船廠胎位計(jì)劃的信息化管理

丁 俊， 朱安慶,2， 尹祥軍

(1.江蘇科技大學(xué) 船舶與海洋工程學(xué)院， 江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2.江蘇現(xiàn)代造船技術(shù)有限公司， 江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

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船廠胎位計(jì)劃的信息化管理

丁 俊1， 朱安慶1,2， 尹祥軍1

(1.江蘇科技大學(xué) 船舶與海洋工程學(xué)院， 江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2.江蘇現(xiàn)代造船技術(shù)有限公司， 江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

分析傳統(tǒng)胎位計(jì)劃管理的一般流程，指出管理中存在的反饋效率低、可追溯性差等問題。設(shè)計(jì)符合實(shí)際生產(chǎn)的信息化管理業(yè)務(wù)流程，構(gòu)建胎位計(jì)劃信息化管理框架，并對各模塊功能及其關(guān)聯(lián)進(jìn)行闡述，為船廠胎位計(jì)劃的信息化管理和系統(tǒng)開發(fā)提供思路。

船廠；胎位計(jì)劃；信息化管理

0 引言

船體在建造時(shí)會(huì)被劃分成若干數(shù)量的小分段，這些小分段分別在各自的胎架上進(jìn)行建造[1]，因此胎架是造船過程中的重要工藝裝備。然而一個(gè)船廠的胎架資源是有限的，當(dāng)分段脫胎后，另一分段未能及時(shí)上胎，就會(huì)出現(xiàn)胎架閑置的現(xiàn)象。

需要合理地編制胎位計(jì)劃，對各個(gè)分段的上胎位置進(jìn)行規(guī)劃和管理，提高胎架利用率，使管理者能夠更好地掌握生產(chǎn)節(jié)奏。

1 傳統(tǒng)胎位計(jì)劃管理

船廠的計(jì)劃管理體系一般分為大日程計(jì)劃、中日程計(jì)劃和小日程計(jì)劃[2]，其中中日程計(jì)劃又分為先行中日程計(jì)劃和后行中日程計(jì)劃。胎位計(jì)劃則是基于先行中日程計(jì)劃編制的。

中日程計(jì)劃是大日程計(jì)劃的延伸，是對各階段進(jìn)度計(jì)劃的分解細(xì)化，但不會(huì)涉及胎位計(jì)劃的具體內(nèi)容，如分段在哪個(gè)跨間建造，由哪個(gè)作業(yè)班組負(fù)責(zé)等。因此，需要結(jié)合船廠的實(shí)際生產(chǎn)能力、胎架資源等因素，編制具體的胎位計(jì)劃并下發(fā)給相應(yīng)作業(yè)班組用于現(xiàn)場生產(chǎn)。

1.1 傳統(tǒng)流程

不同船廠的組織機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)能力、管理水平等存在差異，胎位計(jì)劃管理的流程也不完全一樣。在調(diào)研多家船廠的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)胎位計(jì)劃管理流程進(jìn)行匯總和總結(jié)，并分析原有流程中存在的問題。

在船廠胎位計(jì)劃管理流程中，分段制造部門的管理科每月會(huì)根據(jù)生產(chǎn)管理部門發(fā)布的分段上胎中日程計(jì)劃，與各個(gè)區(qū)域主管一起討論并制定胎位計(jì)劃，交由區(qū)域主管執(zhí)行后，區(qū)域主管需要用Excel對分段狀態(tài)進(jìn)行記錄和反饋。胎位計(jì)劃管理的內(nèi)容主要有4點(diǎn)：上胎中日程計(jì)劃的確定、上胎位置的確定、胎位計(jì)劃的確定以及胎位計(jì)劃的反饋，其關(guān)鍵流程如圖1所示。

圖1 胎位計(jì)劃管理的關(guān)鍵流程

(1) 上胎中日程計(jì)劃的確定

中日程計(jì)劃是大日程計(jì)劃的延伸，上胎中日程計(jì)劃是中日程計(jì)劃中的一部分。生產(chǎn)管理部門在每個(gè)月底會(huì)根據(jù)大日程計(jì)劃及其本月計(jì)劃完成情況，對下月物量進(jìn)行平衡，編制下月的中日程計(jì)劃，策劃即將上胎的分段。表1為某船廠某條船于2016年7月份需要上胎的分段(后文涉及到的上胎年份均為2016年)。

表1 7月分段上胎中日程計(jì)劃

(2) 上胎位置的確定

胎架資源是場地資源的一種，而場地資源在船廠又是一種瓶頸性資源[3]。因此，有效地規(guī)劃各分段上胎位置是提高胎架利用率及車間生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素之一。

