BIM技术在EPC项目成本控制中应用研究

　　摘要

工程总承包（Engineering-Procurement-Construction），简称EPC。它是指在项目决策后，由招标人委托的工程公司进行设计、采购和施工的总承包。在这种模式下，工程公司按照合同中规定的固定总价或可调整总价，对设计、设备和材料采购、施工、运行等所有项目阶段的所有工程进行报价，负责满足业主对其功能和条件的使用要求。工程质量、进度、造价和安全方面全部由工程总承包方负责。

关于BIM（BuildingInformationModeling），BIM它是由完全充足的信息构成的、用以支持生命周期管理的，并可由计算机程序直接解释的工程信息模型。

EPC模式在BIM技术应用的目的:利用BIM平台解决人工设计图纸的问题，为业主提供工地现场实际解决方案，进一步提高设计质量、协助业主进行项目管理、节约工程造价的成本;竣工验收后，BIM技术的作用得到认可并且得到应用。

关于对BIM技术下EPC项目成本的相关研究:

（1）论述了EPC模式下成本控制的主要内容，对国内外EPC工程总承包模式进行研究。

（2）体现BIM技术的应用的现状，同时分析BIM技术在EPC项目成本控制中的应用价值。

（3）我们了解到BIM技术在EPC工程总承包项目主要包括设计、采购、施工三个阶段，此技术不仅在工程方面加速进程，使工程得到相应的进度，因此能够实现BIM对EPC工程总承包项目成本的控制。

　　关键词：BIM技术；EPC工程总承包；成本控制

　　1绪论

　　1.1研究背景

“经济基础决定上层建筑”那么我认为经济与建筑的关系必然密不可分。说到建筑，它属于建筑业，是国家经济基础的一部分，且发展与规模会伴随着GDP不断增长。经济上上下漂浮也会伴随着建筑行业的前景。以下数据是近几年的数据可以直观看到建筑行业与总生产水平的关系。随着建筑业的兴起，EPC模式——简称工程总承包模式，目前也在被建筑行业普遍采用。融入BIM技术，两者相辅相成的作用下从而可以避免工程发生设计变更等情况减少不必要的损失，这样一来，成本支出可以得到相应的控制范围内。

　　1.2研究的目的

本文从EPC总承包商的角度选择EPC项目作为研究组成部分，首先概述EPC项目的成本结构，然后明确EPC项目成本的范围以及它的应用价值。其次，它详细分析了BIM技术在EPC项目每个阶段的成本控制中的应用，并有针对性地确定了每个阶段的具体成本控制，并反映了EPC模式中BIM技术成本控制的综合使用和效率并且体现在相应成本的费用进行分析。

　　1.3国内外研究现状

1.3.1国内的研究现状

在国内，随着BIM政策的出现，这一新概念变得越来越熟悉，根据相关调查显示，大约22％的BIM技术人员还未了解关于初步的BIM构建模型。大约40％的设计单位最初已开始使用BIM技术，而39％的房地产承包商已开始使用BIM技术；在施工中，该项目起步较晚，成本控制部门不得不根据BIM技术的应用进行更改。BIM模型的计算和定价研究。BIM技术将不可避免地在中国信息产业中扮演非常重要的角色，BIM技术可以解决各种纠纷，并可以提供与设计变更，现场签证，财务资源和已解决的成本控制相关的技术支持。其中一些问题可以防止成本控制错误，并有助于中国的可持续发展。BIM技术的使用减少了劳动力，提高了工作效率，并增加了项目成本和质量控制，不仅更新了当前技术，还使组织和组织模型得以管理。从长远来看，更大的改进会影响人们的对BIM技术的看法。

