船廠物流運輸管理系統設計與應用研究

陳 婷，顧曉波，馬詩龍

(1.江蘇現代造船技術有限公司，江蘇 鎮江 212003；2.江蘇科技大學，江蘇 鎮江 212003)

0 引言

造船企業的船舶生產需要大量的物流運輸設備運輸造船中間部件。由于缺乏對應的物流運輸信息化管理系統，造船企業對物流車的調度主要是通過運輸班長根據任務書面申請使用對講機通知運輸司機接收任務[1]，這樣的方式不利于物流運輸設備的充分使用，使得物流設備的調度和運輸路線的選擇存在隨機性，產生資源浪費的情況。

目前船廠申請人根據生產計劃對運輸任務進行書面申請，運輸班班長通過對講機通知運輸班司機[2]，司機接收任務并完成運輸作業。從這個流程發現，在給運輸司機分配運輸任務時，并不是直接選擇距離最近并且沒有運輸任務的司機，導致有部分運輸設備利用率不高，同時運輸路徑沒有達到最優。這種傳統的運輸管理方式，沒有對應的運輸信息報表，不利于運輸設備與人員信息化管理。

本文以船廠物流運輸管理系統為研究對象，首先分析其管理特點，提煉業務需求，構建系統方案；其次使用ArcGIS定制廠域電子地圖，研發專用定位信息采集裝置，使系統具有運輸設備管理、運輸班司機管理、運輸任務申請、運輸任務審批、運輸任務分配調度、搶單及任務綜合管理，并對運輸結果進行評價以及歷史運輸查詢等功能。

1 船廠物流運輸管理系統設計

針對當前船廠的實地調研情況，總結船廠運輸管理系統需要解決的問題，完成了船廠運輸管理系統的總體設計，系統架構見圖1。

圖1 船廠運輸管理系統架構圖

1.1 硬件資源

除服務器及運輸設備外，此處重點說明定位設備。目前移動應用設備大多支持GPS定位功能。為了滿足船廠中間部件的物流運輸定位應用過程中低能耗、精度高的要求，采用BC20模組研發專用的定位信息采集裝置。BC20模塊集成的衛星定位芯片具有性能好、能耗低的優點，使其可以接收解析多種不同衛星的定位信息，包括GPS和北斗衛星信息[3]。

1.2 支撐服務

消息服務、定時服務、流程引擎及報表服務是一般系統通用支撐服務，此處重點說明地圖服務及GPS定位服務。

地圖服務：系統設計實現廠區地圖定制功能，系統外使用ArcGIS，通過圖層來繪制不同的廠區區域(如道路、車間及輔助標記)，結合實際地理經緯度數據，實現廠域電子地圖的空間校準。將ArcGIS導出Shapefile文件作為系統廠區地圖輸入，經解析將圖元信息轉換存儲。船廠廠域電子地圖示意見圖2。地圖服務實現各展示端廠區地圖展示，以及基本情景繪制功能(如根據定位數據在指定位置繪制車輛標記)。

圖2 船廠廠域電子地圖示意

GPS定位服務：實現接收終端GPS定位數據及終端GPS定位數據的實時查詢功能，各類型終端調用定位服務上傳定位數據考慮離線模式以應對網絡不穩定或未連接的情況。

1.3 系統應用

船廠的運輸設備類型及任務類型相對固定，其管理方式與出租車單純的搶單模式有較大區別，在物流管理的目標上需要通過系統來達成對中間產品的定位管理。

各任務類型的管理模式見表1。系統應用功能設計上對任務類型及流程進行抽象定義設置以滿足各任務類型的管理要求。

表1 各任務類型的管理模式

基本配置：除組織管理、用戶管理及角色管理等一般系統的基礎配置外，運輸設備臺賬、司機配置及運輸任務類型為運輸系統的特有配置，其中：運輸任務類型為系統的關鍵配置，在運輸任務類型上配置管理模式(是否需要調度流程、是否支持搶單模式)，對具體的管理信息支持用戶自定義。

運輸任務申請：生產人員按照運輸任務類型進行申請，根據所申請任務類型的需求填寫相關信息，在廠區地圖上標識運輸起止位置。根據任務類型的管理模式配置，由流程引擎驅動，存在生產調度管理模式的任務進入生產調度審批流程。

