國際工程EPC項目中應用BIM的價值分析

王淑嬙

（湖北工業(yè)大學土木工程與建筑學院，湖北 武漢430068）

1 我國國際工程承包現(xiàn)狀及面臨問題

1.1 我國國際工程承包現(xiàn)狀

目前全球建筑業(yè)規(guī)模約為6萬多億美元，占全球GDP總量約10%，公開招標的工程項目每年約1.8萬億美元，全球基礎設施建設整體保持旺盛需求，我國對外工程業(yè)務穩(wěn)步增長，建筑業(yè)走出去的規(guī)模日漸增大。2013年對外工程承包企業(yè)完成營業(yè)額和新簽合同額分別為1371.4億美元和1716.3億美元，同比增長率分別為17.6%和9.7%。2013年ENR（Engineering News Record）225強中我國內地共有52家企業(yè)入圍。按承包區(qū)域劃分，非洲市場依然是我國海外營業(yè)額中的大頭，占比38%，其次是亞洲和中東，分別占營業(yè)收入35.9%和18%，而國際工程中高端市場的歐洲、北美洲的工程承包情況依然沒有改觀［1］。

1.2 我國國際工程承包面臨的主要困難和問題

整體來看2015年以后的發(fā)展前景將“恢復平穩(wěn)的強勁增長勢頭”，但外部經營環(huán)境更加嚴峻。面臨競爭越來越激烈的國際市場，我國對外工程承包主要存在如下問題。

1）內部無序低價競爭現(xiàn)象愈演愈烈。目前我國“走出去”的企業(yè)數量嚴重超出了市場容量，造成低水平同質競爭現(xiàn)象普遍，缺乏分工合作；特別是中方資金項目和不熟悉市場的企業(yè)低價競爭問題嚴重，惡性競爭時有發(fā)生。

2）低水平的發(fā)展模式遭遇嚴重挑戰(zhàn)。勞動力比較優(yōu)勢在逐漸喪失，國內人力資源成本大幅增加，印巴孟朝等國勞務成本較低，成為主要替代來源。

3）缺乏國外大型EPC項目的管理經驗。國內外市場差距大，企業(yè)的風險控制、資源調配、精細管理均存在突出問題。缺乏屬地化運作的能力和經驗。標準規(guī)范和設計企業(yè)走出去滯后，很少能參與前期規(guī)劃設計、工程咨詢和后期的運營管理。

1.3 企業(yè)應建立新的競爭優(yōu)勢

建立除低價之外的新的競爭優(yōu)勢。市場競爭者越來越多，客戶希望同樣低的價格，要創(chuàng)造更多價值。

1）向產業(yè)鏈的高端發(fā)展。在一般承包工程業(yè)務發(fā)展同時，為業(yè)主提供規(guī)劃設計、咨詢服務、運營管理等。

2）切實提高項目管理的能力和水平。

從企業(yè)宏觀決策層面來看:提高國際工程項目風險意識。建立健全內部控制機制，其中包括風險控制機制、成本費用控制等，避免決策失誤。提高加強項目管理的意識。管理決定項目的成敗，無論是包括施工總承包項目和EPC總承包項目的管理規(guī)范化、精細化和信息化方面都還有很大的差距。加強隊伍建設和能力建設。培養(yǎng)一批熟悉國際市場運作慣例的技術、商務、管理和法律的人才。提高資源的整合能力、與業(yè)主和監(jiān)理的溝通能力、對分包商管理控制能力等。

從具體管理層面來看:重視項目管理過程中的設計管理，國內設計單位普遍存在的問題有:不熟悉外國規(guī)范、不了解當地環(huán)境、溝通能力差，造成設計審批難通過，甚至出現(xiàn)質量問題。

2 國際工程EPC項目

管理才能達到盈利的目的。EPC項目要求承包商有高度的責任感、資金整合、技術協(xié)同配合、人力資源合理調配、工期質量嚴格把關的能力，更應具備動態(tài)風險防范與對策。過程管理不到位將造成成本失控。

根據美國設計建造學會（DBIA）的預測，到2015年，采用工程總承包模式的項目數將達到55%，超過以業(yè)主分別與設計單位和施工單位簽訂設計、施工合同為特征的傳統(tǒng)建設模式［2］。我國對外工程承包商也在積極探索EPC項目的實施途徑，然而在實踐運行過程中卻不盡如人意。2009年2月，中國鐵建就沙特麥加輕軌項目簽訂合同，約定采用EPC＋O/M總承包模式（即設計、采購、施工加運營、維護總承包模式），總承包合同金額66.5億沙特里亞爾，約120.51億元人民幣，至2010年10月，項目預計凈虧損人民幣41.48億元［3］。中國中信－中國鐵建組成的聯(lián)合體承包實施阿爾及利亞東西高速公路EPC項目由于實施過程中缺乏動態(tài)管理的能力造成巨虧。