1.3.2国外的研究现状

2002年，一名来自X的建筑专家杰里·莱塞林（Jerry Laiserin）提出了建筑信息，并通过“苹果与橙子的比较”一文解释出成本管理分析方法。因此，X成为BIM技术最早研究的国家。随着类似BIM技术平台的发展和应用。对于亚洲地区而言，BIM的发展趋势远不如欧美。建筑业最先进的国家应该属于日本，而日本是地震多发的国家，所以日本的抗震技术处于世界前列，使用BIM技术时，日本已尽早使用了许多关于BIM的项目。随着BIM技术的发展和应用，X与欧洲以及其他国家正为BIM技术编制数据等，方便各国家得到BIM技术的资源，实现资源共享。

　　1.4EPC工程成本国内外研究

1.4.1EPC工程成本控制国内研究现状

在中国，成本控制的研究取得了不错的成效。许多学者对工程成本的控制进行分析，并对中国企业成本控制的现状做出以下结论，共同讨论了应对环境变化的对策。

从总结中国成本管理的发展角度来看，国内一些作家对EPC工程成本控制有了相应的看法于旭英，欧阳青等学者探索了新环境下企业成本管理的适应性模型。

王平新与邓卫民等人从成本的角度探索出新的成本管理模式。

程胜群，胡远牧等人探索了国外先进的成本管理技术、方法和概念在中国的参考和应用。

1.4.2EPC工程成本控制国外研究现状

该项目的总承包商设置始于1960年代，然后逐渐传播到世界各地。1960年代初期，中国的建筑业引入了总承包商一词，并探索了工程实践。1984年，由X项目管理科学PMI创建的项目管理知识中心将项目风险管理作为重要要素，并在2000年进行了更新和更改。

该项目范围的扩大和复杂性的增加使得合同风险管理比国要国家（包括中国）中的应用现状和发展（主要参考EPC总承包方法），根据调查结果显示，EPC总承包商模式在各大洲的发达国家得到了广泛应用。

　　1.5研究内容、选题意义

1.5.1研究内容

通过介绍EPC总承包项目的主要内容以及成本控制，确定EPC总承包项目各个阶段成本控制重要性，融合BIM技术概念在EPC模式中建立信息模型。从工程的角度看，BIM模式促进EPC总承包项目成本的一定程度材料与用费的节制，这种方法已经通过实际实践真正实现了EPC项目成本的控制。

1.5.2选题意义

BIM技术在整个项目中的作用，总承包商EPC工程项目作为研究部分，从EPC模式角度出发对BIM概念和技术的分析。通过在BIM信息协作平台下介绍EPC的总承包项目的重要性，并关注BIM技术理念在每个阶段的成本控制中的重要作用。

对于BIM技术的EPC总承包工程的成本控制流程可以让工程师们摆脱对众多数据的处理，同时实现了项目响应和处理过程中成本控制中可能发生或可能发生的偏差的及时实施。全面监控成本，寻找新突破，以提高EPC工程师总承包商的核心竞争力。

　　2EPC工程总承包成本控制的基本理论

　　2.1EPC工程总承包模式

2.1.1EPC工程总承包的基本概念

EPC总承包模式主要分为三个阶段，从一开始的设计阶段，经过招标委托一家工程公司对设计阶段、采购阶段、施工阶段进行总承包。

关于设计方面：

（1）规划设计主要包括系统设计，主要材料和设备的选择，建筑图纸以及项目和采购的全面规划和计划。

（2）主要设计工程结构，给工程计划规程，以及设计图的材料、施工图和技术规范设备。此外，它还包括施工期间的设计中需要更改的地方以及整个总承包项目中与工程设计的相关问题。

（3）建筑和采购计划的工作主要涉及工程成本的评估，计划的采购和准备，建筑计划的决定，还涉及获得建筑许可证和施工管理机构的建立。

关于采购方面：

采购活动的主要内容是设计和建造的分包以及设备的采购。与国内的采购部门相比，这要复杂得多，因为它涉及评估分包投标，签订合同和执行后续合同。这些步骤更加复杂，涵盖了广泛的内容。

