基于BIM的装配式建筑EPC总承包管理模式研究

蒋春迪

(安徽工业大学 管理科学与工程学院，安徽 马鞍山 243002)

装配式建筑相较于传统的现浇式混凝土建筑，具有节能环保、机械化程度高、受气候条件制约小、工期短、节约劳动力等一系列优点，这与我国提出的“低碳经济、绿色建筑”发展理念相契合。因此，装配式建筑施工技术受到国家和建筑施工企业的青睐，成为建筑领域发展的新热点。

但随着装配式建筑的进一步发展，许多实践工作者相继发现传统的工程管理模式与装配式建筑发展的理念相悖，己逐渐不适用于现代装配式工程项目管理的需要。为推进装配式建筑的深入发展，国内外学者对装配式建筑发展和其工程管理模式进行了相关研究。童继生对EPC项目管理在我国的应用和发展进行了研究[1]。叶明等研究指出，EPC模式是发展装配式建筑、实现建筑产业现代化的有效途径，在建筑管理工作中应用EPC模式，可以有效创建高效的管理体系，从而大大提升管理效率[2]。岑岩指出传统建筑业管理模式存在的一些弊端，列举了EPC模式的优点，提出促进装配式建筑发展的有力手段需要全面推广EPC模式[3]。高浪分析了EPC模式下成本控制中存在的难题，通过引入BIM技术建立进度控制模型，实现对工程项目成本的动态控制[4]。朱维香结合装配式建筑具有的特点，研究将BIM技术应用于设计、预制构件生产、施工三阶段，达到提高装配式建筑项目的管理效率[5]。于龙飞和张家春分析装配式建筑与制造业的契合点，构建基于BIM的装配式建筑集成建造系统，并分析了该集成系统应用于装配式建筑项目管理的优势[6]。刘贵文等分析了装配式建筑发展现状，结合EPC模式和装配式建筑的特点，构建适合建筑工业化的总承包管理模式[7]。

本文拟从工程管理模式的视角，提出适合装配式建筑的EPC总承包管理模式的构建思路，并在EPC模式中引用BIM技术，实现装配式建筑设计、生产、施工、运维的全过程信息化管理，从而最大程度发挥装配式建筑优势，推动装配式建筑健康稳定发展。

一、现行装配式建筑工程管理存在的弊端

装配式建筑具有省时、省力、省材料、节能、节水、环保的特点，这对推进生态文明建设，加快城市化进程，具有重大的意义。近年来，由于国家的大力倡导，装配式建筑不断深入发展，现行装配式建筑管理模式存在的弊端逐渐显现。

一是组织管理不够系统化。配式建筑要求整合全产业链资源，实现方案设计、预制构件生产、装配施工的一体化发展，因此装配式建筑的发展是系统性的发展。而现行装配式建筑应用的工程管理模式，尤其是组织结构的设置大部分还沿用传统现浇建筑的管理模式，组织管理工作中没有把管理做一个系统的规划，因此，组织管理工作不能很好地服务于装配式建筑施工的全部流程，造成技术与管理脱节，大大限制了装配式建筑的发展。

二是产业链不完整。装配式建筑的项目实施与传统建筑项目建造相比，需要设计、生产、装配施工、后期运维等各阶段和各专业深度交叉协同进行，但实际施工过程中是业主分别独立的与设计、生产、施工等单位签订合同，由此可见，项目实施的各阶段脱节，整个建筑项目实施过程形成的产业链不完整，不能很好地协同工作。装配式建筑的全产业链优势得不到发挥，从而大大限制装配式建筑的发展。

三是管理信息化程度低。现阶段信息化技术还没有完全覆盖于装配式建筑的管理工作中，装配式建筑信息管理效率低阻碍了其发展的脚步。因此，想要促进装配式建筑的快速发展，信息化管理是项目成功的关键，需要在创新管理模式中充分考虑管理的信息化。

