工程總承包項目設計管理探討

彭桂平 郭霽月 袁競峰

(1.華信咨詢設計研究院有限公司，浙江 杭州 310014;2.東南大學土木工程學院建設與房地產(chǎn)系，江蘇 南京 211189)

0 引言

工程總承包(EPC)是指業(yè)主與總承包商簽訂合同，委托總承包商負責包括設計、采購、施工、試運行等全過程在內(nèi)的一種工程承包模式[1]。EPC模式自20世紀60年代起源于美國，目前已成為國際主流的工程項目承包方式[2]。在我國，自20世紀80年代中期開始推廣EPC模式，至今已經(jīng)歷了30多年的發(fā)展。由于EPC模式僅通過單一承包方對整個工程項目實行策劃、管理和具體實施，因此使工程項目的各階段具有連貫性和可控性，從而可防止設計與施工之間的責任推諉等各種問題，對提高工程質(zhì)量，縮短建設周期，降低工程費用起到了強有力的管控作用[3]。此外，隨著國家政策的大力支持，越來越多的設計企業(yè)開始轉(zhuǎn)型，正積極開展工程總承包業(yè)務。

我國設計企業(yè)基本沿用了20世紀50年代形成的蘇聯(lián)模式，即設計企業(yè)作為獨立的設計機構存在，與工程的其他要素沒有直接的生產(chǎn)關系和聯(lián)系。在此模式下設計工作主要是提供設計圖和相關技術服務，但技術服務主要體現(xiàn)在設計圖交底和設計變更上，并沒有真正發(fā)揮設計對整個工程的技術支撐作用。而EPC項目中設計是龍頭，對整個項目的效益有著直接的影響，設計工作既包括為整個項目提供設計圖和技術文件等核心技術產(chǎn)品，為其他要素提供必須執(zhí)行和依據(jù)的規(guī)范和標準[4]，同時又是唯一貫穿項目全過程的要素。EPC項目的設計管理需從設計階段延伸到項目建設的全過程，更加關注設計與施工、采購的合理搭接，強調(diào)項目的經(jīng)濟性，并通過設計優(yōu)化管理而達到節(jié)約成本的目的[5]?？偝邪淘O計管理的水平成為決定項目能否成功的關鍵因素，其目標是從設計方面入手，實現(xiàn)總包項目設計、采購、施工的協(xié)同管理，增強對施工技術和設備制造領域的研究，進而滿足EPC項目設計變更少、整體工期快的需求[6]?？梢哉f，設計管理能力是EPC項目成敗的關鍵，直接影響整個項目的效益。

1 EPC模式的設計管理研究現(xiàn)狀

1.1 EPC模式基礎理論研究

目前國內(nèi)關于EPC模式的研究主要集中在該模式的定義特點、合同特征、應用優(yōu)化和風險管理等方面。

田威提出EPC模式的適用類型主要為大型復雜的生產(chǎn)型項目，技術含量高的項目以及特殊性項目，并指出EPC合同最大的特點是固定總價[7]。蔡廣氈等從交易成本角度出發(fā)，對EPC模式與傳統(tǒng)模式進行了比較分析，認為EPC模式下監(jiān)督成本與協(xié)調(diào)成本雖然可以降低，但締約成本的不確定性大大增加[8]，因此并非所有項目都適用于EPC模式。孟憲海等分別從業(yè)主和承包商的角度分析了其所面臨的風險及可能采取的應對措施，并在此基礎上提出了業(yè)主選擇承包商的具體程序[9]。張崇濤基于EPC模式的特點對EPC項目各個階段的風險進行了分析，并給出了相對的風險應對建議[10]。

1.2 EPC模式下設計管理的特點研究

EPC模式下的設計管理不僅指總承包商內(nèi)部的設計管理，而且還包括總承包商與項目參與方之間的設計管理[11]。EPC模式下的設計管理主要存在以下幾個特點。

1.2.1 設計工作貫穿全過程

在EPC模式下，項目的設計工作貫穿了從設計采購到施工運營的全部階段，涵蓋了項目的全生命周期。在設計階段，承包商需要考慮后期采購階段與施工階段的工作，在設計管理工作中把整個工程劃分為若干標段，即不同材料設備的技術文件包(Engineering Requisition,ER)，而不是等到整個設計完成后才開始進行采購施工[12]。由此實現(xiàn)設計與采購施工的合理搭接與深度交叉，達到縮短工期的目的。

