水电工程总承包项目管理信息化方案研究

孙世辉，郑兆信

(1.中国电力建设股份有限公司，北京100048；2.中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，北京100024)

1 需求与目标

水电工程总承包(EPC)项目管理是一个庞大的系统工程，涵盖了勘察、设计、采购、施工和试运行等各个阶段，并涉及投资方、建设方、设计方、监理方、施工方、供应商及政府相关部门等，这些都是项目利益的相关方。项目管理协调难度大、流程复杂、信息量大、信息孤岛多。传统的项目管理以纸质文档为载体，通过人工、传真、邮件等形式进行信息传递，层次多、效率低、成本高。因此，研究和探讨EPC项目管理信息化解决方案是非常必要的。

随着信息技术的快速发展，信息化已成为经济社会发展的大趋势。互联网、物联网、数据库、云计算、BIM等信息技术也为项目管理信息化创造了条件。为解决传统项目管理存在的弊端，需充分研究信息技术在总承包项目管理中的运用，推进项目全过程信息化管理，以期实现预定目标。

(1)实现对项目整体进展的全过程管理。实现整个项目所有计划的统一制定、协同与控制，克服设计、采购、施工相割裂的管理模式；解决各项目、单元项目之间由于在设计、施工、采购等环节进度不一致造成的窝工、待料、预算失控等问题；减少信息传递时间，提高沟通效率，实现项目建设全过程的综合协调与优化，达到业主对整体进度的要求。

(2)优化资源配置，规范项目管理方法。总承包项目执行过程中，需要运用成熟先进的管理技术和模式作保障，需要更多地引入多项目管理的前沿技术提升管理。为此，项目管理平台作为一个专业管理的工具，必须要按照一定的理论体系、技术方法、制度标准来设计，从而在某种程度上可以起到辅助规范项目管理的作用。

(3)实现项目工程数据的动态管理。在项目的各相关参与方之间建立统一的数据交流平台，实现项目数据的准确收集，以便管理者根据所采集的信息及时汇总分析，为项目决策提供可靠依据。EPC项目总包、监理、分包施工单位都可以通过软件平台，上报、下达、审核、汇总每周期工程实际完成情况及下周期工程计划、进度、工作量；实现项目的动态管理，克服一次完成，最终算帐的静态管理模式，将投资预算与工程进度计划的执行监督与控制纳入实时的管理轨道，保证资金安全有效利用，管理者可随时监控项目的进度及预算执行情况，以做出科学决策。

图1 EPC项目管理系统总体功能框架

(4)实现项目各参与方的沟通协调。总承包项目涉及到发包人、监理人、联合体、供货方等众多单位，在总承包方内部还涉及不同的专业分工或职能部门。随着项目的进展，各方工作相互影响和制约，因此项目沟通和反馈就变得非常重要。项目管理平台应覆盖EPC项目管理的各个阶段、各相关方，以计划为主线来指导项目实施的管理平台，并提供有效的手段使各方沟通及时便捷，充分共享信息数据，实现即时沟通、协同工作，避免信息的冗余和不对称。

(5)实现项目的辅助决策管理。通过管理平台使项目管理者及时查询到相关的项目进展信息，通过丰富的数据展示方式，方便管理者从收入、成本、工程进度、材料设备等不同的角度，分析查看项目不同层次的业务数据，便捷地调用所需文档、报表。

总之，通过信息化管理方案，提高EPC项目管理水平，实现项目费用少、进度快、质量好的管理目标，为创建优质工程提供有力保障。

2 信息管理系统形成

2.1 总体技术架构

EPC项目管理的信息可分为管理信息与技术信息2大类。管理信息主要包括项目实施过程中合同、进度、费用、沟通信函等信息；技术信息包括技术标准、规范、质量管理信息、工程图纸、各技术专业数据、操作和维修手册等。通过建立专题数据库，对上述信息进行统一的存储与管理，以保证信息的共享与及时沟通。EPC项目管理系统总体功能框架见图1。

2.2 系统总体设计思路

(1)项目管理的2条主线控制(主线)。一是项目进度管理，内容包括项目主体进度、各种辅助(专项)计划的编制、审批、执行跟踪与控制；二是费用控制线，内容包括基于费用工作表的费用跟踪与控制、精细的成本核算。

