EPC项目前期的设计控制和成本优化

1、EPC项目前期的设计控制和成本优化海外事业部 李存浩 徐志伟摘要：EPC 工程总承包是指从事工程总承包的企业接受业主的委托， 按照合同约定对工程项目的 勘察、设计、采购、施工以及竣工验收等全过程实行的承包方式。正确使用EPC管理模式，能够使工程项目建设达到质量优、速度快、造价低的效果。 EPC总承包项目中的设计和采购、 施工工作深度交叉，设计文件对采购、施工工作的指导性作用使得设计风险的管理和控制在 整个工程项目中的重要性尤显突出。可以说，设计是 EPC项目的脊椎、主心骨，所有工作都 需要以设计为依据，并围绕设计而展开。因此，设计控制工作必须在项目前期就介入EPC项目的工作流线中。关键词： E

2、PC 项目 风险 设计控制随着我国建筑行业在这几十年间的飞速发展，国内建筑企业在规模上、技术上都取得了 显著进步，具备了承包国际工程的实力。沿着国家“走出去”战略方针的指引，截至目前， 中国的建筑业输出已在国际上形成了一定的规模，除我司外，包括中建、中铁等央企也已涉 足国际建筑市场多年。新的市场环境势必引起新一轮的竞争。 与 90 年代以援建工程为主的承包模式不同， 眼下， 国际投融资承包工程已经进入了我们的视野，而其中最常见的，就是EPC项目。在这类项目中，工程承包商同时承担了设计、采购和施工三项职责，这与以往国内常见的业主、设计院、 施工总承包三足鼎立的模式并不相同。为了更好的适应这种模式

3、，提升我司在国际市场中的 竞争力，公司内部对 EPC的项目进行了很多的尝试，并在过程中开展了很多的研究、学习。 本人目前在上海建工海外部工管中心设计部门任设计管理职务，结合自身工作特点，在下文 中，将对 EPC项目先期设计控制的执行进行研究和论述。1. EPC项目概述EPC 工程总承包模式的涵义EPC 是 一 个 起 源 于 美 国 工 程 界 的 固 定 短 语 ， 它 是 设 计 ( engineering )、 采 购 (procurement )以及施工 ( construction )三个词的英文缩写。EPC 工程总承包是指从事工程总承包的企业接受业主的委托， 按照合同约定对工程项目

4、的 勘察、设计、采购、施工以及竣工验收等全过程实行的承包方式。作为工程项目管理模式， EPC起源于 20 世纪 60 年代。当时，美国和其他发达国家施工技术不断翻新， 不断涌现的新的 项目需要加快建设。激烈的市场竞争要求将新产品早日投入市场，只有抢占先机，才能稳操 胜券。正确使用 EPC管理模式，能够使工程项目建设达到质量优、速度快、造价低的效果。传 统的设计 -招标- 施工的管理模式已不能满足业主的需要，于是各种工程项目总承包的模式应 运而生。如：设计 - 施工合同( Design and Build ， Design and Construct )、 EPC合同、一揽 子合同( Packa

5、ge Deal )等。这几种模式的具体内容相差不大，共同之处就是业主仅与一个 承包商签约，由总承包商负责将项目从设计、采购、施工、试运转全部完成，使业主获得一 个现成的工程，业主“转动钥匙”就可以运行。因此， EPC合同的交钥匙方式受到业主们的广 泛欢迎。工程总承包企业按照合同约定对工程项目的质量、工期、造价等向业主负责。工程总承 包企业可将所承包工程中的部分工作发包给具有相应资质的分包企业；分包企业按照分包合 同的约定对总承包企业负责。工程总承包的具体方式、工作内容和责任等，由业主与工程总 承包企业在工程总承包合同中约定。1.2 EPC工程总承包模式的特点a) 设计和施工深度交叉，工程造价低

6、首先， EPC模式的总承包商在设计的早期阶段就介入项目，因此他能把施工方法、 降低成本、缩短工期、 设计同施工方面的知识、专业技能和经验结合起来体现在设 计文件之中；其次， 承包商在设计阶段就对施工阶段可能遇到的问题有了准备， 使 得许多问题在开工之前就得到解决； 再者，设计和施工人员在设计阶段就有了许多 接触和交流意见的机会， 当项目进入施工阶段遇到问题时， 解决起来自然也快得多。b) 工程总承包是市场专业化分工的必然趋势和业主规避风险的客观要求 EPC模式的工程总承包项目外部接口少，有利于解决设计、施工接口不顺的体制问 题；优化组合社会资源，靠优化设计和加强施工管理，最大限度地节约投资成本

