水電工程總承包項目管理信息化方案研究

孫世輝，鄭兆信

(1.中國電力建設股份有限公司，北京100048；2.中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司，北京100024)

1 需求與目標

水電工程總承包(EPC)項目管理是一個龐大的系統工程，涵蓋了勘察、設計、采購、施工和試運行等各個階段，并涉及投資方、建設方、設計方、監理方、施工方、供應商及政府相關部門等，這些都是項目利益的相關方。項目管理協調難度大、流程復雜、信息量大、信息孤島多。傳統的項目管理以紙質文檔為載體，通過人工、傳真、郵件等形式進行信息傳遞，層次多、效率低、成本高。因此，研究和探討EPC項目管理信息化解決方案是非常必要的。

隨著信息技術的快速發展，信息化已成為經濟社會發展的大趨勢。互聯網、物聯網、數據庫、云計算、BIM等信息技術也為項目管理信息化創造了條件。為解決傳統項目管理存在的弊端，需充分研究信息技術在總承包項目管理中的運用，推進項目全過程信息化管理，以期實現預定目標。

(1)實現對項目整體進展的全過程管理。實現整個項目所有計劃的統一制定、協同與控制，克服設計、采購、施工相割裂的管理模式；解決各項目、單元項目之間由于在設計、施工、采購等環節進度不一致造成的窩工、待料、預算失控等問題；減少信息傳遞時間，提高溝通效率，實現項目建設全過程的綜合協調與優化，達到業主對整體進度的要求。

(2)優化資源配置，規范項目管理方法。總承包項目執行過程中，需要運用成熟先進的管理技術和模式作保障，需要更多地引入多項目管理的前沿技術提升管理。為此，項目管理平臺作為一個專業管理的工具，必須要按照一定的理論體系、技術方法、制度標準來設計，從而在某種程度上可以起到輔助規范項目管理的作用。

(3)實現項目工程數據的動態管理。在項目的各相關參與方之間建立統一的數據交流平臺，實現項目數據的準確收集，以便管理者根據所采集的信息及時匯總分析，為項目決策提供可靠依據。EPC項目總包、監理、分包施工單位都可以通過軟件平臺，上報、下達、審核、匯總每周期工程實際完成情況及下周期工程計劃、進度、工作量；實現項目的動態管理，克服一次完成，最終算帳的靜態管理模式，將投資預算與工程進度計劃的執行監督與控制納入實時的管理軌道，保證資金安全有效利用，管理者可隨時監控項目的進度及預算執行情況，以做出科學決策。

圖1 EPC項目管理系統總體功能框架

(4)實現項目各參與方的溝通協調。總承包項目涉及到發包人、監理人、聯合體、供貨方等眾多單位，在總承包方內部還涉及不同的專業分工或職能部門。隨著項目的進展，各方工作相互影響和制約，因此項目溝通和反饋就變得非常重要。項目管理平臺應覆蓋EPC項目管理的各個階段、各相關方，以計劃為主線來指導項目實施的管理平臺，并提供有效的手段使各方溝通及時便捷，充分共享信息數據，實現即時溝通、協同工作，避免信息的冗余和不對稱。

(5)實現項目的輔助決策管理。通過管理平臺使項目管理者及時查詢到相關的項目進展信息，通過豐富的數據展示方式，方便管理者從收入、成本、工程進度、材料設備等不同的角度，分析查看項目不同層次的業務數據，便捷地調用所需文檔、報表。

總之，通過信息化管理方案，提高EPC項目管理水平，實現項目費用少、進度快、質量好的管理目標，為創建優質工程提供有力保障。

2 信息管理系統形成

2.1 總體技術架構

EPC項目管理的信息可分為管理信息與技術信息2大類。管理信息主要包括項目實施過程中合同、進度、費用、溝通信函等信息；技術信息包括技術標準、規范、質量管理信息、工程圖紙、各技術專業數據、操作和維修手冊等。通過建立專題數據庫，對上述信息進行統一的存儲與管理，以保證信息的共享與及時溝通。EPC項目管理系統總體功能框架見圖1。

2.2 系統總體設計思路

(1)項目管理的2條主線控制(主線)。一是項目進度管理，內容包括項目主體進度、各種輔助(專項)計劃的編制、審批、執行跟蹤與控制；二是費用控制線，內容包括基于費用工作表的費用跟蹤與控制、精細的成本核算。