在確定上胎位置之前，首先要有一份船廠的定置管理圖。定置管理圖對船廠各區(qū)域的大小和功能進(jìn)行了劃分，并明確了設(shè)備布置及相應(yīng)區(qū)域負(fù)責(zé)人、班組等人員配置情況。胎架場地圖是定置管理圖中的一部分，圖2中D1，D2，D3區(qū)域是平直分段區(qū)域的胎架場地。

圖2 胎架場地圖

胎位計(jì)劃的2個(gè)關(guān)鍵要素是時(shí)間和地點(diǎn)，即胎位計(jì)劃包含了分段上胎、脫胎時(shí)間以及分段占胎位置。當(dāng)有了生產(chǎn)管理部門的分段上胎計(jì)劃后，分段制造部門管理科會(huì)對該計(jì)劃進(jìn)行分解，將不同類型的分段交給各區(qū)域主管，再由各區(qū)域主管根據(jù)實(shí)際情況，如分段投影面積、重量、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)周期、胎架資源等因素選擇合適的胎架上胎。

(3) 胎位計(jì)劃的確定

上胎位置的確定，有些船廠也稱之為胎位模擬，即模擬分段上胎位置，結(jié)合分段上胎、脫胎時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)在胎周期，形成最終的胎位計(jì)劃。

圖3是D1區(qū)域在7月23日的胎架使用情況。 從圖3中可以直接看出，7月23日這一天，D1區(qū)域的4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)胎架均有分段在胎，其中HZ163-123分段是7月23日當(dāng)天上胎。除此之外，D1區(qū)域4個(gè)分段的計(jì)劃上胎日期、標(biāo)準(zhǔn)在胎周期都較為接近。

圖3 D1區(qū)域胎位圖

(4) 胎位計(jì)劃的反饋

對胎位計(jì)劃進(jìn)行反饋，是為了更好地了解現(xiàn)場情況，清楚地掌握生產(chǎn)進(jìn)度。當(dāng)胎位計(jì)劃下發(fā)給作業(yè)班組之后，區(qū)域主管要注意跟蹤和反饋現(xiàn)場的實(shí)際狀態(tài)，反饋的內(nèi)容包括每天上胎、脫胎了哪些分段，已上胎分段的生產(chǎn)進(jìn)度等信息，便于生產(chǎn)管理部門了解胎架使用情況，調(diào)整并制定下個(gè)月的上胎計(jì)劃。表2是某船廠分段制造部門平直一區(qū)的作業(yè)日報(bào)樣式，該表用于記錄分段上胎、脫胎日期以及分段的檢驗(yàn)狀態(tài)。

表2 作業(yè)日報(bào)

1.2 存在問題

通過對多家船廠的調(diào)研，了解到各船廠的胎位計(jì)劃管理流程基本一致，都包括上述4點(diǎn)內(nèi)容，也均存在以下幾個(gè)問題。

(1) 人為低級錯(cuò)誤

傳統(tǒng)胎位計(jì)劃主要通過Excel和AutoCAD進(jìn)行管理，當(dāng)上胎計(jì)劃從Excel輸出后，分段制造部門通過AutoCAD進(jìn)行胎位模擬，過程中對操作員的細(xì)心程度要求較高。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多區(qū)域主管文化程度不高，對AutoCAD操作并不很熟悉，在胎位模擬時(shí)憑借以往經(jīng)驗(yàn)來判斷該胎架是否合適。另外，分段之間的信息多用復(fù)制粘貼，個(gè)別分段的上胎時(shí)間、分段名稱會(huì)忘記修改，保留錯(cuò)誤信息，甚至連分段投影圖、胎架場地圖在不同主管手里，都有好幾個(gè)版本。

(2) 分段狀態(tài)不清楚

生產(chǎn)管理部門需要根據(jù)當(dāng)月分段完成情況及大日程計(jì)劃制定下月的中日程計(jì)劃。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，存在區(qū)域主管為了提高自己的績效，周、月匯總時(shí)會(huì)額外增加完工分段數(shù)量，與實(shí)際并不符合，造成管理部門不能掌控真實(shí)的分段狀態(tài)，與生產(chǎn)之間脫節(jié)，導(dǎo)致上胎計(jì)劃不準(zhǔn)確。

(3) 反饋效率不高

因分段狀態(tài)多為作業(yè)班組手工記錄，再由區(qū)域主管統(tǒng)計(jì)匯總，最終反饋給生產(chǎn)管理部門。整個(gè)過程經(jīng)多人操作，反饋的效率顯著降低，甚至隔了2～3天才能匯總到生產(chǎn)管理部門手中，信息傳遞效率低下。