7、； 让具有设计、施工、 管理专长的总承包企业承担责任和风险，不仅可以在责任及工 作强度方面给业主减负， 而且能达到更为合理地利用企业资源、整合社会资源、 促 进建设快速发展的目的。c) 工程总承包能有效地控制建设周期和工程质量EPC模式的工程总承包项目可以实现设计、 采购、施工、试运行全过程的质量控制， 能够在很大程度上消除质量不稳定因素；在设计阶段就积极引用新技术、新工艺， 便于施工操作的进行； EPC模式可以最大限度地在施工前发现图纸存在的问题，有 利于保证工程质量和大大缩短建设周期。2. EPC总承包项目的风险EPC 总承包项目风险分类一般情况下，总承包商所承担的风险可以根据项目的进行各

8、阶段进行分类，项目实施过 程风险包括：设计管理风险、采购管理风险、施工管理风险等。EPC 总承包项目风险因素和风险事件分析EPC 总承包商的风险是由 EPC总承包项目中的风险因素引起风险事件的发生， 并产生或增 加损失的过程。在下文中，本人将从风险类型分析入手，针对EPC总承包项目的风险因素和风险事件进行识别：a) 设计管理风险：i. 设计的协调、整合。一般 EPC总承包项目包含多种专业技术，这就需要多个 专业设计部门共同完成， 总承包商不仅要管理协调各设计部门的进度， 还要 对所有的设计进行整合，以保证设计的质量和进度。ii. 设计质量缺陷。 EPC项目的设计不仅技术复杂， 而且工艺繁多，

9、总承包商的设计过程中很容易产生错误和缺陷， 若没有及时发现就会出现大量的返工； 如 果设计过程中没有与项目施工实际结合， 很可能造成频繁的设计变更， 延误 施工进度。iii. 业主提供的基础资料不够详细。业主会向总承包商提供当地基础的气候、水 文、地质资料，但是并不详细而且业主不会做出任何解释，总承包商如果不 进行深入的调查取得详细的气候、水文、地质资料，那将会给以后的工程工作带来无法预计的损失。iv. 设计标准、规范。对于业主在合同中提出的技术标准、规范要求，总承包商 可能并没有完全掌握，或没有足够的设计能力。在项目实施的过程中，技术 标准组织也可能会对原有的技术标准、 规范进行修改。 这些

10、情况都会造成设 计进度的拖延，影响工程施工进度。v. 设计的审批。业主会聘请第三方咨询设计单位对总承包商的设计进行审查。 设计标准不同、 设计习惯不同都会造成审查单位的误解， 致使总承包商修改 已完成的设计。b) 采购管理风险： 在业主确认后，总承包商需要根据设计文本的要求进行材料的采购并确保材料的质 量符合设计要求。 而材料采购到交付的时间安排是否合理、 加班赶工时的计划外临 时采购成本都是潜在的风险。c) 施工管理风险：施工风险主要集中在施工方案、 技术和工程质量三个方面。 这就要求总承包商在设 计阶段就充分考虑项目具体情况， 确保按图施工的可行性和高效性， 并按照设计严 把质量关。EPC

11、 总承包项目设计控制的重要性通过上文可以看出， EPC总承包项目中的设计和采购、 施工工作深度交叉， 设计文件对采 购、施工工作的指导性作用使得设计风险的管理和控制在整个工程项目中的重要性尤显突出。 根据数据显示，在 EPC项目中，设计仅占总承包商总投入比例的百分之五，然而，好的设计 管理控制可以实现高达整个工程项目成本优化总额百分之七十的优化效益，由此可见，设计 控制是 EPC工程项目过程控制中的一个低投入、高产出的重要环节，而对设计的有效控制， 是总承包商成功完成 EPC工程项目的重要保证。3. 案例分析 本人根据自身过往工程经验和撰写本文过程中所搜集项目资料，通过案例分析，说明体 现设计

