施工单位视角的EPC项目设计全过程协同管理研究

魏昌智，董笑笑，杜 雨，陈 浩

(1. 中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100070；2. 清华大学，北京 100084)

0 引言

在EPC模式下，工程建设各环节统归于总承包团队管理，并进行设计、采购、施工间的协调，优化完善工程设计，改进工程物料采购，推进施工过程，最终降低物质损耗，节约各环节、各团队间的沟通成本，也缩短工期，为国民经济良性运行增益。在房屋建筑工程领域内，现有EPC模式主要分为施工单位独立承接、设计单位牵头联合体、施工单位联合体模式。如设计单位多从项目建议书阶段和策划阶段介入，和业主关系更紧密，拥有更高的话语权，但缺乏施工管理能力，常雇佣施工管理团队管控施工环节。施工单位更专注于施工环节，且长期经手大额资本运作，对EPC项目有天然的管理经验，但对房屋建筑工程设计阶段的管理无过多经验。

目前EPC项目主要由施工单位进行把控，且设计环节在EPC项目中处于前置阶段，影响EPC项目各层面，因此本文从施工单位角度，梳理和追溯EPC项目设计全过程，运用工作分解结构(working breakdown structure，WBS)方法建立工作树，为施工单位提供从结构到内容的完整设计管理一站式工具包。

图1 传统项目全过程与EPC项目全过程

图2 传统建设工程和EPC项目全过程

1 设计全过程协同管理现状与问题

1.1 总体流程和设计程序

传统工程项目建设流程分策划阶段、勘察设计阶段、建设准备阶段、施工阶段、生产准备阶段、竣工验收阶段和评估阶段，整个过程中，项目协调和管理水平完全取决于业主方的经验，但实际上业主方并不具备整合和协调复杂过程的能力。因此在同样的项目建设流程中，EPC项目通过工程总承包团队代替业主协调和管理整个流程。不同阶段间可无缝衔接，避免传统工程模式中阶段间的招标和遴选过程，及不同团队间的沟通障碍(见图1)。

勘察设计阶段，特别是民用建筑工程设计阶段，尽管设计费在总投资额中占比很小，但位于前端位置，且对后续环节有重要影响，使其在各环节中占据重要地位。和传统工程项目流程相同，设计单位除勘察环节外，分为概念设计阶段、方案设计阶段、初步设计阶段(复杂项目还需增加扩初阶段)、施工图设计阶段和施工配合阶段。项目类型不同，总包单位管控内容不太一致，大部分在确定概念设计方案后开始投标工作，即总包单位主要参与方案设计阶段后续设计管理工作(见图2)。

1.2 施工单位视角的EPC项目设计管理难点

EPC项目与传统项目在设计全过程中无差别，设计管理由设计联合体的设计管理团队负责，仅在设计阶段结束时，作为EPC项目牵头方的施工单位介入，与作为联合体单位的设计单位进行对接以推进项目，即在设计全过程管理层面，EPC项目并未发挥应有优势。从施工单位角度出发，介绍EPC项目中存在的设计管理风险和问题。

1)话语权及管理权限 当前EPC项目并非纯粹的工程总承包制度，而是“联合体承包制度”，即参与EPC项目的各方同业主签订服务合同，但各方间最多仅有合作协议，并没有制约性质的合同，特别是施工单位对设计单位没有制约和管理权限。因此，设计阶段完全由设计单位独立管控，尽管部分设计单位工程经验丰富，能在整个EPC过程中与施工单位配合完成设计和施工工作，但存在部分设计单位因团队经验不足、服务意识不高、配合协作意识不强，甚至出于经营和盈利目的考量，故意降低与施工团队配合的付出度，进而造成各种问题，在此情况下，施工单位无法介入进行监督和管理。甚至设计单位从项目建议书阶段即介入项目，与业主方保持更紧密的协作关系，因而推进过程中造成施工单位话语权不足，难以有效督促和管理设计单位保质保量完成工作。

2)成本控制问题 当前建筑教育和实践难以保证设计单位的每位设计人员具备合格的成本意识与成本控制能力，因此大部分设计单位并不能有效控制成本。项目初期，甚至概念设计阶段，如大跨度、大悬挑、超限结构及非常规的构造做法，易超过定额设计内容。在结构设计中，因设计师参与项目较多及其他原因等，未能对结构施工图开展精细化设计工作，造成结构设计冗余时有发生，在项目施工图阶段，因建筑设计师或室内设计师过于追求设计效果，而未注重材料经济性，机电设备设计师可能被设备厂商公关，而选用并非最经济的机电设备，增加成本，导致总承包单位亏损。对于总承包单位，成本控制是核心，在定额下完成工程建设是施工单位的基本能力，因此在缺乏有效监督和管控的情况下，一旦设计单位团队经验不足或判断失误，易造成成本超概，进而带来不良的连锁反应。

