基于BIM 的EPC 項目質量控制

張柱ZHANG Zhu；賀成龍HE Cheng-long；陳婧CHEN Jing；葉舒童YE Shu-tong；秦月QIN Yue；胡施翌HU Shi-yi

（嘉興學院建筑工程學院，嘉興314001）

0 引言

EPC 項目的運作中涉及到工程的各個參與方，各參與方在EPC 項目建設過程中會產生大量的工程信息，而信息對EPC 項目價值至關重要。據國際研究機構統計，工程項目實施過程的2/3 問題與信息交流有關，由于信息交流不暢導致工程項目費用增加10%~33%，因信息失誤造成的費用占整個項目成本的3%~5%?，F階段，我國建設領域正在大力推行EPC 模式，由于各參與方使用不同的信息系統，缺乏統一標準，形成了較為嚴重的“信息孤島”現象，導致各參與方都需要花費大量時間和費用來整理和利用信息，造成資源浪費、投資增加和進度拖延等問題。因此，在EPC 項目建設過程中如何系統地提高各參與方之間的信息交流效率以及如何去處理海量、異構的數據，實現階段EPC 項目建設中有待解決的問題。

傳統管理模式下，工程項目中存在著標準化程度、專業化程度、規模化程度、集成化程度和責任意識五低的問題，而EPC 模式的優勢在于能整合配置現有資源，從設計、采購、建設、運營全程采取一體化高效集成管理。其次，EPC 模式下各參與方統一管理，相比于傳統管理模式更緊密，明確施工質量控制的責任承擔，且在總承包管理下，各部門屬于互利共贏關系，從根本上提高了管理效率。然而僅僅在EPC 模式下仍存在以下三個問題：參與方之間信息交流效率低、傳統單一的技術無法滿足工程技術的要求、缺乏施工質量控制方案。

建筑信息模型技術（Building Information Modeling，BIM）是建筑的物理和功能特性的多維可視化數字集成，集成該建筑從概念、設計、建造、運維乃至拆除全壽命周期的信息，實現業主、設計部門、建造部門、供應商、監理、最終用戶以及政府相關部門等各利益相關方信息互通、共享。BIM 的靈魂是信息，重點是協作，將傳統的單向溝通轉變為以多維信息模型為中心的交互溝通，這有助于解決傳統建筑業行業結構割裂、信息海量、信息流失、效率低等難題。

1 PDCA 循環

PDCA 循環是計劃、實施、檢查、總結工作循環，又稱戴明循環，現已被廣泛應用于企業全面質量管理。PDCA循環的含義：計劃（PLAN），主要是確定活動目標、制定規則標準；執行（DO），主要是執行設計好的具體方案，實現計劃的內容；檢查（CHECK），主要是總結計劃和執行的情況，明確效果、找出問題；總結（ACT），對檢查的結果進行處理，將成功的經驗加以肯定、并且予以標準化，對于失敗的教訓也要進行總結、引起重視。

將PDCA 循環應用于全面質量管理及質量管理體系的持續改進，按照PDCA 循環，周而復始運轉，且下一個循環基于上一個循環的基礎，從而使得項目質量得到系統性地提高。在工程項目中，在項目實施前制定相應的組織計劃，通過執行與實施檢查落實情況，加強對工作全過程問題的反思及總結，以便促進管理工作質量的提升。其次，PDCA 循環管理具有環環相扣的特點。計劃階段、執行階段、檢查階段和行動階段彼此之間存在相互影響與相互作用的關系，在制定本階段的目標時需要以上一階段目標為依據，達到工程管理目標。在工程項目中，在項目實施前制定相應的組織計劃，通過執行與實施檢查落實情況，加強對工作全過程問題的反思及總結，以便促進管理工作質量的提升。

2 EPC 項目質量控制流程

建筑工程質量管理是一項長期性、系統性、綜合性的工程，貫穿于建筑工程整個周期，因此，加強質量管理全過程的控制工作尤為關鍵。針對以上提出三個問題，本文主要將BIM 應用于EPC 項目各個階段中加強信息管理，采用BIM 的數字化管理和BIM 構建模型的方式來加強EPC模式下的工程質量控制，即能對施工總體質量情況有數據化清晰的了解，又能夠關注到某個局部或分項的質量情況，還能在各個階段對工程做到預先檢查，形成動態管理和過程控制，減低出現質量問題的風險。其次，分階段地結合PDCA 循環的控制方法進行質量控制，每個環節環環相扣（圖1）。

