以設(shè)計(jì)為主導(dǎo)的EPC總承包模式設(shè)計(jì)管理研究

0 引言

近年來，以設(shè)計(jì)為主導(dǎo)的EPC總承包模式逐漸成為大型復(fù)雜工程項(xiàng)目管理的主流趨勢。該模式強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的核心作用，將設(shè)計(jì)、采購與施工等環(huán)節(jié)緊密融合，旨在提升工程項(xiàng)目的整體效率和質(zhì)量。隨著建筑工程及市政基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域的快速發(fā)展，人們對EPC總承包模式的設(shè)計(jì)管理提出了更高要求。

傳統(tǒng)的分段管理模式已難以滿足當(dāng)前工程項(xiàng)目的復(fù)雜性和綜合性需求，因此以設(shè)計(jì)為主導(dǎo)的EPC總承包模式應(yīng)運(yùn)而生，成為解決這些問題的重要途徑。

本文通過構(gòu)建包含進(jìn)度控制、造價控制和協(xié)同優(yōu)化的設(shè)計(jì)管理框架，提出了基于WBS的任務(wù)分解、敏感性分析與關(guān)鍵路徑法的工期控制、多目標(biāo)優(yōu)化與掙值管理的造價與進(jìn)度協(xié)同控制等方法。以姜堰區(qū)污水管網(wǎng)改造EPC項(xiàng)目為案例，驗(yàn)證該管理方法顯著優(yōu)化造價與進(jìn)度管理效果。

1EPC總承包模式設(shè)計(jì)管理框架

1.1設(shè)計(jì)階段進(jìn)度控制

EPC項(xiàng)目因其多參與方、多環(huán)節(jié)并行的復(fù)雜特性，這使得設(shè)計(jì)規(guī)劃與實(shí)際實(shí)施過程面臨諸多挑戰(zhàn)。盡管有詳盡的規(guī)劃，但突發(fā)事件和不確定性因素仍難以完全避免，從而導(dǎo)致實(shí)際施工進(jìn)度與預(yù)期產(chǎn)生較大偏差。為了應(yīng)對此方面挑戰(zhàn)，本文提出了一種全新的、高效的設(shè)計(jì)階段進(jìn)度管理框架。設(shè)計(jì)階段進(jìn)度控制方案如圖1所示。從圖1可以看出，該框架不僅強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)階段的進(jìn)度控制，還充分融合了并行工程理論，確保EPC總承包模式下的設(shè)計(jì)管理能夠更加精準(zhǔn)、高效地推進(jìn)。

1.2設(shè)計(jì)階段造價控制

設(shè)計(jì)成果是工程項(xiàng)目從數(shù)字化向圖像化、實(shí)體化轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵，它直接影響設(shè)備選用與維護(hù)策略，并且決定了 60%～70% 的工程費(fèi)用。在EPC總承包項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)、施工、采購的并行工作使造價控制更為主動。設(shè)計(jì)主導(dǎo)的EPC模式通過限額設(shè)計(jì)強(qiáng)化先導(dǎo)作用，總包企業(yè)在項(xiàng)目早期介入設(shè)計(jì)，按總概算分解造價至各專業(yè)，嚴(yán)格把控設(shè)計(jì)部分，確保不超限額[1。以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的EPC總承包項(xiàng)目限額設(shè)計(jì)方案如圖2所示。

在方案設(shè)計(jì)階段，可以輔助應(yīng)用軟件集成歷史工程數(shù)據(jù)，助力設(shè)計(jì)單位根據(jù)項(xiàng)目特性和市場需求，快速對比、調(diào)整歷史項(xiàng)目數(shù)據(jù)，生成具有參考價值的概算[2]。同時，構(gòu)建三維模型直觀展示設(shè)計(jì)成果，通過調(diào)整參數(shù)生成多方案對比，并結(jié)合各方案概算實(shí)施成本控制。以此種方式實(shí)現(xiàn)造價支出的動態(tài)管理，增強(qiáng)造價合理性。

2EPC總承包模式設(shè)計(jì)管理應(yīng)用

2.1各階段設(shè)計(jì)任務(wù)分解

2.1.1設(shè)計(jì)階段劃分與任務(wù)內(nèi)容

在以設(shè)計(jì)為主導(dǎo)的EPC總承包模式中，設(shè)計(jì)任務(wù)分解是確保項(xiàng)目順利推進(jìn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)任務(wù)分解不僅需要明確各階段的設(shè)計(jì)目標(biāo)，還需要將任務(wù)細(xì)化到可執(zhí)行的層面，以確保設(shè)計(jì)進(jìn)度與項(xiàng)目總體進(jìn)度保持一致。設(shè)計(jì)任務(wù)分解通常包括初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)3個階段，每個階段的任務(wù)內(nèi)容和輸出成果有所不同。

