網絡圖技術在精益造船生產管理中的應用分析

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(武漢南華黃岡江北造船有限公司,湖北 黃岡 438000)

1 技術優勢

網絡圖技術是用于制定和管理工程項目計劃的一種圖示技術，常用的一種方式是關鍵路線網絡圖。它一般有如下優勢。

1)能充分反映各工序之間相互聯系和相互制約的邏輯關系；

2)能提供工程項目管理所必須的時間參數，如最早可能開工時間、最早可能完工時間、最晚必須開工時間、最晚必須完工時間、總時差、局部時差等，方便動態管理；

3)便于找到關鍵路線，有的放矢地進行優化和管理監督；

4)有利于在不改變邏輯關系的前提下充分調動資源，縮短工期。

網絡圖技術的優勢決定了其適合于復雜的造船工程管理。然而，網絡圖技術的強大功能和其一定的技術難度卻使很多造船工程生產管理人員望而卻步，特別是低學歷層次或直接作業層次的工程管理人員基本不使用，而一般只運用該技術編制船體分段船臺吊裝計劃，也叫大合攏計劃或船臺搭載網絡圖[1]。

實際上，網絡圖技術是一項成熟的、難度并不大的工程項目計劃控制管理工具，無論是對總體計劃，還是對局部計劃，都相當適用，尤其是對最基層的直接生產作業計劃，其優勢更明顯。所以，深入應用網絡圖技術，更能提高其優越性，改善計劃的有效性。

2 應用的必要性

以船舶一個PSPC分段為例，海上安全委員會(MSC)第82屆會議通過的《所有類型船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準》稱為PSPC。PSPC雖然是涂層性能標準，但它控制的并不僅僅是涂層本身，其宗旨和出發點是通過各生產工序的嚴格控制來保證完好的涂層，以防止船體結構因涂層被破壞或不滿足要求而被腐蝕導致損壞，危及船舶安全。為了保證完好的涂層，PSPC中有一系列嚴格的量化指標，比如，“相鄰接的涂層損壞總面積不大于25 m2或不超過艙室總面積的2%”[2]。為了控制涂層損壞面積，就要求不僅有完整的設計，更要有合理的生產組織。網絡圖技術的優勢，正是提供合理生產組織所需要的，它可以有如下保證。

1)合理安排生產工序的邏輯關系，避免施工不完整或工序不合理而導致完工的涂層被破壞；

2)合理安排資源，保證生產工序在計劃的時間段按時完成；

3)控制關鍵路線，做好充分的人力、物力等資源準備，使生產順利開展，保證適時涂裝；

4)充分利用資源，優化各工序工時，縮短計劃的工期，以縮短造船生產總周期。

3 應用思路

深入應用網絡圖技術，即是將該技術在大合攏計劃的基礎上進一步向下層次分解應用，使先進的管理技術延伸到人員學歷層次相對較低的管理末端，充分發揮先進生產力的功效。

3.1 PSPC分段網絡圖的繪制

船體包括分段下料、加工、拼板、小組立和分段制作等；舾裝包括導門、蓋、梯、防蝕鋅塊、放水塞、護欄、甲板上的欄桿、設備基座、纜樁及加強結構、分艙標志、舭龍骨等，其中包括采購的標準件和船廠自制的非標準件；管裝包括壓載管、吸口、測深管、空氣管、通艙件、管子架等；涂裝包括一次表面處理和二次表面處理等。舾裝和管裝中，一部分是通過焊接來完成的，這里歸類為預裝，如導門和艙蓋的座板、直梯的耳板、管子通艙件等，另一部分是通過螺栓聯接來實現的，這里歸類為安裝，如導門、艙蓋、直梯、吸口、管子等[3]。

為了保證涂層不被破壞，預裝的部分必須在二次表面處理前完成，而為了減少涂裝后涂層保護的成本投入，在不影響二次表面處理的前提下，安裝部分也應盡量在二次表面處理前完成。

