基于BIM技術(shù)的EPC項(xiàng)目全過(guò)程設(shè)計(jì)協(xié)同研究

張慶華 任曉峰 曹翔

摘要：BIM技術(shù)的應(yīng)用是EPC工程設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵因素之一，根據(jù)EPC項(xiàng)目特點(diǎn)制定切實(shí)可行的方案，并基于項(xiàng)目實(shí)際情況，拓展出適合于項(xiàng)目的其他應(yīng)用方式。將BIM技術(shù)應(yīng)用在EPC項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，將會(huì)不斷提高EPC項(xiàng)目智能化發(fā)展的水平，給工程企業(yè)提供更新的技術(shù)支持及競(jìng)爭(zhēng)增長(zhǎng)點(diǎn)。所以，文章基于BIM技術(shù)，研究EPC項(xiàng)目全過(guò)程設(shè)計(jì)協(xié)同。

關(guān)鍵詞：EPC項(xiàng)目;BIM技術(shù);設(shè)計(jì)協(xié)同

建設(shè)工程中BIM技術(shù)無(wú)疑已成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，BIM技術(shù)的本質(zhì)是以信息化技術(shù)為基礎(chǔ)，帶動(dòng)組織形式、建造過(guò)程的變革，并最終帶來(lái)工程施工過(guò)程的變革。將建筑一線施工人員從二維抽象的施工圖中解放出來(lái)，以三維立體模型作為建筑工程項(xiàng)目的信息載體，實(shí)現(xiàn)抽象平面信息的三維可視化表示，便于理解，從而提高從業(yè)者的工作效率。EPC模式在工程建設(shè)中展示了很大的優(yōu)越性，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠打破EPC項(xiàng)目交付模式受制于CAD技術(shù)的窘境——項(xiàng)目管理流程過(guò)于冗余、延伸度不足等。將BIM技術(shù)運(yùn)用到EPC總承包項(xiàng)目管理中，能更好地指導(dǎo)施工，為施工企業(yè)降低施工成本和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

一、BIM技術(shù)介紹

BIM技術(shù)通常都具有以下幾個(gè)方面的特征：（1）使用者可以在每一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的全壽命周期以及各階段過(guò)程中使用BIM技術(shù)，從中可以得到BIM技術(shù)對(duì)于全過(guò)程及各個(gè)階段的工程信息的完整描述。（2）使用者在使用BIM技術(shù)的過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)它具有強(qiáng)大的可視化以及模擬分析的功能，這就會(huì)使得在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，不同專業(yè)之間的信息能夠反復(fù)使用。（3）使用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)變更，在使用BIM的過(guò)程中，系統(tǒng)將會(huì)對(duì)模型的信息進(jìn)行分析，產(chǎn)生與之相對(duì)應(yīng)的文件。當(dāng)對(duì)模型中的某一對(duì)象進(jìn)行更改，那么在該模型中與它相關(guān)的其他模型將會(huì)自動(dòng)變更，這就會(huì)減少甚至避免修改圖紙以及降低圖紙發(fā)生問(wèn)題的概率。（4）使用BIM技術(shù)可以使得在項(xiàng)目全壽命周期以及在各個(gè)階段過(guò)程中產(chǎn)生的信息都可以實(shí)現(xiàn)相互傳遞以及享用，這就會(huì)減少對(duì)相同信息進(jìn)行輸入的工作量，提高了效率。

二、EPC模式介紹

EPC是指公司接受業(yè)主的委托，依據(jù)協(xié)議中的商定，對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工等全過(guò)程或幾許階段進(jìn)行承包。一般來(lái)說(shuō)，在總價(jià)合同中，所承包的工程的質(zhì)量、安全和進(jìn)度等都需要該公司來(lái)負(fù)責(zé)任。其中E是Engineering這是對(duì)建設(shè)工程的全部?jī)?nèi)容以及國(guó)內(nèi)工程實(shí)施組織管理進(jìn)行設(shè)計(jì);P是指Procurement，更加主要的對(duì)專業(yè)設(shè)備及材料的采購(gòu);C是指Construction，建是指建設(shè)，而且還包含施安裝、培訓(xùn)等。