初步設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)是確定項(xiàng)目的總體方案和技術(shù)路線，其輸出為初步設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)規(guī)格書。詳細(xì)設(shè)計(jì)階段則是在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步細(xì)化設(shè)計(jì)方案，輸出詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙和材料清單[3]。施工圖設(shè)計(jì)階段則是將詳細(xì)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為可直接用于施工的圖紙和技術(shù)文件。

2.1.2基于WBS的任務(wù)分解方法

在設(shè)計(jì)任務(wù)分解過程中，可以采用工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）方法，將設(shè)計(jì)任務(wù)逐級分解為更小的任務(wù)單元。設(shè)總設(shè)計(jì)任務(wù)為 D ，則可以將其分解為 n 個子任務(wù)，即 D_i

每個子任務(wù) D_i 又可以進(jìn)一步分解為 m 個更小的任務(wù)單元，即 D_ij

通過這種逐級分解的方法，可以確保每個設(shè)計(jì)任務(wù)都得到充分的細(xì)化和控制。例如，在初步設(shè)計(jì)階段，可以將總體方案設(shè)計(jì)分解為工藝流程設(shè)計(jì)、設(shè)備布置設(shè)計(jì)、土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等子任務(wù)，每個子任務(wù)再進(jìn)一步細(xì)化到具體的圖紙和技術(shù)文件[4]。

2.2工期影響因素分析與控制措施實(shí)施

2.2.1工期影響因素分析

影響設(shè)計(jì)工期的因素主要包括設(shè)計(jì)任務(wù)的復(fù)雜性、設(shè)計(jì)資源的可用性、設(shè)計(jì)變更的頻率以及外部環(huán)境的變化等[5]。為了有效控制工期，首先需要對影響工期的因素進(jìn)行分析，并制定相應(yīng)的控制措施。

假設(shè)設(shè)計(jì)工期為 T ，影響工期的因素為 F_k（k-1，2，L p） ，則工期可以表示為：

T=f（F₁，F(xiàn)₂，L，F(xiàn)_p）

式中： f 為工期與影響因素之間的函數(shù)關(guān)系。

2.2.2工期控制與優(yōu)化措施

為了量化各因素對工期的影響，可以采用敏感性分析方法，計(jì)算各因素的敏感性系數(shù) S_k ，即：

通過敏感性分析，能夠識別出對工期影響最大的因素。例如，設(shè)計(jì)變更頻繁可能導(dǎo)致工期延長，而設(shè)計(jì)資源不足則可能影響設(shè)計(jì)任務(wù)的完成效率。

采用關(guān)鍵路徑法（CPM）對設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行工期優(yōu)化。假設(shè)設(shè)計(jì)任務(wù)的關(guān)鍵路徑為，則總工期可以表示為：

式中： t_i 為關(guān)鍵路徑上第 i 個任務(wù)的持續(xù)時間。

通過優(yōu)化關(guān)鍵路徑上的任務(wù)，可以有效縮短總工期。在實(shí)際項(xiàng)目中，工期控制還需要結(jié)合動態(tài)管理方法，實(shí)時監(jiān)控設(shè)計(jì)進(jìn)度。例如，可以采用項(xiàng)目管理軟件，跟蹤設(shè)計(jì)任務(wù)的完成情況，及時發(fā)現(xiàn)進(jìn)度偏差并采取糾正措施。

2.3設(shè)計(jì)階段造價與進(jìn)度協(xié)同控制

2.3.1造價與進(jìn)度協(xié)同控制原理

在設(shè)計(jì)階段，造價與進(jìn)度的協(xié)同控制是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益最大化的重要手段。造價控制的核心在于通過合理的設(shè)計(jì)方案和材料選擇，降低項(xiàng)目的總體成本。而進(jìn)度控制則在于確保設(shè)計(jì)任務(wù)按時完成，避免因設(shè)計(jì)延誤導(dǎo)致的施工延誤和成本增加。

假設(shè)設(shè)計(jì)階段的造價為 H ，進(jìn)度為 P ，則造價與進(jìn)度之間的關(guān)系可以表示為：

H=g（P）

式中： g 為造價與進(jìn)度之間的函數(shù)關(guān)系。

2.3.2多目標(biāo)優(yōu)化控制

為了優(yōu)化造價與進(jìn)度的協(xié)同控制，可采用多目標(biāo)優(yōu)化方法，設(shè)優(yōu)化目標(biāo)為最小化造價 H 和最小化工期 T 則可以建立優(yōu)化模型 min（H，T） 。同時，考慮到造價與進(jìn)度之間的相互影響，可以引入?yún)f(xié)同系數(shù) α 和 β ，分別表示造價對進(jìn)度的敏感性和進(jìn)度對造價的敏感性。則優(yōu)化模型可以進(jìn)一步表示為 min（αH，βT） 。通過求解該優(yōu)化模型，可以得到造價與進(jìn)度的最優(yōu)平衡點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段的協(xié)同控制。

2.3.3掙值管理控制

可以采用掙值管理（EVM）方法對設(shè)計(jì)階段的造價和進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。設(shè)計(jì)任務(wù)的計(jì)劃價值為 PV ，實(shí)際成本為AC，掙值為 EV ，則可通過以下公式計(jì)算進(jìn)度偏差（SV）和成本偏差（CV）：

