摘要:据国家统计局数据显示,我国建筑业总产值近几年一直以 16% 左右的速度增长,虽然国家目前加大了高新技术产业的发展,对传统行业进行转型升级,但是建筑业依旧是我国经济的支柱产业。2014 年我国城镇化率达到 54.77%,住宅刚需依旧是建筑业发展的有力支柱。在大体量工程项目建设中,EPC 模式逐渐成为业主方青睐选择的工程承包模式,在 EPC 模式下总承包方负责整个项目的设计、采购、施工,最终以“交钥匙”模式将工程移交给业主,因此在此模式下对于总包方来说整个工程项目的建设周期较长,工程进度的管理较为复杂,也显得尤为重要。而近年来 BIM(建筑信息模型)技术的产生给工程项目管理带来了一次信息化管理的改革,利用 BIM 平台能够将工程信息从设计、采购和施工三个阶段进行流通,在每个重要阶段利用 BIM 进行管理和优化,使得工程进度管理数字化,实现提高效率,优化工期的目标。
关键词:EPC模式;BIM技术;进度管理
一、引言
进度管理是工程项目管理中三大管理之一,特别是在 EPC 模式下进度管理的范畴扩大到设计阶段、采购阶段和施工阶段,工程中不稳定因素增加。由于在 EPC 模式下工程设计和施工都是由总承包商完成,那么设计和施工就不会存在图纸交底不明的问题,边设计边施工更是缩短了工期,使设计和施工进行搭接,极大提高了工程建设效率。
BIM 技术的应用给建筑行业带来了信息化的改革时机。BIM 即建筑信息模型,是一种基于信息技术上的集各种信息(比如参数体量信息、材料信息、价格信息、地理信息等)于一个三维建筑中,为所有建筑参与者提供信息共享的平台。BIM技术使得建筑工程项目精细化、可视化、可模拟、具有共享性,在提高生产效率、节约成本、优化工期等方面都具有很大的优越性。在 EPC 承包模式下,从前期设计阶段到后期施工阶段,建筑信息得到最大程度的共享,设计师、采购师、建造师能够共用一个建筑信息模型,从云系统中进行相应数据的创建或获取,保证了信息传递的流畅性、便捷性,大大减少了由于多方交底不明而产生的问题,给进度管理提供一个信息化平台,对工程参与各方进行可视化管理。通过 BIM 这个平台,进度管理就能够贯穿整个建设过程,在设计、采购、施工三个方面集成统筹管理,形成动态进度控制管理机制,使得工程进度管理效益最大化。
二、EPC 模式下工程进度管理概述
EPC 模式下总包商需要对工程的设计、采购、施工进行全过程负责,业主对工程的控制直接减少为过程的监督检查等,大大加强了总承包商对工程的实际控制管理,在工程建设中EPC 模式展示了很大的优越性。
2.1 EPC 模式工程建设的优越性
1、EPC 模式下总承包商统筹负责整个工程的设计、采购、施工过程,有利解决了设计、采购、施工互相衔接的问题,三者不再是相互独立的工作,在信息传达上会更加明晰流畅,从而有效提高了项目建设的整体优越性。
2、EPC 模式下总成包商可以做到设计、采购与施工三个阶段互相搭接、互相交叉的建设模式,解决了传统模式下先设计,再采购,最后再施工而导致工期较长的问题,大大缩短了建设工期。
3、EPC 模式下总承包商对整个工程建设的管理是全方位的,削弱了业主直接参与工程建设管理的权利,由此总承包商能够利用自身专业的人力资源、管理体系对工程进度进行管理,使得工程进度管理更加专业化、高效化。
2.2 EPC 模式下进度管理的范畴
1、设计阶段的进度管理。工程在设计阶段的进度管理是材料采购进度控制和施工进度控制的前提,是实现建设工程进度总目标的重要组成部分。对设计阶段进行的进度管理主要是出图控制,通过编制项目设计计划和项目设计进度报告,将计划进度与实际的初步设计、技术设计和施工图设计等进行对比,检查设计计划的执行情况。
2、采购阶段的进度管理。因为材料采购巨大的数量,工程对材料的需求突击性强,由于工程规模的庞大,材料采购的种类繁多,采购进度与建设需求的矛盾较大。在采购阶段进行的进度管理主要是进行采购计划的编制和跟踪计划执行情况,通过采购计划与实际采购情况对比,综合进行采购进度管理。
3、施工阶段的进度管理。施工阶段的管理周期最长、不确定因素最大。施工项目经理部根据合同工期进行施工进度计划的编制,在实际施工过程中对现场进度进行检查,并与进度计划进行对比,及时发现进度延误情况,并采取措施保证工程进度计划的实现。
2.3 EPC 模式下进度管理的难点
由于总承包商对进度的管理覆盖到工程建设的全周期内,各阶段的搭接工作会大大增加,进度计划中的每一个工作的时间控制也更为严格,进度管理的难度也大大增加。
