“類(lèi) EPC”工程中 BIM 技術(shù)應(yīng)用淺析

曹 鵬，王鵬飛，李 權(quán)

（中國(guó)電建集團(tuán)湖北工程有限公司，湖北 武漢 430040）

0 引言

從基本特征來(lái)看，所謂 EPC 就是工程總承包，包括設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工三個(gè)核心內(nèi)容。在 EPC 模式下，拋開(kāi)投資方（業(yè)主）理論上給出投資限額、建造需求等因素，我們幾乎可以把 EPC 總承包歸結(jié)成就是一個(gè)“類(lèi)開(kāi)發(fā)商”的角色，除了對(duì)土地及建筑物沒(méi)有處置權(quán)外，整個(gè)建設(shè)過(guò)程理論上都?xì)w總承包商管理。但我國(guó)現(xiàn)階段的 EPC 市場(chǎng)還處于初級(jí)階段，更多的是以施工單位牽頭、投資方更改招標(biāo)模式的方式居多，我們稱其為“類(lèi) EPC”工程，表現(xiàn)多為聯(lián)合投標(biāo)模式。在這種情況下，我們發(fā)現(xiàn)，“類(lèi) EPC”工程與傳統(tǒng)施工幾乎變化不大，許多工作點(diǎn)還是傳統(tǒng)方式，很難融會(huì)貫通。建設(shè)工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)、圖審、報(bào)批、設(shè)計(jì)交付、施工策劃、施工執(zhí)行、施工調(diào)整、竣工交付等，這些工作在 EPC 全生命周期中，更多是信息孤島，各自為戰(zhàn)，設(shè)計(jì)與施工為平等并行關(guān)系，施工策劃無(wú)法影響設(shè)計(jì)，策劃執(zhí)行落地還是傳統(tǒng)管理，EPC 的優(yōu)勢(shì)蕩然無(wú)存［1］。

此時(shí)，我們需要把所有相關(guān)因素串聯(lián)起來(lái)，梳理出一條主線。我們都知道，在整個(gè)建設(shè)過(guò)程中，參建方交流的基礎(chǔ)有一個(gè)共同對(duì)象，就是“擬建建筑物”，雙方溝通協(xié)商都是基于圖紙上表達(dá)的“擬建建筑物”。而基于“擬建建筑物”的實(shí)體和非實(shí)體的相關(guān)工作為策劃、設(shè)計(jì)、深化、修改、施工、調(diào)整等，所有領(lǐng)域的工作與協(xié)同，這其實(shí)就是對(duì) BIM 最直白的理解；因此我們使用 BIM 技術(shù)來(lái)串聯(lián)整個(gè)“類(lèi) EPC”過(guò)程中的工作及相關(guān)流程，能更好地支撐我們 EPC 模式的目的性，實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)工作模式更先進(jìn)的數(shù)字化施工。

1 BIM 助力設(shè)計(jì)與策劃融合

針對(duì)行業(yè)現(xiàn)狀和特點(diǎn)，行業(yè)要求所有參與方都能熟練應(yīng)用 BIM，讓設(shè)計(jì)與施工使用的 BIM 無(wú)縫連接，所有單位在同一個(gè)平臺(tái)上做到信息對(duì)等?！邦?lèi) EPC”工程總承包方對(duì)設(shè)計(jì)的管控深度不夠，合理的方案對(duì)招標(biāo)工作的開(kāi)展有重要的推動(dòng)作用，也直接影響業(yè)主對(duì)投資項(xiàng)目的選擇。方案設(shè)計(jì)對(duì)項(xiàng)目總價(jià)也有直接影響，一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，要以成低本，高質(zhì)量、進(jìn)度快為設(shè)計(jì)目標(biāo)，因此“類(lèi) EPC”模式中對(duì)設(shè)計(jì)的復(fù)核尤為重要［2］。

1.1 設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性

低成本、高收益是業(yè)主和總承包商共同的目標(biāo)，為了達(dá)到這一目標(biāo)，項(xiàng)目方案必須從維持平衡的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而最大限度地降低后期的運(yùn)營(yíng)成本［3］?！邦?lèi) EPC”工程總承包商就必須對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行嚴(yán)格的審計(jì)分析，要求設(shè)計(jì)單位用專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的水平對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行限額設(shè)計(jì)。

1.2 設(shè)計(jì)方案的可行性

設(shè)計(jì)方案可行性是工程項(xiàng)目中非常重要的內(nèi)容，也是工程項(xiàng)目能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵，對(duì)于承包商來(lái)說(shuō)，前期的方案設(shè)計(jì)極其重要，尤其是對(duì)于大型的工程項(xiàng)目，承包商只有對(duì)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷改進(jìn)優(yōu)化，才能確保施工順利進(jìn)行，進(jìn)而達(dá)到提高工程的整體質(zhì)量。

1.3 設(shè)計(jì)溝通

在方案設(shè)計(jì)階段，承包商、業(yè)主以及設(shè)計(jì)單位之間要不斷地進(jìn)行合理有效的溝通，“類(lèi) EPC”工程總承包單位雖然不能主導(dǎo)設(shè)計(jì)管理，但也要有專(zhuān)業(yè)人員負(fù)責(zé)和業(yè)主、設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通協(xié)商，保證設(shè)計(jì)可行性。