3)工法、建造可行性问题 因各地区地质情况、工人熟练度、建材成本等因素差异，不同总承包单位掌控的施工技术及相关资源不同，建造工法甚至建造可行性有所不同，需施工单位给予设计单位技术建议。但施工单位对设计单位的管控权限不足，施工单位地方性的施工经验无法传达到设计单位设计过程中，进而造成设计单位设计内容与地方条件不适应，甚至无法实施，导致图纸多次修改。

4)工期风险问题 大部分建设工程项目需通过融资贷款进行，因此项目周期对项目极为重要，特别是EPC项目中，定额和定期是重要的合同条件，但设计阶段作为前置阶段，却因项目管理团队无法介入设计管理存在周期风险。一旦设计单位出现出图延后或设计图审等管理问题，必定造成周期延后。因此施工单位有效介入设计管理，可降低工期风险。

5)项目合同风险问题 不同类型EPC项目合同对设计要求不尽相同。如总价包干合同结算模式的EPC项目中，全专业设计在尽量满足设计任务书及交付标准的前提下，确保利润空间最大。而按照清单按时结算最高限价的合同模式中，需根据利润项及亏损项作为依据开展施工图方案设计，以满足审计要求，保证利润空间最大。

管理权限、成本、工期及建造可行性等问题最终都将影响施工单位的盈利，无法有效管理设计单位，也难以预知各工作的风险点，甚至影响施工单位企业经营及行业信誉，因此有必要管控设计单位。直接将设计单位纳入施工单位管理虽然直接，但却难以实施，因此引入设计-施工协同制度，使施工单位管理团队介入设计过程协作中，逐渐强化施工单位话语权，通过提资和建议改善设计管理，进而提高设计质量，为EPC项目全过程做足准备。

2 施工单位视角的管理建议

2.1 工作分解结构(WBS)方法

在民用房屋建筑工程领域，设计管理始终处于较粗放的状态，故引入工作分解结构管理科学和系统工程学的方法。WBS方法源于美国国防部的“计划评核术”(PERT)，后来运用于军事科学、航空制造业及基础设施、化工工业、核工业等领域。WBS方法本质是可细分的树状结构，因此通过WBS方法整理的工作路径也可称为“工作树”，工作树由终端目标展开，根据任务大小、长短、责任逐级划分成可具体管理和操作的组成部分与必要的操作步骤。这种拆解方式可提供总体、共同的工作框架，及可供灵活填充和修改的细分基础，并且能够与技术要点、工作周期、投入成本及人力工时建立联系，最终将工程对象细分成可操作的个体工作内容。标准的WBS方法遵循以下规则。

1)完整拆分 即终端目标对象被完整拆分成各组成部分，没有漏项。在此原则下，终端目标按一定分类方式进行精确划分，需核对所有分类要素是否被囊括在细分工作树内。如对设计全过程的管理拆分需按标准原则进行分类，一旦漏项，会发生整体性缺漏。

2)成果导向 对终端目标的拆分应指向最终结果，即产品、图纸、建造及其他合同约定的工作内容，而非细枝末节的过程。细分工作应遵从将成果分成阶段性的，而非仅定义工作行为原则。

3)可评估的最小单元 当终端目标被细分为工作树中的最小单元时，需明确定义最小单元的交付标准，在设计管理中，即图纸、模型、汇报文件、业主确认函等。

4)统一规范 工作树的最终目的是提供管理团队的工作方法，因此需统一工作规范和语言，使团队成员在同一个基础上进行工作，避免相互误解造成效率低下。

国内已有学者开展WBS在设计管理中的应用，讨论WBS方法下设计流程的管理要点，本文根据WBS方法，细分设计全过程，在EPC项目管理体系下，从施工单位角度为管理者搭建设计管理的全过程工具。

2.2 全局结构和分解逻辑

EPC项目设计管理中，遵从设计工作的历时性特征是搭建WBS方法全局结构最直接的办法。民用房屋建筑工程设计工作遵循从建筑到工程，从概念到落地的粗-细规律，而该规律被细化为5个递进部分，即概念设计阶段、方案设计阶段、初步设计阶段(复杂项目还需增加扩初阶段)、施工图设计阶段、施工配合阶段。在概念设计前，部分设计单位已作为业主乙方服务单位，参与项目建议书和可行性研究，此部分与施工单位关联不大。因此针对设计管理的WBS工作树，依据以上过程分为概念阶段协同设计管理、方案阶段协同设计管理、初设阶段协同设计管理、施工图阶段协同设计管理和施工配合阶段协同设计管理层级。在每个层级中，遵从成果导向原则，将每个层级工作树最终指向每个层级的交付设计成果，如概念设计阶段，即包括概念设计文本及业主对概念设计阶段成果的确认函；方案设计阶段，即包括方案设计文本、方案设计图纸等方案设计要求及业主对方案设计阶段成果的确认函。然后，再以交付的设计成果反推，向上回溯设计过程，即为完成最终交付成果，需要细分成哪些内容，因此按照设计工作规律性，工作树在阶段性的层级内容内细分为文件准备→文件工作→文件汇报→文件成果过程，可根据实际情况和业主需求增加数量。按照上述结构和逻辑，以概念设计阶段准备工作为例，搭建全面的设计管理工作树(见图3)。