三、現(xiàn)階段EPC項(xiàng)目的設(shè)計(jì)協(xié)同與施工深化

EPC總承包模式的核心理念在于將原來(lái)的“分散”承包變?yōu)椤熬C合”承包，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)—采購(gòu)—施工的緊密融合，在這種情況下，設(shè)計(jì)工作必須考慮施工因素，如成本、材料、工藝等，施工的可施工性和可預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題必須前置去影響設(shè)計(jì)執(zhí)行，通過(guò)設(shè)計(jì)與施工之間主動(dòng)的交互和協(xié)同，提高項(xiàng)目全生命周期的管理效率。由于實(shí)施主體各方面的差異，其設(shè)計(jì)協(xié)同和施工深化模式也有所不同，但從實(shí)施主體性質(zhì)來(lái)看，可以分為以設(shè)計(jì)牽頭的工程總承包（設(shè)計(jì)單位轉(zhuǎn)型EPC總承包單位）和以施工主導(dǎo)的工程總承包（施工單位轉(zhuǎn)型EPC總承包單位）。（1）設(shè)計(jì)牽頭EPC總承包模式下的設(shè)計(jì)協(xié)同和深化。一般而言，在設(shè)計(jì)牽頭EPC總承包模式時(shí)，具有總承包資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位通過(guò)競(jìng)標(biāo)拿到EPC總承包項(xiàng)目，而后主要負(fù)責(zé)項(xiàng)目的前期和設(shè)計(jì)工作。由于總承包單位本身不具備相應(yīng)的施工管理團(tuán)隊(duì)和資源，項(xiàng)目的施工工作往往通過(guò)招標(biāo)發(fā)包，由滿足分包資質(zhì)要求的施工單位承接?？偝邪鼏挝辉谧裱?guī)定的設(shè)計(jì)流程完成施工圖設(shè)計(jì)后，交由項(xiàng)目施工單位。負(fù)責(zé)具體的項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，并派駐少量管理人員負(fù)責(zé)項(xiàng)目實(shí)施的對(duì)接和合同履行的監(jiān)督控制。項(xiàng)目施工單位負(fù)責(zé)項(xiàng)目施工的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，為滿足項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙的二維施工深化，總承包在審核確認(rèn)施工深化圖紙后，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)按圖施工。（2）施工主導(dǎo)EPC總承包模式下的設(shè)計(jì)協(xié)同和深化（聯(lián)合體）。一般而言，在施工主導(dǎo)EPC總承包模式下，具有總承包資質(zhì)的施工單位通過(guò)競(jìng)標(biāo)拿到EPC總承包項(xiàng)目，而后主要負(fù)責(zé)項(xiàng)目的施工工作，由于總承包單位本身不具備相應(yīng)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和資源，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作往往通過(guò)招標(biāo)發(fā)包或內(nèi)部，由滿足分包資質(zhì)要求的設(shè)計(jì)單位承接?？偝邪鼏挝灰笤O(shè)計(jì)分包單位在項(xiàng)目原有初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上按照合同約定完成施工圖設(shè)計(jì)，交由項(xiàng)目總承包單位，負(fù)責(zé)具體的項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，并在必要時(shí)派駐現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)代表負(fù)責(zé)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施的對(duì)接。項(xiàng)目總承包為滿足項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙的二維施工深化，負(fù)責(zé)項(xiàng)目施工的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。

四、管理措施和風(fēng)險(xiǎn)控制

4.1管理措施BIM協(xié)同的前提是使用同一建模規(guī)范，嚴(yán)格按照項(xiàng)目建模規(guī)范對(duì)各類模型進(jìn)行建立，方便協(xié)同工作。項(xiàng)目需實(shí)行全員會(huì)BIM制度，各部門(mén)必須熟悉掌握BIM模型查看方式，各區(qū)段專業(yè)工程師需負(fù)責(zé)所管區(qū)域模型的建立。4.2風(fēng)險(xiǎn)控制根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，確定需要建模的節(jié)點(diǎn)，與設(shè)計(jì)院及技術(shù)部確認(rèn)后方可進(jìn)行模型建立，并在方案確定后，方可進(jìn)行3D打印實(shí)際交底。由于BIM技術(shù)應(yīng)用需采購(gòu)或租賃BIM放樣機(jī)器人、三維掃描設(shè)備、VR設(shè)備、建模工作站等，因此需要提前出具設(shè)備使用計(jì)劃，保證設(shè)備不閑置，同時(shí)設(shè)置專人負(fù)責(zé)各類設(shè)備，保證設(shè)備不丟失，不損壞。在BIM技術(shù)應(yīng)用前，需提前進(jìn)行BIM策劃，并且形成項(xiàng)目部完備的BIM管理制度，降低技術(shù)實(shí)施過(guò)程中的成本。