12、控制在规避风险和成本优化上起到的作用：特多体育场项目 结构设计的依据是建筑设计，因此，首先在建筑概念和初步设计的过程中，就应牢牢把 控建筑的设计形态和功能，与业主及时沟通，做到建筑设计不过于繁复华丽，在达到业主使 用要求的同时尽可能确保结构的简单性和稳定性，避免在结构设计的时候出现荷载或实现难 度过高的结构要求。以特多体育馆项目为例，项目招标时，书面上写明的是用于奥林匹克级别的场馆，可是 经过沟通，时为项目体的特多公司确定了业主特多体育局需要的是“仅需容纳小规模使用者” 的奥林匹克竞技体育场馆，因此，特多公司首先与负责项目设计工作的同济设计院协商，确 定了外观造型较为简朴、易于实现同时对结构要

13、求不是过高的建筑形态。同时，特多公司又对业主的结构报告进行研究分析，通过在现场实地测试，发现业主的 结构报告中提示的结构安全系数取值 3，和实际所需结构强度不符。 若按照安全系数 3 进行结 构设计，将会出现结构件过长过大的问题，致使成本增加。特多公司及时与设计院联系，将 安全系数确定为 2，在结构设计中成功降本。特多贝森警察局项目 基础工程主要受当地地质条件影响。以特多警察局项目为例，五个警察局工程包中的贝 森警察局位于西班牙港西面，紧邻特多西侧海岸，地质构成以泥沙为主。鉴于该项目地块很 小，而且现场的地质承载力较低，项目组对所在地地质报告进行了细致研究，通过和结构设 计人员进行协商，确定了

14、静压桩做法，同时鉴于现场地下水位较高的情况，项目确定了钢板 桩维护的基础工程做法，及时将造价内容进行更新，避免了不必要的损失。特多儿童医院项目 外表面工程主要受到当地气候条件影响。如在高纬度地区实践适用的外表面做法，在某 些热带地区并不适用。这就要求在项目前期的设计工作中充分考虑项目所在地的气候条件， 以免出现设计和实际情况不服，而导致的再次返工。以特多儿童医院为例，在外墙设计过程中，设计单位提出了数种备选方案，包括混凝土 墙面造型和绿植墙面。我司设计控制单位对各方案都进行了细致考虑：一，由于特多当地特 殊的气候环境 一年两个雨季两个旱季，过往经验证明，特多当地在旱季时，由于大范围 缺水，绿植

15、难以存活，因此，该项目否定了绿植墙面的设计，从而避免了在旱季，绿植死亡 而造成的工程失误；二，混凝土墙面造型方案在美国已经是很成熟的技术，具体操作是通过 使用由电脑三维软件控制的激光切割机制作造型模板， 将模板固定在墙上并浇筑混凝土造型。 这个方案效果好，可是造价相对来说会较高，并不符合项目所在地 特立尼达和多巴哥的 市场行情。由此，我司设计控制部门提出了替代做法的建议，即用细木条在混凝土墙面上固 定、圈好造型，在造型范围内铺垫细金属网起到固定作用，再上水泥砂浆做出和设计单位所提供类似的造型。使用这种做法，可以在低造价和相似效果的情况下很好的替代原方案。圭亚那万豪项目材料和家具的选用所根据的基

16、准是建筑的类型和档次，这点由其体现在装修材料中。以 我司目前在进行中的圭亚那万豪酒店为例，装修材料的细化甚至包括了床板、柜子、整体卫 浴等部分。材料和家具的选用是业主万豪集团在精装修工程中最为关心的问题，因为这直接 影响未来建筑使用效率，因此，在针对这类项的审批过程中，业主会十分挑剔，有可能出现 材料或家具由于不符合业主要求而被迫更换更高档次品牌和型号的情况，由之而来的是承包 商利润空间的缩小。在圭亚那万豪酒店项目中，万豪酒店集团作为业主，其设计部门和所聘请监理将对工程 装修材料和家具进行双重审核，以确保这些材料和家具的最终效果能满足万豪自身品牌和对 应档次旅客的使用需求。有鉴于此，该项目对设