关于施工方面：

工程总承包模式要负责整个体系，小到现场的临时水电、现场施工的情况等，大到工程的进度、质量与安全。

2.1.2EPC总承包成本控制的重要意义

一个工程的实施成本比重占的比例居多，所以成本控制已经成为工程的重点推行对象。项目所有过程如果能够在成本控制下完成并且成本控制得到体现，这对一个工程来说是满足成本控制的现实需要。正是因为秉持着EPC总承包模式对成本控制的重要性，在工程实施过程中强有力的推行成本控制对工程企业后续的进程与发展有着重要的现实意义。

首先，成本得到相应的控制不但有利于企业利润的增加，还能够有效降低或控制成本，对工程成本来说得到了优化。

其次，工程项目在实施过程中存在着太多不确定因素，这些因素是非人为导致。例如市场上设备材料的上涨、劳动费支出的成本、租赁费用上涨或下跌等等因素都可能导致工程成本的超出预算范围。只有把成本降低，企业才能够在诸多压力下生存和发展。

最后，一个企业的发展离不开成本控制。工程设计变更等都会导致项目成本脱离原本的计划或预算。工程企业的发展有着不确定性，因此工程企业成本控制首当其冲。

　　2.2EPC总承包模式项目的成本控制

2.2.1工程项目成本控制的原理

成本控制是在项目实施期间经常不断地比较实际成本和目标成本。再次更正偏差并不断执行PDCA周期，以便可以将实际成本控制在目标成本之间。关于成本的控制还可以运用到相关的软件，这样不仅能够提升并且加快进程，还一定程度上避开误差，这样一来，偏差的机率就大幅度缩到最小，以达到对成本的控制。

2.2.2EPC总承包模式与传统模式对成本控制的区别

在传统的模式中，设计，采购和施工由几个独立的公司进行汇编，尽管设计部门还需要评估初始设计，但它对所制定计划的准确性并不十分负责。结果，大多数设计师认为设计更可靠，但忽略了设计经济学。在EPC总合同设置中，总承包商负责所有设计，采购和施工工作。为了降低成本，总承包商将不可避免地在整个项目实施过程中进行成本控制，例如实施设计限制和约束。简而言之，与传统模式相比，EPC项目的总承包方法可以大大降低总成本。

项目的传统模式只是考虑到每个级别的当前成本。例如，在设计投标时，仅降低设计成本，而投标的目的是降低采购成本，这会造成项目的总成本降低。如果设计阶段过于注重降低设计成本而不考虑后续采购和施工阶段的需求，则会导致大量的设计变更和重新设计，最终的结果可能会导致项目总成本变高。EPC项目总承包商模式可以很好地避免传统模式本身的局限性，强调整个过程的服从性，EPC项目总承包商模式的成本控制本身就是一个大系统，它的参与会让工程尽量达到最优化。简而言之，EPC总承包项目的成本控制的最终目标是使项目的总成本最小化。

2.2.3EPC模式对成本控制的主要内容

在总承包项目EPC模式中，主承包商需在严格监控项目成本的情况下，工程经济效益必然要引起重视。在项目实施过程中对EPC总承包模式项目进行成本控制，成本控制在整个EPC模式中，都起着关键作用。如果工程想要得到优化，那么成本控制在项目全过程必须按照严格的规定进行，尤其是当EPC工程师的总承包商在竞争的情况下对招标方式接到项目，双方经过商谈签订并确定了合同价格，对有针对性的工程项目经济后续的成本控制可以实现。所以，EPC模式项目的成本控制穿插在工程的全过程。