1.2.2 設計費用占比有限

設計費用在EPC總承包合同中所占的比例普遍偏低。一般國內(nèi)公司的設計費用甚至不足2%，這是因為目前EPC項目的設計費用的計算仍然是按照人工時費用進行的[6]。但是，當EPC項目中出現(xiàn)一些需要知識產(chǎn)權或者專利權的較為復雜的工藝技術時，這筆專利技術費用就可以計入總承包商的設計費用，往往會顯著提高設計費用在工程預算中所占的比例。

1.2.3 設計不確定帶來高風險

在EPC模式下，業(yè)主在招標階段僅提供對項目的預期目標和功能的要求，并未給出詳細設計圖，同時EPC項目往往具有規(guī)模較大、專業(yè)技術要求較高的特點，因此承包商在設計階段必須對項目所需的主要材料設備進行盡可能準確的估量。一方面，如果工作量估量偏高，必然會帶來更高的投標價格，進而可能導致投標失?。涣硪环矫?，工作量偏低時，雖然會降低投標價格，但在項目實施過程中卻可能帶來更高的成本和工期風險[13]。

2 EPC模式與傳統(tǒng)模式在設計管理上的區(qū)別

2.1 設計管理理念的轉(zhuǎn)變

設計管理環(huán)節(jié)作為工程全生命周期管理的一個環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)模式下設計與采購、施工是脫節(jié)的。設計人員僅僅關注項目的設計，交付設計圖即認為設計任務已經(jīng)完成，在設計階段鮮有機會與施工方對接，對工程后續(xù)的采購、施工、投產(chǎn)使用階段可能出現(xiàn)的問題往往欠缺統(tǒng)籌考慮。而EPC模式下則要求設計人員必須具備站在工程總承包方立場上去處理問題的能力，將設計理念延伸到項目建設全過程，不僅需要為整個項目提供設計圖和技術文件，而且還要在項目的實施過程中為采購、施工和調(diào)試等活動提供強有力的技術支持和服務[14]。

傳統(tǒng)模式下設計圖的審查工作，包括設計人員的自查、設計負責人的審查、政府部門的行政審查以及在工程開工前對設計圖的施工圖會審。通過多個層次全方位的審查，避免設計失誤出現(xiàn)的“錯、漏、碰、缺”而影響工程施工。EPC模式下承包商需要對項目全生命周期負責，從項目設計開始，直至項目結(jié)束，一旦設計資料審查出現(xiàn)失誤，給承包商自身帶來的經(jīng)濟效益影響將更為直接。因此，EPC模式下要求總承包商在設計資料審查過程中更加慎重[15]。審查內(nèi)容不僅要包括設計技術的可行性，而且還要對項目選用材料是否經(jīng)濟、施工手段是否合理等方面進行分析。前期充分詳細的設計圖審查能夠大大縮減返工數(shù)量，進而減少工程延期的風險，避免出現(xiàn)材料過度浪費的現(xiàn)象，對節(jié)約工程成本有很大幫助。

除了對設計成果進行審查以外，EPC項目中的設計審查還需要重點關注設計過程的質(zhì)量控制，包括設計前期設計人員的資格是否符合要求、設計標準的選取是否統(tǒng)一，以及設計開工報告是否通過；設計過程的中間評審、分級評審、文件校審會簽以及設計更改和輸入輸出的控制[16]。通過規(guī)范的設計管理流程和制度提高設計成果的一次性出圖質(zhì)量，以便及早發(fā)現(xiàn)并解決問題，避免后期產(chǎn)生大量設計修改工作。

