着更加先进的技术不断涌现，智慧建造技术将不断更新，同时也将带来更加高效、安全、智能的建造方式，促进建筑行业的发展[5]。

2 EPC建造管理的特点

EPC建造管理是指通过承包商对工程设计、采购及施工进行总承包的一种建造方式。相较于传统的设计采购施工分离的建造方式，EPC建造管理有以下几个特点：

2.1 单一责任体系

在传统的建造方式中，设计、采购和施工由不同的承包商负责，因此项目质量、成本和进度往往难以控制和保证。EPC建造管理中，由总承包商承担了整个项目的设计、采购和施工，形成了单一各方责任体系。因此，总承包商有更大的动力、决心和义务推进项目的质量、成本和进度控制，确保项目能够按时、按质、按效完成[6]。

2.2 统一协调管理

EPC建造管理中，设计、采购和施工由总承包商进行统一协调，各方利益高度一致，涉及的风险亦由总承包商承担。相比传统建造方式，EPC建造管理能够更加全面、系统地把控项目进度、质量和成本。并且，各方合作更加紧密，合作更加稳定，减少了因为各方利益不一致而引起的合作问题，提高了项目进度和质量的控制能力。

2.3 整合资源优化成本

EPC建造管理中，总承包商组织了设计、采购和施工等多方面技术资源，整合成一个协同的整体。在整个建造过程中，可以根据具体的情况精确掌控成本并定位风险，优化各项工作流程，规避各种不必要的风险。此外，总承包商还可以更加准确地预测工程进度和费用，从而提高项目成本控制效率[7]。

3 EPC管理模式下智慧建造技术的应用

3.1 智慧安全帽技术

智慧安全帽技术的核心是内置姿态和位置监督系统，能够实时监测工人的姿态和位置信息，清晰呈现在管理者的监控界面上，一旦发现存在不合规的状态，管理者可以及时发出指令进行提醒，同时检查危险状态。管理者还可以通过自己的设备随时查看现场的状况。智慧安全帽技术具有人工智能报警功能，可以实现自动报警功能，一旦发生重大危险事件，智慧安全帽技术可以及时传递信息到管理者的监管设备上，让管理者能够及时采取应对措施，避免安全事故发生。智慧安全帽技术的应用可以提高管理者的安全意识和现场监控的效率。管理者可以通过监控界面监测工人的状态，及时作出反应，提高现场监控工作的效率，并增强对工人的安全意识，让管理者能够更好地把控现场情况，保证工程安全顺利、高效地进行。

3.2 安全防护机器人技术

安全防护机器人技术是一种电子式机器人，可快速检测现场的危险情况，抢控现场，保障人员安全。安全防护机器人可以通过激光、雷达等设备对现场安全隐患进行实时监测，并利用机械臂对现场进行火情、煤气泄漏等危险处理。在EPC管理模式下，安全防护机器人技术能够快速处理现场环境中的安全问题，保障工人的身体健康和生命安全，提高工程项目的安全管理效率[8]。

3.3 基于BIM 技术的施工进度重量管理

基于BIM技术的施工进度重量管理是一种基于建筑信息模型（BIM）的综合管理体系。BIM技术能够快速实现建筑工程现场的质量控制和进度管理，同时还能够追踪工程进度和成本，并通过数据分析来统计和分析实际施工、质量和进度的情况。EPC管理模式下，基于BIM技术的施工进度重量管理系统能够帮助项目实施管理人员进行实时监管，促进信息的共享和互通，从而增强对工程项目的控制能力，提高工程项目的管理效率。

3.4 基于 BIM 技术的三维平面布置

在EPC管理模式下，基于BIM技术的三维平面布置技术可以快速完成建筑物的三维建模，并通过布置图、施工图等形式将信息共享出来。该技术具有规划设计的准确性和故障的实时提醒功能，可以支持施工现场实时信息的传递和共享，从而提高工程项目的施工效率和质量管理[9]。

3.5 云筑智联智慧工地平台搭建

云筑智联是一个用于建筑行业的智慧工地管理平台，主要针对建筑施工领域的自动识别、计算机视觉等技术，对人工、机器进行监管和管理，实现工地信息、管理和控制集中化。该平台可以帮助管理人员实时掌握施工现场的信息，进行现场分析和处理，并能够提供实时决策支持，支持施工进程的监控和管理。在EPC管理模式下，云筑智联智慧工地平台搭建能够提高项目实施管理的科学性和信息化水平，增强对工程项目的管理能力和效率。

3.6 基于BIM5D平台的质量安全管理

基于BIM 5D平台的质量安全管理是一种新型质量安全管理方式。该平台是在BIM技术基础上开发的，能够实现施工现场的实时监控和管理，同时还能够对施工现场进行五维模拟，包括时间、成本、质量、人员和安全，从而提高施工质量和安全水平。在EPC管理模式下，基于BIM 5D平台的质量安全管理能够快速分析、追溯工程质量和安全问题，提高工程项目的质量安全管理水平，实现高效、可持续的施工管理。

3.7 人工智能和大数据技术

EPC建造管理过程中，常常需要处理各类数据和信息，例如材料、设备和人力管理等。大数据技术可以对这些数据进行汇集处理，提供可行的数据分析和预测模型。而人工智能技术可以通过模拟建筑工人行为、物流调度等方式，支持项目各个环节的自动化和智能化管理。这些技术可以帮助工程管理人员对材料和设备等资源进行更好的管理和运用，进而优化工程质量、效率和成本。

3.8 无人机、激光雷达等技术

在EPC建造管理过程中，现场安全监管及监理工作是至关重要的环节。无人机技术可以监视高空施工过程中存在的风险，激光雷达技术则可以进行高精度的三维空间检测和重建。自动导航技术和自动定位技术也可以帮助无人机在工地上完成指定的任务。其他技术，如无线传感器和云计算等，也可以结合整个施工过程，掌握建筑工地的运行状况，对工程实施的情况进行实时监测和分析，保障施工安全[10]。

3.9 智能化机械设备

EPC建造管理中，各种机械设备在施工过程中起到至关重要的作用。智能化机械设备可以通过数字化的方式进行控制和调节，提高施工效率。例如，智能化挤浆机可以根据施工场地的环境情况进行精准的自动化操作，增加施工高度、施工速度和安全性。因此，机械设备的智能化水平决定了工程施工的质量和效率。

4 总结

随着智慧化技术的不断深入和发展，智慧建造技术在EPC建造管理模式中的应用越来越多，极大地提升了工程项目的管理水平和施工效率。智慧建造技术可以从多个方面对项目进行管理和优化，包括安全帽技术、安全防护机器人技术、BIM技术、云筑智联智慧工地平台等，这些技术的应用有助于提高管理者的安全意识和现场监控的效率，促进信息共享和互通，增强对工程项目的控制能力，有效保障工人的身体健康和生命安全，提高工程项目的施工效率。