(2)项目管理的4条副线控制(业务)。一是设计管理，包括设计策划、设计输入、设计输出、专业接口、产品交付、数据接口等；二是合约管理，包括招投标、合同执行、支付、变更、结算等；三是材料、设备管理，包括采购、领用等；四是质量、健康、安全、环境(QHSE)管理，包括计划、检查、改进等内容。

2.3 数据库体系

EPC项目管理数据库体系由业务类数据库和基础类数据库2层结构组成。业务类数据库用于存储和管理工程总承包业务核心数据，包括项目信息管理、合同管理、设计管理、采购管理、施工管理、试运行管理、进度管理、质量管理、费用管理、三体系管理、资金管理、项目核算等数据库。基础类数据库用于存储和管理工程总承包业务基础服务数据，包括用户与组织机构、分类编码、客户信息、供应商、设备、物料、总承包项目文档、总承包项目档案、总承包项目知识库、权限管理、流程管理等数据库。

2.4 业务基础平台

业务基础平台基于SOA的思想，基于微软EPM和SharePoint平台构建，采用分层化架构，真正实现“全局规划、整体集成、用户主控、随需而变”的信息化战略。业务平台提供了完整、体系化的技术工具，能快速响应业务的变化，实现对信息系统的管理、优化调整和扩充。业务基础平台的技术特点如下：

(1)基于SOA模式的分布式系统架构设计(技术与应用)，平台应用模块大量采用缓存机制，减少数据库访问频率，全面采用Ajax技术，实现页面无刷新访问。

(2)提供工作流、表单、列表、报表等设计器，业主在使用过程中可不断调整。系统能快速通过无代码编程方式实现系统的快速调整，满足总包项目管理的实际需求。

(3)提供完整和体系化的企业级开发配置平台，提供各种配置化的开发配置工具，企业可以完全自主对系统业务模块进行调整和二次开发，可以完全自主开发部署全新的业务。

3 信息化管理的内容

EPC项目管理平台蕴含着项目管理理念和方法，是项目管理标准化、规范化、科学化的平台，是整个工程项目总承包管理系统的核心。EPC项目管理平台功能架构见图2。

图2 EPC项目管理平台功能架构

3.1 项目门户

项目门户是项目相关方(含业主、总包方、设计方、施工方、分包商、监理方等)了解项目各类信息、访问项目业务系统的统一入口。项目门户能集中展现项目概况、分类信息和各类文件，实现项目各类通知、公告、大事记、项目报告、工程照片等的集中存储和共享。相关方均可根据权限随时查看所关心的项目进展、费用、质量等信息。

3.2 人力资源管理

用于对项目人员信息的管理，包括组织机构、人员配置、薪资管理、人力资源需求计划、特殊工种以及人员基本信息的管理等。项目人力资源纳入项目成本范畴，需要进行人员考勤管理(与WBS/CBS关联)，工时单审批，依据工时单生成工资，把实际工资作为人力资源成本与WBS/CBS关联；如果要做工资，则需要有工资项设置、工资标准设置、工资计算与发放等功能。

3.3 合同管理

总承包企业与业主、分包商、供应商等相关方主要是通过合同来建立关系的。因此，合同管理在EPC项目管理中占有重要地位，是总承包企业客户关系管理、供应链管理等业务中的重要环节。

合同管理模块可对工程项目施工过程中产生的各种类型的合同进行统一管理，包括工程进度款支付工作的全过程管理，主要有：项目的支付项分类及支付项(工程量清单)定义、工程招投标管理、工程合同(承包合同与分包合同)管理、工程支付计划编制、进度款支付申请与实际支付管理、工程合同变更管理。支付项的定义支持国家标准定额、单项承包等不同合同方式，可以由用户灵活定义，通过支付项与施工进度计划结合形成支付计划。通过WBS、合同、支付分类、工程量分类等多个视角对工程量完成情况进行统计分析。系统可对合同签订、合同变更、结算、合同收款、付款、合同台帐、结算、支付台帐等业务进行管理。此外，还可提供合同评审和合同预警功能，满足合同的动态、实时管理需要。

3.4 计划管理

计划管理是实现以计划为龙头运筹协同的关键所在。项目计划包括主项、子项、单元项目计划。进度计划按照大项目滚动计划的原则，通过EPM多项目管理功能，实现总体进度计划和月度进度计划的协调管理。EPM计划调整功能够很好地满足工程需要，能够保留计划修改的痕迹，并可追溯历史计划数据。

