EPC模式下铁路工程科技创新管理实践.pdf

2023年第2期本刊特稿EPC模式下铁路工程科技创新管理实践郑贺民1，康景亮2（1.中国铁路设计集团有限公司，天津 300308；2.中国铁路设计集团有限公司 工程总承包事业部，天津 300308）摘要：随着我国出台系列政策支持工程总承包业务发展，我国铁路工程建设模式进入新的发展阶段。结合当前铁路EPC模式的发展历程，详细分析传统建设模式下科技创新存在的矛盾，以及EPC模式在科技创新中的优势。以中国铁路设计集团有限公司试点的EPC项目为例，分析其科技开发研究过程，提出广湛、汕汕铁路EPC项目工程开展科技创新的思路与措施，以及取得的成果与经验。研究成果为铁路建设中依托EPC项目开展科技创新提供了参考，有利于进一步提高铁路科技创新水平。关键词：铁路；工程建设；EPC；工程总承包；科技创新中图分类号：U215.1 文献标识码：A 文章编号：1672-061X（2023）02-0006-07DOI：10.19550/j.issn.1672-061x.2022.12.12.0050 引言进入21世纪以来，我国工程总承包业务步入快速发展轨道，各行各业都在积极开展工程总承包业务，国家也相继出台了系列政策支持。2016年，中华人民共和国住房和城乡建设部（简称住建部）印发关于进一步推进工程总承包发展的若干意见（建市201693号），明确要求大力推进工程总承包建设模式。2017年2月，中华人民共和国国务院办公厅发布国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见（国办发201719号），进一步明确要求政府投资工程要带头推行工程总承包模式。2022年1月，住建部印发“十四五”建筑业发展规划，明确提出继续推广工程总承包模式，标志着EPC模式在我国进入新的发展阶段1-2。上述指导意见及相关政策，对持续推动工程总承包业务发展和规范工程总承包行业管理发挥了重要作用。在部分行业和领域，工程总承包和项目管理业务已成为主要服务形式。铁路作为国家基建重点领域，积极响应国家号召，原中国铁路总公司于2016年7月印发关于开展铁路建设项目工程总承包试点工作的通知（铁总建设2016169号），明确表明我国铁路基金项目：国家自然科学基金面上项目（72271170）；中国铁路设计集团有限公司科技研究开发计划项目（2021B230110）第一作者：郑贺民（1972），男，正高级工程师。E-mail：通信作者：康景亮（1982），男，高级工程师。E-mail：62023年第2期本刊特稿本刊特稿工程建设模式进入新发展阶段。1 铁路建设模式与EPC模式创新价值分析1.1铁路建设模式我国铁路建设管理模式主要包括设计-招标-建设（Design-Bid-Build，DBB）模式、工程项目管理（Project Management，PM）模式、工程总承包模式3种类型。（1）DBB模式。是指建设单位自行管理项目，设计、采购、施工由建设单位分别委托。建设单位自己组建指挥部或项目公司，对项目实施过程进行策划、管理和控制，直接与施工单位、设备供货商签订合同。DBB模式各参与方关系示意见图1。（2）PM 模式。指工程项目管理企业（PM 公司）受建设单位委托，按照合同约定，代表建设单位对项目的组织实施进行全过程或若干阶段的管理和服务，并承担相应的管理责任。其中流程管理和要素管理是铁路工程项目管理的重点，项目施工过程管理分为施工准备、施工规划和施工过程控制3个阶段，要素管理以质量、安全、进度、环水保和技术管理为重点3-5。PM模式各参与方关系示意见图2。（3）工程总承包（EPC）模式。EPC作为工程总承包模式之一，指工程总承包企业受建设单位委托，按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包，是国际上通行的建设模式6-7。EPC模式各参与方关系示意见图3。为探索铁路建设项目承发包模式，丰富铁路建设项目管理经验，我国铁路建设在不同程度上尝试了EPC模式。