(4) 可追溯性差

計(jì)劃在反饋時(shí)，除了需要及時(shí)反饋外，也需要保證數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。傳統(tǒng)的計(jì)劃反饋，信息經(jīng)過多人傳遞，難免會(huì)出偏差。

2 解決方案與業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

2.1 解決方案

通過對船廠進(jìn)行調(diào)研，總結(jié)了傳統(tǒng)胎位計(jì)劃管理流程，并分析了其中存在的問題。存在的問題可以從以下幾個(gè)方面解決。

(1) 端正工作態(tài)度

胎位計(jì)劃需要多個(gè)部門和人員的共同配合，而人員又起著主導(dǎo)作用。因此，要先端正員工的工作態(tài)度，提高個(gè)人素質(zhì)與責(zé)任心，以免小錯(cuò)誤帶來大問題。

(2) 灌輸先進(jìn)管理理念

船廠要定期組織管理層進(jìn)行培訓(xùn)，灌輸現(xiàn)代化造船的理念，從而適當(dāng)?shù)貎?yōu)化管理流程以符合現(xiàn)代化造船模式，盡量在現(xiàn)有的條件下，利用好胎架場地資源。

(3) 引入信息化管理

借助信息化管理平臺，實(shí)現(xiàn)胎位計(jì)劃全流程信息化管理，保證了各環(huán)節(jié)之間的平穩(wěn)過渡。同時(shí)，通過可視化的管理讓管理者清楚地看到現(xiàn)場狀態(tài)與生產(chǎn)進(jìn)度，為決策提供了依據(jù)。

胎位計(jì)劃的信息化管理也是本文重點(diǎn)介紹的內(nèi)容。

2.2 業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

胎位計(jì)劃管理需要技術(shù)部門、分段制造部門、生產(chǎn)管理部門等多個(gè)部門協(xié)同合作。為實(shí)現(xiàn)胎位計(jì)劃的信息化管理，首先對胎位計(jì)劃管理的關(guān)鍵流程進(jìn)行拓展，設(shè)計(jì)出符合生產(chǎn)實(shí)際的胎位計(jì)劃信息化管理流程，如圖4所示。

在胎位計(jì)劃管理過程中，技術(shù)部門主要負(fù)責(zé)基礎(chǔ)性的準(zhǔn)備工作，包括分段的劃分、裝配結(jié)構(gòu)的確定等。這是胎位計(jì)劃的基礎(chǔ)工作，具體工作內(nèi)容在本文后面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

生產(chǎn)管理部門主要負(fù)責(zé)制訂先行中日程計(jì)劃，對于胎位計(jì)劃而言，分段制造部需要的是分段上胎計(jì)劃。分段制造部門依據(jù)上胎計(jì)劃，針對需要上胎的分段，編制具體的胎位計(jì)劃，最后由分段制造部門對分段狀態(tài)進(jìn)行反饋，生產(chǎn)管理部門對反饋的結(jié)果進(jìn)行核實(shí)。

3 功能設(shè)計(jì)

胎位計(jì)劃管理可以作為船廠MES制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System, MES)的一個(gè)子模塊。根據(jù)前文對胎位計(jì)劃信息化管理流程的設(shè)計(jì)，構(gòu)建出與胎位計(jì)劃管理相關(guān)的3大功能模塊：權(quán)限管理模塊、基礎(chǔ)設(shè)置模塊、胎位計(jì)劃管理模塊，如圖5所示，其中：權(quán)限管理模塊包括用戶管理、角色管理、權(quán)限設(shè)置；基礎(chǔ)設(shè)置模塊包括場地設(shè)置、場地類型設(shè)置、分段劃分設(shè)置、胎架類型設(shè)置、組立類型設(shè)置、占胎組立設(shè)置；胎位計(jì)劃管理模塊包括胎位計(jì)劃編制、胎位計(jì)劃反饋、胎位計(jì)劃查詢打印。

3.1 模塊關(guān)系介紹

在上述提到的模塊中，權(quán)限管理模塊適用于整個(gè)MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，基礎(chǔ)設(shè)置、胎位計(jì)劃管理的各個(gè)子模塊之間的先后關(guān)系如圖6所示。

圖4 胎位計(jì)劃信息化管理流程

圖5 系統(tǒng)功能模塊圖

圖6 模塊關(guān)系圖

3.2 主要功能模塊

3.2.1 場地設(shè)置模塊

該模塊主要是為了在MES制造執(zhí)行系統(tǒng)中增加、修改、刪除場地圖形，并按照實(shí)際場地布局進(jìn)行合理調(diào)整，適當(dāng)增加道路、房屋等作為參考物，確保系統(tǒng)內(nèi)場地圖與船廠布局一致。前期由技術(shù)部門提供場地定置管理圖，當(dāng)場地重新規(guī)劃調(diào)整時(shí)，生產(chǎn)管理部門再進(jìn)行修改。

