修船企業門機數字化管理系統的構建與實踐

方 洪，姚 飚，葉 挺 ，朱 海

(1.萬邦船舶重工(舟山)有限公司，浙江 舟山 316000；2.江蘇科技大學，江蘇 鎮江 212000；3.江蘇現代造船技術有限公司，江蘇 鎮江 212000)

0 引言

隨著我國船舶制造業技術水平逐步增強，我國修船業也得到突飛猛進的發展，取得了很多引以為傲的成績。從克拉克森(Clarkson)公布的全球修船市場的數據中可以發現，中國修船行業已經占據了全球市場大部分的份額，在全球修船作業量排行榜上國內的修船企業已經占了9個名額[1]。

從修船規模來看，中國已經成功邁入了修船大國的行列。船塢和碼頭作為修船企業的核心資源，其周轉效率直接決定了修船企業的整體產能，而船舶在船塢和碼頭修理期間，所涉及的設備、材料、工具等需依靠門式起重機(簡稱“門機”)進行吊運，且吊運作業量大，因此合理安排門機的使用，可以保障塢內及水下工程順利進行，從而有效縮短塢位和泊位的占用周期[2]。

為此，本文運用數字化手段建立修船企業的門機調度管控系統，以提升門機的管控效率，保障修船企業核心資源的高效周轉。

1 業務流程優化及功能需求分析

1.1 現有業務流程問題

修船企業生產職能部門一般劃分為船體、機電、涂裝、服務等。各生產部門在修理過程中，當需要使用到門機進行物資吊運時，按具體吊運任務向運營中心(或計劃調度部門)申請使用門機，明確每次吊運物資的時間要求、位置要求等。運營中心根據各部門申請的情況統一分配門機資源，并發布給生產部門和起重班組，起重班組依照計劃執行相應任務。現有業務流程主要存在以下問題：

(1)修船業務是服務導向型，本身計劃性較弱。為應對潛在不確定性，工段負責人會盡可能多地申請門機使用時段，但不少申請的時段在大多數情況下是用不上的，由此頻繁地臨時取消任務造成了門機資源的極大浪費。

(2)現場門機任務信息單向傳遞且流動性較差，計劃信息往往滯后于現場實際變化，導致很多門機任務“越過”計劃，直接由作業負責人與門機指揮現場協商進行。這種協商反過來又造成更大的實際變動，使得計劃落實更難。

(3)缺乏有效的信息互動與反饋機制。如上所述，門機計劃是單向逐級傳遞的，任務的生產準備情況(物資準備、人員協調等)與現場門機情況(作業條件、序列安排等)很難為計劃管理部門所知，運營中心需要通過現場確認或工作日結束后的任務清單歸集來獲知任務執行情況，這給計劃的滾動編制帶來不便。

(4)多數工具類物資吊上船后，需要在移泊前吊下船，若缺少該類物資吊運記錄，容易出現部分物資遺留在船上，移泊后門機無法將其吊下船，導致二次移泊。

1.2 業務流程優化

為保障門機計劃的準確性與可執行性，切實提升門機運營效率，建立以計劃調度為核心的門機任務管理流程，把以往由工段負責人將任務直接提交運營中心編排發布的“單向單次”一次性計劃體系，改變為“工段負責人-車間調度-運營中心-門機指揮”的“單向多次，多級調整”的全周期任務管理流程，見圖1。

圖1 門機作業管理業務流程圖

1.3 系統功能性需求分析

(1)功能需要覆蓋PC端和移動端。一般計劃申請編排及發布在PC客戶端操作，吊中階段的任務調整在移動端操作。為保障現場指揮人員作業安全，移動端采用便捷的穿戴式智能腕表。

(2)運營中心的決策組人員在現場門機分配調度管理方面需要借助系統，實現門機吊運作業的可視化管理，實時同步現場作業情況，方便調度人員對現場設備、人力、材料進行統一調配。