(2)項目管理的4條副線控制(業務)。一是設計管理，包括設計策劃、設計輸入、設計輸出、專業接口、產品交付、數據接口等；二是合約管理，包括招投標、合同執行、支付、變更、結算等；三是材料、設備管理，包括采購、領用等；四是質量、健康、安全、環境(QHSE)管理，包括計劃、檢查、改進等內容。

2.3 數據庫體系

EPC項目管理數據庫體系由業務類數據庫和基礎類數據庫2層結構組成。業務類數據庫用于存儲和管理工程總承包業務核心數據，包括項目信息管理、合同管理、設計管理、采購管理、施工管理、試運行管理、進度管理、質量管理、費用管理、三體系管理、資金管理、項目核算等數據庫。基礎類數據庫用于存儲和管理工程總承包業務基礎服務數據，包括用戶與組織機構、分類編碼、客戶信息、供應商、設備、物料、總承包項目文檔、總承包項目檔案、總承包項目知識庫、權限管理、流程管理等數據庫。

2.4 業務基礎平臺

業務基礎平臺基于SOA的思想，基于微軟EPM和SharePoint平臺構建，采用分層化架構，真正實現“全局規劃、整體集成、用戶主控、隨需而變”的信息化戰略。業務平臺提供了完整、體系化的技術工具，能快速響應業務的變化，實現對信息系統的管理、優化調整和擴充。業務基礎平臺的技術特點如下：

(1)基于SOA模式的分布式系統架構設計(技術與應用)，平臺應用模塊大量采用緩存機制，減少數據庫訪問頻率，全面采用Ajax技術，實現頁面無刷新訪問。

(2)提供工作流、表單、列表、報表等設計器，業主在使用過程中可不斷調整。系統能快速通過無代碼編程方式實現系統的快速調整，滿足總包項目管理的實際需求。

(3)提供完整和體系化的企業級開發配置平臺，提供各種配置化的開發配置工具，企業可以完全自主對系統業務模塊進行調整和二次開發，可以完全自主開發部署全新的業務。

3 信息化管理的內容

EPC項目管理平臺蘊含著項目管理理念和方法，是項目管理標準化、規范化、科學化的平臺，是整個工程項目總承包管理系統的核心。EPC項目管理平臺功能架構見圖2。

圖2 EPC項目管理平臺功能架構

3.1 項目門戶

項目門戶是項目相關方(含業主、總包方、設計方、施工方、分包商、監理方等)了解項目各類信息、訪問項目業務系統的統一入口。項目門戶能集中展現項目概況、分類信息和各類文件，實現項目各類通知、公告、大事記、項目報告、工程照片等的集中存儲和共享。相關方均可根據權限隨時查看所關心的項目進展、費用、質量等信息。

3.2 人力資源管理

用于對項目人員信息的管理，包括組織機構、人員配置、薪資管理、人力資源需求計劃、特殊工種以及人員基本信息的管理等。項目人力資源納入項目成本范疇，需要進行人員考勤管理(與WBS/CBS關聯)，工時單審批，依據工時單生成工資，把實際工資作為人力資源成本與WBS/CBS關聯；如果要做工資，則需要有工資項設置、工資標準設置、工資計算與發放等功能。

3.3 合同管理

總承包企業與業主、分包商、供應商等相關方主要是通過合同來建立關系的。因此，合同管理在EPC項目管理中占有重要地位，是總承包企業客戶關系管理、供應鏈管理等業務中的重要環節。

合同管理模塊可對工程項目施工過程中產生的各種類型的合同進行統一管理，包括工程進度款支付工作的全過程管理，主要有：項目的支付項分類及支付項(工程量清單)定義、工程招投標管理、工程合同(承包合同與分包合同)管理、工程支付計劃編制、進度款支付申請與實際支付管理、工程合同變更管理。支付項的定義支持國家標準定額、單項承包等不同合同方式，可以由用戶靈活定義，通過支付項與施工進度計劃結合形成支付計劃。通過WBS、合同、支付分類、工程量分類等多個視角對工程量完成情況進行統計分析。系統可對合同簽訂、合同變更、結算、合同收款、付款、合同臺帳、結算、支付臺帳等業務進行管理。此外，還可提供合同評審和合同預警功能，滿足合同的動態、實時管理需要。

3.4 計劃管理

計劃管理是實現以計劃為龍頭運籌協同的關鍵所在。項目計劃包括主項、子項、單元項目計劃。進度計劃按照大項目滾動計劃的原則，通過EPM多項目管理功能，實現總體進度計劃和月度進度計劃的協調管理。EPM計劃調整功能夠很好地滿足工程需要，能夠保留計劃修改的痕跡，并可追溯歷史計劃數據。