1、EPC 模式下总承包商需要对工程设计、采购和施工三个阶段进行进度管理控制,特别是在三者有交叉的情况下,进度管理的难度会大大增加,一旦各部门沟通协作不到位,出现人为因素产生的问题,如果不能及时得到解决,那么很难保证工程顺利进行。
2、EPC 模式下各环节工作紧密相连,但是在工程建设中出现不可抗力因素而导致工程进度延误的情况是不可避免的。一旦出现突发情况,如果管理部门不能够及时解决,信息的沟通不顺畅,那么就对整个工程进度产生很大的影响。
三、基于 BIM 技术进度管理
BIM(Building Information Modeling)技术是在近十年来在以 CAD 技术为基础,发展起来的一种多维(如三维、四维、五维、n 维)模型的一种信息集成技术,可以使工程项目建设的所有参与方都能在数字虚拟的真实建筑物模型中操作信息和在信息中操作模型。BIM 技术的应用对于工程项目进度管理的改革带来了很大的影响。BIM 技术能够在事前进度和事中进度都进行有效的控制。
1、利用 B I M 技术能够在事前进行施工进度计划的可视化模拟并进行分析,发现计划的缺陷,从而有效完善施工进度计划,避免在实际施工中由于计划出错而导致一系列工程进度问题。
2、利用 BIM 技术和 GIS 技术集成模拟,形成材料采购、运输、堆放和使用的全方位管理,提高了资源的利用效率,避免工程资源供应链的问题,有效解决了建设资源的供应对工程进度的影响。
3、利用 BIM 技术能够进行不同专业图纸之间的碰撞检查,在设计阶段发现问题并及时修改,避免二次施工。
4、利用 B I M 技术能够增强各专业人员之间的信息交流。BIM 信息共享平台能够使
得不同阶段、不同单位各种管理工作有机结合起来,提供一个协同化、集成化的工作平台,使得信息的沟通更加便捷,大大降低信息的流失程度。
四、EPC 模式下工程项目进度 BIM 信息化管理平台的构建
BIM 技术的应用是可以利用信息技术将二维 CAD 图纸转化为三维可视化模型,并赋予模型与工程相关的一切信息,在这个强大的信息平台上将进度管理从纸质处理工作中解放出来,能够对整个工程进度实现可视化管理。在传统的进度管理中,进度管理人员的资料获取主要是依靠向各个部门进行问询,特别是在 EPC 模式下,总承包商承包范围较广,工作繁多,进度管理的资料数据复杂。大部分情况下进度管理人员在处理整个工程进度问题时缺乏设计清晰、界限明确的进度管理系统。进度信息的获取和反馈的及时性和准确性都不太高,而且主要是通过人工操作来管理。而通过 BIM 技术能够将整个进度管理信息化,针对三个不同阶段分别进行进度信息管理。在一个管理平台上对设计、采购、施工三个阶段进行管理,对设计变更,采购延误,不可抗力等因素对进度计划的影响反应更加灵敏,能够及时将问题反馈到管理层,并下达最新指令措施解决问题。
4.1EPC 模式下 BIM 模型的建立
工程项目由前期规划、图纸设计到现场施工是一个逐渐完善,逐渐成型的一个过程,那么在BIM 平台下三维模型也是这样一个发展过程。在设计阶段,设计部门确定工程项目的建筑初步模型,并且在与甲方沟通后进行调整。三维建筑模型可以使建筑设计更加直观,并且拥有一切设计信息。在确认好初步建筑模型后,交给设备、电气、结构专业,各专业分别在建筑模型上进行专业设计,之后并进行各专业设计的模型分析,协调解决各专业之间的问题,提前发现,提前修改,完善模型。
在采购阶段,BIM 模型能够详细提供各分部分项工程的工程量及人、材、机信息,利用GIS 系统与 BIM 模型平台相结合,对建筑供应链进行全程信息化管理,采购部门、供应商、工程部门能够对材料信息进行集成管理,极大提高了资源利用率,减少浪费,对资源的进度管理也由此更加全面和专业。
在施工阶段,在设计和采购的基础上形成的施工 BIM 模型结合进度计划可以形成进度的可视化管理,利用 BIM 技术进行施工进度多维模拟,在每周形象进度分析时可以将现场的施工现状照片与进度计划中的模型进行对比,具体的延误程度和延误原因都可以在 BIM 模型分析中得出,从而采取针对性措施进行管理。
4.2 工程进度信息化管理平台
在 EPC 模式下进行进度管理需要从设计、采购、施工三个方面进行集成管理,由于部门之间的沟通不及时很容易造成工程进度的延误,而采用 BIM 平台进行施工进度管理,则能够有效解决信息沟通不及时的问题,对突发状况反应更加灵敏,使得进度管理更加全面,保证了工程进度效益。在设计阶段,设计部门的建筑、结构、水电等专业在 BIM 平台上建立最初的三维模型,三维模型中的信息包括建筑构件几何信息、结构信息(钢筋布置、混凝土等级等)、水电安装等信息。在设计阶段可以利用 MEP碰撞检查功能,可视化模拟分析各专业之间设计的冲突,特别是管道和结构两者之间的冲突问题能够很好的在设计阶段就检查出来,并提前进行相关专业的修改,避免在实际施工中出现此类问题,而导致返工、资源浪费等问题,也间接保证了工程进度。而进度管理人员则可以通过 BIM 协同平台动态监控设计人员的进度情况,并且与设计计划进行比较,第一时间发现问题、界定问题、反馈问题和解决问题。在传统设计中结构专业与管线设计是不在一个工作界面上的,所以很难避免管道与构件有冲突的状况,但如果利用冲突碰撞功能就能够提前进行修改,而不必等到施工过程中发现错误才进行工程变更。
