基于BIM 的EPC 项目质量控制

张柱ZHANG Zhu；贺成龙HE Cheng-long；陈婧CHEN Jing；叶舒童YE Shu-tong；秦月QIN Yue；胡施翌HU Shi-yi

（嘉兴学院建筑工程学院，嘉兴314001）

0 引言

EPC 项目的运作中涉及到工程的各个参与方，各参与方在EPC 项目建设过程中会产生大量的工程信息，而信息对EPC 项目价值至关重要。据国际研究机构统计，工程项目实施过程的2/3 问题与信息交流有关，由于信息交流不畅导致工程项目费用增加10%~33%，因信息失误造成的费用占整个项目成本的3%~5%。现阶段，我国建设领域正在大力推行EPC 模式，由于各参与方使用不同的信息系统，缺乏统一标准，形成了较为严重的“信息孤岛”现象，导致各参与方都需要花费大量时间和费用来整理和利用信息，造成资源浪费、投资增加和进度拖延等问题。因此，在EPC 项目建设过程中如何系统地提高各参与方之间的信息交流效率以及如何去处理海量、异构的数据，实现阶段EPC 项目建设中有待解决的问题。

传统管理模式下，工程项目中存在着标准化程度、专业化程度、规模化程度、集成化程度和责任意识五低的问题，而EPC 模式的优势在于能整合配置现有资源，从设计、采购、建设、运营全程采取一体化高效集成管理。其次，EPC 模式下各参与方统一管理，相比于传统管理模式更紧密，明确施工质量控制的责任承担，且在总承包管理下，各部门属于互利共赢关系，从根本上提高了管理效率。然而仅仅在EPC 模式下仍存在以下三个问题：参与方之间信息交流效率低、传统单一的技术无法满足工程技术的要求、缺乏施工质量控制方案。

建筑信息模型技术（Building Information Modeling，BIM）是建筑的物理和功能特性的多维可视化数字集成，集成该建筑从概念、设计、建造、运维乃至拆除全寿命周期的信息，实现业主、设计部门、建造部门、供应商、监理、最终用户以及政府相关部门等各利益相关方信息互通、共享。BIM 的灵魂是信息，重点是协作，将传统的单向沟通转变为以多维信息模型为中心的交互沟通，这有助于解决传统建筑业行业结构割裂、信息海量、信息流失、效率低等难题。

1 PDCA 循环

PDCA 循环是计划、实施、检查、总结工作循环，又称戴明循环，现已被广泛应用于企业全面质量管理。PDCA循环的含义：计划（PLAN），主要是确定活动目标、制定规则标准；执行（DO），主要是执行设计好的具体方案，实现计划的内容；检查（CHECK），主要是总结计划和执行的情况，明确效果、找出问题；总结（ACT），对检查的结果进行处理，将成功的经验加以肯定、并且予以标准化，对于失败的教训也要进行总结、引起重视。

将PDCA 循环应用于全面质量管理及质量管理体系的持续改进，按照PDCA 循环，周而复始运转，且下一个循环基于上一个循环的基础，从而使得项目质量得到系统性地提高。在工程项目中，在项目实施前制定相应的组织计划，通过执行与实施检查落实情况，加强对工作全过程问题的反思及总结，以便促进管理工作质量的提升。其次，PDCA 循环管理具有环环相扣的特点。计划阶段、执行阶段、检查阶段和行动阶段彼此之间存在相互影响与相互作用的关系，在制定本阶段的目标时需要以上一阶段目标为依据，达到工程管理目标。在工程项目中，在项目实施前制定相应的组织计划，通过执行与实施检查落实情况，加强对工作全过程问题的反思及总结，以便促进管理工作质量的提升。

2 EPC 项目质量控制流程

建筑工程质量管理是一项长期性、系统性、综合性的工程，贯穿于建筑工程整个周期，因此，加强质量管理全过程的控制工作尤为关键。针对以上提出三个问题，本文主要将BIM 应用于EPC 项目各个阶段中加强信息管理，采用BIM 的数字化管理和BIM 构建模型的方式来加强EPC模式下的工程质量控制，即能对施工总体质量情况有数据化清晰的了解，又能够关注到某个局部或分项的质量情况，还能在各个阶段对工程做到预先检查，形成动态管理和过程控制，减低出现质量问题的风险。其次，分阶段地结合PDCA 循环的控制方法进行质量控制，每个环节环环相扣（图1）。