圖1 EPC 項目質量控制流程

EPC 項目包含著設計、采購、建設、運維的相關信息，共同為EPC 總承包商總體利益服務。EPC 項目四個階段的信息是否有效交流，直接影響EPC 項目的管理效率和價值。因此，在圖2 中設計將功能參數方面的信息傳遞給采購及建設，采購將技術要求等信息傳遞給建設，建設根據以上所有信息評價該項目是否具有實際的可施工性，并進行信息的反饋，其次，設計和建設為后期的運維提供項目的相關參數，保障運維階段的信息要求，協助運維的順利進行。

圖2 EPC 項目各子部分的信息流模型

3 EPC 項目的質量控制

3.1 設計質量控制

勘察設計是EPC 總承包管理模式的重要環節，依據工程的合同要求進行實時地設計交底，根本上解決技術交底中存在的難題。在設計階段，EPC 總承包商積極開展工程現場勘查工作，完成實地勘查與初步設計報告，依照簽訂的合同工期和相關要求進行施工。施工地點進行場地分析，合理利用土地，制定清晰的交通路線，為設計階段做好準備。在完成施工場地分析后，對設計方案進行方案比選，擇出最優方案。其次，利用BIM 技術可視化與協同的優勢，消除設計各部門的信息孤島，清除溝通障礙，使得各專業設計師可以更為及時、較為全面的評估設計環境。其次，在設計階段，融入PDCA 循環管理模式，聯合BIM 技術做到設計階段的質量控制。

P 層面。在設計過程中，結合BIM 可視化、數字化的特點和EPC 總承包模式的系統性，對工程的數據信息進行統籌管理。及時在BIM 平臺共享現場勘查分析結果，考慮設計中所遇到的施工重點和難點，設計部門、建設部門等參與部門充分溝通交流，聽取意見訴求，預先識別評估各階段可能發生的工程質量隱患，制定全面詳細的設計方案。

D 層面。運用BIM，共享EPC 項目的材料和設備的信息，各設計部門緊密聯系，對EPC 項目的施工重點部位和難點部位進行精細化設計和重點排查；利用BIM 三維模型，借助其剖切、測距和碰撞檢查等技術功能，通過碰撞檢測和可建性模擬，預先發現項目質量隱患點和風險點，并做好記錄，將相關信息導入質量控制信息集成平臺，優化和修改設計方案，保證設計方案的準確性和可實施性；在設計過程中及時儲存和實時更新項目詳細的設計參數信息，錄入BIM 信息管理系統。

C 層面。分析可建性模擬的結果，針對BIM 三維建模檢測出的質量隱患點和風險點。其次，根據渲染圖，清楚地觀察外觀上的錯誤，及時進行改正。做出總結，分析出現設計問題的原因，及時優化反饋給設計人員，及時做出調整。

A 層面。總結設計的BIM 模型的檢查成果，對證明有成效的方案，進行標準化，對遺留的問題進行進一步的處理與優化。

3.2 采購質量控制

對于EPC 總承包工程項目而言，采購工作是一個不可或缺的環節，高效的采購管理的重要性不言而喻。在傳統的采購管理模式中，在一些環節存在一定的問題，例如由于采購時材料價格是一個關鍵的競爭點，使得供應商為在價格上占據優勢，而保留材料或者設備的有效信息，導致不透明性和信息不對稱，使采購方由于無法了解到需采購材料的真實情況而選擇質量不好的材料。

在EPC 總承包模式下，可以采用提高編制采購清單的要求、重點關注相關設備和業主指定的材料內容等，制定合理高效的采購計劃，按照制定的工作程序開展工作，并在這一過程中制定采購工作詳細的執行措施，保證采購工作能夠按照計劃合理有序地展開。但由于材料信息十分龐大，因此在采購階段，加強信息化管理是采購質量管理的關鍵，充分利用BIM 技術對工程質量信息的全面、精確的傳遞共享功能。對此，在EPC 項目中，總承包方組建專門的采購團隊，形成采購經理統籌負責的采購組織體系，并依據設計方在設計過程中及時提供的材料設備等的參數信息。充分利用BIM 技術、大數據和RFID 等技術，對所有建材物料的信息實施實時動態管理，實時跟蹤采購過程，使采購進度可視化，對工程所需所有材料進行狀態統計，直觀展示施工進度，減少材料浪費和無效作業，提高采購工作效率，合理壓縮項目總工期；其次，通過與建設的信息交流滿足施工方對項目所需的設備、材料等的質量和到達時間，配合施工方保證施工進度。同時，采購方在施工方因不可抗力因素發生施工變更時，可及時依據施工信息作出調整。