目前國際工程EPC項目存在的主要問題有:

1）國內企業(yè)為了進軍海外市場，在投標階段過多壓低報價或議標階段做出不恰當的讓步，為今后項目的實施留下隱患。

2）合同責任范圍劃分不清。盡管是EPC項目，但其中盈利空間較大的設計、采購環(huán)節(jié)經常被業(yè)主變相拿走，承包商控制權被架空，掌握不了設計進度和采購進度，影響施工進度，不利于成本控制。業(yè)主配合不力卻不承擔責任，業(yè)主方面權力和義務脫節(jié)。比如業(yè)主負責的拆遷不能按合同要求完成，造成整個工期順延，而索賠很難。

3）EPC項目對綜合管理能力要求高。這也是我國承包商最欠缺的地方。國際工程更需要精細化

3 BIM在EPC項目中的應用價值分析

2003年以來，BIM（Building Information Modeling）技術在我國建筑行業(yè)得到廣泛的關注并逐漸以不同的深度應用于建筑招投標、設計、施工和運行維護階段。BIM的基礎是參數化建模，并以矢量模型為載體加載建筑工程項目的各項相關信息數據，通過管理和共享這些數據，提高對建設項目全過程的控制能力。

BIM的特點是可視化、參數化、協(xié)同性、模擬性和可出圖性。在美國多數州政府都要求新建大型公共項目使用BIM技術；日本BIM應用也上升到政府推進的層面。歐洲也已有多家政府機關致力于BIM應用標準的制定［4］。我國住房和城鄉(xiāng)建設部在《關于推進BIM技術在建筑領域應用的指導意見（征求意見稿）》中強調BIM標準和集成應用，并指出至2016年政府投資2萬m2以上大型公共建筑及申報綠色建筑的設計、施工采用BIM技術。BIM正在引發(fā)一場建筑領域的徹底變革，“BIM＋互聯(lián)網”的技術驅動將引領建筑業(yè)產業(yè)轉型升級的實質性啟動，BIM技術是實現(xiàn)精細化項目管理的重要手段和方法。

由上述分析可以看出，BIM技術可以克服國際工程EPC項目中責任劃分不清、綜合管理能力不足、粗放管理的弊病。BIM在EPC項目的設計階段、采購階段和施工階段的應用見圖1。

圖1 BIM在EPC項目中的應用分析

3.1 設計階段BIM在EPC項目中的應用價值分析

設計階段是EPC承包商的主要盈利階段，設計階段的項目管理對工程進度和整個項目成本影響很大。但業(yè)主或工程師與承包商之間經常發(fā)生分歧，主要原因在于各方期望的不同:業(yè)主或工程師想要符合合同的最佳設計，而承包商則想提供符合合同的最具性價比的設計。業(yè)主或工程師經常會利用其批準設計的權力強迫承包商自負費用設計或改變設計以達到其青睞的設計；在實踐中，大多數承包商為了獲得設計批準以推進工程而被迫就范。但是EPC合同的本質在于:如果承包商負責工程的設計，他也應該有權選擇最合適的設計，該設計將符合合同要求和業(yè)主要求并適用于工程的目的。BIM的應用有利于改善EPC承包商在設計階段的被動地位，減少業(yè)主和承包商之間的責任分歧。

BIM在設計階段所發(fā)揮的作用有:1）方案展示與對比。在三維虛擬環(huán)境中直觀展示不同設計方案的效果，并以三維模型為基礎進行日照、通風、熱工等定量分析。2）在設計階段還可進行各專業(yè)協(xié)同設計，實時發(fā)現(xiàn)設計沖突，并可進行二三維聯(lián)動優(yōu)化設計，提高設計效率，縮短設計周期。3）以BIM為載體的審查流程清晰，對于設計中存在的問題一目了然，減少了業(yè)主和承包商之間的分歧。

設計階段的三維模型構建是基礎，為采購信息和施工信息的加載提供載體。

3.2 采購階段BIM在EPC項目中的應用價值

在EPC項目中采購環(huán)節(jié)是影響經濟效益和項目工期的重要環(huán)節(jié)。我國對外承包的EPC項目中關鍵設備采購經常被業(yè)主控制，承包商處于被動地位，嚴重影響了工期。國際工程采購工作具有業(yè)主對采購程序要求嚴格，采購資金占用量大，采購周期長和關聯(lián)方眾多的特點。在一個完整的EPC項目中，采購金額將占工程總造價的60%～70%，采購工作能否順利進行，既關系到項目成本，也影響項目的經濟效益［5］。采購工作居于EPC模式的中間環(huán)節(jié)，其工作關聯(lián)方眾多，采購部門的設備和散裝材料清單是從設計部門獲得的，材料運抵現(xiàn)場后，采購人員要及時與施工部門進行交接，并在設備安裝過程中處理與制造有關的問題，溝通協(xié)調工作量大。就采購工作本身而言，又包含計劃、采買、催交、檢查和運輸等管理環(huán)節(jié)，信息量大，地域跨越大（圖2）。

