船廠鋼板任務(wù)包切割管理研究

鹿雙龍，張衛(wèi)華，李海亭

(招商局重工(江蘇)有限公司，江蘇 南通 226116)

0 引言

面對(duì)國(guó)際航運(yùn)市場(chǎng)的持續(xù)低迷和造船成本不斷攀升的局面，造船企業(yè)一方面提升自己的造船能力和造船質(zhì)量,另一方面降低造船成本。鋼板作為船舶產(chǎn)品的主要原材料，采購(gòu)費(fèi)用占總成本的30%～40%，因此，精確的鋼板采購(gòu)計(jì)劃及合理的管理方式對(duì)于減少鋼板庫(kù)存、降低鋼板運(yùn)輸成本、縮短鋼板的在庫(kù)周期、降低船廠的物流成本和造船成本有著重要意義。目前國(guó)內(nèi)船廠及相關(guān)研究文獻(xiàn)中鋼板的擺放及切割多以分段為單位，使得船廠資金以及庫(kù)存嚴(yán)重積壓。本文以精益生產(chǎn)理論為基礎(chǔ)，從鋼板的切割任務(wù)包出發(fā)，按照切割任務(wù)包制定精確的切割計(jì)劃時(shí)間，使鋼板周轉(zhuǎn)周期以及與分段的緩沖期，提高鋼板的車間周轉(zhuǎn)率[1]。

1 鋼板采購(gòu)

造船的生產(chǎn)中日程計(jì)劃通常由船廠的計(jì)劃部門制定，鋼板的切割計(jì)劃正常在鋼板切割前120～130 d制定完成。設(shè)計(jì)管理部和船體室依據(jù)生產(chǎn)中日程計(jì)劃生成每月的鋼板采購(gòu)申請(qǐng)單(Purchase Order Request， POR)，采購(gòu)部門依據(jù)POR清單制定相應(yīng)的采購(gòu)訂單(Purchase Order， PO)。鋼板的采購(gòu)流程以及采購(gòu)周期如圖1所示，圖中，S/C表示開工(Start Cutting， S/C)。

目前鋼板采購(gòu)時(shí)，采購(gòu)員根據(jù)訂貨清單上的分段、鋼板選擇不同的廠家，分成合理的批次，在納期與廠家綜合考慮之后，制定采購(gòu)計(jì)劃并制定采購(gòu)單。

采購(gòu)的過程中，首先需要確保鋼板的準(zhǔn)時(shí)供應(yīng)，其次盡量降低采購(gòu)成本，這是PO的第一目標(biāo)。鋼板的采購(gòu)及到貨集配計(jì)劃如圖2所示[2]，圖中，S/C-5表示開工前5 d，其余以此類推。

圖1 鋼板采購(gòu)流程及采購(gòu)周期

圖2 鋼板到貨集配計(jì)劃

2 鋼板的切割任務(wù)包劃分

產(chǎn)品導(dǎo)向型作業(yè)分解體系是現(xiàn)代造船模式的重要特征，也是基于任務(wù)包的工程分解基礎(chǔ)。原材料和中間產(chǎn)品堆放問題，無論是現(xiàn)在還是將來對(duì)造船企業(yè)來講都是生產(chǎn)過程中的一個(gè)瓶頸問題，特別是目前國(guó)內(nèi)鋼板等原材料的配套產(chǎn)業(yè)尚不完善的情況下，原材料堆放時(shí)堆場(chǎng)面積和取料翻板時(shí)行車的能力是切割中心的能力瓶頸。

按照產(chǎn)品導(dǎo)向型工程分解的思路，結(jié)合切割任務(wù)包的分解屬性，可將鋼板切割任務(wù)包分為四種類型：結(jié)構(gòu)料、拼板料、外板料、T排料。這四種任務(wù)包之間的切割形式及切割計(jì)劃時(shí)間點(diǎn)均有差距。按照各分段鋼板的切割形式，對(duì)各分段任務(wù)包進(jìn)行劃分，其分解過程如圖3所示。

