EPC管理模式下智慧建造技術的應用分析

陳明 金國棟 徐凌曉 高寒

中國建筑第八工程局有限公司 上海 200000

建筑工程管理和施工是一個復雜而又繁瑣的過程，需要涉及到多個方面的知識和技術。隨著信息技術、計算機技術和網絡技術的不斷發展，智慧建造技術逐漸成為新型建筑管理和施工的重要手段。智慧建造技術作為先進的建筑施工技術，具有很強的信息化、智能化特性，可以有效地提高建筑工程的管理和施工效率，避免施工過程中出現質量問題和安全隱患。EPC管理模式下，智慧建造技術應用的優勢更加凸顯。然而，智慧建造技術在EPC管理模式下應用也面臨著很多挑戰，如何克服這些挑戰，更好地發揮智慧建造技術在EPC管理模式下的優勢，是本文研究的重點。

1 智慧建造技術

智慧建造技術是通過數字化、虛擬化、網絡化多種技術手段，實現在建造領域的高效、智能、安全的建造模式。智慧建造技術的發展將對建筑行業的生產力革命產生深遠的影響。智慧建造技術包括數字化施工過程實時控制建造技術、數字化全過程虛擬及仿真建造技術、模架裝備數字化制造及智能化安全控制技術、大型施工機械數字化安全控制技術、以及施工現場人員安全狀態的智能控制技術[1]。

1.1 數字化施工過程實時控制建造技術

數字化施工過程實時控制建造技術是智慧建造技術中的一個重要組成部分。通過采用傳感器、物聯網、云計算等技術手段，實現對施工現場各個環節的智能化管理和實時控制，能夠有效提高施工效率，降低施工成本和風險。在數字化施工過程實時控制建造技術中，要做好以下幾點：一是建立數字化平臺，將各種數據信息整合起來，如圖像信息、現場聲音、安全傳感器、區位信息等。二是進行智能分析，將分析后的數據精確地反映到現場建造中，幫助工人更加高效地開展工作。三是對施工現場進行動態管理，可以快速響應突發情況，對施工現場進行快速響應。通過數字化施工過程實時控制建造技術的應用，將能夠提高安全性和效率，進而提高施工質量和客戶滿意度[2]。

1.2 數字化全過程虛擬及仿真建造技術

數字化全過程虛擬及仿真建造技術是智慧建造技術中的另一個重要組成部分。該技術通過建立數字化建造模型，輔助工程師和施工人員進行全過程虛擬建造及仿真，以避免現場發生的錯誤和風險。數字化全過程虛擬及仿真建造技術可以幫助設計師更快速便捷、更貼近實際情況地進行建筑設計。此外，該技術還可以幫助施工人員預測各種條件下的施工結果，從而優化施工方案。數字化全過程虛擬及仿真建造技術的關鍵是建立全生命周期的數字化建造模型。此模型要包含建筑結構、材料、可以利用的空間、機械設備和物料等信息。在數字化全過程虛擬及仿真建造技術的應用中，工程師可以通過創建虛擬模型，更準確地預測施工過程中的問題，更安全地規劃施工計劃。此外，建筑企業還可以使用虛擬模型來預測建筑物在自然災害或人為事故中的響應，以及處理緊急情況的步驟和資源使用情況[3]。

1.3 模架裝備數字化制造及智能化安全控制技術

模架裝備數字化制造及智能化安全控制技術是智慧建造技術的又一個重要組成部分。這種技術通過提高模架裝備數字化制造工藝、設備自動化和機器學習的水平，推動智能化安全控制。模架裝備數字化制造依靠先進的數字技術，為建筑企業帶來高生產力、高效率、高質量的制造流程。同時，智能化安全控制可以有效地評估裝備使用狀況，并對裝備進行分析和指導，從而提高安全性。模架裝備數字化制造及智能化安全控制技術的關鍵是提高制造裝備的數字化標準化及精細化程度，并利用大數據技術進行優化。通過數字化制造，可以使制造系統自動化程度提高，并且減少人為干預的可能性。智能化安全控制利用大型數據處理平臺，可以實時做出決策，避免可能的風險。