　　3基于EPC模式对BIM技术的应用探讨

　　3.1EPC模式对BIM技术应用的影响

EPC总承包模式在BIM技术平台的引用下，在进行的各个阶段中都呈现出结合BIM技术的优势，EPC模式涉及的领域较广且比较复杂。针对EPC总承包模式来说，总承包商对设计和施工进行全面把控,总承包商才拥有较大的权力来协调设计和施工之间的关系。总承包商可以灵活地利用设计和施工人员结合在一起,可以从顶层制定BIM技术的信息标准，方便BIM技术在建设各个阶段能够得到效传递与反馈。在BIM技术的作用下，BIM技术的应用得到组织人员的认可，BIM技术协同的团队组织，一定程度上减轻了人员的负担；但由于BIM技术平台提高了项目工程的工作效率，所以人员的需求量将有所减少，对专业针对性BIM技术人员数量将有所增多。这意味着市场将引进大批BIM技术人员进行培训。

技术正在快速地改变着人们的生活，建筑行业也无法避免。为什么BIM平台会被应用并且的得到推广，原因是BIM技术的核心无非就是“信息”和“3D模型”，每一种建筑业的新技术，都是对信息的再度挖掘，或是提供一种新的建模方法，或是基于“3D”模型的某种应用，而BIM技术在其中就起到了穿针引线的作用。这属于BIM技术自身存在的优势。EPC总承包模式与BIM技术对于一家建筑企业或是一名建筑师想必业耳熟能详了。但是相对于国外，中国的推广并不是很全面。所以，EPC承包模式下BIM技术还需再做进一步的了解。由于BIM技术引入国内的实践比较短，对于EPC模式与BIM的结合了解还不到位，许多招标单位没有得到相关的经验而敢采取这个应用，这对一个工程的进度似乎没有达到理想的效率。如果继续采取传统模式，工期在正常的情况下不窝工，但也不会提前完工。这不仅效率低，工期也如期进行，对施工人员来说是一个较大的劳动力，而对于一个工程来说，不仅提高了工程的成本，也消耗了一定的资源。针对这个问题，高校应该做出相应的措施或者开设一门相关课程，为建设单位多培养有关BIM技术的新人才。同样，市面上也应该推出组织举办BIM论坛，让BIM技术得以发扬。

　　3.2BIM技术在EPC模式下的基本理论

在EPC模式下，设计方与施工方是一个整体。设计方融入BIM技术从根本上增加工程的性能，生产效率也因此提升。它得以运用的原理是因为工程成本得到控制，工程的利润在施工阶段以外的其他费用获得；施工方可以与设计方经讨论同意的情况下从成本控制的源头降低施工成本使施工阶段的利润率最大化。这样，施工方与设计方不难实现互利共赢彼此都从中得到利润。双方都有为BIM技术的推广做了很大的贡献与动力，在国内得到运用不但加快建筑业的发展而且还提高了我国的建筑业水平。这种模式也适合我国当前建筑工程项目发展的整体要求。

无论是设计方还是施工方，在一个工程施工到竣工的过程中双方之间存在相辅相成、密不可分的作用，但双方之间的作用又大有不同。

对于设计方来说：可以通过利用BIM模型的各种功能，对设计项目的各个阶段进行性能分析、模拟和数据来确定建筑的最佳使用性能，从而促进工程的整体设计水平得到根本性的提高，从而促进工程的大型化、时间紧、设计内容复杂。

对于施工方来说：在设计方的支持下，双方经过协调与沟通从根本上减少建设成本，缩短工程工期，提高工程质量，同时在设计和施工阶段就可以保留建筑的全部资料，为建筑的运营维护打下坚实的基础。

　　4BIM在EPC工程总承包模式的成本控制

　　4.1以BIM为平台，EPC工程总承包模式对成本控制的应用概述

BIM技术在工程总承包项目管理中的应用具有很多优势，提高工程项目发包方与承包方的沟通效率与施工效率，协助工程总承包方和业主进行项目各阶段的决策，从而提高了工程管理的精细化程度，降低工程项目各阶段的成本，还能够使工程得到节能与环保。随着科技的进步，建筑业的计价软件等一系列平台也随之被人类挖掘，首先，一定程度上减少了人工的劳动力，其次是从而得到对成本的相应控制。本节将从本次探讨的EPC总承包模式的角度出发，详细探讨BIM技术在设计、采购、施工阶段对项目成本控制的作用。围绕本文的主题中心来叙述，将BIM模式融入于EPC总承包模式后，下文将进一步对EPC总承包模式下设计、采购、施工各阶段成本如何得到相应的控制做出研究。