圖1是一個PSPC分段從生產設計、采購到涂裝完畢的殼舾涂一體化模擬網絡圖[4]。

圖1 PSPC分段模擬網絡

圖1表達了各工序的邏輯關系及各工序所需要的時間。這里所規定的工序實現時間一般是在現有資源條件下，根據既往的管理數據和管理經驗編排的。

3.2 節點時間值計算及關鍵路線的確定

為了找到關鍵路線，便于進度控制和管理，需要進行節點的時間值計算。節點時間值標注規則如下。

其中：tE(i)、tE(j)為節點最早開工時間，tL(i)、tL(j)為節點最晚完工時間。

較簡單的節點時間值計算方法為圖算法，即，從第1個節點開始，沿箭頭方向依次向后逐一計算最早開工時間，其中：

tE(1)=0；

tE(2)=tE(1)+t(1,2)；

……

共節點的取其中最大者，直到最后一個節點tE(16)。

然后從最后一個節點開始，沿箭頭反向逐一計算最晚完工時間，其中：

tL(16)=tE(16)；

tL(15)=tL(16)-t(15,16)；

……

共節點的取最小者，直到第1個節點tL(1)。

在不計算最晚開工時間、最早完工時間和作業總時差的情況下，關鍵路線確定的最簡單方法是：從第1個節點開始到最后一個節點，將能夠依次連接的所有tE(i)=tL(i)的節點工序連接起來，即構成關鍵路線。將關鍵路線工序用醒目的粗箭頭表示。

圖2為標注了節點時間值的關鍵路線網絡圖。

圖2 PSPC分段關鍵路線網絡

從圖2看，一個PSPC分段從設計、采購到涂裝完畢轉船臺合攏，共歷時87天，這是一個很長的時段，如果按傳統的模式，可能消耗的時間更長，而不是傳統意義上的裸分段周期3～4周，這就是網絡圖的好處，按邏輯關系，通過直觀的圖示法將所有必須的工序都展示出來，使管理人員和作業人員能一目了然。

由于PSPC分段一般都是開工分段，開工前，船廠一般關注的是如何盡快拿到圖紙，如何盡快完成分段的制作，但從圖2看，這些關注點并不都是關鍵工序，所以，網絡圖為管理人員指明了管理方向。

3.3 網絡圖的優化

無論是為了抵消部分因執行PSPC而增加的成本投入，還是為了縮短整個造船周期、降低總成本，都希望在關鍵路線網絡圖的基礎上進行適當的優化，這也是使用網絡圖控制和管理工程項目計劃的宗旨之一。

網絡圖優化一般采取如下幾個途徑之一或全部，即：資源一定，向關鍵工序要時間，向非關鍵工序要資源，合理組織，使工期最短；工期一定，通過資源平衡，達到資源的最佳利用；以最低的工程成本獲得最短的工期。

在圖2中，開工之前耗時最長的是鋼材采購和預處理。所以，設計和工藝管理人員在生產設計開展前，在基本設計和詳細設計的基礎上，對鋼材規格全面統計，對各規格用量盡量準確地預估，特別是對全船開工首批分段，規格必須齊全，用量可以適當增加預估，以保證采購工作提前開始，并齊全備料，使開工后生產順利開展。采購部門應根據市場供應情況和庫存情況，能提前到貨的盡量分批到位，同時并行開展預處理工作。如果船廠預處理能力有限，可以安排部分鋼材外協預處理完畢后進廠。這樣，因采購工作能提前開始，預處理與采購工作在一定程度上并行開展，則可以使開工節點④提前。

舾裝件的生產設計，可以在船體生產設計到適當的程度即展開，由于舾裝件的相對獨立性，也可以在完成一部分舾裝件的設計后，即開始制作，使設計與制作按步驟并行，提前分段完整性集配的完工節點，使分段制造提前開工。

如果進一步細化分段制造工序和與分段完整性集配所需要的其它工序，分段制造同樣可以與分段完整性集配所需要的其它工序并行開展，使分段制造完工節點提前。

在船廠資源一定的情況下，充分利用網絡圖邏輯關系的優勢，合理細化節點，安排并行作業節拍，則可以縮短原計劃的總時間。

4 結論

現代造船模式和精益造船管理在我國推行了20多年，各骨干船廠已經取得了一定的成績，但仍然離造船強國有一定的差距。我國大多數船廠，特別是中小船廠，轉模相對更落后。精益造船生產管理中，是以分段作為中間產品，分段計劃是整個造船計劃的重點，也是計劃管理的瓶頸。本文僅基于船舶中PSPC分段關鍵路線網絡圖進行深入應用分析，只表達出一種思路，并不代表精益造船生產管理的全部，需要造船生產管理這基于分段中間產品殼舾涂一體化思想，在本文研究的基礎上進一步深化研究和完善，將網絡圖技術類似擴展到全船所有分段工程項目計劃的編制、控制與管理，以更加精確地支持大合攏計劃和全船建造生產計劃，實現精益造船生產管理。

[1] 李 堃，高介祜.現代造船工程[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社，1998.

[2] 中國船級社.實施IMO《所有類型船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準》暫行指南GD01-2007[S].北京：人民交通出版社，2007.

[3] 王宏智.項目進度控制管理在造船中的應用[J].船海工程，2012(6)：16-18.

[4] 廖永平.質量管理常用統計技術與方法[M].北京: 中國科學技術出版社，2002.