項目計劃以作業為基本的項目信息載體與元素，通過網絡計劃分析施工(主體)作業，通過流程協調管理(輔助)作業，做到以施工進度計劃為核心將網絡計劃與流程有機結合，突出以進度計劃為中心，事件驅動的管理串聯機制。

系統利用微軟EPM強大的進度計算引擎完成施工計劃的編制。通過在作業屬性頁中加載資源、支付項、質量檢查項、安全因素、圖紙文件等信息，編制項目的資源需求、質量檢查、工程款支付、設備使用、圖紙交付等多種輔助計劃。除了編制多種輔助配合計劃之外，還可以對計劃進行分析，也可以反饋時間進度，資源消耗，工程量完成情況等信息，完成啟動質量報驗，起草安全作業票等操作。

3.5 設計管理

利用設計院現有的設計管理系統，并與EPC項目管理系統進行集成，實現設計產品、進度、費用等數據信息的共享。同時，在該平臺中進行設計變更、BOM清單、設計交底、設計聯系單、設計周報/月報等的管理，實現與施工、采購的協同工作。

3.6 技術管理

主要包括國家技術法規、規范、標準，企業技術質量管理制度、施工標準和技術資料，設計方案會審、設計白圖會審、設計交底與圖面會審、設計變更控制、技術聯系，施工組織設計、施工方案、施工技術交底、施工技術總結、技術成果資料等。按項目分別建立設計圖紙、變更圖紙的設計交底、圖紙會審的相關信息；施工過程中，設計、發包人及監理人的技術聯系單的內容登記、傳遞及處理等；按項目分別建立施工組織設計、施工方案、建設與監理人審批以及施工技術交底的相關信息。

3.7 采購管理

系統對設備材料的采購計劃、采買過程、催交與驗收、運輸與交付、采購變更、庫存等方面進行管理，監控設備和材料的采購及使用過程，并與項目計劃集成管理。采購管理主要涉及材料與設備的采購、設計與工程分包管理、勞務分包管理等。項目管理平臺能夠對采購的全過程進行管理，并與設計過程、現場施工緊密銜接。系統主要功能包括：采購需求、采購策劃、采購協調、招投標、采購及分包合同管理與履約(與合同管理部分功能相同)、合格供應商與合格分包商管理(與CRM的部分功能同)等。對于材料與設備采購還應考慮設備監造、物流管理、現場驗收、倉儲管理等功能。

3.8 材料管理

在EPM資源庫中定義項目統一的材料分類編碼、材料編碼。通過在EPM項目進度計劃上加載材料項，設定到場提前期、采購提前期，編制各項目材料需求計劃，并通過計劃中的需求量指導物資采購過程。材料管理系統還可對材料進場驗收、材料倉儲、材料領用、周轉性材料、材料成本核算等流程、信息進行管理。對中國電建集團要求集中采購的材料，材料采購的業務處理過程使用集團物資采購系統模塊。對項目自行采購的材料，則由項目部物資管理人員執行相同的物資采購流程。

3.9 設備管理

主要是對項目施工機械設備、計量儀器儀表、辦公設備、交通運輸設備等進行統一管理，包括設備的租賃、調配、折舊等。主要功能包括：設備資產臺帳、設備臺班費臺帳、機械設備的檢修記錄、使用履歷、相關證書、資產與折舊、設備報廢管理以及特種設備管理等。施工機械設備的管理應與項目施工計劃相結合，形成動態的機械設備需求計劃與進出場計劃等；依托采購管理模塊，實現機械設備的采購、租賃、調撥、使用及結算的一體化管理。

3.10 資金管理

主要對資金計劃、資金申請、資金支付等進行管理，并根據工程的實際進展情況按月實現資金的動態管理。一是與業主結算管理，包括工程進度款申請、變更項申請款、安全保證金返還等。二是內部(包括采購)承包合同管理，包括申請管理、合同管理、結算管理等。

3.11 費用管理

系統使用1套數據，可以同時基于以下3種方法進行費用控制：

(1)費用工作表方法。通過費用工作表將所有涉及費用的業務工作有機地聯系在一起。無論是收入或支出，無論是實際發生或即將發生，甚至于可能發生的費用，通過費用分攤全部反映到費用工作表中，通過過程管理達到費用控制的目的。可以按國家概預算編碼等方式靈活定義項目費用分解結構，支持費用自動分攤及各費用科目間的費用調撥。此種方法的重點是項目費用科目的定義，以及對每筆發生費用的費用分攤。