BIM技术在被应用的同时，体现了它对于EPC模式来说是个成熟的平台。EPC总承包商在参与的各个阶段中，并且全程在BIM技术的辅助下，不但有利于控制项目成本，而且相对减少了不必要的浪费，为各方节约了项目成本。而成本，正是本文其中要研究的对象之一。起初在设计阶段，工程总承包单位应根据设计文件计算出工程的设计概算和设计预算，在招投标阶段提供可靠的分包价格，在工程竣工后的结算阶段根据工程实际造价计算结算价。在使用过程中，BIM技术软件不但能够快速又准确地计算出设计工作量还能够结合实际的定额方便地计算出各种费用。

　　4.2BIM技术在EPC项目各阶段的成本控制

EPC模式由承包商或总承包组成的联合体，按照合同约定对整个项目进行管理的阶段中包括设计、采购、施工等。在整个项目过程中，总承包商需要参与管理、协调和控制的工作，在EPC总承包模式中总承包商一方的风险要多一些，无论是工程还是企业，大规模的项目一般技术含量也不可忽视。BIM技术的出现，结合使用可以使工程纠纷与设计变更等原因在一定程度上减少，实现降低工程成本，实现成本得到体现的价值。

4.2.1设计阶段的成本控制

设计是一个工程的开始。在项目的设计阶段所需的成本不高，但是设计阶段直接决定了后续采购阶段与实施阶段消耗的成本。因此，一个工程的开始应从设计阶段精打细算，结合运用BIM技术对工程进行数据可视化，以免后续的阶段出现差错。传统的设计平面图纸不同于BIM技术的三维模型，在结合BIM技术平台在建模自动导出材料之后，能够既快速又精准的概算出工程预算。结合BIM三维模型对实物进行全方位模拟，这一方面包括环境噪音模拟、低碳节能模拟、框架分析、水电分析以及空间碰撞分析，综合一系列模拟方案来决定设计阶段成本的决策。

利用低碳节能的设计理念，对建筑室内的通风、通电、通光等进行分析，设计出适用于人体舒适度的程度以及满足室内三通的低碳节能设计理念，减少了对能源的浪费以及节省了建造费用。利用BIM技术的数据信息可视化，便于项目建设对其信息的共享，并对工程结构和水电管线等系统避免出现空间碰撞的可能，并在工程出漏洞的时候不会出现无法维修的故障，确保下一个阶段的施工有序的进行，这一点上避免设计变更使得工程停滞或返工，从而确保项目成本得到控制。

4.2.2采购阶段的成本控制

设计，采购和施工之间具有很强的逻辑关系。第一个阶段为第二个阶段提供输入，如果第一个阶段做得不好，则会在后续阶段造成延迟或成本上升，采购阶段可以说是起到了承上启下的作用。在这一整个EPC工程总承包项目中，设计阶段的成效通过采购进行体现，后续的施工阶段以采购为基础，采购阶段衔接了两个阶段的作用，项目的成本控制的中心部分。在采购阶段，BIM技术具有设计精细化的特点，与传统模式的采购计划相比采购计划更加精准、优化，具体设备的可视化效果根据总体要求进行。EPC总承包方可以在设计阶段就能确定项目所需的所有主要设备和施工材料，并结合施工进度制定详细的采购计划。一方面是保证采购的及时性和时效性，另一方面是降低采购过程中选择供应商、比较设备和材料的采购成本。

4.2.3施工阶段的成本控制

由于施工阶段是整个工程信息量最多并且具有挑战性的阶段，施工阶段的成本如果没有得到很好的控制，达不到工程项目的预期成本，很难实现工程预算的成本之内，并且在施工阶段，复杂的工程量难以得到精准的计算。