根據(jù)船廠建造線表、主計(jì)劃、搭載網(wǎng)絡(luò)可以得出生產(chǎn)中日程計(jì)劃，生產(chǎn)中日程計(jì)劃規(guī)定了任務(wù)包的最遲開工時(shí)間。由生產(chǎn)中日程計(jì)劃和任務(wù)包的作業(yè)周期可以生成任務(wù)包的作業(yè)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，這樣便產(chǎn)生了任務(wù)包的初步信息。經(jīng)過任務(wù)包的能力負(fù)荷平衡分析以及作業(yè)時(shí)間的分析后，對(duì)初步任務(wù)包的信息進(jìn)行調(diào)整，產(chǎn)生最終用于生產(chǎn)的部門作業(yè)指令[3]。

圖3 鋼板切割任務(wù)包分解過程

3 鋼板堆放及翻板

3.1 傳統(tǒng)鋼板堆放

目前，一般船廠的鋼板堆放主要有兩種方式：按規(guī)格擺放，或按分段擺放。這兩種方式均有缺點(diǎn)。

3.1.1按規(guī)格擺放的缺點(diǎn)

(1)供貨分段完整率低，缺件概率高。

(2)庫(kù)存堆放場(chǎng)地利用率低。

(3)各堆位下面的鋼板容易積壓，形成麻點(diǎn)。

(4)周轉(zhuǎn)率低。

3.1.2按分段擺放的缺點(diǎn)

(1)不同任務(wù)包同時(shí)切割，造成理料緩存。

(2)不同任務(wù)包到貨納期不一致，按分段到貨造成資金積壓。

(3)不同任務(wù)包鋼板規(guī)格差距較大，不易擺放。

3.2 按分段切割任務(wù)包堆放

為了提高鋼板堆場(chǎng)的利用率，減少鋼板庫(kù)存的翻板次數(shù)，本文采用切割任務(wù)包的堆放方式。按照鋼板的切割任務(wù)包類型，將各分段中計(jì)劃相同的任務(wù)包分堆擺放，鋼板出庫(kù)時(shí)可以按堆集中出庫(kù)，鋼板在庫(kù)期間基本不需要再次翻板[4]。

3.2.1生產(chǎn)流程

按照分段切割任務(wù)包為單位堆放鋼板是基于精益造船模式下，對(duì)生產(chǎn)流程以及生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)行大量論證的基礎(chǔ)上得到的先進(jìn)堆位擺放方式，不僅要求空間上分道，同時(shí)要求時(shí)間上有序。

(1)按照切割任務(wù)包堆放，船廠提前2-3個(gè)月以分段為單位向鋼廠訂貨，鋼廠按照J(rèn)ust In Time(JIT)的方式組織精益生產(chǎn)。

(2)在分段鋼板使用前一個(gè)星期，將鋼板按分段送至船廠。

(3)船廠按照各分段不同的任務(wù)包形式，將各任務(wù)包鋼板擺放至不同堆位。

(4)各堆位鋼板為相同預(yù)處理時(shí)間的不同分段鋼板。鋼板預(yù)處理時(shí)，可以將整堆鋼板集中調(diào)至預(yù)處理堆位，以減少翻板次數(shù)，提高鋼板周轉(zhuǎn)率。

3.2.2鋼板按照任務(wù)包擺放的優(yōu)缺點(diǎn)

3.2.2.1優(yōu)點(diǎn)

(1)相同任務(wù)包、相同處理時(shí)間同堆擺放，以減少翻板次數(shù)。

(2)庫(kù)存堆放場(chǎng)地利用率高。

(3)鋼板成堆預(yù)處理，不易形成積壓板。

(4)鋼加工車間按任務(wù)包切割理料緩存量少。

(5)周轉(zhuǎn)率高。

3.2.2.2缺點(diǎn)

生產(chǎn)中日程計(jì)劃變動(dòng)引起的任務(wù)包計(jì)劃變動(dòng)，使已經(jīng)入庫(kù)的鋼板無法調(diào)整擺放堆位。因此，船廠需要盡可能使生產(chǎn)中日程計(jì)劃準(zhǔn)確，減少調(diào)整量；如果發(fā)生計(jì)劃調(diào)整，各分段的相對(duì)計(jì)劃時(shí)間盡量不要調(diào)整。