图1 EPC 项目质量控制流程

EPC 项目包含着设计、采购、建设、运维的相关信息，共同为EPC 总承包商总体利益服务。EPC 项目四个阶段的信息是否有效交流，直接影响EPC 项目的管理效率和价值。因此，在图2 中设计将功能参数方面的信息传递给采购及建设，采购将技术要求等信息传递给建设，建设根据以上所有信息评价该项目是否具有实际的可施工性，并进行信息的反馈，其次，设计和建设为后期的运维提供项目的相关参数，保障运维阶段的信息要求，协助运维的顺利进行。

图2 EPC 项目各子部分的信息流模型

3 EPC 项目的质量控制

3.1 设计质量控制

勘察设计是EPC 总承包管理模式的重要环节，依据工程的合同要求进行实时地设计交底，根本上解决技术交底中存在的难题。在设计阶段，EPC 总承包商积极开展工程现场勘查工作，完成实地勘查与初步设计报告，依照签订的合同工期和相关要求进行施工。施工地点进行场地分析，合理利用土地，制定清晰的交通路线，为设计阶段做好准备。在完成施工场地分析后，对设计方案进行方案比选，择出最优方案。其次，利用BIM 技术可视化与协同的优势，消除设计各部门的信息孤岛，清除沟通障碍，使得各专业设计师可以更为及时、较为全面的评估设计环境。其次，在设计阶段，融入PDCA 循环管理模式，联合BIM 技术做到设计阶段的质量控制。

P 层面。在设计过程中，结合BIM 可视化、数字化的特点和EPC 总承包模式的系统性，对工程的数据信息进行统筹管理。及时在BIM 平台共享现场勘查分析结果，考虑设计中所遇到的施工重点和难点，设计部门、建设部门等参与部门充分沟通交流，听取意见诉求，预先识别评估各阶段可能发生的工程质量隐患，制定全面详细的设计方案。

D 层面。运用BIM，共享EPC 项目的材料和设备的信息，各设计部门紧密联系，对EPC 项目的施工重点部位和难点部位进行精细化设计和重点排查；利用BIM 三维模型，借助其剖切、测距和碰撞检查等技术功能，通过碰撞检测和可建性模拟，预先发现项目质量隐患点和风险点，并做好记录，将相关信息导入质量控制信息集成平台，优化和修改设计方案，保证设计方案的准确性和可实施性；在设计过程中及时储存和实时更新项目详细的设计参数信息，录入BIM 信息管理系统。

C 层面。分析可建性模拟的结果，针对BIM 三维建模检测出的质量隐患点和风险点。其次，根据渲染图，清楚地观察外观上的错误，及时进行改正。做出总结，分析出现设计问题的原因，及时优化反馈给设计人员，及时做出调整。

A 层面。总结设计的BIM 模型的检查成果，对证明有成效的方案，进行标准化，对遗留的问题进行进一步的处理与优化。

3.2 采购质量控制

对于EPC 总承包工程项目而言，采购工作是一个不可或缺的环节，高效的采购管理的重要性不言而喻。在传统的采购管理模式中，在一些环节存在一定的问题，例如由于采购时材料价格是一个关键的竞争点，使得供应商为在价格上占据优势，而保留材料或者设备的有效信息，导致不透明性和信息不对称，使采购方由于无法了解到需采购材料的真实情况而选择质量不好的材料。

在EPC 总承包模式下，可以采用提高编制采购清单的要求、重点关注相关设备和业主指定的材料内容等，制定合理高效的采购计划，按照制定的工作程序开展工作，并在这一过程中制定采购工作详细的执行措施，保证采购工作能够按照计划合理有序地展开。但由于材料信息十分庞大，因此在采购阶段，加强信息化管理是采购质量管理的关键，充分利用BIM 技术对工程质量信息的全面、精确的传递共享功能。对此，在EPC 项目中，总承包方组建专门的采购团队，形成采购经理统筹负责的采购组织体系，并依据设计方在设计过程中及时提供的材料设备等的参数信息。充分利用BIM 技术、大数据和RFID 等技术，对所有建材物料的信息实施实时动态管理，实时跟踪采购过程，使采购进度可视化，对工程所需所有材料进行状态统计，直观展示施工进度，减少材料浪费和无效作业，提高采购工作效率，合理压缩项目总工期；其次，通过与建设的信息交流满足施工方对项目所需的设备、材料等的质量和到达时间，配合施工方保证施工进度。同时，采购方在施工方因不可抗力因素发生施工变更时，可及时依据施工信息作出调整。