二、装配式建筑项目中应用EPC总承包模式的优势

装配式建筑是集方案设计、预制构件生产、装配施工的一体化发展，是系统性的发展，这与EPC总承包模式的管理理念不谋而合，在装配式建筑管理工作中应用EPC总承包管理模式，能很好地解决存在于装配式建筑管理工作中的难点问题。EPC总承包模式在装配式建筑项目中的应用优势主要体现在以下方面。

一是有利于实现工程建设的高度组织化 。在装配式建筑项目中应用EPC模式管理，业主只需表明投资意图，确定建设项目的功能策划、预期目标以及交付标准，后续阶段的全部工作则由总承包方去实施。总承包方制定建设项目的整体目标，全面统筹方案设计、材料采购、预制构件生产、装配施工四阶段的工作，从而实现装配式建设项目的设计-生产-施工-运维的全过程统一管理。项目的其他参与方围绕项目的整体目标，制定分项目标，分项目标服从整体目标，子系统服从大系统，这有利于实现工程建设的高度组织化。

二是有利于实现工程建造系统化。EPC总承包模式是由总承包单位负责建设项目的设计、采购、施工，并对建设项目的工期、质量、造价、安全负总责，该模式的优势在于能对建设项目进行系统的管理。而装配式建设项目由建筑、结构、机电、装修四个子系统组成，在装配式建筑项目中应用EPC模式，能统筹分析四阶段的分项工作，并对这四阶段的工作进行系统性的策划，制定一体化的设计、生产和装配施工方案，真正实现装配式建筑管理的系统化。

三是有助于降低建造成本和缩短建造工期。成本一直是工程项目管理工作中的重中之重，而装配式建筑在发展过程中受阻的原因之一就是高成本。应用EPC管理模式，在总承包方的统一管理下，以全过程成本最低为目标，进行管理、设计、生产、施工、采购几个环节深度交叉和融合，从全局出发深度优化配置各方资源，从而降低工程成本。EPC总承包模式的应用，避免了以往传统管理模式下，项目实施各阶段参与者利益诉求不同，往往以自己利益最大化为目标，导致工程整体成本增加。

进度是工程项目管理工作中的另一重要内容。在项目管理工作中应用EPC模式，设计、制造、装配、采购的不同环节可以合理穿插、深度融合，从而将传统的项目管理工作由逐一顺序模式变为叠加型、融合性作业，从而达到缩短工期的目的。

四是有助于项目实施全过程信息化应用。现阶段信息化技术在装配式建筑的覆盖面还不足，信息管理效率非常低阻碍了装配式建筑发展的脚步。而EPC总承包模式，可借助于BIM技术，建立集方案设计、预制构件生产、装配施工一体化的信息管理平台，实现数据信息在装配式建筑项目各阶段、各参与方之间流通共享，进一步推进信息化技术在装配式建筑中的应用。

三、BIM技术在EPC总承包模式中的应用优势分析

BIM是Building Information Modeling的简称，它是以建设工程相关信息数据为基础进行建模，通过数字信息模拟真实建筑物所有信息。在装配式建筑中应用BIM技术主要体现在，通过建模将设计、生产、装配施工等各阶段的数据信息集成到一个模型中，形成一个信息共享平台，并且项目各阶段、参与方和各专业技术人员可在该信息平台进行数据处理，并及时更新各自负责的信息数据，这有利于提高项目管理的信息化水平。EPC总承包模式背景下，在装配式建筑项目中应用BIM技术能达到整合全产业链优势，减少设计误差、降低工程变更，优化工程量统计、降低工程造价，提高装配式建筑建造效率的目的。综上所述，BIM技术在装配式建筑项目管理工作中的应用能大大促进装配式建筑的发展速度，提高国内建筑中装配式建筑所占的市场比率。

四、基于BIM的装配式建筑EPC总承包管理模式框架构建

工程项目管理的内容主要包括进度、质量、费用、组织结构、信息和沟通六方面的管理。在推行装配式建筑项目中应用EPC总承包模式的背景下，结合装配式建筑本身具有的特点，在装配式项目管理工作中引用BIM技术，构建适合装配式建筑的EPC总承包管理模式。接下来将从六方面描述EPC总承包模式管理的内容。

