“類 EPC”工程中 BIM 技術(shù)應(yīng)用淺析

曹 鵬，王鵬飛，李 權(quán)

（中國電建集團湖北工程有限公司，湖北 武漢 430040）

0 引言

從基本特征來看，所謂 EPC 就是工程總承包，包括設(shè)計、采購、施工三個核心內(nèi)容。在 EPC 模式下，拋開投資方（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“類開發(fā)商”的角色，除了對土地及建筑物沒有處置權(quán)外，整個建設(shè)過程理論上都歸總承包商管理。但我國現(xiàn)階段的 EPC 市場還處于初級階段，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 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 EPC”工程與傳統(tǒng)施工幾乎變化不大，許多工作點還是傳統(tǒng)方式，很難融會貫通。建設(shè)工程的規(guī)劃設(shè)計、圖審、報批、設(shè)計交付、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)計與施工為平等并行關(guān)系，施工策劃無法影響設(shè)計，策劃執(zhí)行落地還是傳統(tǒng)管理，EPC 的優(yōu)勢蕩然無存［1］。

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

1 BIM 助力設(shè)計與策劃融合

針對行業(yè)現(xiàn)狀和特點，行業(yè)要求所有參與方都能熟練應(yīng)用 BIM，讓設(shè)計與施工使用的 BIM 無縫連接，所有單位在同一個平臺上做到信息對等。“類 EPC”工程總承包方對設(shè)計的管控深度不夠，合理的方案對招標(biāo)工作的開展有重要的推動作用，也直接影響業(yè)主對投資項目的選擇。方案設(shè)計對項目總價也有直接影響，一般來說，設(shè)計單位在進行方案設(shè)計時，要以成低本，高質(zhì)量、進度快為設(shè)計目標(biāo)，因此“類 EPC”模式中對設(shè)計的復(fù)核尤為重要［2］。

1.1 設(shè)計方案的經(jīng)濟性

低成本、高收益是業(yè)主和總承包商共同的目標(biāo)，為了達到這一目標(biāo)，項目方案必須從維持平衡的角度進行設(shè)計，從而最大限度地降低后期的運營成本［3］。“類 EPC”工程總承包商就必須對工程造價進行嚴格的審計分析，要求設(shè)計單位用專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的水平對工程造價進行限額設(shè)計。

1.2 設(shè)計方案的可行性

設(shè)計方案可行性是工程項目中非常重要的內(nèi)容，也是工程項目能否順利進行的關(guān)鍵，對于承包商來說，前期的方案設(shè)計極其重要，尤其是對于大型的工程項目，承包商只有對工程項目的設(shè)計方案進行不斷改進優(yōu)化，才能確保施工順利進行，進而達到提高工程的整體質(zhì)量。

1.3 設(shè)計溝通

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

2 BIM 助力設(shè)計與商務(wù)融合

在“類 EPC”模式下，合同額、圖紙量、實際工程量必須很明確，并從概算、預(yù)算，設(shè)計和施工，真正把目標(biāo)分解（達到構(gòu)件級別），這樣才能真正實現(xiàn)過程成本管控目的，所以我們需要通過有算量能力的 BIM 技術(shù)把設(shè)計與施工的商務(wù)預(yù)算真正打通。

2.1 平臺協(xié)同工作

設(shè)計階段，采用協(xié)同平臺進行 BIM 設(shè)計，所有專業(yè)在同一平臺上傳、下載數(shù)據(jù)，減少由設(shè)計失誤導(dǎo)致工程造價的增加；施工階段，施工模擬和三維交底以平臺作為溝通的媒介，充分發(fā)揮 BIM 模型作為信息交互中心的能力，以實現(xiàn)最優(yōu)的施工方案，達到提高項目整體經(jīng)濟效益的目的。

2.2 算量直接導(dǎo)出

在 BIM 模型的構(gòu)件中掛接 WBS 編碼，使其具有可運算的特征.造價人員根據(jù)需要設(shè)置工程量計算參數(shù)，由軟件自動計算后直接導(dǎo)出相關(guān)構(gòu)件的工程量，匯總形成工程量清單。使得造價工程師有足夠時間進行“三算”的對比分析，從而在最大程度上實現(xiàn)對項目成本風(fēng)險的有效管控。

2.3 進行統(tǒng)籌管理

管理成本對于“類 EPC”來說是不容忽視的，對建筑工程要進行統(tǒng)籌管理，以便于節(jié)約成本。利用 BIM 技術(shù)各部門間在同一個平臺上工作，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，還很好地推動了統(tǒng)籌管理，降低管理成本。