3.3 建造质量控制

对于EPC 总承包管理模式而言，其能否发挥出真正的作用，不仅仅取决于施工工作的完成效果，对施工过程系统高效地管理，也十分关键。在施工建设工程中，采用BIM 技术将施工现场进行一个平面化的建模。EPC 总承包项目可以采用全息扫描技术等影像技术进行相对复杂、混乱的施工实况信息的采集。接着将这些信息导入BIM 信息化数据库中，将现场实况添入原有的BIM 模型，形成完整的质量信息系统。并建立BIM 模型，进行施工模拟。可以利用GPS、5G、REID 等技术，实现通过现场实况等的智能识别、定位、监测和管理，对施工进程进行实时监控，最终实现互联化。还可以根据实时监督施工进程来改善施工计划，并且支持手机、云平台等的查看与操作功能。利用BIM 可视化与三维呈现，进行平面图纸的优化；结合新型技术，解决技术交底的难题；通过碰撞检查，找出设计过程中可能存在的问题，并提出解决方法。

P 层面。利用BIM、物联网、RFID 等技术，加强信息化管理，利用BIM 模型进行施工模拟，将采集到的施工实况信息、进度和成本信息导入建模中，建立BIM3D+质量+进度+成本的6D 模型，制定质量、进度、成本统一协调管理方案；其次，制定完善的质量管理方案和提高监管能力和意识的人员方案。

D 层面。通过P 层中建立的质量控制信息化集成平台6D 模型，严格按照制定的质量、进度和成本计划展开各项施工。对施工现场进行认真检查，确保施工材料、施工工序和分部分项工程满足质量要求，对施工的重点难点部位进行详细的验收检查，确保施工内容按照设计图纸和相关规范完成，并及时对检查过程中所发现的问题进行整改。同时，提升监管人员的专业水平和综合素质，及时发现施工中存在的质量问题，不被其他外界因素诱导，忽视工程质量监督工作。

C 层面。BIM 模型动态更新实时数据，对工程实际质量、进度和成本进行实时监控，并对质量、进度和成本方案进行优化；采用调查访问和责任清单等方法，对监理的综合能力进行监督，将监管过程中的高效管理进行标准化和程序化，对监管中从不足进行指出和改正。

A 层面。深入分析质量、进度和成本偏差的形成原因，及时制定合理高效的纠正优化方案，进行纠偏。

3.4 运维质量控制

在后期运维阶段中，BIM 信息库的充分使用可以为业主方提供BIM 信息库中的工程质量控制数据，帮助运维阶段的进行。还有利于帮助第三方运维制定所需方案，例如第三方运维在制定应急处理预案时，可以基于BIM 模型的演示功能对紧急事件进行预演，以对其进行演练帮助制定合理的方案。建设阶段构建BIM 模型，运维阶段在此基础添加质量管理所需信息，在一定程度上更为精准的将建设工程的实际情况反应出来，也有利于质量文档控制、行程监管等，为工程施工中的保养与维护提供便利，数据海量异构和数据丢失的问题得到有效解决，后期运维使用的数据得以保障，提供了后期维护效率。

4 总结

随着现阶段EPC 项目管理模式的推广和信息海量异构，EPC 管理模式相较于传统的管理模式有利于整个项目的统筹规划和协调运作，有效解决了设计与建设的衔接问题。EPC 项目中质量控制是项目成功的关键，通过BIM 技术的信息集成、协同、可视化等特点，结合EPC 项目统筹协助的优点，提高EPC 项目的信息管理，解决数据海量异构等问题，为项目质量控制保障信息的准确性，有效地提高项目的质量控制效率；其次结合PDCA 循环，在EPC 项目中，在项目实施前制定相应的质量控制组织方案并实时更改优化，通过执行与实施检查落实情况，加强对工作全过程问题的反思及总结，促进管理工作质量的提升。