(一)基于BIM的进度管理

EPC总承包管理模式下，装配式建筑项目的进度管理主要包括设计、生产和施工三个阶段的管理，通过BIM技术搭建共享平台，实现项目各阶段参与方、各专业信息共享与沟通，形成动态进度控制。对项目进度的随时监控，使得进度效率大大提升，确保工程在规定的工期内竣工。基于BIM的进度管理框架体系如图1所示。

图1 基于BIM的进度管理框架体系

1.设计阶段。出图控制是设计阶段进度管理的主要内容，设计阶段采用BIM技术进行进度管理，可以利用BIM的碰撞检测功能，提前发现设计中的问题，优化工程设计方案。避免由于设计问题导致构件在生产和装配施工阶段耽误工程进度，这使得进度管理更加全面、高效。

2.构件生产阶段。编制构件生产计划并对生产进度监督是构件生产阶段进度管理的主要内容。构件生产商可从BIM信息共享平台获取项目所需预制构件的生产数据信息，使得更加准确的对构件生产加以控制。而总承包商可在BIM信息共享平台上，随时关注预制构件的生产进度，判断以目前的生产进度是否对后续阶段的施工产生影响，如有影响，及时把结果传递给生产方。

3.施工阶段。该阶段施工单位可以利用BIM技术模拟真实施工环境和施工过程，施工人员通过观测模型，从而能及时的判断吊装工序是否满足吊装规范的要求、项目场地布置和施工安排是否合理等。同时，施工单位利用BIM技术，可将提前编制的施工进度计划与BIM信息模型关联，随时监控项目的实施进度，一旦计划进度与实际进度不符，及时找出原因，并采取措施，确保项目按原进度计划实施。

(二)质量管理

EPC总承包管理模式下，总承包商须兼顾设计阶段、生产阶段、施工阶段和项目各参与方的质量管理工作，确保装配式建筑工程的整体质量达到预期目标。

1.设计阶段。设计阶段的质量管理是整体项目质量管理的核心环节，如果设计阶段质量出现问题，后续的工作将会出现不可挽回的损失。该阶段设计人员在进行出图之前，要组织各参与方参与施工图设计，确保施工图设计的合理性和准确性，保证项目的设计满足相应的规范。

2.构件生产阶段。构件生产阶段，总承包商应对预制构件所用的生产材料进行检验，确保各项材料满足相应的质量标准，检验合格后方可使用。构件成品出来后，严格把控预制构件的外观质量及尺寸偏差，重点检验构件是否能达到预期的强度要求。

3.施工阶段。总承包商要结合EPC总承包管理模式的特点，在施工过程中建立相应的质量管理机制，严格控制施工质量。装配式建筑施工的关键是构件的安装和连接，针对关键节点总承包商应提出具体的构件安装方法，避免节点质量不合格导致返工，影响项目总工期。

(三)费用控制

装配式建筑相对于传统现浇建筑存在的问题之一就是施工成本高，这严重影响装配式建筑发展的进程。应用EPC总承包模式进行装配式建筑的管理工作，统筹进行装配式建筑项目的全过程费用控制，来降低装配式建筑的建造成本。

1.设计阶段。施工图设计、拆分设计和深化设计是该阶段进行的主要工作内容，应在充分考虑预制构件的生产和装配施工问题的基础上，尽可能地将设计方案优化，把连接节点标准化，优化拆分设计减少构件的种类和规格，从而降低预制构件模具多规格的制造费用及周转费用。

2.生产阶段。生产阶段，生产商应严格按照设计图纸、预制方案及相关质量规范进行生产，生产质量要点一定严格把关，杜绝预制构件因生产质量不合格而导致返工，造成生产效率低下，造成额外成本增加。

3.施工安装阶段。装配式建筑施工阶段，是形成建筑实体的阶段，也是消耗大量人力、财力、物力的阶段。由于该阶段施工往往具有时间长、不可控因素多等特点，因此施工阶段的费用控制是项目管理工作的重难点。在该阶段，施工方应编制具体的费用使用计划，严格按照计划进行施工；同时施工方应结合装配式建筑的特点，尽可能改进优化安装技术及方法，达到降低安装费用的目的。