项目计划以作业为基本的项目信息载体与元素，通过网络计划分析施工(主体)作业，通过流程协调管理(辅助)作业，做到以施工进度计划为核心将网络计划与流程有机结合，突出以进度计划为中心，事件驱动的管理串联机制。

系统利用微软EPM强大的进度计算引擎完成施工计划的编制。通过在作业属性页中加载资源、支付项、质量检查项、安全因素、图纸文件等信息，编制项目的资源需求、质量检查、工程款支付、设备使用、图纸交付等多种辅助计划。除了编制多种辅助配合计划之外，还可以对计划进行分析，也可以反馈时间进度，资源消耗，工程量完成情况等信息，完成启动质量报验，起草安全作业票等操作。

3.5 设计管理

利用设计院现有的设计管理系统，并与EPC项目管理系统进行集成，实现设计产品、进度、费用等数据信息的共享。同时，在该平台中进行设计变更、BOM清单、设计交底、设计联系单、设计周报/月报等的管理，实现与施工、采购的协同工作。

3.6 技术管理

主要包括国家技术法规、规范、标准，企业技术质量管理制度、施工标准和技术资料，设计方案会审、设计白图会审、设计交底与图面会审、设计变更控制、技术联系，施工组织设计、施工方案、施工技术交底、施工技术总结、技术成果资料等。按项目分别建立设计图纸、变更图纸的设计交底、图纸会审的相关信息；施工过程中，设计、发包人及监理人的技术联系单的内容登记、传递及处理等；按项目分别建立施工组织设计、施工方案、建设与监理人审批以及施工技术交底的相关信息。

3.7 采购管理

系统对设备材料的采购计划、采买过程、催交与验收、运输与交付、采购变更、库存等方面进行管理，监控设备和材料的采购及使用过程，并与项目计划集成管理。采购管理主要涉及材料与设备的采购、设计与工程分包管理、劳务分包管理等。项目管理平台能够对采购的全过程进行管理，并与设计过程、现场施工紧密衔接。系统主要功能包括：采购需求、采购策划、采购协调、招投标、采购及分包合同管理与履约(与合同管理部分功能相同)、合格供应商与合格分包商管理(与CRM的部分功能同)等。对于材料与设备采购还应考虑设备监造、物流管理、现场验收、仓储管理等功能。

3.8 材料管理

在EPM资源库中定义项目统一的材料分类编码、材料编码。通过在EPM项目进度计划上加载材料项，设定到场提前期、采购提前期，编制各项目材料需求计划，并通过计划中的需求量指导物资采购过程。材料管理系统还可对材料进场验收、材料仓储、材料领用、周转性材料、材料成本核算等流程、信息进行管理。对中国电建集团要求集中采购的材料，材料采购的业务处理过程使用集团物资采购系统模块。对项目自行采购的材料，则由项目部物资管理人员执行相同的物资采购流程。

3.9 设备管理

主要是对项目施工机械设备、计量仪器仪表、办公设备、交通运输设备等进行统一管理，包括设备的租赁、调配、折旧等。主要功能包括：设备资产台帐、设备台班费台帐、机械设备的检修记录、使用履历、相关证书、资产与折旧、设备报废管理以及特种设备管理等。施工机械设备的管理应与项目施工计划相结合，形成动态的机械设备需求计划与进出场计划等；依托采购管理模块，实现机械设备的采购、租赁、调拨、使用及结算的一体化管理。

3.10 资金管理

主要对资金计划、资金申请、资金支付等进行管理，并根据工程的实际进展情况按月实现资金的动态管理。一是与业主结算管理，包括工程进度款申请、变更项申请款、安全保证金返还等。二是内部(包括采购)承包合同管理，包括申请管理、合同管理、结算管理等。

3.11 费用管理

系统使用1套数据，可以同时基于以下3种方法进行费用控制：

(1)费用工作表方法。通过费用工作表将所有涉及费用的业务工作有机地联系在一起。无论是收入或支出，无论是实际发生或即将发生，甚至于可能发生的费用，通过费用分摊全部反映到费用工作表中，通过过程管理达到费用控制的目的。可以按国家概预算编码等方式灵活定义项目费用分解结构，支持费用自动分摊及各费用科目间的费用调拨。此种方法的重点是项目费用科目的定义，以及对每笔发生费用的费用分摊。