中国铁路设计集团有限公司（简称中国铁设集团公司）作为中国国家铁路集团有限公司（简称国铁集团）唯一直属设计院，2016年以来，在10余个项目试点工程总承包模式，在国铁集团各部门和各铁路局集团公司及相关项目公司的大力支持下，通过促进铁路设计、采购、施工的深度融合，EPC模式表现出较好的实施效果，提高了中国铁路建造技术，为中国铁路“走出去”培养了丰富的管理人才、积累了重要经验。1.2铁路EPC模式创新价值分析我国铁路EPC项目的主要特点是设计牵头，因此首先需要做好设计管理8。以中国铁设集团公司试点的EPC项目为例，通过采用EPC模式，运用限额设计手段，促进各专业间深度联动。将建设项目向后拓展至工程试运行、竣工交付、审计结算等，充分发挥设计管理的全过程服务能力。推动设计与计划、采购、专业、施工组织等各环节深度衔接，可有效促进项目提质增效。基于铁路EPC项目设计管理经验，分析得出铁路EPC模式具有如下创新价值9：（1）转变传统观念，充分发挥设计龙头主导作用，图3EPC模式各参与方关系示意图施工总承包商分包商设备租赁商供应商业主项目管理公司设计商合同关系管理协调关系图2PM模式各参与方关系示意图图1DBB模式各参与方关系示意图72023年第2期本刊特稿本刊特稿贯彻精益设计理念，加强设计深度和细度。设计与施工、采购深度融合，一是可以发挥项目管理人员的施工经验，超前开展工程可实施性研究，优化工程措施；二是可以发挥施工组织引领作用，补强传统模式下施工组织管理短板，为保障工期提供强力技术支撑。（2）提高项目建设费用控制水平，强化节支降耗措施。EPC模式激发了总承包单位设计优化的积极性，坚持先进、可靠、成熟、经济的原则开展施工图设计，并在项目施工过程中减少不合理的变更设计，可有效控制工程投资。（3）搭建铁路市场协同开发新场景，促进供给侧改革。通过积极发挥总承包平台集聚、协同、放大作用，加强与各类相关企业合资合作，助力铁路市场协同开发，实现合作共赢，并为产业链向资本端延伸积累经验。（4）为铁路科技创新提供新平台，推动铁路技术转型升级，为铁路建设高质量发展提供新途径。在铁路建设中，许多工程难题不仅出现在设计阶段，还随着工程推进以及外部条件的变化出现在项目施工过程中，而现场对解决难题要求迫切，与之对应的科研、管理也应配套进行。EPC模式在加强资源集成、提高整合能力和配置效率、推动科技创新方面具有较大优势。2 铁路EPC模式科技创新背景分析2.1传统建设模式下科创矛盾剖析传统涉铁项目的投资主体为国铁集团，铁路建设多采用DBB模式，所以建造相关的科技创新工作也与DBB模式相配套。在传统铁路建设涉及的科技创新工作中，科研立项主审单位一般是国铁集团或铁路局集团公司科技主管部门，实施流程为不同科研单位按照基础研究、应用研究、开发研究三大领域，各自考虑可能涉及的课题，统一汇集后，再向科技主管部门申报。申报成功后，各单位独立开展研究，相互沟通较少，进度方面也难以协调。从整个项目建设进程看，成果产生及其转化具有滞后性。传统建设模式对于系统理论形成、优秀成果归集极为不利，尤其在项目评优报奖时，各单位只在各自领域内申报，无法形成合力，科研成果应用效果较难突出。分析存在矛盾如下：（1）以传统方式从事科研工作的人员数量要求与当前巨大生产压力下人力资源不足之间的矛盾。在铁路建设高速发展背景下，各参建单位业务量迅猛增加，由过去1个单位内多人从事1个项目，发展到现在1人负责多个项目，生产压力呈几何数级放大。“完成生产任务”占据了职工巨大精力，对于科研课题，各单位均不能保证人力资源的稳定持续投入。（2）工程项目对解决涉及多专业、多单位交叉课题的迫切要求与当前各单位、各专业科研各自为政之间的矛盾。随着铁路工程的高速推进，需要研究的课题逐步显现，很多课题需要多个单位、多个专业共同配合，而现场对解决工程难题时间紧迫，要求迅速将科研结果与工程实际结合起来，以加快工程进度、节省工程投资10。而在传统科研工作中，各单位、各专业分工明确，但进度不同，对工程项目中多单位、多专业相互交叉的课题研究新局面尚无明确应对办法，即使采用传统方式各自形成科研结果也不能及时指导现场工作，不能实现科研成果应用的最大化。对于已竣工项目，科研进度不一致，意味着科研成果不能及时总结，不仅影响后期经验总结和综合奖励申报，也不利于科研成果转化。