(3)修船門機吊裝任務需要明確具體的吊裝位置，如在具體船只的哪個區域、左舷或右舷，可視化看板中需要能夠跟蹤具體區域的吊裝任務狀況。

(4)業務流程中需要貫穿消息提醒功能，特別是臨時任務調整；需要能夠預設消息推送對應人員，確保消息及時送達。

(5)需要從門機資源利用率、計劃達成率等維度分析業務報表，從中找到提高業務管理的方面。

2 船企門機數字化管理系統設計

2.1 系統架構設計

根據系統功能性需求，完成船廠門機數字化管理系統的總體設計，系統應用架構見圖2。

針對不同應用場景設計專用的功能模塊，以滿足普通PC機、手機、智能腕表及大屏終端的使用需求，實現多終端應用數據的連接、交互和共享[3]。其中：任務申請、計劃編制及審核應用模塊，適用于提前申請并可規劃的任務；臨時任務申請適應于現場臨時產生的任務；提供基于手機的任務申請，基于智能腕表的反饋功能，以方便不同角色用戶的使用場景；設計專用于大屏的可視化看板，重點顯示船舶區域的吊裝現況、門機任務執行現況、臨時任務調整消息通知等，給運營中心決策組以決策支持。

2.2 主要功能說明

2.2.1 單船吊裝區域劃分

為了能夠直觀地展示吊運作業的區域，需要基于模型對單船吊裝區域進行劃分。首先按各類船型的典型側視圖建立船舶模型庫，其次各個船舶修理項目，可引入模型后定義具體的區域[4]。以散貨船為例，主船體部分可以分艙室定義區域(區分左右舷)，上建部分可以分甲板定義區域。

2.2.2 任務的申請與分配

現場工段負責人在計劃前一天發起申請，車間根據現場申請進行預排計劃后提交運營中心，運營中心根據各車間匯總的申請統籌分配門機資源，下發最終的計劃給車間；同時現場根據實際生產需要申請臨時任務，臨時任務可直接推送到門機指揮員腕表終端，由指揮員根據當前任務執行情況，進行臨時任務的排序和執行。

圖2 門機數字化管理系統應用架構圖

系統可以根據申請的門機作業任務，檢查相配套的物流配送任務，確保門機任務執行前，相關物資可以配送到位[5]。

2.2.3 任務的執行與反饋

現場門機指揮使用智能腕表查看任務、反饋任務執行結果。為保障戶外作業期間能清晰地辨識屏幕內容，需在UI配色設計上考慮顯示內容的對比度；其次設備尺寸小，功能交互設計需要考慮操作的便捷及信息展示的簡潔有效；另外，結合業務流程中具體細節需求，腕表需要具備任務置頂、取消置頂、開始作業、暫停作業、新增臨時任務等常用功能。系統還需提供移動端手機的功能，主要供施工單位調整任務。

2.2.4 專用任務類型的處理

由于門機作業過程中存在聯吊作業，因此在作業申請時需要能夠指定其聯吊作業，以方便任務執行時確認作業可執行狀態。對于吊上吊下成對任務，采用備忘預約任務的方式建立其關聯任務，根據吊上任務狀態確認關聯吊下任務的可執行狀態。

2.3 數據表設計

系統主要管理對象為門機任務。除了門機任務表之外，還需考慮門機任務的發布執行情況。數據表設計還應包括設計發布版本記錄表及版本對應的詳細任務信息，并考慮門機任務關系及任務調整，設計任務關系表及任務調整記錄表。

3 系統應用成效

為了確保系統的落地應用，系統實施期間明確了各部門、崗位的職責，并制定了相應的考核制度。系統經過上線一年多的運行，應用效果達到了既定的目標，主要成果如下：

(1)實現從工段任務申請到車間任務審核，再到計劃調整發布，最后到現場執行反饋的業務流程貫通。

(2)建立了門機管理數據庫。通過數據分析計劃申請完成率，臨時任務調整率等指標識別管理問題，以縮短門機計劃時長與實際執行時長差距，有效減少了門機時段虛報的行為。

(3)除了現場執行反饋機制的建立，運營中心基于可視化大屏綜合執行反饋、任務調整、任務確認相關信息，應用數據進行有效的決策，使得門機計劃逐漸開始有序滾動，計劃的落實能力得到加強。

4 結論

(1)修船企業門機數字化管理系統上線后門機平均運行負荷保持在50%～70%之間，提升了門機的管理效率。

(2)修船企業門機數字化管理系統建立了門機計劃四級調節機制，打通工段、車間、計劃室、起重班組之間的信息障礙，解決了傳統門機計劃并行決策難、變動落實難與準時執行難的問題，任務等待時間縮短了80%以上，減少了工時浪費。