BIM技術在EPC項目全生命周期中的一體化應用研究

徐 敏

(上海市政工程設計研究總院集團新疆有限公司，新疆 烏魯木齊 830000)

在當前科學技術發展迅速的背景下，以BIM技術為代表的一系列信息化管理技術不斷涌現并得到廣泛應用。在工程項目承包方面，EPC模式的優勢不斷顯現，其設計、采購、施工一體化的特點有效規避了傳統承包模式中的弊端。現階段，建筑行業在實際發展過程中將BIM技術融入EPC模式之中可以進一步突顯二者的優勢，形成強強聯合、優勢互補的局面，進而實現提升項目管理成效的目的。考慮到當前我國BIM技術發展尚處于發展階段，統一的技術標準、高素質人才隊伍等方面尚未準備完成，這也使得當前BIM技術及EPC模式之間的結合并不緊密，由此，此方面內容也成為當前行業內工作人員的重點研究內容。

1 BIM技術及EPC模式概述

1.1 BIM技術優勢

作為一種依托于現代信息技術發展而來的新型技術，BIM技術對工程項目三維空間、四維時間、五維成本等進行整合，貫穿于工程項目建設整個生命周期之中。從實質層面分析，BIM技術應歸屬于集成性技術種類，其實際應用過程中展現出明顯的可視化、模擬性、協調性等優勢，為提升工程項目質量以及效率提供有力保障[1]。現階段，該技術被廣泛應用于各類工程開展之中，項目參建各方均采用BIM技術對項目生命周期內不同階段進行管理，有效扭轉了以往項目管理對二維平面圖紙依賴性較強的問題，同時，規避了二維平面圖紙的各種缺陷，從源頭上實現了提升項目建設效率以及質量的目標。

1.2 EPC模式特征

現階段，建筑行業內對EPC模式的定義為工程承建企業與業主之間達成合作關系，依照合同內容對項目設計、采購、施工等全過程或是某一階段的工作進行承接，并對所承接項目內容的質量、安全、造價等因素負責的項目管理模式。具體分析，該模式主要包含以下特點：①EPC模式對項目總承包方管理技術水平具有較高要求。在此模式，總承包方需要對項目全過程負責，涵蓋項目統籌規劃以及項目開展涉及的設計、施工等流程。作為工程信息匯聚、處理的核心點，總承包方的管理技術水平直接對EPC模式優勢發揮造成影響[2]。②在EPC項目中總承包方面臨的風險更大。在此模式下，項目總造價以及工期通常在設計階段就以明確且固定，總承包方在實際工作過程中需要對項目開展過程中涉及的全部流程進行管理，而工程項目具備周期長的特征，這就使得項目開展過程中受不可抗拒因素影響的概率大幅提升，總承包商在此過程中也需要面臨更大的風險[3]。由此，總承包商更加愿意選擇先進的管理理念以及方法來規避風險或是降低風險帶來的損失。

2 工程概述

為詳細說明EPC項目中BIM技術的應用方式，筆者選取某高架道路EPC工程項目作為案例進行分析。案例工程作為該地機場外圍交通快速通道，承擔機場樞紐東北城際、東南市域的快速集散交通功能，并兼顧區域發展，也是臨空經濟區規劃發展的東西向交通要道，是支撐城市北擴、城北新區建設、發展的重要基礎性設施。該工程項目路線總長度約12.9 km，橋梁主線總長約12.7 km。全線采用裝配式技術，裝配率達到90%以上。

本項目存在一定的特點及重難點。①本項目為EPC管理模式，設計、施工、運維一體化管理。②設計內容涉及多專業，且各專業設計界面交錯。③路線范圍長，空間關系復雜。④施工周期緊張，部分工程作業面復雜。

3 EPC項目中BIM技術的應用策略

基于項目的特點和重難點，本項目在建設過程中將BIM技術應用于建設的全生命周期。主要是利用BIM管理平臺達到項目管理標準化、流程規范化、工作協同化的目的；利用BIM平臺管理BIM模型，采集相關過程信息；共享BIM信息以支持各方更好地協同工作；支持決策機構進行決策，提高業務工作和決策的效率和質量，推進項目管理精細化管理進程。BIM協同信息管理平臺以項目管理事務的實際需求為目標，以BIM技術為支撐，實施三維協同、進度管理、質量管理、安全管理、圖紙文檔管理、現場管理等功能[4]。