图3 工作树全局结构和分解逻辑

2.3 设计全过程协同分级信息

工作树搭建后，细节分级信息需结合设计工作固有特点和WBS方法进行如下推进：①工作内容的树形分级拆解以具体到可交付、可讨论、可评估的工作内容为止，逐级细分工作树，当工作内容相对复杂时，可进一步围绕内容进行细分，如资料收集时，可分类为各类具体的资料，如业主需求、运营方要求、政府部门要求、地方规范和要求。具体操作可直接按照条目落实对应的信息要求。②工作内容对应到人，依据设计团队管理结构，将树形结构分配到人，如方案设计阶段的“方案设计2”部分，根目录事项“方案设计2”由项目负责人负责，而分级下的构思、总平面、立面、空间和造型等分级确认由设计团队成员对应到具体工作成果。成果对应到人，一级任务对应到设计团队管理者，同样在工作树中将设计团队管理组织逻辑投射进来，确保工作成果落实和推进。③工作内容对应到人力成本，具体成果需进行内部精确人力管理，将具体工作分配到更擅长此工作，且具备一定经验的设计人员手中，进而缩短人力工时，提高工作效率。④从施工单位角度出发，在具体节点可插入一定成本信息提资，如 “概念汇报2”中可要求设计团队提供项目造价粗估，或施工单位用粗估的基础设计文件，如特殊结构选型、较大面积的高造价材料，通过全过程切入设计管理，特别是尽可能前期介入控制造价。⑤进行工作内容的阶段性确认和施工协同，设计的最终目的是建造，因此通过施工单位进行阶段性管控设计。如在汇报阶段，由施工单位对设计提出建议，同时要求设计管理人员参与设计单位内部的提资会，参与设计进度，第一时间获知设计信息后进行反馈和建议(见图3)。

2.4 施工单位视角的管理介入

1)设计单位联合体不设置项目管理人员，只提供技术管理人员，由EPC项目管理团队直接进行统一的设计管理。在此情况下，设计管理团队可直接按照搭建的工作树指导和管理设计人员工作。

2)将图纸内审交由施工单位，可从各阶段把控设计成果，并前置风险判断，出现问题提前进行解决。

2.5 工作树的前置条件

本文实施和推进WBS方法的工作树基于如下条件：①设计单位在设计管理上有开放的态度 EPC项目需达成共识，即使设计单位做好专业设计，将设计管理工作交给牵头方管理团队负责，由管理团队平衡利益冲突；②业主方需有清晰的认识 即牵头方管理团队是代替业主、服务业主，为业主提供涵盖设计管理的总承包服务，是合同约定下的业主代表，而不是业主对立方，所有参与方都统归于牵头方管理团队管理。

2.6 工作树生长和进化

当搭建的工作树具备统一的工作规范和逻辑后，工作树完全可在使用过程中，由一线设计管理人员进行优化和修改，如多次比较项目后发现正式的方案汇报需增加到3次，而非本文设置的2次，则可在前期进行优化设计，为初设和施工图做准备，调整工作树结构，但所有调整都需遵从统一的逻辑和原则，并得到工作验证。

因此本文搭建的工作树具备生长和进化功能，如果该工作树利用数字平台，结合设计项目的协同工作服务器进行统一联动设计，通过不同单位的设计管理平台进行海量优化，利用大数据方法，设计管理工作树的可行性将得到更科学的改善。

3 结语

本文追溯EPC项目的设计全过程，从EPC项目牵头方的施工单位角度出发，梳理项目管理团队在设计管理过程遇到的话语权及管理权限受限、成本控制难、工法和建造可行性存在差异、工期风险大的问题，进而明确在施工单位作为牵头方的EPC项目中,对设计进行全过程管理的重要性。基于WBS方法为施工单位搭建项目管理工作树，在合理的总体结构和分解逻辑下，依照设计工作特点分解设计工作，搭建供施工单位使用的设计管理工作树。

工作树旨在为不熟悉设计管理的施工单位提供有效介入设计管理的契机，但该理想化介入依然取决于诸多条件，本文明确建设工程的管理权限和话语权限取决于自身具备的能力，及企业自身对建设工程的付出度。