(2)基于WBS作业的进度/费用综合检测(赢得值)方法。传统的管理办法只能对比计划值和实际值，但不能依据当前进度预测未来。而基于赢得值的方法通过对每个工作包的实际进度进行反馈与跟踪，很好地解决了这个问题。

(3)基于工程量分类进行总包和分包的对比。如果项目不能做好WBS和费用科目的划分，就无法使用赢得值和费用工作表的方法进行费用控制。基于工程量分类进行总包和分包的对比是国内的传统做法。

3.12 施工管理

施工管理子系统主要服务于总承包商的现场施工管理，同时也兼顾监理人的管理，主要实现对总承包项目现场各类信息的收集、监控，以及对现场施工过程的管理和控制，并提供规范化指导，提供无纸化办公平台等。主要功能包括：施工管理标准化、施工资源管理、施工过程管理、施工质量管理、施工安全管理、施工进度管理、施工结算管理以及施工文档管理等。施工资源与施工计划紧密相连，施工结算与费用管理等相关，系统将充分考虑各业务的相关性及数据信息的共享性。

3.13 质量管理

质量管理是工程建设管理的重要环节，主要内容包括：质量计划(确定与项目相关的质量标准并决定如何满足)、质量保证(定期评价总体项目绩效以提供项目满足质量标准的信心)、质量控制(监控具体项目结果以确定其是否符合质量标准)等。

监理及质量管理人员根据项目计划，在系统中制定质量工作计划，并记录每一次质量检验工作结果，监督重大项目的进展及相关质量情况。系统把由质量策划、质量控制、质量保证及质量改进所形成的质量保证体系纳入信息系统管理的范畴，通过质量验收评定分类分解结构(QBS)、质量检查项(QI)的定义，在系统中与项目进度计划结合，编制质量检查计划。通过对质量签证、质量验评、不合格项的处理，实现质量的过程管理。

3.14 HSE管理

健康、安全、环境管理的目的在于对工程项目的安全文明施工情况进行有效的控制和标准化的管理。在系统中主要实现管理活动的策划、法规与标准库、安全宣传教育活动台帐、作业危险源的控制、安全检查及安全整改、违章处罚管理、安全事故管理、分包单位安全管理台帐、危险施工安全作业票、HSE状态评价、安全设施管理、特种作业人员登记、特种设备统计、施工基础风险统计、安全报表管理等功能。

3.15 风险管理

风险管理的目的是强化事前管理，识别和规避项目活动中可能存在的风险，以实现项目的进度、质量、费用等各项工作目标。风险管理需依照项目各项工作计划，在系统中针对重点任务进行风险识别和评估，制定风险管理计划和应对策略，形成专门台账，对风险进行监控。主要包括对进度、合同、成本、质量、变更等各方面的风险识别和防范，建立风险知识库。风险管理还应对风险发生后的风险控制和处置提出应对措施，定期出版风险管理报告。

3.16 沟通管理

沟通管理是项目管理过程中实现项目组成员协同工作的重要手段。系统针对总包项目管理的特点，为项目组成员和相关职能部门提供项目日志、项目大事记、项目月报、重大问题协调管理等多种快速沟通协作的电子化管理工具，为总包项目的项目干系人之间架起一座有效沟通的桥梁，实现项目干系人之间的深度协作。

3.17 文档管理

对办公业务中常见的各种文件、档案、合同、会议记录等进行归类、立卷、封存等业务处理。同时，对档案进行借阅、归还、审批等操作。文档管理提供丰富的检索功能，方便实际操作，为后期竣工资料整理做准备。此外，通过文档资料模块还可以实现图纸及资料的管理信息化。

3.18 综合办公

通过系统的工作流引擎，实现所有与项目管理相关的合同、采购、资金、成本目标等单据的审批流转及办公自动化。

3.19 决策支持

提供统一的、完整的商业智能报表管理平台，为项目管理决策提供支持。依据管理决策层、中层管理人员等不同应用角色，提供相应的商务智能分析工具、决策支持。各种统计分析包括进度、成本与费用、质量、安全健康环境、资源、合同等。

4 BIM技术在项目管理中的应用

建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，完善的BIM模型能够连接项目生命期不同阶段的数据。近年来，BIM技术不仅在设计行业逐步推广应用，在工程建设的数字交付、施工与进度模拟、成本管理、精益施工等方面得到了创新应用。