(2)基于WBS作業的進度/費用綜合檢測(贏得值)方法。傳統的管理辦法只能對比計劃值和實際值，但不能依據當前進度預測未來。而基于贏得值的方法通過對每個工作包的實際進度進行反饋與跟蹤，很好地解決了這個問題。

(3)基于工程量分類進行總包和分包的對比。如果項目不能做好WBS和費用科目的劃分，就無法使用贏得值和費用工作表的方法進行費用控制。基于工程量分類進行總包和分包的對比是國內的傳統做法。

3.12 施工管理

施工管理子系統主要服務于總承包商的現場施工管理，同時也兼顧監理人的管理，主要實現對總承包項目現場各類信息的收集、監控，以及對現場施工過程的管理和控制，并提供規范化指導，提供無紙化辦公平臺等。主要功能包括：施工管理標準化、施工資源管理、施工過程管理、施工質量管理、施工安全管理、施工進度管理、施工結算管理以及施工文檔管理等。施工資源與施工計劃緊密相連，施工結算與費用管理等相關，系統將充分考慮各業務的相關性及數據信息的共享性。

3.13 質量管理

質量管理是工程建設管理的重要環節，主要內容包括：質量計劃(確定與項目相關的質量標準并決定如何滿足)、質量保證(定期評價總體項目績效以提供項目滿足質量標準的信心)、質量控制(監控具體項目結果以確定其是否符合質量標準)等。

監理及質量管理人員根據項目計劃，在系統中制定質量工作計劃，并記錄每一次質量檢驗工作結果，監督重大項目的進展及相關質量情況。系統把由質量策劃、質量控制、質量保證及質量改進所形成的質量保證體系納入信息系統管理的范疇，通過質量驗收評定分類分解結構(QBS)、質量檢查項(QI)的定義，在系統中與項目進度計劃結合，編制質量檢查計劃。通過對質量簽證、質量驗評、不合格項的處理，實現質量的過程管理。

3.14 HSE管理

健康、安全、環境管理的目的在于對工程項目的安全文明施工情況進行有效的控制和標準化的管理。在系統中主要實現管理活動的策劃、法規與標準庫、安全宣傳教育活動臺帳、作業危險源的控制、安全檢查及安全整改、違章處罰管理、安全事故管理、分包單位安全管理臺帳、危險施工安全作業票、HSE狀態評價、安全設施管理、特種作業人員登記、特種設備統計、施工基礎風險統計、安全報表管理等功能。

3.15 風險管理

風險管理的目的是強化事前管理，識別和規避項目活動中可能存在的風險，以實現項目的進度、質量、費用等各項工作目標。風險管理需依照項目各項工作計劃，在系統中針對重點任務進行風險識別和評估，制定風險管理計劃和應對策略，形成專門臺賬，對風險進行監控。主要包括對進度、合同、成本、質量、變更等各方面的風險識別和防范，建立風險知識庫。風險管理還應對風險發生后的風險控制和處置提出應對措施，定期出版風險管理報告。

3.16 溝通管理

溝通管理是項目管理過程中實現項目組成員協同工作的重要手段。系統針對總包項目管理的特點，為項目組成員和相關職能部門提供項目日志、項目大事記、項目月報、重大問題協調管理等多種快速溝通協作的電子化管理工具，為總包項目的項目干系人之間架起一座有效溝通的橋梁，實現項目干系人之間的深度協作。

3.17 文檔管理

對辦公業務中常見的各種文件、檔案、合同、會議記錄等進行歸類、立卷、封存等業務處理。同時，對檔案進行借閱、歸還、審批等操作。文檔管理提供豐富的檢索功能，方便實際操作，為后期竣工資料整理做準備。此外，通過文檔資料模塊還可以實現圖紙及資料的管理信息化。

3.18 綜合辦公

通過系統的工作流引擎，實現所有與項目管理相關的合同、采購、資金、成本目標等單據的審批流轉及辦公自動化。

3.19 決策支持

提供統一的、完整的商業智能報表管理平臺，為項目管理決策提供支持。依據管理決策層、中層管理人員等不同應用角色，提供相應的商務智能分析工具、決策支持。各種統計分析包括進度、成本與費用、質量、安全健康環境、資源、合同等。

4 BIM技術在項目管理中的應用

建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，完善的BIM模型能夠連接項目生命期不同階段的數據。近年來，BIM技術不僅在設計行業逐步推廣應用，在工程建設的數字交付、施工與進度模擬、成本管理、精益施工等方面得到了創新應用。