2.2 設計管理流程的變化

EPC模式與傳統(tǒng)模式的設計工作流程不同，原本“先設計后施工”的工序不再采用，而是設計、采購、施工三位一體，相互交叉，因此EPC項目需要多專業(yè)協(xié)同才能完成。設計工作貫穿于項目的整個過程，而不是傳統(tǒng)意義上的三段式，即方案設計、初步設計、施工圖設計管理。EPC項目的設計管理是一個循環(huán)的過程：“設計(計劃)—實施—修正—再設計(計劃)……”[17]。如圖1所示，EPC模式下設計管理的工作流程分為6步[18]：一是確定設計要求，即設計手冊確定各個專業(yè)的設計參數(shù)、設計程序等要求，并經(jīng)業(yè)主批準后發(fā)布實施。二是安排設計工作計劃，主要包括里程碑計劃、設計圖目錄清單計劃等，由設計人員負責確認計劃之間的邏輯關系和時間安排。三是進行設計并提交設計文件，按照業(yè)主批準的版次劃分編制設計圖。四是檢查審核設計文件的正確性，首先，承包商內(nèi)部審核，主要包括專業(yè)內(nèi)部三級審核和跨專業(yè)間設計審核；其次，還要由業(yè)主進行審核。五是完成最終設計提交文件，即業(yè)主批準的設計圖文件，但需要注意的是業(yè)主的審核批準并不意味著承包商對設計工作的正確性和完整性不再承擔責任[19]。六是對已完成的工作進行評估。

以BIM為主的各類模擬仿真技術的廣泛使用，使工程的設計重心逐漸前移，特別是BIM技術實現(xiàn)了多專業(yè)協(xié)同審查，取代了傳統(tǒng)的設、校、審過程[20]。基于BIM技術等，設計人員可以高效地對比分析施工工序的合理性，實現(xiàn)施工進度的模擬和控制，檢驗進度計劃的可操作性，還可以對施工空間規(guī)劃、機械配置、材料供應等進行優(yōu)化分析[21]，有效提高EPC模式的設計管理水平，真正實現(xiàn)設計管理對整個施工過程的控制作用。

圖1 EPC模式下設計管理工作流程

2.3 設計管理組織的不同

組織架構是為了明確各部門、各分包商的權責關系，分工明確、職責清晰的組織架構是保障項目順利運行的前提條件。EPC項目為了實現(xiàn)工程“交鑰匙”的目標，設計工作更多地需要與項目管理相結(jié)合，加強對項目的質(zhì)量、進度、成本和安全等方面的管控，為此要求設計盡可能地精細化、定量化。此時傳統(tǒng)模式中相對清晰的設計與管理的界面變得更為模糊。因此，傳統(tǒng)模式下各專業(yè)的組織已不再適用于EPC項目。對于EPC模式下的設計管理組織模型的設計，以英國國家標準(BSI)為例，其提出總承包模式下設計管理的層次模型，主要分為以下幾步：設計標準的制定；設計預算和成本控制；設計質(zhì)量監(jiān)督與控制；設計項目及項目管理的組織評估等內(nèi)容[14]。在深化設計管理組織的過程中，也可以參照項目管理體系，保障其控制目標的實現(xiàn)。傳統(tǒng)模式與EPC模式下設計管理的對比見表1。

為保證對設計管理工作的組織架構起到良好的協(xié)調(diào)作用，實現(xiàn)順暢的溝通，常用的組織模式有以下兩種：矩陣型職能部門式和任務隊型[22]。其中，任務隊型設計組織結(jié)構是目前國際工程項目中普遍接受的一種形式，這種組織形式將項目設計所涉及的全部專業(yè)人員集中在一個專門的設計團隊中，從項目設計直到竣工驗收階段都由這些核心人員負責項目的設計優(yōu)化等工作，從而實現(xiàn)高效直接的溝通協(xié)調(diào)職能，其組織結(jié)構示意見圖2。

表1 傳統(tǒng)模式和EPC模式下設計管理的優(yōu)劣勢對比和風險分析

圖2 任務隊型設計組織結(jié)構示意圖

3 EPC項目中設計管理的工作要點

3.1 制定規(guī)范可行的設計管理流程

EPC項目的設計工作一般是在業(yè)主提出的建設規(guī)模、建設標準、投資限額和功能需求等基礎上完成的。為最大限度地滿足業(yè)主要求，設計工作應在方案、材料、設備等方面盡量與施工實際相結(jié)合。現(xiàn)有的工程項目中各專業(yè)設計圖的碰撞打架現(xiàn)象比較常見，比如工程管網(wǎng)布置時需要綜合考慮室內(nèi)消防給水、雨水排水、強弱電橋架、照明及應急燈具、通風管道等一系列管網(wǎng)，如果各專業(yè)設計過程中沒能遵循一個統(tǒng)一的流程，后期則容易出現(xiàn)交錯、引起變更，直接對項目造價產(chǎn)生不利影響[23]。