場地的屬性包括：場地名稱、胎架類型、尺寸、面積、是否可用、備注等信息。其中：胎架類型是引用胎架類型設(shè)置模塊，一般胎架可分為平面胎架、曲面胎架等類型；場地按照場地類型、大區(qū)域、區(qū)域、場地進(jìn)行4級劃分，如“制造部門—制造部門車間—平直一區(qū)—D2”、“總裝部門—船臺—1#船臺區(qū)域—總組場地”等。

3.2.2 占胎組立設(shè)置

在圖4的流程中，技術(shù)部門需要處理分段裝配信息，與之對應(yīng)的是占胎組立設(shè)置模塊，即確定哪些分段需要上胎以及對上胎分段進(jìn)行分解，將其分解為分段、子分段、曲面片體、散裝件、組件、部件散裝件等類型。其中，分段及類型的設(shè)置來源于分段劃分設(shè)置和組立類型設(shè)置模塊三者關(guān)系如圖6所示。分解好之后，技術(shù)部門根據(jù)分段的不同建造方式(正造、反造、側(cè)造等)將分段上胎投影圖(俯視圖)導(dǎo)入系統(tǒng)。

3.2.3 胎位計(jì)劃編制

該模塊由圖4流程中的分段制造部門負(fù)責(zé)，即分段制造部門參考生產(chǎn)管理部門的先行中日程計(jì)劃，針對需要上胎的分段編制胎位計(jì)劃，確定分段上胎時(shí)間與位置。

3.2.4 胎位計(jì)劃查詢跟蹤

該模塊是用來給各區(qū)域主管反饋?zhàn)约汗ぷ鞯模缛敉掀冢枰顚懲掀谠颉Ｉa(chǎn)管理部門可以根據(jù)反饋日期來考核是否按計(jì)劃上胎、脫胎，查看計(jì)劃達(dá)成情況。

3.2.5 胎位計(jì)劃查詢打印

該模塊不局限于分段制造部門使用，任何部門都可以查詢并打印，查詢的方式有2種：(1) 圖形視圖；(2) 表格視圖。

管理者通過查看當(dāng)天場地上的分段在胎情況，知道今天計(jì)劃或者已經(jīng)上胎、脫胎了多少分段，直觀地看到目前胎架使用情況。各區(qū)域主管還可以選擇按月查詢，將自己負(fù)責(zé)的區(qū)域打印出來，作為紙質(zhì)版計(jì)劃安排給相應(yīng)作業(yè)班組。

4 總結(jié)與展望

胎位計(jì)劃信息化管理可以取代以往紙質(zhì)登記和反饋，實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)共享，促進(jìn)部門之間的協(xié)同合作。圖形的可視化讓管理人員清晰地看到現(xiàn)場胎架地使用情況，為決策提供依據(jù)，并提高分段建造效率。

通過分析傳統(tǒng)胎位計(jì)劃管理中存在的問題，提出了解決方案，并給出了信息化管理的流程設(shè)計(jì)，最后針對各部門職責(zé)進(jìn)行了模塊功能設(shè)計(jì)，為船廠胎位計(jì)劃的信息化管理和系統(tǒng)開發(fā)提供了思路。

[1] 馬曉平，朱駿，周衛(wèi)鵬,等.現(xiàn)代船舶制造技術(shù)基礎(chǔ)[D].鎮(zhèn)江：江蘇科技大學(xué)，2004.

[2] 陳玲.基于數(shù)字化造船的船舶設(shè)計(jì)計(jì)劃管理研究[D].鎮(zhèn)江：江蘇科技大學(xué)，2014.

[3] 曹訓(xùn).船舶建造中場地資源的建模及其配置優(yōu)化方法與工具[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2011.

Information Management of Jig Frame Schedule in Shipyard

DING Jun1， ZHU Anqing1，2， YIN Xiangjun1

(1. School of Naval Architecture and Ocean Engineering， Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang 212003， Jiangsu, China； 2. Jiangsu Modern Shipbuilding Technology Co.，Ltd.，Zhenjiang 212003， Jiangsu, China)

Traditional management processes of jig frame schedule are analyzed, and the problems such as the low efficiency and poor traceability are pointed out. The business process is designed, which goes with production. Some information management processes of jig frame schedule are constructed. The function of each module and their connected factors are explained. The thinking about development of information management of shipyard jig frame schedule is provided.

shipyard； jig frame schedule； information management

丁 俊(1990-)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)榇跋冗M(jìn)制造技術(shù)

1000-3878(2017)02-0087-06

U673

A