1.4 大型施工機械數字化安全控制技術

大型施工機械的數字化安全控制技術也是智慧建造的一個重要組成部分。大型施工機械數字化安全控制技術可以實現對施工機械的自動化、數字化控制，包括對機械的操作、故障檢測、維護預警等多方面的智能化。該技術可以有效提高施工機械安全性和效率。大型施工機械數字化安全控制技術的核心在于實現對施工機械的數字化控制和自動化，比如通過傳感器實現對機械的智能化監控、通過機器學習技術實現對機械操作的優化等。此外，還需要通過對機械故障的檢測和預警來降低故障風險，并且輔助實現施工安全和效率的提高[4]。

1.5 施工現場人員安全狀態的智能控制技術

智能化控制是智慧建造技術實現的核心手段之一，而施工現場人員安全狀態的智能控制技術就是一個重要的應用方向。該技術可以采用傳感器等技術手段實現對施工現場人員安全狀態的監控和控制，例如行為分析、姿勢識別、危險警示等多方面的應用，加強對施工現場人員的安全控制，避免意外發生。施工現場人員安全狀態的智能控制技術要實現全面的應用，需要與數字化施工過程實時控制建造技術、數字化全過程虛擬及仿真建造技術、模架裝備數字化制造及智能化安全控制技術、大型施工機械數字化安全控制技術等技術互相配合，實現施工現場的智能化管理和控制。當下，建筑行業中數字化技術已經成為了建造業向智慧建造行業轉型的基礎。在未來，隨著更加先進的技術不斷涌現，智慧建造技術將不斷更新，同時也將帶來更加高效、安全、智能的建造方式，促進建筑行業的發展[5]。

2 EPC建造管理的特點

EPC建造管理是指通過承包商對工程設計、采購及施工進行總承包的一種建造方式。相較于傳統的設計采購施工分離的建造方式，EPC建造管理有以下幾個特點：

2.1 單一責任體系

在傳統的建造方式中，設計、采購和施工由不同的承包商負責，因此項目質量、成本和進度往往難以控制和保證。EPC建造管理中，由總承包商承擔了整個項目的設計、采購和施工，形成了單一各方責任體系。因此，總承包商有更大的動力、決心和義務推進項目的質量、成本和進度控制，確保項目能夠按時、按質、按效完成[6]。

2.2 統一協調管理

EPC建造管理中，設計、采購和施工由總承包商進行統一協調，各方利益高度一致，涉及的風險亦由總承包商承擔。相比傳統建造方式，EPC建造管理能夠更加全面、系統地把控項目進度、質量和成本。并且，各方合作更加緊密，合作更加穩定，減少了因為各方利益不一致而引起的合作問題，提高了項目進度和質量的控制能力。

2.3 整合資源優化成本

EPC建造管理中，總承包商組織了設計、采購和施工等多方面技術資源，整合成一個協同的整體。在整個建造過程中，可以根據具體的情況精確掌控成本并定位風險，優化各項工作流程，規避各種不必要的風險。此外，總承包商還可以更加準確地預測工程進度和費用，從而提高項目成本控制效率[7]。

3 EPC管理模式下智慧建造技術的應用

3.1 智慧安全帽技術

智慧安全帽技術的核心是內置姿態和位置監督系統，能夠實時監測工人的姿態和位置信息，清晰呈現在管理者的監控界面上，一旦發現存在不合規的狀態，管理者可以及時發出指令進行提醒，同時檢查危險狀態。管理者還可以通過自己的設備隨時查看現場的狀況。智慧安全帽技術具有人工智能報警功能，可以實現自動報警功能，一旦發生重大危險事件，智慧安全帽技術可以及時傳遞信息到管理者的監管設備上，讓管理者能夠及時采取應對措施，避免安全事故發生。智慧安全帽技術的應用可以提高管理者的安全意識和現場監控的效率。管理者可以通過監控界面監測工人的狀態，及時作出反應，提高現場監控工作的效率，并增強對工人的安全意識，讓管理者能夠更好地把控現場情況，保證工程安全順利、高效地進行。

3.2 安全防護機器人技術

安全防護機器人技術是一種電子式機器人，可快速檢測現場的危險情況，搶控現場，保障人員安全。安全防護機器人可以通過激光、雷達等設備對現場安全隱患進行實時監測，并利用機械臂對現場進行火情、煤氣泄漏等危險處理。在EPC管理模式下，安全防護機器人技術能夠快速處理現場環境中的安全問題，保障工人的身體健康和生命安全，提高工程項目的安全管理效率[8]。