4.1 施工模拟，方案优化

利用BIM模型结合虚拟现实技术，实现虚拟建造，对施工组织设计方案进行论证，就施工中的重要环节进行可视化模拟分析。按时间进度进行施工安装方案的模拟和优化；对于一些重要的施工环节或采用新施工工艺的关键部位、施工现场平面布置等进行模拟和分析，优化方案，以提高计划的可行性；直观地了解整个施工或安装环节的时间节点和工序，并清晰把握施工过程中的难点和要点，从而优化方案，以提高施工效率和施工方案的安全性。

4.2 碰撞检查，减少返工

水电工程(特别是厂房)在施工过程中机电安装与土建、以及安装与安装之间的冲突问题突出，经常开墙、破洞，影响工期并导致工程索赔。通过三维模型，在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突，在施工前检查出专业间的碰撞等问题，减少设计变更和工程索赔，提高工程质量，节约成本，缩短工期，降低风险。

4.3 形象进度4D虚拟

水电工程项目管理一般采用甘特图或网络图表示进度计划，专业性强，可视化程度低。通过将BIM与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D(3D+Time)模型中，可以直观、精确地反映整个项目施工过程和虚拟形象进度，从而实现合理制定施工计划，精确掌握施工进度，优化使用施工资源以及科学地进行场地布置，对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制，以缩短工期，降低成本，提高质量。

4.4 精确算量，成本控制

基于BIM数据库还可以配置造价管理需要的工程量信息。借助这些信息，可以快速、准确地进行工程量统计分析、成本测算，在预算范围内对不同设计方案进行经济指标分析，以及施工前的工程预算和施工过程中的结算。

4.5 现场整合，协同工作

通过统一的BIM数据平台，各参建方或业主各个建设部门间的数据交互可直接通过系统进行，减少沟通时间和环节，解决各个参建方之间的信息传递与数据共享问题。围绕BIM模型可进行分析、算量、造价，形成预算文件，并将模型导入项目管理系统，形成招标、进度、结算、变更的依据。将进度管理的甘特图绑定BIM模型，按照进度计划，形成下期资金、招标、采购等计划。按实际进度填报，自动形成实际工程量的申报。按照招标签订的合同，基于进度BIM模型申报资金计划，进行设计变更、工程变更、工程结算和项目成本管理。

4.6 数字化加工，工厂化生产

BIM结合数字化制造能够提高生产效率。施工中的许多构件、材料可以加工，然后运到施工现场装配。通过数字化加工，可以准确完成建筑物构件的预制，不但提高构件制造的生产率，还能降低建造成本，提高施工质量，缩短项目周期，同时也减少资源浪费，并体现出先进的施工管理。对没有建模条件的建筑部位，还可借助先进的三维激光扫描技术，快速获取原始建筑物或构件的模型信息。

4.7 集成化交付(IPD)

随着BIM技术的逐渐成熟，以BIM技术为基础的新的建设项目综合交付方法(Integrated Product Development，IPD)是为提升工程建设行业生产效率和科技水平，在理论研究和工程实践基础上总结出的一种项目信息化技术手段和一套项目管理实施模式，带来了新的项目管理模式的变更，实现了信息共享及跨职能、跨专业、跨企业团队的高效协作。

总之，BIM技术引发了工程施工企业的管理和生产的变革，未来必将发挥更大的价值，带来更多的效益，为整个工程建设行业的跨越式发展奠定坚实的基础。

5 结 语

新形势下，传统管理方式已难以适应项目管理的需求，必须充分运用信息技术，促进项目管理手段的变革与创新，优化管理流程，提升项目管控能力，以适应市场的变化需求。

本文对水电EPC项目信息化管理进行了方案研究。一个完整的解决方案目前很难由一个平台承载实现，应是由进度管理软件(如P6、Project等)、财务管理软件、业务管理系统，以及BIM平台等系统通过数据集成来实现，实施难度大、风险高，实践中需切实做好需求分析，了解总承包项目管理的重点、难点和管理核心。笔者认为，在资金、物资到位，措施有力的情况下，项目的进度、质量是EPC项目管理的重点，但并非难点，管理难点和核心在于项目的合约管理和成本管控。因此，在项目信息化建设过程中，需抓住重点，有的放矢。