3.3 建造質量控制

對于EPC 總承包管理模式而言，其能否發揮出真正的作用，不僅僅取決于施工工作的完成效果，對施工過程系統高效地管理，也十分關鍵。在施工建設工程中，采用BIM 技術將施工現場進行一個平面化的建模。EPC 總承包項目可以采用全息掃描技術等影像技術進行相對復雜、混亂的施工實況信息的采集。接著將這些信息導入BIM 信息化數據庫中，將現場實況添入原有的BIM 模型，形成完整的質量信息系統。并建立BIM 模型，進行施工模擬。可以利用GPS、5G、REID 等技術，實現通過現場實況等的智能識別、定位、監測和管理，對施工進程進行實時監控，最終實現互聯化。還可以根據實時監督施工進程來改善施工計劃，并且支持手機、云平臺等的查看與操作功能。利用BIM 可視化與三維呈現，進行平面圖紙的優化；結合新型技術，解決技術交底的難題；通過碰撞檢查，找出設計過程中可能存在的問題，并提出解決方法。

P 層面。利用BIM、物聯網、RFID 等技術，加強信息化管理，利用BIM 模型進行施工模擬，將采集到的施工實況信息、進度和成本信息導入建模中，建立BIM3D+質量+進度+成本的6D 模型，制定質量、進度、成本統一協調管理方案；其次，制定完善的質量管理方案和提高監管能力和意識的人員方案。

D 層面。通過P 層中建立的質量控制信息化集成平臺6D 模型，嚴格按照制定的質量、進度和成本計劃展開各項施工。對施工現場進行認真檢查，確保施工材料、施工工序和分部分項工程滿足質量要求，對施工的重點難點部位進行詳細的驗收檢查，確保施工內容按照設計圖紙和相關規范完成，并及時對檢查過程中所發現的問題進行整改。同時，提升監管人員的專業水平和綜合素質，及時發現施工中存在的質量問題，不被其他外界因素誘導，忽視工程質量監督工作。

C 層面。BIM 模型動態更新實時數據，對工程實際質量、進度和成本進行實時監控，并對質量、進度和成本方案進行優化；采用調查訪問和責任清單等方法，對監理的綜合能力進行監督，將監管過程中的高效管理進行標準化和程序化，對監管中從不足進行指出和改正。

A 層面。深入分析質量、進度和成本偏差的形成原因，及時制定合理高效的糾正優化方案，進行糾偏。

3.4 運維質量控制

在后期運維階段中，BIM 信息庫的充分使用可以為業主方提供BIM 信息庫中的工程質量控制數據，幫助運維階段的進行。還有利于幫助第三方運維制定所需方案，例如第三方運維在制定應急處理預案時，可以基于BIM 模型的演示功能對緊急事件進行預演，以對其進行演練幫助制定合理的方案。建設階段構建BIM 模型，運維階段在此基礎添加質量管理所需信息，在一定程度上更為精準的將建設工程的實際情況反應出來，也有利于質量文檔控制、行程監管等，為工程施工中的保養與維護提供便利，數據海量異構和數據丟失的問題得到有效解決，后期運維使用的數據得以保障，提供了后期維護效率。

4 總結

隨著現階段EPC 項目管理模式的推廣和信息海量異構，EPC 管理模式相較于傳統的管理模式有利于整個項目的統籌規劃和協調運作，有效解決了設計與建設的銜接問題。EPC 項目中質量控制是項目成功的關鍵，通過BIM 技術的信息集成、協同、可視化等特點，結合EPC 項目統籌協助的優點，提高EPC 項目的信息管理，解決數據海量異構等問題，為項目質量控制保障信息的準確性，有效地提高項目的質量控制效率；其次結合PDCA 循環，在EPC 項目中，在項目實施前制定相應的質量控制組織方案并實時更改優化，通過執行與實施檢查落實情況，加強對工作全過程問題的反思及總結，促進管理工作質量的提升。