規(guī)范可行的設計流程是推動EPC設計工作順利進行的制度保證。按照流程運行，可以保證設計過程中設計信息和后續(xù)采購、施工信息的傳遞順暢，有效地避免項目機電洞口留錯、管線之間的碰撞、設計裝飾與采購設備的沖突等錯誤的發(fā)生，將可能存在的變更風險在設計階段予以完善。因此，良好的設計管理流程可減少項目設計變更，加快設計速度，繼而提高整體工期。

特別是對于某些特大型的EPC項目，其設計種類多樣、任務繁重，總承包商難以在規(guī)定時間內(nèi)完成全部的工作，因此部分專業(yè)可能會交由具備采購和專業(yè)施工能力的分包商負責，此時分包商也將參與到項目設計的過程中。其中錯綜復雜的利益關系為總承包商的項目設計工作的組織管理帶來很多不確定性和干擾因素，因此需要根據(jù)項目的具體特點和分包商的實際情況制定設計管理流程[24]。

當前多數(shù)設計人員為減少工作量，習慣于選用標準圖集。但圖集過期導致與施工要求不符的現(xiàn)象卻屢見不鮮。因此，建議設計時用文字及節(jié)點明確的做法，盡量少引用圖集，工程做法需根據(jù)工程的實際情況充分考慮施工的便利性和經(jīng)濟性；確實需要引用圖集時，須將圖集中的工程做法直接用文字表述在設計圖上，便于清單編制及現(xiàn)場按圖施工，減少總承包企業(yè)內(nèi)部引起的變更。設計企業(yè)應在綜合多個項目設計成果的基礎上，提煉出各專業(yè)的統(tǒng)一技術標準和技術措施，對于各專業(yè)做法和節(jié)點，形成企業(yè)標準和圖庫，一方面，提高施工圖設計的質(zhì)量；另一方面，提高設計的工作效率，減少重復勞動。

3.2 做好設計與采購的銜接

采購工作為工程施工的物質(zhì)基礎，是項目管理的要點之一，對設備和材料的要求會因不同項目而出現(xiàn)較大差異，因此采購工作存在很強的差異性。設計還將對材料和設備采購起指導作用，設備材料選型不當將直接影響項目的實施進度和效益。在EPC項目執(zhí)行過程中，必須對項目所采用的全部材料設備編制詳細的規(guī)范數(shù)據(jù)表，并交由業(yè)主審核，審核通過，方可進行采購[25]。因此，承包商需面臨較大的挑戰(zhàn)和風險，設計和采購之間的銜接失誤將給工程的施工進度和項目的整體質(zhì)量帶來不利影響。筆者負責的某EPC項目中就出現(xiàn)過因設計選擇的砌體材料在工程所在地無法采購且不能滿足當?shù)毓?jié)能規(guī)定，而導致設計變更，最終使得項目工期延誤。故在設計過程中需充分了解相關設備和材料的技術標準、市場供應、政府限制情況等信息，做好設計與采購工作的對接。

采購管理中容易出現(xiàn)的另一個問題是采購文件在設計和供貨商之間的傳遞過程周期長，反復次數(shù)多[26]。對于需采購大型設備的項目來說，其設計工作可能要等設備確定之后才能開展。為掌握和督促采購進度，必須推行以采購工作為中心、設計與采購有機結(jié)合的標準化管理。為保障項目按時完工，首先，應在安排工程進度計劃時就讓二者同時開展，統(tǒng)一安排；其次，提前獲取工程項目所需的關鍵材料設備的購買信息，特別是對項目本身起到關鍵性作用的長周期設備應提前確定購買，在設備確定的情況下有針對性地進行項目設計工作；最后，形成內(nèi)部采購管理體系，包括對供應商調(diào)研、采購計劃、物資采購、運輸、檢驗和保管等環(huán)節(jié)進行控制，實現(xiàn)高效的采購管理工作。

