基于BIM技術的EPC項目協同過程研究

李松波　喬夢甜

【摘要】本研究建立了基于BIM的建筑全壽命周期EPC項目運作模式，以全新的視角研究EPC項目的整個實施過程，建立了一個非靜態的、綜合的系統模型，分析了EPC項目在BIM技術協同下的建筑各個階段的任務構成，全方面的探討了EPC項目的動態管控，并在此基礎上從全壽命周期的角度分析BIM技術在EPC項目中所承擔的協同作用，為后續工程項目信息化研究提供了新的思路。

【關鍵詞】BIM技術;EPC項目;協同管理

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.10.054

引言：

隨著工程技術和網絡技術的快速發展，建筑行業也即將走進信息化時代，“十四五規劃”就明確指出我國建筑企業信息化發展應加快建筑信息模型（BIM）基于信息網絡的協同工作等新技術、新標準在工程中的應用，推動信息化標準建設，為企業EPC的進程提供強大的信息資源庫，并加強對創新型、應用型、技能型BIM技術人才培養。而高等職業教育學校就是培養技術性技能人才的搖籃、是支撐地方經濟社會發展和國家重大戰略的重要組成部分，因此加強學校與建筑企業的合作能進一步提升學生綜合技能，培養既精通理論又精于實踐的高技能人才。為了推進BIM技術在建筑工程項目中的應用和BIM技術人才的培養，與浙江利恩工程設計咨詢有限公司合作共同開發嘉興富民路商業項目，重點研究BIM技術在EPC項目中的協同作用[1]。

1、國內外的研究現狀和發展趨勢

BIM建筑信息模型（ Building Information Modeling）是近年來建筑行業領域的新興技術，是國內外工程項目研究和實踐發展的創新焦點，被稱為建筑業的信息化革命。

1.1國外研究現狀與發展趨勢

BIM技術在美國工程中的應用已非常廣泛，成為了工程設計方和工程施工方取得項目建設的基本要求，占工程總量的80%以上，這與美國總務署（GSA）在2003年推出的全3D-4D-BIM計劃有關，該計劃規定自2007年起所有大型項目都要應用BIM技術，可見美國在BIM技術的研究與應用方面已走在世界前列;BIM技術目前在全球推廣力度最大、增長速度最快、標準體系最全面的國家是英國，其應用率已從2011年的13%提高至2020年的72%;丹麥、挪威、瑞典等北歐國家普遍于2010年前出臺官方BIM標準或指南，成為全球最早使用BIM模型的地區之一，基本實現了項目規劃、工程設計、裝配式制造、工程施工、運維管理等過程中的信息共享和傳遞。

BIM技術在近幾年的研究與應用已呈現出更為明顯的增長趨勢，2017年Dodge Data & Analytics公司發布的《基礎設施BIM應用的商業價值》報告顯示，BIM技術在項目中應用的比例已從2015年的20%快速提升到2017年的52%。同年由美國聯合市場研究（Allied Market Research）發布的《全球BIM市場》報告中指出，全球BIM市場收益復合年增長率（CAGR）在2016年至2022年間將達到21.6%，并將在2022年達到117億美元，由此可見BIM技術在建筑領域各行業中的應用越來越深。雖然目前從分析數據來看市場份額的主要地區是在北美，但根據全球大數據統計，由于城市建設急速發展產生更多的建筑工程項目，以及這些國家的大力推廣，在2021年亞太地區將成為市場的主導地區。

1.2國內研究現狀與發展趨勢

在2011年我國住建部首次在信息化標準建設中發布了相應的BIM應用政策，明確了建筑工程行業要全面啟動BIM技術，并在“十三五”期間推出的《2016～2020年建筑業信息化發展綱要》中也確定要將BIM技術重點推廣，到2020年在有綠色評級要求和國有投資面積超過2萬平方米的大中型建筑中，基于BIM技術實施的項目比例要占到90%，建筑業已步入信息化時代。自2016年以來，各省也相繼推出了BIM應用指南與標準，到2020年底，已建立完善的 BIM 技術政策法規和標準體系，使BIM應用得到了政策性的普及推廣。