4.1 施工模擬，方案優化

利用BIM模型結合虛擬現實技術，實現虛擬建造，對施工組織設計方案進行論證，就施工中的重要環節進行可視化模擬分析。按時間進度進行施工安裝方案的模擬和優化；對于一些重要的施工環節或采用新施工工藝的關鍵部位、施工現場平面布置等進行模擬和分析，優化方案，以提高計劃的可行性；直觀地了解整個施工或安裝環節的時間節點和工序，并清晰把握施工過程中的難點和要點，從而優化方案，以提高施工效率和施工方案的安全性。

4.2 碰撞檢查，減少返工

水電工程(特別是廠房)在施工過程中機電安裝與土建、以及安裝與安裝之間的沖突問題突出，經常開墻、破洞，影響工期并導致工程索賠。通過三維模型，在虛擬的三維環境下方便地發現設計中的碰撞沖突，在施工前檢查出專業間的碰撞等問題，減少設計變更和工程索賠，提高工程質量，節約成本，縮短工期，降低風險。

4.3 形象進度4D虛擬

水電工程項目管理一般采用甘特圖或網絡圖表示進度計劃，專業性強，可視化程度低。通過將BIM與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D(3D+Time)模型中，可以直觀、精確地反映整個項目施工過程和虛擬形象進度，從而實現合理制定施工計劃，精確掌握施工進度，優化使用施工資源以及科學地進行場地布置，對整個工程的施工進度、資源和質量進行統一管理和控制，以縮短工期，降低成本，提高質量。

4.4 精確算量，成本控制

基于BIM數據庫還可以配置造價管理需要的工程量信息。借助這些信息，可以快速、準確地進行工程量統計分析、成本測算，在預算范圍內對不同設計方案進行經濟指標分析，以及施工前的工程預算和施工過程中的結算。

4.5 現場整合，協同工作

通過統一的BIM數據平臺，各參建方或業主各個建設部門間的數據交互可直接通過系統進行，減少溝通時間和環節，解決各個參建方之間的信息傳遞與數據共享問題。圍繞BIM模型可進行分析、算量、造價，形成預算文件，并將模型導入項目管理系統，形成招標、進度、結算、變更的依據。將進度管理的甘特圖綁定BIM模型，按照進度計劃，形成下期資金、招標、采購等計劃。按實際進度填報，自動形成實際工程量的申報。按照招標簽訂的合同，基于進度BIM模型申報資金計劃，進行設計變更、工程變更、工程結算和項目成本管理。

4.6 數字化加工，工廠化生產

BIM結合數字化制造能夠提高生產效率。施工中的許多構件、材料可以加工，然后運到施工現場裝配。通過數字化加工，可以準確完成建筑物構件的預制，不但提高構件制造的生產率，還能降低建造成本，提高施工質量，縮短項目周期，同時也減少資源浪費，并體現出先進的施工管理。對沒有建模條件的建筑部位，還可借助先進的三維激光掃描技術，快速獲取原始建筑物或構件的模型信息。

4.7 集成化交付(IPD)

隨著BIM技術的逐漸成熟，以BIM技術為基礎的新的建設項目綜合交付方法(Integrated Product Development，IPD)是為提升工程建設行業生產效率和科技水平，在理論研究和工程實踐基礎上總結出的一種項目信息化技術手段和一套項目管理實施模式，帶來了新的項目管理模式的變更，實現了信息共享及跨職能、跨專業、跨企業團隊的高效協作。

總之，BIM技術引發了工程施工企業的管理和生產的變革，未來必將發揮更大的價值，帶來更多的效益，為整個工程建設行業的跨越式發展奠定堅實的基礎。

5 結 語

新形勢下，傳統管理方式已難以適應項目管理的需求，必須充分運用信息技術，促進項目管理手段的變革與創新，優化管理流程，提升項目管控能力，以適應市場的變化需求。

本文對水電EPC項目信息化管理進行了方案研究。一個完整的解決方案目前很難由一個平臺承載實現，應是由進度管理軟件(如P6、Project等)、財務管理軟件、業務管理系統，以及BIM平臺等系統通過數據集成來實現，實施難度大、風險高，實踐中需切實做好需求分析，了解總承包項目管理的重點、難點和管理核心。筆者認為，在資金、物資到位，措施有力的情況下，項目的進度、質量是EPC項目管理的重點，但并非難點，管理難點和核心在于項目的合約管理和成本管控。因此，在項目信息化建設過程中，需抓住重點，有的放矢。