3.3 基于BIM 技術的施工進度重量管理

基于BIM技術的施工進度重量管理是一種基于建筑信息模型（BIM）的綜合管理體系。BIM技術能夠快速實現建筑工程現場的質量控制和進度管理，同時還能夠追蹤工程進度和成本，并通過數據分析來統計和分析實際施工、質量和進度的情況。EPC管理模式下，基于BIM技術的施工進度重量管理系統能夠幫助項目實施管理人員進行實時監管，促進信息的共享和互通，從而增強對工程項目的控制能力，提高工程項目的管理效率。

3.4 基于 BIM 技術的三維平面布置

在EPC管理模式下，基于BIM技術的三維平面布置技術可以快速完成建筑物的三維建模，并通過布置圖、施工圖等形式將信息共享出來。該技術具有規劃設計的準確性和故障的實時提醒功能，可以支持施工現場實時信息的傳遞和共享，從而提高工程項目的施工效率和質量管理[9]。

3.5 云筑智聯智慧工地平臺搭建

云筑智聯是一個用于建筑行業的智慧工地管理平臺，主要針對建筑施工領域的自動識別、計算機視覺等技術，對人工、機器進行監管和管理，實現工地信息、管理和控制集中化。該平臺可以幫助管理人員實時掌握施工現場的信息，進行現場分析和處理，并能夠提供實時決策支持，支持施工進程的監控和管理。在EPC管理模式下，云筑智聯智慧工地平臺搭建能夠提高項目實施管理的科學性和信息化水平，增強對工程項目的管理能力和效率。

3.6 基于BIM5D平臺的質量安全管理

基于BIM 5D平臺的質量安全管理是一種新型質量安全管理方式。該平臺是在BIM技術基礎上開發的，能夠實現施工現場的實時監控和管理，同時還能夠對施工現場進行五維模擬，包括時間、成本、質量、人員和安全，從而提高施工質量和安全水平。在EPC管理模式下，基于BIM 5D平臺的質量安全管理能夠快速分析、追溯工程質量和安全問題，提高工程項目的質量安全管理水平，實現高效、可持續的施工管理。

3.7 人工智能和大數據技術

EPC建造管理過程中，常常需要處理各類數據和信息，例如材料、設備和人力管理等。大數據技術可以對這些數據進行匯集處理，提供可行的數據分析和預測模型。而人工智能技術可以通過模擬建筑工人行為、物流調度等方式，支持項目各個環節的自動化和智能化管理。這些技術可以幫助工程管理人員對材料和設備等資源進行更好的管理和運用，進而優化工程質量、效率和成本。

3.8 無人機、激光雷達等技術

在EPC建造管理過程中，現場安全監管及監理工作是至關重要的環節。無人機技術可以監視高空施工過程中存在的風險，激光雷達技術則可以進行高精度的三維空間檢測和重建。自動導航技術和自動定位技術也可以幫助無人機在工地上完成指定的任務。其他技術，如無線傳感器和云計算等，也可以結合整個施工過程，掌握建筑工地的運行狀況，對工程實施的情況進行實時監測和分析，保障施工安全[10]。

3.9 智能化機械設備

EPC建造管理中，各種機械設備在施工過程中起到至關重要的作用。智能化機械設備可以通過數字化的方式進行控制和調節，提高施工效率。例如，智能化擠漿機可以根據施工場地的環境情況進行精準的自動化操作，增加施工高度、施工速度和安全性。因此，機械設備的智能化水平決定了工程施工的質量和效率。

4 總結

隨著智慧化技術的不斷深入和發展，智慧建造技術在EPC建造管理模式中的應用越來越多，極大地提升了工程項目的管理水平和施工效率。智慧建造技術可以從多個方面對項目進行管理和優化，包括安全帽技術、安全防護機器人技術、BIM技術、云筑智聯智慧工地平臺等，這些技術的應用有助于提高管理者的安全意識和現場監控的效率，促進信息共享和互通，增強對工程項目的控制能力，有效保障工人的身體健康和生命安全，提高工程項目的施工效率。