（3）新研究成果的总结路径与传统建设管理模式衔接不顺畅。当前，重大科研成果多以多专业、多单位合作交叉产生，包括大学对基础理论的探索、设计院与科研机构对专利和标准的研究、施工单位对配套工法工艺的总结、路外单位对相关先进设备制造的总结。在传统建设模式下，成果总结主要依赖行业主管部门，如果行业主管部门未进行统一组织，工程管理新领域产生的新成果将缺乏统一的组织协调与规划。分析上述矛盾产生的原因，主要是在铁路建设快速发展的大背景下，繁重的生产任务与传统的科研体系在融合过程中产生了时空冲突。而在这方面可借鉴的经验不多，与之配套的体系也尚不成熟。2.2EPC模式下铁路科技创新优势相较于传统铁路建设模式，EPC模式能够充分发挥设计主导作用，在管理上对推动铁路科技创新具有诸多优势。（1）组织架构方面。在设计单位牵头的总承包项82023年第2期本刊特稿本刊特稿目中，专门设立设计部，实现设计现场前置工程第一线，设计开发与工程建造在空间上深度融合，科技创新与生产项目在工程现场实现融合统一。（2）人员配备方面。项目经理多数是由设计经验丰富的业内专家担任，从生态链前端实现科研技术管理与项目建设管理的责任人统一，以控制性工程为目标，以工程建设需求为导向，将项目进度与科研进度紧密联系，对工程管理流程、施工建造难点、工艺工法创新提早研判，从设计阶段开始开展技术攻关，将科研项目生命周期与工程建设周期高度融合，实现对涉及多专业共同参与的课题进行一揽子科学策划，增强项目建设领域的技术集成能力与科技创新能力。（3）产学研用方面。EPC模式融合设计、采购与施工，实现三者间无缝衔接，设计主导的工程总承包项目赋予了设计单位更多话语权，使各单位形成的各类科技产品更加贴近实际需求，在新技术应用推广方面也更加具有优势。结合总承包项目，可以更充分挖掘地方资源潜力效率，激发行业、地方与铁路相关的全产业链合作，最大程度实现产学研用一体化。基于 EPC 模式的独特优势，结合具体工程背景，充分利用项目优势，综合策划铁路技术集成与科技创新工作，较传统建设模式更容易产生一批理念超前、技术领先、地域特色明显的科研创新成果。3 中国铁设集团公司EPC项目的科技创新管理实践在中国铁设集团公司试点的广湛、汕汕铁路EPC项目中，多维度分析项目科技创新优势，并采取相关措施，总结形成了科技创新实践成果。3.1科技创新维度分析结合新时代铁路EPC模式优势，中国铁设集团公司从项目政策背景、地域特征、管理特点、工程体量、创新潜力等维度详细分析了广湛、汕汕铁路EPC项目的科技创新优势。（1）政策背景。2018年国务院发布粤港澳大湾区发展规划纲要，明确提出建设粤港澳国际科技创新中心的目标；2021年广东省人民政府印发广东省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要，反复提及“科技创新”。2017年广东省发布广东省人民政府办公厅关于大力发展装配式建筑的实施意见（粤府办201728号），提倡采用总承包模式进行建设。“科技创新”与“EPC”成为广东省重点政策扶持对象，如将二者联系起来，将得到政府大力支持。同时，广湛铁路完全由地方投资，采用工程总承包模式实施，深度契合国家当前对铁路投融资体制改革的政策，也将推动铁路建造技术专业化发展。（2）地域特征。广东地区经济发达、文化开明，科技创新氛围良好，通过铁路工程发挥科技创新集聚、协同、放大作用，结合地方科研诉求，开展铁路技术创新联合攻关，更易于产生一系列地域特征明显的创新性铁路技术成果。（3）管理特点。从组织架构看，广湛、汕汕铁路EPC项目部均专门设立设计部，实现了设计现场前置工程第一线，可以从工程前端对科技创新亮点进行预判。从人员配备看，广湛铁路项目由中国铁设集团公司副总工程师亲自担任项目经理，实现了科研技术管理与项目建设管理的责任人统一，易于实现项目建设领域技术集成与科研成果迅速落地。（4）工程体量。广湛铁路作为广东省委省政府高度重视的基础设施建设项目，是近年来广东省投资最大的铁路项目，投资总额达998亿元；汕汕铁路投资总额也超过了300亿元。