3.2.3鋼板切割形式及數(shù)量分析

按照分段計(jì)劃的中、小組立計(jì)劃，制定鋼板的預(yù)處理計(jì)劃、切割計(jì)劃。按照切割任務(wù)包所關(guān)聯(lián)的鋼板清單，每塊鋼板的出庫(kù)先后次序是固定的。

對(duì)某船廠近3個(gè)月的出庫(kù)鋼板張數(shù)及切割形式進(jìn)行了分析，其中分段數(shù)量為1 125個(gè)。鋼板重量及張數(shù)見表1。

表1 某船廠近3個(gè)月鋼板出庫(kù)數(shù)量及切割形式

3.3 鋼板翻板

按照各任務(wù)包切割的數(shù)量可以將堆場(chǎng)按照?qǐng)D4的方式進(jìn)行劃分設(shè)置。

圖4 鋼板堆場(chǎng)設(shè)置

通過實(shí)際試驗(yàn)得出：當(dāng)鋼板數(shù)量較多、鋼板堆場(chǎng)超過3萬t鋼量時(shí)，鋼板翻板的次數(shù)明顯減少30%以上。不同鋼板在不同時(shí)間段出庫(kù)是引起堆場(chǎng)翻板的主要原因。按照任務(wù)包堆放鋼板，可以有效地降低鋼板的翻板次數(shù)以及減小鋼板場(chǎng)地的堆放面積。

4 鋼板出庫(kù)及切割

按照傳統(tǒng)的鋼板切割方式，鋼板堆場(chǎng)按照分段整體預(yù)處理，并將整個(gè)分段材料提供給鋼加工車間切割。通常，按照生產(chǎn)中日程的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)周期，一艘10萬t的油船，貨艙分段鋼加工的標(biāo)準(zhǔn)周期約10 d，小組15 d，大組30 d，整個(gè)周期大約為55 d；從小組開工至大組立分段蓋外板周期大約為30～35 d。按照每月3萬t的產(chǎn)量計(jì)算，每月生產(chǎn)大約300個(gè)分段，鋼加工的理料緩存區(qū)需要存放大約300個(gè)分段的不同工位的切割零件。材料的緩存不僅增加了資金的積壓，而且對(duì)于已經(jīng)預(yù)處理的鋼板會(huì)導(dǎo)致二次生銹。因此，按照各分段切割任務(wù)包進(jìn)行出庫(kù)并切割，可實(shí)現(xiàn)鋼板的精細(xì)化管理，可以大大減少理料區(qū)的緩存材料[5]。某船廠的鋼加工及組立分段作業(yè)情況見表2。

某船廠每月3萬t的切割鋼量，通過使用任務(wù)包堆放、預(yù)處理、切割的方式供應(yīng)鋼板，原本5萬～6萬t的鋼板堆場(chǎng)降至3萬t左右，鋼板堆場(chǎng)的翻板次數(shù)減少40%；零件的理料堆場(chǎng)由300個(gè)分段工位零件的量減少到100個(gè)分段工位零件的量。

5 結(jié)論

通過分析國(guó)內(nèi)一般船廠的鋼板采購(gòu)及切割方式，目前很多船廠鋼板采購(gòu)工作較為提前，造成庫(kù)存積壓，且切割時(shí)按照分段或分段鋼板不能一次性配齊，導(dǎo)致鋼板切割零件理料區(qū)緩存量巨大。這樣不僅提高了空間成本，也增加了資金壓力，使得本已經(jīng)預(yù)處理的鋼板產(chǎn)生了二次生銹。本文以精益生產(chǎn)理論為基礎(chǔ)，分析了鋼板的采購(gòu)、到貨、入庫(kù)、切割的整個(gè)物流計(jì)劃體系，探討以切割任務(wù)包為基礎(chǔ)，制定合理的鋼板堆放形式以減少翻板次數(shù)；并根據(jù)鋼板切割計(jì)劃，結(jié)合生產(chǎn)中日程計(jì)劃，按照切割任務(wù)包制定精確的切割計(jì)劃時(shí)間，使得鋼板周轉(zhuǎn)周期與分段的緩沖期得以縮短，提高了鋼板的車間周轉(zhuǎn)率。