隨著基于BIM技術越來越多的研究與應用案例，根據近十年的BIM相關文獻統計，在BIM領域研究的內容主要集中在項目管理、技術應用、信息化集成等方面。BIM技術開始應用較多的內容比如可視化、錯漏碰缺、4D施工模擬，5D場布應用等，將傳統工程建設項目管理中關注的集成管理、項目管理、精細化管理轉化到了BIM技術的協同管理，將信息化集成側重于與物聯網、云計算與RFID等信息技術結合BIM的功能集成與應用[2]。

在工程管理方面，BIM技術可以對EPC項目管理模式、項目全壽命過程管理等方面起到提升作用，利用其信息集成化改變EPC承包方的傳統管理模式，解決EPC工程項目過程中的信息傳遞、設計采購施工一體化障礙等問題，實現集約化管理，使項目各參與方能有效快速的溝通，更好地共享工程信息。在市政工程方面，EPC項目實施過程中可能會遇到勘察設計信息實效、施工環境改變、地下管線標注不清、地形地貌勘察不準等問題，加之工期一般較長，設計方與施工方異地辦公，難以有效快速準確的傳遞變更信息，造成解決問題周期長、處理問題效率低的情況，而BIM憑借其精細化建造與信息化管理，能夠很好的幫助開展EPC市政工程，可以較好地實現協同辦公，提高項目的綜合效益[3-4]。

在此背景下，我國住房和城鄉建設部頒布的“項目質量和安全改進行動計劃”中就有明確規定，必須整合建筑多方資源，以加快BIM與工程建設行業的結合應用，提高工程建設質量信息化水平，提高智能管控項目的建設質量。在國家多項建筑信息化政策的推動下，大中型建筑企業已逐漸意識到在工程項目全生命周期中使用BIM技術的重要性并一直致力于為員工開展BIM技術學習和培訓，并建立了自己的BIM技術精英團隊，以下兩圖分別顯示了企業開展BIM應用情況和應用BIM技術的項目情況。

通過企業對BIM的應用情況和BIM 技術在項目中的應用情況可知，BIM技術可以收集整個項目的信息為一體，來支持項目管理者對項目方案篩選、人員結構、各方協作和整體把控進行管理，使項目管理更加高效率、高質量、標準更加規范。主要應用于可視化建筑模型、模擬化施工、出圖性完整、參數式設計等，可以整理項目全壽命周期所有階段的信息包括前期準備、設計、生產、運輸、安裝、運營維護和拆解回收等，使得項目之間的信息更能公開、透明，各方人員的合作更加協調。基于BIM本身強大的功能和國內外對于BIM技術的普遍應用，BIM技術的發展前景將更加廣闊[5]。

2、研究開發的主要內容

本項目研究依托嘉興富民路商業項目（2018南-013號地塊），研究的主要內容如下：

（1）研究BIM技術的相關基礎理論，掌握BIM技術的核心內容、發展趨勢和現狀。并在對BIM軟件的分析和應用的基礎上，探索BIM的技術特點和優勢。

（2）以大量參考文獻和案例作為研究基礎，對BIM技術在EPC項目模式中的協同作用進行探索，從宏觀角度闡述BIM技術在實際項目中與傳統設計方法的對比，總結如何解決問題。

（3）以嘉興富民路商業項目案例為研究對象，使用Revit系列產品軟件創建BIM實體模型。首先闡明基于Revit 軟件的協同管理的協同工作方法，并進行了一系列的工作，在具體案例的實踐中對EPC項目的各個階段應用進行嘗試和驗證。