五、可行性分析與價(jià)值研究

5.1應(yīng)用障礙和問(wèn)題

（1）設(shè)計(jì)出圖期限和建模時(shí)間之間的沖突。由于現(xiàn)行的EPC總承包項(xiàng)目，建設(shè)單位要求的出圖時(shí)間相對(duì)較短，若要進(jìn)行設(shè)計(jì)各專業(yè)協(xié)同，在正向設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的情況下，僅能使用逆向BIM建模進(jìn)而開(kāi)展設(shè)計(jì)各專業(yè)協(xié)同。逆向BIM建模和全專業(yè)協(xié)同需要在設(shè)計(jì)圖紙完成后進(jìn)行，難以在圖審前將其成果反饋于設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)圖紙。（2）專業(yè)技術(shù)能力和設(shè)計(jì)-施工深化協(xié)同問(wèn)題。基于BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)協(xié)同和施工深化，需要所有參與單位同時(shí)具備專業(yè)技術(shù)能力和BIM軟件操作技能的專業(yè)人員，并且EPC總承包單位具備協(xié)調(diào)各分包單位基于BIM模型開(kāi)展施工深化的能力。（3）建模標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)同體系沒(méi)有統(tǒng)一的參照?；贐IM模型進(jìn)行多專業(yè)、多參與方在EPC項(xiàng)目全階段的設(shè)計(jì)協(xié)同和施工深化，必須要求有完備的統(tǒng)一的建模標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)規(guī)范項(xiàng)目構(gòu)件的命名、建模范圍、建模內(nèi)容和深度等，需要有相對(duì)完善的模型權(quán)限分配和職責(zé)劃分體系，以調(diào)整協(xié)同和深化工作。

5.2成本分析

成本主要是人工成本和時(shí)間成本。人工成本主要在于專業(yè)建模及技術(shù)人員，主要負(fù)責(zé)模型構(gòu)建、調(diào)整和應(yīng)用，以及協(xié)助模型優(yōu)化、深化和調(diào)整等。時(shí)間成本主要在于基于BIM的設(shè)計(jì)協(xié)同在圖審前將成果反饋于設(shè)計(jì)圖紙需要較長(zhǎng)時(shí)間。除此以外，計(jì)算機(jī)硬件成本與相關(guān)BIM軟件成本也是重要的一部分。

5.3功能分析

BIM建模過(guò)程其實(shí)是建模人員對(duì)二維圖紙進(jìn)行信息采集和存儲(chǔ)的過(guò)程，其中，圖紙校核、圖紙問(wèn)題整理其實(shí)是信息采集過(guò)程中的錯(cuò)誤核查和查缺補(bǔ)漏的過(guò)程，而面向?qū)ο蟮娜S可視化的信息存儲(chǔ)方式帶來(lái)了一定的設(shè)計(jì)優(yōu)化和深化的價(jià)值，并為非專業(yè)人員提供便捷。整體上有助于提高圖紙校核的精度和細(xì)度，減少設(shè)計(jì)問(wèn)題，提升設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量、可靠性和落地性，從而提高設(shè)計(jì)在項(xiàng)目施工階段對(duì)于施工的指導(dǎo)作用。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，就EPC項(xiàng)目而言，具有體量大、專業(yè)復(fù)雜等特征，所以，將BIM技術(shù)運(yùn)用到EPC項(xiàng)目設(shè)計(jì)中將會(huì)帶來(lái)下面幾點(diǎn)突破：（1）通過(guò)虛擬模擬來(lái)完美實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)思想，減少在過(guò)程中出現(xiàn)的不同干預(yù)因素。（2）通過(guò)模擬，進(jìn)行實(shí)時(shí)的管控和預(yù)制組裝，最終保證工期的要求。

參考文獻(xiàn)

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