2个项目管理情况纷繁复杂，涉及建设领域众多，部分特殊工点面临世界性难题，在建设过程中不断对各类成果进行归纳、总结，并充分挖掘其中亮点，最终将积累形成数量更多、质量更佳的技术创新集成成果，在行业、地区甚至国内独树一帜。（5）创新潜力。广湛、汕汕铁路工程线路呈东西走向，历经平原、山区、丘陵等不同地貌，地形起伏变化大；线路范围内包含珠江水系的众多支流，水文、地质构造情况复杂，分布数十个自然、文物保护区，生态环境敏感、社会人文影响因素众多。在科学技术、工程技术方面仍有诸多问题有待创新，如高铁海底隧道、我国最大跨度的高铁无砟轨道斜拉桥等重点工程。通过创新研究，解决其中的技术问题，其成果不仅可直接应用于工程本体，还可进一步拓展我国高速铁路建设理论，完善我国高速铁路设计理论体系，为后续类似项目的承揽及总承包质量把控、工程投资优化提供技术支撑。92023年第2期本刊特稿本刊特稿3.2科技创新管理措施上述研究从理论上论证了依托EPC项目开展科技创新的价值与可行性，但为保证实际效果落地，广湛、汕汕铁路EPC项目部进行了精心组织。围绕项目管理技术集成，工点设计建造技术研究，新技术、新工艺开发应用，智能铁路建设4个主题进行总体策划，按照前期、中期、后期进行组织实施，充分发挥了设计单位的技术主导优势。3.2.1前期：调研选题，分层立项（1）调研选题。由中国铁设集团公司主管总工程师组织项目相关技术负责人，从设计角度征集项目涉及的技术问题，初步筛选可能制约工程建设的关键难点，以及与之具有关联影响的管理流程难题。针对管理流程难题，与建设方进行对接；针对技术难题，与有合作意愿的高校、科研院所、建造单位分别对接，挖掘合作点。同时吸取合作单位对其他可能出现的科研亮点的建议。达成合作意向后，细化目标及任务，由合作意向明确的主责单位制定较为详细的实施方案，并将合作内容按照4个主题分别归类，在此基础上择优评选，确定拟立项课题，并根据合作意愿，组成由中国铁设集团公司主导各单位合作的项目科研团队。通过上述方式拟定选题，颠覆了过去科研单位从立题就各自为战的分散局面。通过筛选科研课题，科研主导单位与课题实施单位就立题依据、研究内容、采用的研究方法、技术路线、可行性、成果形式，以及科学价值、社会经济效益分析等方面达成一致，相比其他同类型科研课题，整个科研团队在课题创新性方面具有更加清晰的把握。科研课题与生产实际紧密结合，对避免科研进度晚于项目进度具有重要作用，同时择优选出的课题在同行业技术层面具有较强竞争力，将成为下一步工作的坚实基础。（2）分层立项。科研主导单位组织各科研参与单位认真分析当前省、地，各行业科研立项政策特点，根据基础研究、应用研究、开发研究三大类研究特点，将项目申报层次分为 3 级：第 1 级广东省、国铁集团的省部级项目；第2级中国勘察设计 协 会、中 国 工 程 咨 询 协 会 等 行 业 协 会 项 目；第 3 级区、局级项目。结合前期调研拟定的选题，由实施单位按照第 1 级、第 2 级、第 3 级分层向相应主管部门申报立项，争取每个层级都有多个课题立项成功。前期工作贯穿“合理布局、合作共赢”的理念。各科研申报单位作为铁路EPC项目总承包单位的科研合作单位，各申报课题具有不同目标，但信息互通、资源互补，为将来成果共享奠定基础。3.2.2中期：周期推进，成果归集（1）周期推进。前期完成选题拟定、立项申请，科研正式进入实施阶段，各合作单位根据立项合同内容细化已制定方案，责任明确到人，时间明确到天，然后开展实施。科研主导单位将结合现场工程进度，优化管理流程，按照项目建设周期掌控科研周期。立项合同不仅需要对科研时间进行要求，还需要明确课题成果形式、产生频次，以利于严格掌控项目时间节点，避免时间拖延，保证及时结题。（2）成果归集。根据科研项目实施单位属性的不同，项目研究成果归集采用的策略也不同。针对高校、科研院所负责的课题，因其理论性较高，其研究成果多通过论文、专利等形式表达，需督促相关单位及时发表论文和申报专利；针对设计单位、建造单位负责的课题，其成果多在生产实践中产生，需督促进行成果分类和分阶段归集，其中不仅要督促形成论文、专利等成果，更要及时掌握产生的新工艺、新技术，为将来推广作好准备。