通過監(jiān)控進(jìn)度偏差和成本偏差，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段的造價和進(jìn)度問題。例如，如果進(jìn)度偏差為負(fù)值，說明設(shè)計(jì)進(jìn)度滯后，需要采取加快設(shè)計(jì)進(jìn)度的措施。如果成本偏差為負(fù)值，說明設(shè)計(jì)成本超支，需要優(yōu)化設(shè)計(jì)方案或調(diào)整資源配置。

3管理效果評估

3.1工程概況

以姜堰區(qū)2023年污水管網(wǎng)更新改造工程總承包（EPC）項(xiàng)目為實(shí)例，該項(xiàng)目位于江蘇省泰州市姜堰區(qū)，項(xiàng)目合同簽約金額為1.26億元，計(jì)劃施工周期為300d。該項(xiàng)目涉及62個住宅小區(qū)及臺州路、杭州路兩條城市主干道的雨、污分流改造，部分小區(qū)存有兩套排水系統(tǒng)，伴有局部雨、污水管道錯接、混接等問題。

本次EPC項(xiàng)目專注于62個小區(qū)以及兩條道路的雨水與污水分離系統(tǒng)建設(shè)，以確保工程進(jìn)度符合省市既定的時間規(guī)劃。該項(xiàng)目的推進(jìn)對于優(yōu)化當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、提升居民生活質(zhì)量，以及助力姜堰區(qū)整體污染治理任務(wù)的圓滿達(dá)成，具有不可或缺的重要意義。

該項(xiàng)目為設(shè)計(jì)主導(dǎo)的EPC項(xiàng)目，因該項(xiàng)目點(diǎn)多面廣，需要占用小區(qū)及城市道路施工。鑒于周邊環(huán)境復(fù)雜，需著重注意業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)及施工等參建單位的密切配合，及時解決施工中出現(xiàn)的困難和問題。

3.2造價管理效果評估

應(yīng)用文中方法進(jìn)行設(shè)計(jì)階段造價支出管理，并對管理后實(shí)際造價支出與預(yù)期造價支出進(jìn)行比對。通過此種方式，檢驗(yàn)本文方法在實(shí)際應(yīng)用中是否能達(dá)到優(yōu)化管理的效果。設(shè)計(jì)階段造價管理效果檢驗(yàn)如圖3所示。

從圖3可知，應(yīng)用本文方法后，工程實(shí)際造價支出與預(yù)期造價支出之間呈現(xiàn)出高度的契合性，且實(shí)際造價支出略小于預(yù)期造價支出。通過精細(xì)化的設(shè)計(jì)階段管理，有效地控制了造價支出，避免了不必要的成本浪費(fèi)。與預(yù)期相比，實(shí)際造價支出更加貼近預(yù)算范圍，不僅提升了工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，還增強(qiáng)了項(xiàng)目的成本控制能力。由此證實(shí)，本次設(shè)計(jì)的方法能夠在確保工程質(zhì)量的前提下，最大限度地降低造價成本，為工程項(xiàng)目的順利實(shí)施提供有力保障。

3.3進(jìn)度管理效果評估

根據(jù)圖3所示的4個環(huán)節(jié)，進(jìn)行EPC項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的進(jìn)度管理。通過對比設(shè)計(jì)中不同環(huán)節(jié)實(shí)際工作天數(shù)與預(yù)期工作天數(shù)，檢驗(yàn)該方法的進(jìn)度管理效果。設(shè)計(jì)階段進(jìn)度管理效果檢驗(yàn)如圖4所示。從圖4可知，在EPC項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的各個環(huán)節(jié)中，本文方法有效地縮短了實(shí)際工作時間與預(yù)期時間的差距，確保了項(xiàng)目進(jìn)度的穩(wěn)步推進(jìn)。

綜上所述，本文方法能夠在確保工作造價支出的前提下，最大限度地加快項(xiàng)目進(jìn)度。此結(jié)論不僅驗(yàn)證了本文方法的優(yōu)越性，也為其在類似項(xiàng)目中的廣泛應(yīng)用提供了有力支持。

4結(jié)束語

本文圍繞以設(shè)計(jì)為主導(dǎo)的EPC總承包模式設(shè)計(jì)管理進(jìn)行了深入研究，系統(tǒng)分析了設(shè)計(jì)階段進(jìn)度控制與造價控制的關(guān)鍵要素。研究結(jié)果表明，本文所提出的管理方法在實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)化效果。在造價管理方面，通過精細(xì)化的設(shè)計(jì)階段管理，實(shí)際造價支出與預(yù)期造價支出高度契合，且略有節(jié)余，有效提升了工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和成本控制能力。在進(jìn)度管理方面，本文方法有效縮短了工程實(shí)際工作時間與預(yù)期時間的差距，確保了項(xiàng)目進(jìn)度的穩(wěn)步推進(jìn)，為后續(xù)施工和采購階段奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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