后行生產任務資源配套系統框架及其應用

鄭俊麗，李靜文

（江蘇熔盛重工有限公司，江蘇 南通 226532）

0 引言

計算機技術和通訊技術的高速發展，互聯網技術的日益成熟和計算機安全技術的日益提高，為各行各業實施信息化管理系統提供了強有力的支持。在船舶工業領域，加速推廣現代造船模式、全面應用信息技術、縮短造船周期、降低造船成本是我國走向造船強國的保證。當前船舶行業各公司間的競爭日趨激烈，且根據國家最新發布的《船舶行業規范條件》，船舶企業應具有與總裝化建造技術相適應的信息化管理和信息集成能力，建立船舶建造基礎數據管理體系和分析系統，在此背景下，各公司正逐步建立并完善更為先進的數字化造船系統[1,2]。

后行生產任務資源配套系統的理念主要就是從資源與需求匹配上著手，可以實現對任務的管理、任務與物資/設備/工裝/圖紙的對應以及計劃的執行與監控，改變以往資源統籌是根據現場主管、班組長所掌握的信息進行平衡等較為粗放的計劃管理方法。它可以對任務和計劃等進行動態安排，對生產作業流程的全過程進行電子化操作，使生產執行過程更有效貼合公司管理模式。最終的目的就是使計劃與任務有機統一，使其管理科學化、規范化。

1 系統框架構思

1.1 總體概述

造船工藝模式復雜，按照現代造船模式的要求，理順造船作業主流程是研究后行階段生產任務資源配套系統的前提[3]。結合江蘇熔盛重工有限公司造船實際，優化后的生產作業流程如圖1所示。

圖1為“殼、舾、涂一體化”的現代造船模式，即確定以“船體為基礎、舾裝為中心、涂裝為重點”的管理思想，從設計、采購、生產計劃控制等方面圍繞中間產品進行協調與配合[1]。

本文以船塢配套平臺的總組作業為生產階段界面，前部稱為先行階段，后部稱為后行階段。

以任務包下發為主線，將其層層進行分解、逐步進行細化，同時對生產所涉及的各類主要資源進行有效平衡，實現資源與需求的統一；并將上述過程與信息技術相結合，利用計算機的優勢，彌補因人的精力有限造成的記憶能力受到一定限制、計劃的管理方法較為粗放使生產執行過程更為有效地貼合、可控性和精益程度較差等劣勢，開發后行生產任務資源配套系統，以期實現精益管理，提高生產效率。

1.2 任務包

為推進造船計劃、勞動力、成本和效率管理等各項管理工作科學化，必須以工時管理為基礎，進行相關系統開發與應用，其中任務包是工時管理的基礎概念，也是其研究的重要對象[3-5]。

任務包是通過將工程項目自鋼材、舾裝件和設備進廠后，在船舶建造過程中按以中間產品為導向，對工程合理分解和組合的原則，編制成以固定場地、固定區域、固定對象等約束條件的工作任務[4,5]。

本文結合任務包分解粒度和現場需求，先描述最復雜的任務包特點:執行下層級任務包前必須執行完畢上一層級任務包；同一層級任務包可以涵蓋多種并行任務；每項并行任務包間可以涵蓋多種串行任務；各層級各并行各串行任務包名稱可以相同；各層級各并行下的各串行間的任務包在執行過程中可以進而合并為下行并行任務。

上述描述的任務包特點為現場最為復雜的情況，若最復雜的任務包可以唯一地在系統中找尋到，那么簡單的任務包便可以唯一地被描述。

任務包代表的每項具體任務與計算機的轉換形式用編碼形式實現，根據所在的層級、并行列、串行行進行搜索，以“部門-層級-同一層級下的并行任務-同一層級并行任務下的串行任務-信息類別-執行時間”表示任務描述的唯一性。

1.3 資源配套服務系統

根據公司所劃分的任務包進行信息梳理，主要包括生產信息與服務信息兩大類，其中生產信息為產生價值的信息，主要船舶制造過程所包含的各個階段的信息，具體為鋼板切割、小組立、分段制作、分段總組、舾裝件安裝等直至試航交船（可參考圖1）；服務信息為不產生生產價值但完成任務時必須存在的輔助信息，主要包含鋼板配送、吊運、檢驗等與生產密切關聯的信息。

上述生產信息及服務信息可統稱為資源，資源分為主要資源和次要資源。本系統從主要資源入手（如后續有其他需求，可逐步增加），并具有與之相對應的計劃:圖紙資源-出圖計劃、物資資源-物資到貨計劃、物資配送計劃、設備資源-設備使用計劃、重大設備維保計劃、人力資源-人力需求計劃、各工種額定配置需求。通過對上述資源信息的收集，進行資源匹配、共享，實現負荷平衡、資源配送，指導現場施工。

以公司重大設備900T使用負荷為例，在信息化平臺可實現此功能，900T使用部門涵蓋搭載、機電、模塊等部門，通過計劃中的工作量負荷與實際能力進行對比，通過調整計劃，采用“削峰填谷”的辦法將負荷高峰的一部分工作轉移，放到負荷較低的時間段做，如圖2所示。此僅為900T使用負荷，對于其他一些設備或人員，還可以將某一部分工作外包給其他一些外協廠家協助施工。