2 BIM 助力設(shè)計(jì)與商務(wù)融合

在“類(lèi) EPC”模式下，合同額、圖紙量、實(shí)際工程量必須很明確，并從概算、預(yù)算，設(shè)計(jì)和施工，真正把目標(biāo)分解（達(dá)到構(gòu)件級(jí)別），這樣才能真正實(shí)現(xiàn)過(guò)程成本管控目的，所以我們需要通過(guò)有算量能力的 BIM 技術(shù)把設(shè)計(jì)與施工的商務(wù)預(yù)算真正打通。

2.1 平臺(tái)協(xié)同工作

設(shè)計(jì)階段，采用協(xié)同平臺(tái)進(jìn)行 BIM 設(shè)計(jì)，所有專(zhuān)業(yè)在同一平臺(tái)上傳、下載數(shù)據(jù)，減少由設(shè)計(jì)失誤導(dǎo)致工程造價(jià)的增加；施工階段，施工模擬和三維交底以平臺(tái)作為溝通的媒介，充分發(fā)揮 BIM 模型作為信息交互中心的能力，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的施工方案，達(dá)到提高項(xiàng)目整體經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2.2 算量直接導(dǎo)出

在 BIM 模型的構(gòu)件中掛接 WBS 編碼，使其具有可運(yùn)算的特征.造價(jià)人員根據(jù)需要設(shè)置工程量計(jì)算參數(shù)，由軟件自動(dòng)計(jì)算后直接導(dǎo)出相關(guān)構(gòu)件的工程量，匯總形成工程量清單。使得造價(jià)工程師有足夠時(shí)間進(jìn)行“三算”的對(duì)比分析，從而在最大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)的有效管控。

2.3 進(jìn)行統(tǒng)籌管理

管理成本對(duì)于“類(lèi) EPC”來(lái)說(shuō)是不容忽視的，對(duì)建筑工程要進(jìn)行統(tǒng)籌管理，以便于節(jié)約成本。利用 BIM 技術(shù)各部門(mén)間在同一個(gè)平臺(tái)上工作，保證協(xié)調(diào)一致，減少溝通成本，確保目標(biāo)正確。因此 BIM 技術(shù)不僅在建筑工程中具有顯著優(yōu)勢(shì)，還很好地推動(dòng)了統(tǒng)籌管理，降低管理成本。

3 BIM 助力設(shè)計(jì)與施工融合

3.1 BIM 技術(shù)在建筑施工進(jìn)度的優(yōu)化應(yīng)用

3.1.1 施工資源的優(yōu)化

設(shè)計(jì)人員使用 BIM 能對(duì)施工資源進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出施工過(guò)程中所需要的資源，“類(lèi) EPC”總承包單位據(jù)此復(fù)核，可以為施工提供更合理的人力物力來(lái)推動(dòng)施工進(jìn)度。此外，還可加強(qiáng)工程的協(xié)同作業(yè)情況，當(dāng)資源稀缺時(shí)，可以充分利用現(xiàn)有資源進(jìn)行規(guī)劃調(diào)度，保證施工資源能夠支持工程的正常施工。

3.1.2 施工操作的優(yōu)化

在對(duì)施工操作進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，技術(shù)人員要利用到 BIM 技術(shù)，在三維空間模擬出更加簡(jiǎn)便易行的施工操作和施工技術(shù)，大大降低了在施工過(guò)程中對(duì)施工方式和生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，也優(yōu)化了建筑施工進(jìn)度。

3.1.3 計(jì)劃進(jìn)度的優(yōu)化

施工階段，“類(lèi) EPC”總承包單位利用 BIM 軟件可以計(jì)算出建筑工程量并制定施工進(jìn)度計(jì)劃，也可利用 BIM 場(chǎng)布軟件對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行布置。在 3D 建筑模型基礎(chǔ)上加時(shí)間和成本兩個(gè)維度也就形成了 5D 建筑模型，通過(guò) 5D 技術(shù)，對(duì)工程劃分流水段關(guān)聯(lián)進(jìn)度計(jì)劃就可以形成虛擬施工，該過(guò)程不僅可以合理地分配所有資源和監(jiān)控施工現(xiàn)場(chǎng)，而且可以有效地縮短施工周期，控制施工成本。

3.1.4 加強(qiáng)數(shù)據(jù)信息化管理的優(yōu)化

在施工現(xiàn)場(chǎng)中有許多類(lèi)型的信息，利用 BIM 技術(shù)可以將建設(shè)公司、設(shè)計(jì)公司、施工單位、材料供應(yīng)商等相關(guān)聯(lián)的建筑信息全都聯(lián)系起來(lái)，使各參與方能夠根據(jù)各自需求查看信息，保證施工更加嚴(yán)謹(jǐn)。在進(jìn)行工程施工管理時(shí)，做到對(duì)施工管理相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新和分享。保證不同部門(mén)之間把握總體的建設(shè)目的，可以使資源得到高效使用的同時(shí)，切實(shí)保障建筑工程施工的正常進(jìn)行。