3.2.3后期：评奖策划，成果转化铁路项目的科研成果是众多合作单位共同努力的结果，各参与单位在各自领域均有较强话语权，在项目完成的最后阶段，与高校、科研院所及相关企业联合进行科研攻关和奖励申报，一方面有助于提升科研成果的理论水平和完整性，另一方面有助于提升科研成果的实用性和知名度。通过签订相关合作协议，加强与相关高校、科研机构联合攻关和共同申报，可以拓展申报渠道，加强申报力量，加大获奖概率。3.3科技创新实践成果以广湛、汕汕铁路2个EPC项目为例，中国铁设集102023年第2期本刊特稿本刊特稿团公司深入挖掘创新点，在课题申报、成果产出和奖励申报等方面均取得了不错的成绩。（1）成功申报若干课题。近2年，中国铁设集团公司结合广湛、汕汕铁路2个EPC项目工程特点，梳理课题研究方向100余个，目前已经获批国家自然科学基金课题1项、科技部“揭榜挂帅”重大研发专项1项、广东省科研课题1项、国铁集团科研课题2项、中国铁设集团公司科研课题5项。（2）形成系列丰硕成果。随着建设过程的深入推进，相应研究成果不断涌现，以“基于自动化绑焊技术的智能梁场建造”为代表的一批原创性、引领性技术成果已获得国铁集团、广东省铁路建设投资集团有限公司等单位的认可。目前，已组织申报专利19项，发表核心期刊论文4篇、SCI论文1篇，围绕总承包理论出版专著1部，发布研究报告2份，获软件著作权1项，进入国家重点案例库收录建设案例1个。（3）奖励申报成绩斐然。逐步组织开展各类奖励申报。基于广湛铁路的BIM成果“openBIM在广湛高铁设计和交付中应用”项目，获得2022年度国际BIM联盟大赛基础设施设计组冠军，这是EPC项目科技创新管理实践交出的满意答卷。此外，总承包项目部以科技创新工作为突破口，组织中国铁设集团公司参与“现代交通工程技术与产业专题会”“粤港澳大湾区现代轨道交通创新中心会议”等高端学术论坛，同时引聘以杜彦良院士、陈晓红院士为代表的一批国内顶级学术专家，以学术为媒，在业内传播EPC模式建设的经验与成绩，以推动铁路EPC项目更高质量发展。4 结论与展望4.1结论总承包项目处于工程第一线，既有EPC模式下设计全过程介入的优势，又有从产业链顶端推进行业进步的先决条件，在破解当前管理和技术创新中各类矛盾方面具有独特优势。（1）实现设计前置，使建设前端技术更加顺畅融入工程现场，更有利于召集、吸引各类外部科技创新单位共同进行科技开发，既能有效缓解普通生产单位科研人力资源紧缺，还可以发挥各参与方专长，保障科研课题顺利开展。（2）当前铁路投融资体制改革持续深入，地方及社会股东控股或全资项目日益增多，通过铁路工程EPC 项目与地方政府、各铁路局集团公司紧密联系，可以挖掘铁路资源潜力、效率，激发行业、地方与铁路相关的全产业链合作，充分发挥集聚协同放大作用，在行业性、地域性科技创新上取得新突破。4.2展望通过EPC推进科技创新的道路既阻且长，不仅需打破传统项目中各方独自为战的桎梏，更要推陈出新。当前，EPC项目中建设费用一般不包含科技研发费用，在EPC项目发挥资源整合优势后，对科研费用的来源和使用机制还需进行单独管理，一是建议今后在重大项目建设费用概算中提前预列科研费用；二是将配套科研项目纳入整个EPC项目中进行统一管理。随着国家大力推行EPC模式，铁路EPC项目开展如火如荼，铁路企业要进一步发挥科技创新主导地位与引领支撑作用，不断创新铁路EPC 模式管理思路，通过EPC模式平台强大的资源整合能力，从铁路建设实际情况出发，形成不失铁路传统特色，并且具有EPC模式新思路、新特点的科技创新制度，实现铁路建设行业创新链、产业链、资金链、人才链的深度融合，助力我国铁路科技高质量发展。参考文献1 徐涛，刘玉明，孙玉辰，等.铁路建设行业推行EPC模式面临的问题及对策 J.工程经济，2020，30（1）：33-37.2 王鹏.工程总承包EPC模式在铁路建设中的推广应用 J.工程经济，2018，28（4）：27-30.3 曾晖，成虎.重大工程项目全流程管理体系的构建 J.管理世界，2014（3）：184-185.4 卢春房.中国高速铁路工程质量管理创新与实践 J.中国铁道科学，2015，36（1）：1-10.5 单泽南，陈春安，王斌.EPC模式下高速铁路项目质量安全管理实践 J.