BIM建模是基于设计阶段专业操作下进行的，因此在BIM技术的帮助下，可以为整个专业制定出详细的施工方案，加快工程施工的进度，对各专业的施工进度进行全面细致的管理，保证施工过程的顺利进行并且严格控制施工过程，不偏离施工进度，以免工程建设中因仓促或计划外施工而造成的过高成本。

在阶段性结算支付部门工程款，或者是竣工结算时，BIM技术可以既可以快速又准确地计算出实际的工程量。在设计阶段对建筑进行建模后，在后续的施工过程中的无论哪一处进行了改动都会被实时纠正，这样就实现建筑全寿命周期的信息保存。因此，在结算中，BIM技术可以快速的提供出工程量，与传统的人工计算相比，具有快速、准确的优势，再结合合同价的原理，可以轻松达到结算价，实现对工程造价的有效控制。在施工阶段进行的过程中，BIM技术软件都能快速导出任何施工构件或内容所需的施工材料和设备，便于准确采集材料和设备，从而减少人工估算采集材料和设备不准确造成的成本浪费。

在施工过程中，如果承包人或工程业主根据施工现场的实际情况，对拟建的方案或设计提出修改意见时，可以利用BIM软件的模型进行模拟分析，论证相应技术和方案的可行性。这将减少与施工经验相关的成本增加，促进双方讨论期间的有效沟通和决策，从而降低项目的成本，实现对成本的控制。

　　结语

本文主要探讨BIM技术在EPC项目中成本的控制，分别撰写了BIM技术与EPC项目的概念与组成，还介绍了EPC工程总承包成本的基本理论，后将BIM技术应用于EPC项目成本中，通过BIM技术在EPC总承包模式下设计过程中可以充分考虑到设计、采购、施工等因素，并提出建议，方便施工以达到缩短工期，减少成本，从而充分体现出EPC模式的利益与优势，提高项目的整体价值。通过以上探讨，得到的结论如下：

首先，EPC项目设计阶段成本控制中融入BIM技术。在设计阶段提到BIM三维模型对实物进行全方位模拟，包括环境噪音模拟、低碳节能模拟、结构分析、以及空间碰撞分析，在EPC模式中取到不错的成效，在设计上避免工程延误后者返工，从而降低工程的成本。

其次，EPC项目采购阶段成本控制中融入BIM技术。在面对控制采购风险的同时，从源头上也控制了成本。提议在投标中连接BIM模型，减少响应的标书数量和投标成本，增加报价的实施难度，为投标单位提供一个公平、公正的竞争环境，从而实现建设双方利益的最大化。

最后，EPC项目实施阶段成本控制中融入BIM技术。利用BIM技术的可视化，将数据进行导入后得出本次工程的量与工程成本，与传统的人工计算相比，具有快速、准确的优势，再结合合同价的原理，可以轻松达到结算价，实现对工程成本的有效控制。

EPC项目全过程在BIM的协助下完成，又或者说EPC项目辅助BIM技术在工程上得到了自身的价值与优势体现，BIM技术为EPC模式提供了数据与技术平台，两者之间相辅相成的效果得到体现，在BIM全面应用中EPC模式同时也实现了自身的价值与创造。通过本次研究，BIM技术和EPC模式的融合完美呈现了1+1>3的成本控制效果。

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　　致谢:

本论文是在王昌运导师的细心指导下完成的。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不禁使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，对待论文学术的专业性与严谨性，使我明白了许多待人接物与为人处事的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师精心的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此谨向导师表示崇高敬意的感谢！

本轮为的顺利完成，离不开指导老师、同学们和朋友的关心和帮助，同窗之间的友谊永远长存。在此衷心地感谢他们。没有他们的指点与帮助，是没有办法完成我的论文的。感谢本次论文指导老师的耐心指导与关怀为我今后的工作奠定了基础。在此，向我的指导师敬以崇高的敬意和衷心的感