3.2 BIM 技術(shù)在建筑施工質(zhì)量控制的應(yīng)用

3.2.1 應(yīng)對(duì)突發(fā)性的施工問(wèn)題

利用 BIM 技術(shù)，能夠?qū)φ麄€(gè)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，對(duì)各類(lèi)突發(fā)性問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)；基于此，施工人員以及管理人員可以提前準(zhǔn)備相應(yīng)對(duì)策，一旦發(fā)生問(wèn)題，能夠最快速地解決問(wèn)題。

3.2.2 應(yīng)對(duì)原材料質(zhì)量問(wèn)題

在施工之前，利用 BIM 技術(shù)對(duì)所需要的施工原材料的特性、質(zhì)量、數(shù)量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，并存儲(chǔ)于信息模型中；“類(lèi) EPC”總承包方據(jù)此采購(gòu)，能夠最大程度保證項(xiàng)目質(zhì)量，避免因材料問(wèn)題導(dǎo)致質(zhì)量下滑［4］。

3.3 BIM 技術(shù)在建筑施工安全管理的應(yīng)用

3.3.1 建筑工程施工安全培訓(xùn)

在施工安全培訓(xùn)中，運(yùn)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行 3D 模擬施工操作，為施工人員更為直接地展示施工過(guò)程，將不同施工階段中可能存在的安全問(wèn)題模擬展示在共享平臺(tái)上，引起施工人員對(duì)安全隱患點(diǎn)的高度重視；還可通過(guò) BIM 技術(shù)模擬施工中安全問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)的應(yīng)對(duì)措施，例如安全逃生、疏散、教助模擬等。同時(shí)還可將 BIM 技術(shù)與 VR 等設(shè)備結(jié)合，增添觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等方面感知；并把標(biāo)準(zhǔn)化安全施工流程通過(guò)場(chǎng)景模擬更為真實(shí)地教授于施工人員，使得安全培訓(xùn)工作變得形象直觀，提高參訓(xùn)人員積極性，便于施工人員掌握施工安全重點(diǎn)，提升安全施工意識(shí)。

3.3.2 施工設(shè)計(jì)圖紙的審查方面

依賴于 BIM 技術(shù)，可以通過(guò)模擬施工的方式對(duì)施工設(shè)計(jì)圖紙的可行性和合理性進(jìn)行檢驗(yàn)，通過(guò)模擬施工，可以提前發(fā)現(xiàn)實(shí)際施工中存在的問(wèn)題和設(shè)計(jì)缺陷，及時(shí)作出整改，保證施工設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性和合理性，保障施工進(jìn)程的順利進(jìn)行［5］。

4 “類(lèi) EPC”工程模式下的 BIM 應(yīng)用有待改進(jìn)之處

近些年來(lái)，EPC 模式正在逐漸獲得更多企業(yè)的關(guān)注，這是由于其具備優(yōu)良的實(shí)效性，同時(shí)也能從源頭上減低整體性的施工與建設(shè)成本。但是截至目前，EPC 模式并沒(méi)有真正達(dá)到自身的健全與完善。探究其中的根源，就在于 EPC 模式仍然欠缺相對(duì)健全的工作運(yùn)行流程，企業(yè)以及有關(guān)人員對(duì)此也并沒(méi)能累積充足經(jīng)驗(yàn)。因此在該領(lǐng)域的未來(lái)實(shí)踐中，建筑領(lǐng)域內(nèi)的企業(yè)仍需著眼于健全自身現(xiàn)有的各項(xiàng)機(jī)制，針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)予以全方位的優(yōu)化：逐步建立適應(yīng) EPC 工程總承包特點(diǎn)的設(shè)計(jì)管理體制。提高總承包單位在設(shè)計(jì)階段的參與度，確保工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高工程設(shè)計(jì)的可行性；與此同時(shí)，EPC 工程總承包方也要更多致力于培育綜合素養(yǎng)較高的新型人才，通過(guò)脫產(chǎn)學(xué)習(xí)以及舉辦講座等多樣化的舉措來(lái)推廣新型的 BIM 技術(shù)。通過(guò)靈活適用 BIM 的手段與措施，企業(yè)針對(duì)信息交互就能夠著眼于加以改進(jìn)，此項(xiàng)舉措也有助于能耗減低以及多專(zhuān)業(yè)彼此的無(wú)縫銜接。

5 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用 BIM 理念方法及信息化平臺(tái)，提升 EPC 模式下的建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量、加強(qiáng)工程施工的精細(xì)化管理、進(jìn)行數(shù)字化移交，從而更好地達(dá)成工程項(xiàng)目的質(zhì)量目標(biāo)、進(jìn)度目標(biāo)、投資目標(biāo)，實(shí)現(xiàn) BIM 服務(wù)于工程、服務(wù)于項(xiàng)目目標(biāo)。在未來(lái)的相關(guān)實(shí)踐中，施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)歸納其中的珍貴經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也要密切結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)的真實(shí)狀況來(lái)選擇可行性的技術(shù)流程。