(四)基于BIM的组织管理

组织机构的合理设置，就是确保组织结构内各部门有明确的分工和职责。在装配式建筑项目中，基于BIM技术，EPC模式下组织结构内的关系如图2所示。

图2 基于BIM的EPC模式组织结构示意图

1.设计阶段。结合装配式建筑项目所具有的特点，EPC总承包方构建BIM信息中心，且负责BIM信息中心的运维。负责项目设计的各专业人员将各自所掌握的数据信息传至BIM信息平台，总承包方审核设计结果是否满足业主的预期要求。同时，总承包商应充分发挥自己的主导作用，组织构件生产阶段和装配施工阶段的技术负责人参与前期设计；并在该阶段利用BIM技术建立三维模型，在虚拟的环境下及时发现设计中的碰撞冲突，避免由于设计错误引起生产或装配冲突。

2.生产阶段。生产阶段作为设计和施工的桥梁，该阶段生产的预制构件的质量直接关乎装配式建筑项目的整体质量，因此该阶段是质量控制的关键环节。生产商可从BIM信息共享平台了解要生产的预制构件信息，然后编制构件生产方案进行批量化生产。同时，在该阶段总承包商应充分发挥主导作用，组织调动设计人员监督管理装配式建筑项目的相关构件拆分是否符合设计规范要求。除此之外，总承包商作为中间方，应随时向施工方和构件生产商交互对方的进度信息，方便各自根据对方的进度调整自己的进度信息。

3.施工阶段。装配式建筑项目施工工艺复杂且机械化程度高，在施工准备阶段，总承包商可以利用BIM技术模拟真实的施工环境和施工过程，预知是否存在施工碰撞和设计缺陷，然后有效组织人、才、机按节点按计划穿插施工，各工序能够有序搭接。同时总承包商应充分发挥主导作用，调动设计人员、生产技术人员到现场协助施工安装，监督管理现场工作。

(五)基于BIM的信息管理

装配式建筑项目经历设计、生产、施工、运维四个阶段，每阶段的工作都比较繁琐复杂。作为EPC总承包方，要对施工全过程进行统筹管理，协调处理好各阶段、各参与方的关系，确保各阶段、各参与方负责的项目信息能够及时流通共享。

总承包方利用BIM技术创建BIM信息共享平台，总承包商负责将BIM信息中心集成工程项目的所有数据信息，包括项目各阶段、各关键指标、各组织、各专业的数据信息。同时，总承包商利用掌握的集成信息，协调设计各专业、碰撞检测排除冲突，进行生产、施工模拟，打通全产业链，实现进度控制、费用控制等的动态控制。BIM信息共享平台的建立，使沟通管理效率大大提升，降低了由于信息不对称导致工程损失的概率，最终达到提高装配式建筑项目整体效益的目的。

(六)基于BIM的沟通管理

装配式建筑项目中，总承包商负责统筹管理工作，引用BIM技术把项目组织由内到外连接起来，实现信息及时共享交互，从而使总承包商项目管理效率大大提升。

五、结语

装配式建筑施工相较于传统现浇建筑而言，具有建筑节能、环保、工期短、质量有保证等一系列优点，这与国家提倡走绿色可持续发展的建筑工业化道路的理念相契合。传统的现浇建筑工程管理模式存在施工周期长、环保效益差、安全隐患多、产业生产效率低等一系列弊端，这严重制约装配式建筑的发展。而在装配式建筑项目管理工作中，应用EPC模式能实现设计、构件生产、装配施工全过程统筹管理，能有效实现缩短建设工期、降低建造成本、实现建造效益最大化的目标。同时在EPC总承包管理模式中引入BIM技术，能够实现构件标准化设计，误差减少，优化工程量统计和造价管理，提高沟通与管理效率的目的，进一步推动装配式建筑的发展，最终实现建筑产业现代化的宏伟目标。