3、項目研究的主要思路

本項目研究的主要脈絡是理清BIM技術在EPC項目中具體實施過程，通過相關文獻閱讀和其他案例工程經驗的總結，研究的具體過程如下：

3.1 BIM技術在EPC各階段的協同工作內容和功能

首先是在設計階段通過確定的BIM模型策劃和分析進行完整的建模工作，并對模型進行碰撞檢測、各專業模型調整等優化過程，生成IFC模型后上傳至BIM服務器，對于招標文件和施工階段出現的設計變更只需修改相應部分的BIM模型，然后與原模型進行整合處理后即可完整展示工程詳細信息;其次是在采購與施工階段利用BIM平臺的集成信息實現設計方、施工方、監理方、建設方等各方面的信息共建共享，各方可獨立將信息錄入BIM模型，并通過文檔數據庫和關系數據庫進行儲存，實現信息的全面覆蓋;最后是在試運營階段通過BIM模型進行數字化工程交付，通過對檔數據庫和關系數據庫中信息的歸納與整理，形成數據索引更新至BIM模型之中，完成竣工模型，為后期的運行維護建立數字化空間模型。

3.2 BIM技術在EPC項目中的協同管理

BIM技術平臺中包含了建筑設計、結構設計以及機電設備設計等方面的幾何信息，還涵蓋了工程資源、工程造價、施工工序、設備性能等非幾何信息，覆蓋了建設工程全生命周期的各個階段，是數字化、可視化技術與項目管理、建設、運維相結合的數字化平臺。在項目的不同階段，不同利益相關方可通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，支持和反映其各自職責的協同作業。它主要有以下應用價值：首先可以進行集中和可視化的溝通，提升管理效率;其次可以更早的進行方案比較、可持續分析、高效設計，并進行輔助設計分析和展示;再次可準確測算工程量和施工現場過程優化與控制;最后可集成竣工資料，實現數字化運營等功能。

由此可見BIM技術在EPC項目中具有很強的協同管理作用，根據BIM技術在EPC項目中各個階段的執行過程，構建了實施流程，如圖3所示。

3.3項目研究關鍵技術

本項目采用理論研究與工程實踐相結合的方法，通過PDCA循環的過程管理，并結合EPC項目特點和BIM技術優點，將事后檢驗把關為主的質量管理模式轉變為預防為主、改進為主質量的管理模式，將過去分散籠統的管理模式轉變為全面系統的綜合治理模式，將過去以管結果為導向轉變為以管因素為導向的管理模式，從而形成了基于BIM的EPC項目信息集成，用于分析實際工程案例。關鍵技術路線如圖4所示。

結語：

BIM技術在建設項目中的應用前景將會越來越廣泛并將更加專業化，從項目決策、方案規劃、投資控制，工程管理、施工控制、運營維護等方面提升項目建設質量，對工程項目全生命周期中所有工程參與方提供數據往來、信息共享，實現了工程數據的互聯互通，為智能制造和建筑工業化的協同發展提供了技術平臺，展現了智慧建造的廣闊前景，為建筑行業的快速發展提供了強大的動力。

參考文獻：

[1]孫金暉，孫興昌.BIM在建筑工程管理中的應用[J].商丘師范學院學報，2019，35（06）：61-65.

[2]崔慶宏，王廣斌等.2008-2017年國內BIM技術研究熱點與演進趨勢[J].科技管理研究，2019（04）：197-205.

[3]鄭小云.BIM技術在設計優化及智慧工地建設的應用研究[D].浙江大學，2018.

[4]王鐵鋼.EPC總承包模式實施效果評價與對策[J].華僑大學學報（自然科學版），2017，38（02）：169-174.

[5]徐嬌.基于BIM的施工企業EPC項目效益評價研究[D].西安科技大學，2017.

作者簡介：

李松波（1986.10—），男，漢族，黑龍江大興安嶺人，碩士，講師，研究方向：工程造價。

基金項目：

本文系浙江省2021年度高等學校國內訪問工程師“校企合作項目”“基于BIM技術的EPC項目協同過程研究”（FG2021289）、2019年浙江省高等教育“十三五”第二批教學改革研究項目“信息化教學下《安裝工程預算》在 BIM 平臺中的應用”（jg20190959）的研究成果。