以BIM為基礎的采購管理平臺貫穿采購工作的始末。BIM信息管理平臺的核心內容包括信息溝通與共享、流程管理和BIM信息集成。信息溝通與共享可實現(xiàn)數據共享和采購協(xié)作機制，使各參與方在同一平臺協(xié)作，實現(xiàn)采購工作的動態(tài)管理；流程管理使采購過程流程化、固化，明確各參與方責任權利關系；BIM平臺可兼容來自設備和材料供應方的三維信息及相關屬性信息，實現(xiàn)接口管理。

圖2 EPC項目中采購管理流程

3.3 施工階段BIM在EPC項目中的應用價值

在國際EPC項目中由于工期延后和成本失控造成損失的案例很多。以BIM為基礎的PMIS系統(tǒng)可輔助現(xiàn)場精益施工。

1）可視化屬性管理和漫游功能可用于虛擬交底和施工指導，以直觀的展示和便利的查詢操作使各級施工人員更深入了解工程情況。

2）基于三維模型的測量功能、自動碰撞檢查、剖面功能可以在虛擬環(huán)境下精確分析專業(yè)內部和專業(yè)間的相互關系，優(yōu)化施工方案，以免引起不必要的返工和材料浪費。

3）施工過程重難點方案展示。通過參數化建模，采用施工過程生長動畫反映整個工程的施工流程及關鍵節(jié)點的工況，例如基坑施工過程、爬模過程、高大支模過程模擬，大型設備進場、現(xiàn)場拼裝、作業(yè)過程模擬等。

4）協(xié)助進度管理。將進度信息加載到BIM模型中，可以在三維場景中直觀顯示計劃進度下的模型和實際進度下項目實體，分析實際進度和計劃進度的差異并進行各項進度偏差指標的計算，供進度的動態(tài)控制做參考。基于BIM模型還可以進行橫道圖、網絡圖的繪制與調整，實現(xiàn)場景分析與數值分析相結合的效果。

5）成本控制。通過三維建模的方式快速生成土建、安裝、鋼筋等工程的實體，以此為基礎可以按構件、樓層、區(qū)域、進度等不同方式統(tǒng)計工程量。以三維模型實體和施工組織為基礎，可以實現(xiàn)區(qū)域造價統(tǒng)計、進度款項確認、產值精確核算、模型分區(qū)優(yōu)化、實時多算對比等功能，全方位服務于投資估算、概算造價、預算造價、合同價、結算價和實際造價等過程，以此實現(xiàn)全過程成本管控。

6）材料過程控制。可通過構建統(tǒng)計功能獲取各類材料準確的實物量，制定采購計劃，以此為依據發(fā)放限額領料單以節(jié)約材料用量，降低工程成本。工程完工后將計劃材料用量與實際材料用量做對比分析與自動統(tǒng)計，為材料動態(tài)管理提供參考。項目完工后將實際材料用量與計劃材料用量自動統(tǒng)計和分析，為材料用量的科學管理提供基礎。

4 結論

EPC模式是我國對外工程承包業(yè)務發(fā)展的主要模式，為增強中方企業(yè)國際競爭力，企業(yè)必須建立除低價之外的新的競爭優(yōu)勢，并向產業(yè)鏈的高端發(fā)展。BIM為建筑業(yè)企業(yè)提供了新的思想指導和技術支持，可實現(xiàn)EPC項目的精細化管理和全過程管理，以適應越來越激烈的國際市場競爭。

［1］ 魯班咨詢.中國建筑業(yè)2013回顧與2014展望［R］.魯班咨詢，2014.

［2］ 施靜華.BIM應用:EPC項目管理總集成化的新途徑［J］.國際經濟合作，2014（02）:62-66.

［3］ 雷勝強.國際工程風險管理與保險［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［4］ 何清華，錢麗麗，段運峰等.BIM在國內外應用的現(xiàn)狀及障礙研究［J］.工程管理學報，2012，26（01）:12-16.

［5］ 馬 驊.國際工程項目管理（四）——國際工程EPC項目的采購管理［J］.石油工程建設，2005（06）:58-62.