在EPC項目實施過程中，通常由設計人員提交工程所需的材料設備清單，采購人員審核后轉(zhuǎn)給項目供貨商，供貨商據(jù)此提交投標文件，再次交給設計人員進行技術評價，即技術澄清。完成技術澄清步驟后，由負責設計的分包商向總承包商報告供貨商投標文件是否可以接受[27]。為有效監(jiān)控所有材料的技術評價狀態(tài)，加快采購進度，總承包商應要求設計分包商定期詳細匯報評價狀態(tài)，做到早發(fā)現(xiàn)問題早及時解決。如某EPC項目就曾出現(xiàn)過因設計人員對設備參數(shù)不了解，出現(xiàn)設計的電梯井道尺寸不足，以及電梯機房無上人樓梯等缺陷，而引起設計更改及返工，因此這一問題應引起足夠重視。EPC項目的特點決定了總承包商應該充分發(fā)揮其在項目整體協(xié)調(diào)方面的優(yōu)勢，打破常規(guī)的先設計后采購的建設模式，將設計與采購融合，保證整體工程的建設進度。

3.3 從全生命周期角度考慮設計工作

EPC項目通常為大型項目，具備工期長、工序復雜、施工時間短、成本控制嚴格等特征，設計管理在項目全生命周期內(nèi)往往起到主導作用，設計管理工作與采購、施工的協(xié)同是EPC項目能否順利實施的關鍵因素。因此，要求設計人員從項目的全生命周期出發(fā)，從設計源頭控制投資費用，加強設計階段對項目投資的控制[10]。EPC項目中標后，設計人員需要對招投標過程相關文件的各類澄清和承諾認真學習掌握，同時將投標報價的工作量詳細分解到各專業(yè)，使限額設計貫穿于整個施工圖設計中。

在項目實施過程中，承包商有權根據(jù)自身經(jīng)驗進行設計、采購和施工管理工作，但是無論如何工程項目本身不能脫離合同中業(yè)主所要求達到的標準。EPC模式下項目的工期和投資要求較傳統(tǒng)模式更為嚴格，這就要求設計團隊不僅只關注項目的設計階段，而且要引申關注項目的施工、試運營和運營階段。筆者從事過的某EPC項目為保證投資控制，設計團隊曾對房屋主體做了鋼和鋼筋混凝土兩種結(jié)構設計及造價對比分析；針對現(xiàn)場地質(zhì)復雜，共設計了四種樁基形式，對比造價和結(jié)構性能，對于屋面保溫、防水、地面、門窗等建筑做法也經(jīng)過多種方案比較，最終選擇出能夠較好保證質(zhì)量且經(jīng)濟最優(yōu)的方案落實。

實現(xiàn)工程項目質(zhì)量與成本的最優(yōu)平衡，離不開設計與施工的深度交叉。目前，工程造價主要在設計階段即可確定，一般來看，設計工作已經(jīng)確定了工程造價的90%以上，相較而言，施工對項目投資的影響最終只在5%左右[28]。EPC模式下“邊設計、邊施工”要求施工單位不能再僅僅做到“按圖施工”，在大量國際工程項目中，設計師僅僅提供工程的總體設計要求，需要承包商自行完成施工詳圖設計。因此，在設計過程中，一定要對施工分包商設計交底，以減少返工，縮短工期，節(jié)約成本。同時設計應對施工過程中承包商所反饋的合理問題，要求各相關專業(yè)堅決執(zhí)行，及時予以調(diào)整修改，發(fā)揮設計施工總承包協(xié)調(diào)統(tǒng)一的優(yōu)勢。

4 結(jié)語

相較于傳統(tǒng)承包模式，EPC模式下的設計工作承載著更多的使命，EPC項目成功實施的關鍵在于其設計管理是否科學合理，這是由EPC項目中設計與項目管理一體化的特點所決定的。為此需要設計公司在向工程總承包公司轉(zhuǎn)變的過程中，設計部門做好從傳統(tǒng)設計院向工程總承包設計部門的轉(zhuǎn)變，更需要設計人員從觀念和能力上完成轉(zhuǎn)變，真正發(fā)揮設計在EPC模式中的龍頭作用。

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