1.4 數學模型

1）輸入初始模型，建立負荷與資源的數學關系

其中，F為生產負荷；x1為設計資源；x2為物資資源；x3為設備資源；x4為人力資源；xn為第N類資源。

2）實際數據收集

記錄HXXX1船實際發生值，并記錄執行影響因素；記錄HXXX2船實際發生值，并記錄執行影響因素；……；記錄HXXXn船實際發生值，并記錄執行影響因素。

3）模型修正

在系統運行過程中，發現實際發生值與初始模型差異較大時，對初始模型進行數據調整，使模型能與實際生產情況盡量吻合，逐步的對模型進行優化，逐步推進標準化。

2 系統功能介紹

2.1 實現功能及界面介紹

1）任務包及其分解細化的各工序展開模塊界面顯示:以下拉式菜單形式展示，友好的用戶使用界面，便于用戶根據個人需求進行篩選使用。

2）計劃界面介紹:建造計劃界面（由公司掌控）、中日程計劃界面（由計劃管理部門掌控）；小日程計劃界面（由部門中心控制）、派工單界面（派至班組、個人）。

3）輸出表單:項目清單，人員安排表，圖紙安排表，物資安排表，設備、工具工裝安排表。

4）輸出文件/報告:日計劃/周度計劃/月度計劃、計劃完成情況分析，影響因素分析、資源負荷分析、建造總結等。

2.2 系統模塊分析

系統功能的實現主要依附于基礎信息、任務的分解，其中基礎信息包括船型、船號、工種信息維護，圖3為任務系統架構圖。

圖3 任務系統架構圖

基礎信息模塊是由船型、船號、工種等信息組成，在此處對船型、船號、工種等信息進行增、刪、改操作。任務分解模塊是由計劃管理員將任務分解成各個子任務，確定子任務的施工周期、所需物資、設備工裝、圖紙和人力工種等。任務執行模塊首先由計劃管理員將任務進行計劃編制，班組長將任務下發、執行過程中突發事件記載、完工情況分析、工時進行統計等。將任務與物資圖紙通過計劃編制進行統合，及時反饋計劃執行情況，達到系統開發所要求的時時監管計劃執行情況的最終目的。

2.3 數據庫邏輯設計

根據需求分析階段的數據分析建立概念模型，可得出滿足系統設計要求的幾個關系描述，該階段的主要工作就是把前一階段的成果轉化為具體的數據庫，如表1所示。

表1 各類資源數據信息

2.4 字段介紹

依據數據庫的原理，并結合數據庫邏輯設計，經過轉化，即可進行數據庫的物理設計。基于以上數據庫的邏輯設計，考慮程序設計的簡易性，同時考慮題目的時間，該系統的數據庫采用 Microsoft SQL Server 2008。本系統決定采用一個數據庫，在其下創建7個數據表，分別為任務信息表（TaskInfo）、子任務信息表（ChildTaskInfo）、圖紙信息表（DrawingInfo）、人員信息表（PersonInfo）、物資信息表（MaterialInfo）、設備工裝信息表（EquipmentInfo）、計劃執行信息表（ExecuteInfo）。其中任務信息表（TaskInfo），其字段如表 2所示，其余6個信息表結構與此相似，在此不一一累述。

表2 任務信息表

2.5 業務流程及權限管理

該系統工作流程如圖4所示。用戶權限管理包括:1）系統管理員，擁有系統的所有權限；2）計劃管理員，擁有對任務的分解、物資設備籌劃、人員工種的安排和任務的審核功能；3）區域計劃員，擁有對任務的下發、任務執行過程中的突發事件的記載、完工情況分析、工時的統計功能。

3 應用實例

后行生產任務資源配套系統通過在生產現場的實際應用（圖 5～圖 7），初步實現了以下效果:1）通過信息化系統，實現資源的統一平衡、配送，提高數據處理的及時性及準確性，可明顯提高工作效率；2）通過信息化系統，可以實現資源與計劃的匹配，真正的實現考核與物量統一；3）通過信息化系統，可實現公司各個部門的銜接，與設計看板、MARS系統、工時系統等等進行銜接，達到資源共享；4）有利于公司日程管理，節省了大量使生產執行過程更為有效地貼合、紙質表單管理，可從系統中直接導出分析報表，過程管控數據可作為公司后續船舶產品建造培訓文件，同時通過系統可逐步推進標準化；5）通過系統的修正功能，自動計算出最符合實際的執行方法，對實際生產具有指導性意義。

圖5 船舶建造進度分析系統截圖

4 結論

本系統是根據公司生產能力和現場實際編制符合公司生產的計劃系統，將下發的任務包與資源信息有機結合，通過數學模型的建立及修正，對任務執行過程中所需資源進行平衡，逐步實現了資源與需求的統一。通過信息化的運用，有利于公司管理，各部門均可提高數據處理的及時性及準確性，可直接導出系列表單、報告，同時通過系統逐步推進標準化。該系統提升了工作效率，取得了預期的效果。

[1]孟輝, 張明華, 羅廣基, 等. 現代造船工程[M]. 哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社, 1997.

[2]沈聞孫, 劉寶鈞, 李琦. 中國船舶工業信息化建設發展研究[J]. 造船技術, 2009(1):1-4.

[3]曹中華. 船舶建造工時數據統計分析系統研究與應用[D]. 武漢:華中科技大學, 2006.

[4]Birmingham RW, Hall S, Kattan MR. Shipyard Technology Development strategies[J]. Journal of Ship Production, 1997,13(4):290-300.

[5]IPC Industrial Press Ltd. Shipbuilding & shipping record[Z]. 2003.