在采购阶段,采购部门通过与供应商的洽谈能够对分部分项工程对材料的种类、数量等进行确定。在设计模型的基础上,采购部门将相关材料采购信息附加到构件中,形成采购模型。一方面采购部门能够通过采购模型清晰、快速、便捷地知道每一个分部分项工程的工程量和所需要采购的材料,对采购的控制更加细化和准确。而这样的功能在 EPC 模型下边设计边施工的工程会显得非常重要,因为此时设计、采购、施工环环相扣,一旦出现问题,工程进度将会受到很大的影响,所以采购部门需要精确及时知道设计出来的工程所需要的采购量,为现场施工做好充足准备。进度管理人员同时也可以利用采购模型,动态监控整个工程的采购情况,对提前或延误做出及时判断,并将问题第一时间反馈给采购部门。
在施工阶段,工程部编制施工进度计划,从总进度计划、二级进度计划到周进度计划,并将进度信息附加到采购模型中,形成施工模型。此时,进度管理人员可以通过可视化施工进度模拟和虚拟漫游等功能,将现场实际的进度情况与模拟的进度情况进行可视化对比。每天由现场施工人员和监理人员将工程进度信息录入到 BIM 协同平台中,比如现场施工进展照片、构件尺寸等信息。在施工进度模拟系统中可以将对应时间的计划进度可视化展现,与实际进度进行对比,不仅仅可以准确知道施工延误的具体分部分项工作、地点,还可以知道延误的程度,这样能够采取针对性的措施进行补救。例如图 1 就是以某楼盘为实例利用Navisworks 软件进行的施工进度可视化模拟的六个阶段。
图1 施工进度可视化模拟
4.3 存在的问题与建议
在 EPC 模式下推行 BIM 进度管理目前也存在着一些实际性的问题,比如在已经熟知传统管理模式下的人员无法适应 BIM 信息化管理平台,各项工程进度的实时信息需要有人员负责进行系统录入。在设计、采购、施工三者工作有交叉的情况下,管理人员不能够通过 BIM平台进行统筹管理。
在系统平台的构建方面,目前国内外 BIM软件种类很多,有的着重于建模,有的定位于造价,有的专注于项目管理平台,但是很多软件之间的信息交流有兼容性问题,没有一个统一的标准,这使得基于 BIM 的工程项目全过程管理平台的建立比较困难。
针对这些问题,本文在企业和政府两个层面提出了一些建议:企业层面:
(1)加强管理人员专业化技能培训,包括设计人员、采购人员、成本人员和施工人员,强化 BIM 管理理念。
(2)建立 BIM 部门,对于信息化管理有专人进行负责。
政府层面:
(1)制定 BIM 行业相关标准,为 BIM 应用构建规范化平台。
(2)对国内 BIM 软件开发制定相关准入机制,解决目前国内BIM软件鱼目混杂的情况。
(3)大力鼓励 EPC 承包商利用 BIM 技术进行工程项目管理,获取丰富的BIM管理经验。
五、结语
EPC 模式下工程项目进度管理相对于传统承包更加复杂和困难,需要统筹设计进度、采购进度、施工进度三个阶段,对信息的沟通与传递要求更高。采用 BIM 技术进行项目进度管理能够有效解决各部门间的信息传递共享问题,为各专业间的分工合作提供一个信息共享的平台,进度管理能够从前期设计、采购到施工过程中进行监控和管理,对突发状况作出相应补救措施。虽然 BIM 技术如今在国内的大部分运用还局限于造价这一方面,但是越来越多的工程人员发现 BIM 在整个工程建设周期中应用的价值。在 EPC 承包模式下,总承包商利用BIM 信息协作平台进行进度管理能够对工程进度进行最大程度的掌控,减少总承包商的风险,提高了效益,BIM 技术在 EPC 模式下进度管理的利用也会越来越广。
参考文献
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论文作者:赖溯欣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/3
标签:进度论文; 采购论文; 模型论文; 信息论文; 阶段论文; 工程论文; 工程进度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;