为明确“十四五”时期城镇化与城市发展领域科技创新的总体思路、发展目标和重点任务,科技部、住房和城乡建设部日前共同印发 《“十四五”城镇化与城市发展科技创新专项规划》,其中任务三“加强智能建造和智慧运维核心技术装备研发”中“专栏 3 智能建造与智慧运维”中提出要建立自主知识产权的 BIM 三维图形平台以及研究 CIM 理论和平台构建关键技术与应用等。
研究公共服务数据治理与数字孪生技术;研究基于三维空间单元的城市信息模型 (CIM) 理论和平台构建关键技术与应用;研究城镇智能体理论、数据与运行安全等技术标准体系;研究建筑、大型交通枢纽与市政公用设施智慧运维关键技术装备,研究城市数据大脑及数字孪生城市建设理论与技术,构建全场景智能监测预警和智慧综合运维服务平台;研发城市道路系统协同运行平台;全面提高建筑业信息化水平,着力增强 BIM、大数据、智能化、移动通信、云计算、物联网等信息技术集成应用能力,建筑业数字化、网络化、智能化取得突破性进展,初步建成一体化行业监管和服务平台,数据资源利用水平和信息服务能力明显提升,形成一批具有较强信息技术创新能力和信息化应用达到国际先进水平的建筑企业及具有关键自主知识产权的建筑业信息技术企业。
我国对外承包工程业务将继续强劲增长,但面临竞争越来越激烈的国际市场以及 BIM 在国际工程中的普及推广,我国对外承包工程企业面临以下问题。
(1) 对 BIM 的认识与定位模糊。我国企业对 BIM 不够重视,对 BIM 应用不够全面,特别是施工阶段的应用,包括施工模型建立,施工质量、成本 . 进度、安全管理等。BIM 需要设计、施工方包括建筑设计师、结构工程师,建造师等各专业人员的共同参与,这就涉及大量的跨专业知识整合,同时由于建设项目的独特性,要使BIM 完整应用到项目各阶段,需要积累大量的项目经验。因此,要使从 BIM 在行业内部形成生产力,要求我国企业要重视 BIM 的应用,加大投入,改变现有的生产模式。另外,我国企业的信息化还处在简单的建筑信息数字化阶段,以单机操作为主,并没有形成企业各部门的信息网络,实现数据的整合共享。我国自主研发的BIM 软件还比较稀缺,基于 BIM 的项目还比较少,整体的 BIM 水平与发达国家相比还比较落后。
(2) 项目管理水平较低。我国对外承包工程企业项目管理只局限在施工阶段,在设计、采购阶段的项目管理还比较弱,企业缺乏熟悉全过程项目管理的复合型人才。工程管理方式还处在相对粗放落后的状态。因此在承接一些大型 EPC 项目时,容易出现管理上问题,比如,在建设项目的不同阶段相关部门缺少必要沟通,变更频繁;成本管理不够精细化,在施工阶段无法实现过程管理等,导致项目风险增加,工期无法确定,出现亏损等;由于无法将设计 . 施工进行整合,实现数据的共享,总承包企业承接 EPC 项目的整体优势无法在工程实施过程中得到体现;设计各阶段管理的分离,导致设计管理失控,总承包企业无法控制设计等。
(3) 风险控制能力偏低。相比于一般工程项目,EPC 项目在不同阶段风险因素各不相同,前期策划、设计、采购、施工、试运营等阶段都有可能发生风险事件,我国企业由于缺乏大型 EPC 项目管理经验,对风险控制能力较低,因此容易在一些大型复杂的工程总承包项目出现了巨额亏损。
(4) 与外方业主沟通不畅。国际工程路途遥远、交通不便、因此承包方与外方业主之间无法进行充分有效的信息沟通,项目进行过程中出现的问题无法得到较好的协调,容易出现工程纠纷,业主对项目的掌控力降低,承包商的施工进度也会受到影响,沟通的不及时会影响到项目的各方面,从而影响整个EPC项目的经济效益。
据调查,利用 BIM 技术可改善项目团队合作。减少协调时间,减少重复信息请求,减少设计变更,从而使施工周期缩短,提高企业竞争力。BIM 通过数字化的方式创建管理信息、并基于同一个模型共享信息,使总承包企业各部门沟通更为便捷、协作更为紧密、管理更加有效,是企业数字化管理的发展趋势。基于数据共享的 BIM 模型能够提供多种报表和数据,如构件清。材料报表等,可以有效地控制项目成本。在 BIM 平台上,业主与总承包方可以基于一个模型,在同一个平台进行沟通,协调问题,减少了信息的丢失以及信息交流的障碍。通过 BIM 模型反应出来的工程问题,比如机电设备和管道线路安装方面的软硬碰撞,可以让相关人员更容易掌握工程的细节,及时发现设计及施工的问题。BIM 模型的可视化以及模拟的真实性是外语翻译人员无法比拟的。
在设计阶段,以 BIM 软件为基础,建立建筑、结构、机电设备三维模型,进行辅助设计与各专业分析计算。基于 BIM 的协同设计平台,能够让工程参与者实时更新模型信息,更加直观有效的进行数据传递和交换,有利于外方业主与总承包单位的沟通与协调。
在 EPC 总承包模式下设计与施工均由同一个单位完成,因此在设计阶段基于BIM 的三维设计建立的模型可直接用于施工阶段指导施工,可实现可视化的施工及设计错误。在施工阶段的应用可实现传统根据二维图纸施工所不能给予的视觉效果以及认知角度,能对施工进行预模拟,有效控制施工安排,减少返工,也能够为材料采购管理、成本控制提供支持。另外,BIM 技术的运用可以提高施工预算的准确性,有效地提高施工协调管理水平。在 EPC 模式下设计和施工作为一个整体,在BIM 设计模型的支持下施工可以从根本上降低施工成本。缩短工期,提高质量,实现低碳施工,亦可实现设计施工的数据共享,协调管理。BIM 技术是实现 EPC 工程设计施工一体化的良好途径,通过 BIM 技术建立统一且唯一的模型,该模型集成项目的所有信息,并实现信息共享,能够为项目从规划。设计、材料采购、施工、运营的全生命周期中的所有工作提供依据和技术支持。通过 BIM 技术的多方面应用,可以将业主、总承包单位的信息进行有效整合和汇总,为实现 EPC 项目精细化管理提供了平台。EPC 模式是国际工程承包业务发展的主要模式,而 BIM 技术在国际工程 EPC 项目中应用是合理、有效的,这为我国对外承包工程企业提升国际市场竞争力提供了又一利器。
南湾大道项目是一个市政 EPC 项目,在整体实施过程中,有很多遗憾。但就BIM 在市政 EPC 应用中得到了一个全新的尝试。由于编写团队项目经验偏少,市政项目涵盖内容很多,虽然南湾大道项目包含道路、桥梁、管涵、管廊、排水、下穿隧道、电力、管网二次改造等诸多专业,但市政项目很多 BIM 技术问题可能还没有涉及,希望读者多提出宝贵意见,以便再版时更正。
市政 EPC 项目 BIM 编写委员会
2023 年 7 月 17 日
李超, 男, 汉族, 1980 年 2 月生, 广东深圳人, 本科学历, 2003年毕业于华中科技大学, 现就职于珠海大横琴城市新中心发展有限公司。 主要负责珠海洪湾、 保税及十字门片区市政道路等基础设施建设的设计管理工作。