3 BIM 助力設(shè)計與施工融合

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

3.1.1 施工資源的優(yōu)化

設(shè)計人員使用 BIM 能對施工資源進行計算，計算出施工過程中所需要的資源，“類 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推動施工進度。此外，還可加強工程的協(xié)同作業(yè)情況，當(dāng)資源稀缺時，可以充分利用現(xiàn)有資源進行規(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

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

3.1.3 計劃進度的優(yōu)化

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

3.1.4 加強數(shù)據(jù)信息化管理的優(yōu)化

在施工現(xiàn)場中有許多類型的信息，利用 BIM 技術(shù)可以將建設(shè)公司、設(shè)計公司、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，使各參與方能夠根據(jù)各自需求查看信息，保證施工更加嚴謹。在進行工程施工管理時，做到對施工管理相關(guān)數(shù)據(jù)進行實時更新和分享。保證不同部門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，切實保障建筑工程施工的正常進行。

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)對突發(fā)性的施工問題

利用 BIM 技術(shù)，能夠?qū)φ麄€施工過程進行模擬，對各類突發(fā)性問題進行預(yù)測；基于此，施工人員以及管理人員可以提前準(zhǔn)備相應(yīng)對策，一旦發(fā)生問題，能夠最快速地解決問題。

3.2.2 應(yīng)對原材料質(zhì)量問題

在施工之前，利用 BIM 技術(shù)對所需要的施工原材料的特性、質(zhì)量、數(shù)量進行準(zhǔn)確計算，并存儲于信息模型中；“類 EPC”總承包方據(jù)此采購，能夠最大程度保證項目質(zhì)量，避免因材料問題導(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，運用 BIM 技術(shù)進行 3D 模擬施工操作，為施工人員更為直接地展示施工過程，將不同施工階段中可能存在的安全問題模擬展示在共享平臺上，引起施工人員對安全隱患點的高度重視；還可通過 BIM 技術(shù)模擬施工中安全問題出現(xiàn)時的應(yīng)對措施，例如安全逃生、疏散、教助模擬等。同時還可將 BIM 技術(shù)與 VR 等設(shè)備結(jié)合，增添觸覺、聽覺等方面感知；并把標(biāo)準(zhǔn)化安全施工流程通過場景模擬更為真實地教授于施工人員，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，提升安全施工意識。

3.3.2 施工設(shè)計圖紙的審查方面

依賴于 BIM 技術(shù)，可以通過模擬施工的方式對施工設(shè)計圖紙的可行性和合理性進行檢驗，通過模擬施工，可以提前發(fā)現(xiàn)實際施工中存在的問題和設(shè)計缺陷，及時作出整改，保證施工設(shè)計方案的準(zhǔn)確性和合理性，保障施工進程的順利進行［5］。

4 “類 EPC”工程模式下的 BIM 應(yīng)用有待改進之處

近些年來，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)良的實效性，同時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 模式并沒有真正達到自身的健全與完善。探究其中的根源，就在于 EPC 模式仍然欠缺相對健全的工作運行流程，企業(yè)以及有關(guān)人員對此也并沒能累積充足經(jīng)驗。因此在該領(lǐng)域的未來實踐中，建筑領(lǐng)域內(nèi)的企業(yè)仍需著眼于健全自身現(xiàn)有的各項機制，針對薄弱環(huán)節(jié)予以全方位的優(yōu)化：逐步建立適應(yīng) EPC 工程總承包特點的設(shè)計管理體制。提高總承包單位在設(shè)計階段的參與度，確保工程設(shè)計質(zhì)量，提高工程設(shè)計的可行性；與此同時，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，通過脫產(chǎn)學(xué)習(xí)以及舉辦講座等多樣化的舉措來推廣新型的 BIM 技術(shù)。通過靈活適用 BIM 的手段與措施，企業(yè)針對信息交互就能夠著眼于加以改進，此項舉措也有助于能耗減低以及多專業(yè)彼此的無縫銜接。

5 結(jié)語

運用 BIM 理念方法及信息化平臺，提升 EPC 模式下的建筑設(shè)計質(zhì)量、加強工程施工的精細化管理、進行數(shù)字化移交，從而更好地達成工程項目的質(zhì)量目標(biāo)、進度目標(biāo)、投資目標(biāo)，實現(xiàn) BIM 服務(wù)于工程、服務(wù)于項目目標(biāo)。在未來的相關(guān)實踐中，施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)歸納其中的珍貴經(jīng)驗，同時也要密切結(jié)合項目建設(shè)的真實狀況來選擇可行性的技術(shù)流程。