運輸任務調度：系統調度分為2類。一類為生產調度，由生產管理根據目前的生產狀態判斷是否接受該運輸申請；另一類為運輸調度，由運輸班組根據運輸設備目前狀態進行設備的安排調度。從功能設計上分析，前一類注重審批，后一類注重運輸設備的實際運行狀態查詢。

運輸任務執行反饋：運輸管理系統的管理重點在運輸設備。考慮到船廠實際并非專車專用，司機換班是正常情況，因此引入運輸設備碼，設計司機掃碼登錄功能。通過掃碼實現司機與運輸設備的綁定操作，司機在移動端獲取當前運輸設備的任務信息，在運輸過程中定位設備獲取位置信息，通過地圖服務及定位服務實現運輸設備在廠域地圖上的實時位置及運行軌跡追蹤。

綜合查詢：以看板的方式結合廠區地圖顯示當前所有運輸設備狀態及當天所有運輸任務狀態，供管理人員掌握當前運輸狀態，及時發現問題。

1.4 終端

在功能設計上除部分由管理員使用的設置模塊在PC管理端，申請、調度、反饋及查詢等主要功能在移動端實現。運輸管理及時性要求高，且船廠生產現場對安全性要求甚高，在應用終端選擇上根據使用情景做如下設計建議：

選擇智能手機及工業平板2種類型終端：生產部門申請建議使用智能手機，司機使用工業平板。可將工業平板用支架固定在運輸設備駕駛座前方，既便于查看操作又保證了運輸過程中的操作安全。

2 運輸管理系統應用測試

選取調度審批式及搶單式2種主要模式的運輸任務進行模擬應用測試，驗證功能設計的適用性、運輸設備定位的精準性，驗證該系統對船廠中間部件的實際物流管理效果。以下以汽車吊/門機作為調度審批式，以平板車運輸作為搶單式簡述應用測試情況。

2.1 運輸任務申請

通過在任務類型上設置運輸任務的管理信息，實現統一界面申請。在汽車吊運輸任務上設置項目名稱及分段編號，以便跟蹤中間部件的物流情況；而相對于平板車運輸任務，汽車吊/門機是船廠特殊運輸設備。該設備屬于固定位置作業，無需記錄任務本身的起止位置，因此實際測試時設置不啟用廠區地圖標識功能。

2.2 審批調度及搶單

對于門機類運輸作業，審批通過后由調度員按運輸設備完成任務調度，系統在調度時根據任務申請時填報的計劃開始及結束時間檢測任務調度的合理性。

對于平板類運輸任務，由運輸司機從運輸管理系統平板端中查看所有任務列表，結合廠域電子地圖提示路徑信息，選擇最適合自己的運輸任務進行搶單，或是根據分配任務的情況，獲取運輸任務。運輸任務查看見圖3。

圖3 運輸任務查看

2.3 運輸軌跡糾偏

軌跡糾偏功能修復在使用全球衛星信息采集過程中采集的地理位置坐標信息帶來的誤差，將運輸設備的運動路線盡量糾正到道路上。糾偏前后軌跡顯示見圖4、圖5。

圖4 未糾偏運輸軌跡圖

2.4 運輸結果查詢與評價

船廠管理人員可以在運輸管理系統手機端中查詢完成運輸任務的基本信息，并對運輸司機的工作情況進行評價。

圖5 糾偏后地圖軌跡顯示

3 結論

本文介紹了船廠物流運輸管理系統的設計，并通過船廠應用測試，得出以下結論：

(1) 船廠物流運輸管理與通用運輸管理在業務需求上存在差別。通過對運輸任務申請及反饋信息的自定義，搶單模式和調度模式相結合的方式，可以滿足對船廠各種類型運輸任務的管理。

(2) 基于廠域電子地圖、GPS定位，結合軌跡糾偏功能，系統能夠準確定位運輸設備，并基于設備位置信息進行搶單及調度管理。

(3) 根據實際使用情景建議采用的終端類型能夠滿足船廠作業工況，可以推廣使用。