中国铁路，2022（10）：33-38.6 李建威，王建军，张晓华，等.杭绍台铁路EPC工程总承包管理实践 J.中国铁路，2022（10）：15-20.112023年第2期本刊特稿本刊特稿7 张忠林，左峰，单泽南.杭绍台铁路工程总体监理创新实践 J.中国铁路，2022（10）：39-43.8 周承汉.海外铁路EPC项目设计管理实践 J.建筑经济，2022，43（10）：36-42.9 李月英.铁路建设投融资+EPC+运营维管模式生态价值研究 J.价值工程，2019，38（30）：68-70.10 宋雷.浅析铁路 EPC 工程总承包投资控制管理 J.铁路工程技术与经济，2021，36（5）：53-57.责任编辑 明芳收稿日期 2022-12-12Management Practice of Scientific and Technological Innovation in Railway Engineering in EPC ModeZHENG Hemin1,KANG Jingliang2(1.China Railway Design Corporation,Tianjin 300308,China;2.EPC Business Unit,China Railway Design Corporation,Tianjin 300308,China)Abstract:With the introduction of a series of policies to support the development of general contracting business,China s railway engineering construction mode has entered a new stage of development.In combination with the development process of the current railway EPC mode,the contradiction of scientific and technological innovation in the traditional construction mode and the advantages of EPC mode in scientific and technological innovation are analyzed in detail.Taking the pilot EPC project of China Railway Design Corporation as an example,this paper analyzes its scientific and technological development and research process and puts forward the ideas and measures of scientific and technological innovation,as well as the achievements and experience obtained in the EPC project of Guangzhou-Zhanjiang and Shantou-Shanwei Railways.The research results provide a reference for scientific and technological innovation in railway construction relying on EPC projects,which is conducive to further improving the level of railway scientific and technological innovation.Keywords:railway;engineering construction;EPC;general contracting;scientific and technological innovation12