同時，基于施工協同全景3D管理模塊，為施工現場提供高精度的三維地形影像基礎，可以將本項目高架道路工程施工三維模型導入，直觀展示施工場地與構件模型的三維空間位置關系，充分表達設計意圖。各參建方在項目建設過程中可以在統一BIM平臺上進行基于BIM模型的施工信息可視化、進度可視化、安全可視化及施工問題標注查看等操作，實現工程整體視角下的可視化。

3.1 EPC項目設計階段

在設計階段，BIM技術的應用途徑主要涉及參數化建模、優化設計、協同設計等方面。

案例工程設計階段工作開展過程采用CATIA、Revit、鴻業路易等建模軟件進行參數化建模，對構件進行快速精準的搭建和放置，切實提升建模速度和模型精度。從優化設計、協同設計方面分析，案例工程在實際工作過程中利用BIM技術構建了三維可視化空間模型，后又采用Navisworks、Lumion軟件對各專業不同建模軟件搭建的模型進行整合，通過可視化瀏覽、碰撞檢查、凈空復核等，優化設計方案，提高設計質量。并且通過搭建的設計模型輔助設計進行施工交底，對復雜節點進行三維交底，避免由于施工步序引起的人才、機器浪費情況的出現。

3.2 EPC項目施工階段

在項目施工階段中，BIM技術的應用途徑主要涉及產品管理、進度管理和質量管理等方面。

在產品管理方面，裝配式橋梁存在著構件拆分、深化、加工、運輸等多個過程，過程的增加也代表著信息傳遞損失的增加、構件精準度的降低，這不僅影響產品質量和施工質量，對于后期運維階段的養護也有一定的影響。因此，本項目利用BIM技術信息集成的特點，將預制構件從生產、出廠、運輸、裝配等全流程進行數字化管理。

在進度管理方面，由于預制拼裝構件單元眾多，基于BIM協同管理平臺中的預制管理、進度管理、質量管理、現場管理等功能模塊，通過智能分析施工進度、堆場實時存放情況以及預制構件養護需求等，制定合理高效的進度計劃，實現信息化、可視化控制目標，加快了施工進度和管理效率。

現場實際施工與BIM結合，兩者相互依附，通過BIM指導施工，解決現場問題，將現場實際情況反饋給BIM人員，保證BIM模型與實際施工一致，隨著工程進度的不斷加快，BIM模型信息數據也要不斷補充完善，將數據資料與模型信息進行關聯，保證信息的一致性，才能使得工程竣工時，竣工資料隨著模型信息的不斷完善中形成[5]。

本項目主要研究了兩方面質量問題：①預制構件生產質量；②裝配式橋梁的施工質量。針對以上兩方面內容，該項目結合BIM模型對施工復雜節點進行施工模擬，用以指導施工。同時借助激光掃描技術，將預制產品掃描成模后與BIM模型進行偏差分析，校準模板等提升構件質量，最后針對已吊裝完成的預制構件進行掃描成模，對其進行安裝分析以保證施工質量。

3.3 EPC項目運維階段

案例工程中，BIM技術在運維階段發展作用主要集中在運維技術管理以及構件養護管理方面。

工作人員在實際工作過程中依托于BIM平臺對項目運維段進行劃分，明確不同部分運維工作責任單位以及相關維護技術要點。實際開展運維工作過程中，管理人員可以通過標注的責任信息直觀地明確相關責任主體，并及時對其進行相應調配，快速響應運維工作要求，針對維護要求準確地分配運維小組。同時，管理人員還可以利用BIM平臺模擬運維工作開展所需工時以及運維成效，并依據此結果對其進行相應優化調整，最大限度地提升運維工作效率，降低運維工作開展對于交通出行的阻礙。

除此以外，利用BIM模型信息，可以了解道路、橋梁、照明等的使用年限、性能、運行時間及運行狀態。通過BIM+物聯網技術進行設施運維管理，對關鍵的設備進行在線監測，能夠對養護及更換進行自動提醒。同時，基于 BIM 三維模型，當設備發生故障時，能夠進行快速定位并進行維修，利用其自身“身份證明”二維碼進行掃碼登記并定位，對設備、設施進行信息化管理，提高運維管理水平[6]。

4 結束語

在當前時代背景下，BIM技術以及EPC模式在工程領域中得到廣泛應用，并為提升項目管理效率以及質量提供有力支持。案例工程中通過將BIM技術應用于EPC項目之中取得了良好的成果，工程質量完全滿足設計以及應用需求，同時工期得到有效縮短。由此，本文案例中的工程經驗具備參考借鑒意義。