17、计图纸进行深化，以设计为基础依据，严格 把控选料关，并与监理和业主保持良好沟通渠道。在确定采购材料之前，通过文件方式，让 业主对材料和家具的技术规格、样品以书面形式审核、并最终确认，做到项目前期精细化管 理，避免了采购、安装后业主可能提出的反复、整改要求，从而确保了工程按时、按质的工 作预期。4. 设计控制体系对 EPC项目前期设计控制的分析由上文例子可以看到，设计工作对工程项目各方面工作的开展都具有指导性的作用，可 以说，设计是 EPC项目的脊椎、主心骨，所有工作都需要以设计为依据，并围绕设计而展开。 因此，设计控制工作必须在项目前期就介入 EPC项目的工作流线中。为避免将来出现重大设计误差

18、而导致设计返工和进度延误，在概念设计和初步设计阶段 就应开始综合总承包商的采购和施工经验、以及业主要求进行考虑。务必使得设计在满足功 能、建筑形态、结构形式、环境内装、家具设备、机电各系统要求的前提下，尽量做到低造 价、高质量、易施工。在此，本人根据过往工程经验和编写本文过程中所搜集的项目资料，总结出EPC项目的设计控制工作中需要注意的几个要点如下：1、深化性。为达到成本优化的目的，设计控制需要确保设计工作在项目前期的深度，确保装修材料、 家具、设备、施工技术的选择都适当且有理可依。只有在满足深度要求的基础上，才有可能对各类费用进行市场调研和取优。在预算报价不缺项、漏项的基础上，做到掌控全局，

19、优化成本。2、贯穿性。设计是工程项目的主心骨，而它与其他工作的关系又是平行的，穿插的。设计工作的前 期介入必须贯穿工程项目的施工、采购、合约等各个环节，并保持良好的沟通，及时解决其 他各环节所产生的问题，在根据实际制约条件所做的相互妥协下，形成一个足够深度的合理3、积累性和时效性。到目前为止，我司已执行了多个 EPC项目，并通过它们进行了设计控制的实践。应在过 程中注意资料的累积和保存，建立文件档案，以便后来者在 EPC项目前期工作中更好的学习、 借鉴。然而，鉴于市场的风云变化和项目所在地的实际条件不同，也需要及时更新、增补设 计控制文件，以便于项目工作更高效的展开。EPC 项目前期设计控制体

20、系的建立对设计单位的合约性掌控为保证成本优化的效果，建立严格的设计控制体系势在必行。在这里，需要先理清我司 作为承包商，而实质为工程管理和设计单位综合体的关系。在这种模式下，我司和设计单位 的关系，相对于业主来说，实质是内部矛盾关系。对于如何在项目前期更好的控制设计单位的工作，本人的想法是，建立设计任务书制度。 设计任务书的编写设计任务书编写的最终目的是尽量使设计文件符合我司作为EPC项目总承包商的根本利益，弱化由于设计单位不足够理解业主实质诉求、不能很好掌握设计的“度”所引起的建筑 设计过于繁复、奢华，结构设计过于保守、昂贵的问题；它的作用是将掌握建筑美学、功能、 经济性平衡的控制权交给 E

21、PC总承包商。在编写设计任务书时，应以业主招标材料为基础， 综合我司在采购、施工操作上的经验和对项目所在地的了解进行编写。我司设计控制部门在收到业主 EPC总承包项目招标材料的同时，就应针对招标材料的技 术内容逐项进行详细研究，其中主要包括以下几个方面：a) 项目建设所服务的目的b) 项目建设所应达到的标准c) 地勘报告d) 房间表e) 设备表(包括品牌) 研究工作应与公司各中心配合进行，及时得到各中心的反馈意见，结合我司对项目所在 地的具体情况的了解，可以合理的得出项目大致的建设所需费用、技术、政府部门审批时间、 材料采运时间等关键信息，这不仅有利于我司更准确的掌握投标节奏，还可以为设计任务书 的编写提供依据。除了必要的介绍项目所在地经济人文概况、地质水文报告、项目用地数据资料、设计标 准、产品标准之外，设计任务书的内容应包括以下几个方面：a) 设计基本要求：i. 形态ii. 功能iii. 结构形式iv. 房间要求、尺寸、数据、布局b) 设计经济技术指标c) 各阶段内各专业的设计深度要求：i. 前期阶段深度ii. 施工阶段深度d) 设计周期e) 政府审批要求f) 设计限额EPC 项目前期设计控制体系的理想化模型承包商内部的设计控制体系将设计控制部门、市场中心、合约中心