基于数字孪生的EPC 总承包项目施工进度可视化管控体系研究

引言

EPC（设计采购施工）总承包模式在大型工程项目中应用广泛，其具有缩短建设周期、降低成本、提高项目整体效益等优势。然而，EPC 总承包项目涉及设计、采购、施工等多个环节，施工进度管理复杂，传统的进度管控方法难以满足项目精细化管理的需求。数字孪生技术作为新兴技术，通过创建物理实体的虚拟映射，实现对物理实体的实时监测、分析和优化，为 EPC 总承包项目施工进度可视化管控提供了新的途径。

一、数字孪生技术概述

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生技术具有实时性、交互性和预测性等特点。在施工进度管控中，数字孪生可以将施工现场的实际进度信息实时反馈到虚拟模型中，实现对施工进度的动态监测和分析。

与传统的施工进度管理方法相比，数字孪生技术能够提供更直观、准确的进度信息。例如，传统方法可能只能通过报表和图表展示进度，而数字孪生可以通过三维模型直观地展示施工部位的实际完成情况，使管理人员能够更清晰地了解项目进度状态。

二、EPC 总承包项目施工进度管理现状及问题

目前，EPC 总承包项目施工进度管理主要依赖于传统的进度计划编制和监控方法，如甘特图、关键路径法等。这些方法在一定程度上能够满足项目进度管理的基本需求，但存在一些不足之处。

信息传递不及时、不准确。在项目实施过程中，由于涉及多个参与方，信息在传递过程中容易出现延误和失真，导致管理人员无法及时掌握实际进度情况。缺乏可视化的管理手段。传统的进度管理方法难以直观地展示施工进度的动态变化，对于复杂的施工过程，管理人员难以全面了解各工序之间的逻辑关系和相互影响。

三、基于数字孪生的EPC 总承包项目施工进度可视化管控体系架构

基于数字孪生的 EPC 总承包项目施工进度可视化管控体系主要由数据采集层、数据传输层、虚拟模型层和应用层构成，各层协同实现全链条动态管控。数据采集层通过物联网设备，如传感器、智能摄像头、RFID 标签等，实时采集施工设备运行参数、人员定位信息、材料进场与消耗数据及环境状态，确保数据源头的全面性与真实性。数据传输层依托 5G 或工业互联网技术，保障海量数据的高效、稳定、低延时传输，解决传统模式下信息滞后与断层问题。虚拟模型层以 BIM 技术为核心，构建与实体工程高度一致的三维动态模型，结合实时数据驱动模型更新，实现施工现场的精准数字映射，支持时空维度下的进度比对与状态还原。应用层集成可视化平台，通过三维场景、热力图、进度曲线等形式，直观呈现实际进度与计划的偏差，支持多层级、多角色的协同管理。该体系通过四层联动，打通“感知—传输—建模—应用”闭环，不仅实现施工进度的实时可视，更支持基于数据驱动的动态分析、风险预判与决策优化，使管理人员能够在虚拟环境中提前模拟调整方案，提升进度控制的前瞻性与精准性。

四、基于数字孪生的EPC 总承包项目施工进度可视化管控体系功能模块

该管控体系包含进度监测、分析、预警与优化四大功能模块，形成闭环管理链条。进度监测模块通过部署物联网传感器、智能摄像头及 RFID 识别系统，实时采集施工人员在岗状态、机械设备运行效率、材料进场与消耗进度及关键工序完成情况，结合 BIM 模型中的计划进度节点，自动比对生成可视化图表与三维动态模拟，直观呈现各作业面的实际进度偏差。进度分析模块基于监测数据，深入拆解偏差成因，区分工艺瓶颈、资源配置不足、交叉作业冲突或外部环境影响等因素，借助数据溯源实现问题定位。进度预警模块设定多级阈值机制，依据工序重要性与工期敏感度配置不同预警等级，一旦实际进度偏离计划超过预设范围，系统即时通过平台弹窗、短信或移动端推送发出预警，确保响应及时性。进度优化模块在分析结论基础上，融合项目资源约束与施工逻辑关系，智能生成多种调整策略，如优化工序搭接、动态调配人力机械、调整施工班组作业班次等，并通过数字孪生环境进行方案预演，验证可行性后推荐最优路径，实现进度控制从被动响应向主动调控转变。

五、案例分析

以某大型 EPC 总承包项目为例，该项目采用了基于数字孪生的施工进度可视化管控体系。在项目实施过程中，通过数据采集设备实时收集施工现场的进度信息，并将其传输到虚拟模型中。管理人员可以在虚拟模型中实时查看各施工部位的进度情况，及时发现进度偏差并进行分析。

例如，在基础施工阶段，通过进度监测模块发现某区域的施工进度滞后。进度分析模块对该问题进行深入分析，发现是由于施工设备故障导致的。管理人员及时采取措施，调配备用设备，确保了基础施工进度的正常进行。通过该体系的应用，该项目的施工进度得到了有效控制，工期缩短了 [X]% ，成本降低了 [X]% 。

结论

本文研究表明，基于数字孪生的 EPC 总承包项目施工进度可视化管控体系能够有效解决传统进度管理方法存在的问题，提高施工进度管控的效率和准确性。通过实时监测、分析和优化施工进度，能够及时发现并解决进度偏差问题，确保项目按时完成。然而，该体系在实际应用中还存在一些挑战，如数据安全问题、传感器的稳定性问题等。未来的研究可以进一步完善该体系，提高其可靠性和实用性。可以探索将数字孪生技术与其他先进技术，如人工智能、大数据等相结合，为EPC 总承包项目施工进度管理提供更强大的支持。

参考文献

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