船厂胎位计划的信息化管理

丁 俊， 朱安庆,2， 尹祥军

(1.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院， 江苏 镇江 212003；2.江苏现代造船技术有限公司， 江苏 镇江 212003)



船厂胎位计划的信息化管理

丁 俊1， 朱安庆1,2， 尹祥军1

(1.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院， 江苏 镇江 212003；2.江苏现代造船技术有限公司， 江苏 镇江 212003)

分析传统胎位计划管理的一般流程，指出管理中存在的反馈效率低、可追溯性差等问题。设计符合实际生产的信息化管理业务流程，构建胎位计划信息化管理框架，并对各模块功能及其关联进行阐述，为船厂胎位计划的信息化管理和系统开发提供思路。

船厂；胎位计划；信息化管理

0 引言

船体在建造时会被划分成若干数量的小分段，这些小分段分别在各自的胎架上进行建造[1]，因此胎架是造船过程中的重要工艺装备。然而一个船厂的胎架资源是有限的，当分段脱胎后，另一分段未能及时上胎，就会出现胎架闲置的现象。

需要合理地编制胎位计划，对各个分段的上胎位置进行规划和管理，提高胎架利用率，使管理者能够更好地掌握生产节奏。

1 传统胎位计划管理

船厂的计划管理体系一般分为大日程计划、中日程计划和小日程计划[2]，其中中日程计划又分为先行中日程计划和后行中日程计划。胎位计划则是基于先行中日程计划编制的。

中日程计划是大日程计划的延伸，是对各阶段进度计划的分解细化，但不会涉及胎位计划的具体内容，如分段在哪个跨间建造，由哪个作业班组负责等。因此，需要结合船厂的实际生产能力、胎架资源等因素，编制具体的胎位计划并下发给相应作业班组用于现场生产。

1.1 传统流程

不同船厂的组织机构、生产能力、管理水平等存在差异，胎位计划管理的流程也不完全一样。在调研多家船厂的基础上，对传统胎位计划管理流程进行汇总和总结，并分析原有流程中存在的问题。

在船厂胎位计划管理流程中，分段制造部门的管理科每月会根据生产管理部门发布的分段上胎中日程计划，与各个区域主管一起讨论并制定胎位计划，交由区域主管执行后，区域主管需要用Excel对分段状态进行记录和反馈。胎位计划管理的内容主要有4点：上胎中日程计划的确定、上胎位置的确定、胎位计划的确定以及胎位计划的反馈，其关键流程如图1所示。

图1 胎位计划管理的关键流程

(1) 上胎中日程计划的确定

中日程计划是大日程计划的延伸，上胎中日程计划是中日程计划中的一部分。生产管理部门在每个月底会根据大日程计划及其本月计划完成情况，对下月物量进行平衡，编制下月的中日程计划，策划即将上胎的分段。表1为某船厂某条船于2016年7月份需要上胎的分段(后文涉及到的上胎年份均为2016年)。

表1 7月分段上胎中日程计划

(2) 上胎位置的确定

胎架资源是场地资源的一种，而场地资源在船厂又是一种瓶颈性资源[3]。因此，有效地规划各分段上胎位置是提高胎架利用率及车间生产效率的关键因素之一。

在确定上胎位置之前，首先要有一份船厂的定置管理图。定置管理图对船厂各区域的大小和功能进行了划分，并明确了设备布置及相应区域负责人、班组等人员配置情况。胎架场地图是定置管理图中的一部分，图2中D1，D2，D3区域是平直分段区域的胎架场地。

图2 胎架场地图

胎位计划的2个关键要素是时间和地点，即胎位计划包含了分段上胎、脱胎时间以及分段占胎位置。当有了生产管理部门的分段上胎计划后，分段制造部门管理科会对该计划进行分解，将不同类型的分段交给各区域主管，再由各区域主管根据实际情况，如分段投影面积、重量、标准作业周期、胎架资源等因素选择合适的胎架上胎。

(3) 胎位计划的确定

上胎位置的确定，有些船厂也称之为胎位模拟，即模拟分段上胎位置，结合分段上胎、脱胎时间和标准在胎周期，形成最终的胎位计划。

图3是D1区域在7月23日的胎架使用情况。 从图3中可以直接看出，7月23日这一天，D1区域的4个标准胎架均有分段在胎，其中HZ163-123分段是7月23日当天上胎。除此之外，D1区域4个分段的计划上胎日期、标准在胎周期都较为接近。

图3 D1区域胎位图

(4) 胎位计划的反馈

对胎位计划进行反馈，是为了更好地了解现场情况，清楚地掌握生产进度。当胎位计划下发给作业班组之后，区域主管要注意跟踪和反馈现场的实际状态，反馈的内容包括每天上胎、脱胎了哪些分段，已上胎分段的生产进度等信息，便于生产管理部门了解胎架使用情况，调整并制定下个月的上胎计划。表2是某船厂分段制造部门平直一区的作业日报样式，该表用于记录分段上胎、脱胎日期以及分段的检验状态。

表2 作业日报

1.2 存在问题

通过对多家船厂的调研，了解到各船厂的胎位计划管理流程基本一致，都包括上述4点内容，也均存在以下几个问题。

(1) 人为低级错误

传统胎位计划主要通过Excel和AutoCAD进行管理，当上胎计划从Excel输出后，分段制造部门通过AutoCAD进行胎位模拟，过程中对操作员的细心程度要求较高。

调查发现，很多区域主管文化程度不高，对AutoCAD操作并不很熟悉，在胎位模拟时凭借以往经验来判断该胎架是否合适。另外，分段之间的信息多用复制粘贴，个别分段的上胎时间、分段名称会忘记修改，保留错误信息，甚至连分段投影图、胎架场地图在不同主管手里，都有好几个版本。

(2) 分段状态不清楚

生产管理部门需要根据当月分段完成情况及大日程计划制定下月的中日程计划。调研发现，存在区域主管为了提高自己的绩效，周、月汇总时会额外增加完工分段数量，与实际并不符合，造成管理部门不能掌控真实的分段状态，与生产之间脱节，导致上胎计划不准确。

(3) 反馈效率不高

因分段状态多为作业班组手工记录，再由区域主管统计汇总，最终反馈给生产管理部门。整个过程经多人操作，反馈的效率显著降低，甚至隔了2～3天才能汇总到生产管理部门手中，信息传递效率低下。

(4) 可追溯性差

计划在反馈时，除了需要及时反馈外，也需要保证数据真实可靠。传统的计划反馈，信息经过多人传递，难免会出偏差。

2 解决方案与业务流程设计

2.1 解决方案

通过对船厂进行调研，总结了传统胎位计划管理流程，并分析了其中存在的问题。存在的问题可以从以下几个方面解决。

(1) 端正工作态度

胎位计划需要多个部门和人员的共同配合，而人员又起着主导作用。因此，要先端正员工的工作态度，提高个人素质与责任心，以免小错误带来大问题。

(2) 灌输先进管理理念

船厂要定期组织管理层进行培训，灌输现代化造船的理念，从而适当地优化管理流程以符合现代化造船模式，尽量在现有的条件下，利用好胎架场地资源。

(3) 引入信息化管理

借助信息化管理平台，实现胎位计划全流程信息化管理，保证了各环节之间的平稳过渡。同时，通过可视化的管理让管理者清楚地看到现场状态与生产进度，为决策提供了依据。

胎位计划的信息化管理也是本文重点介绍的内容。

2.2 业务流程设计

胎位计划管理需要技术部门、分段制造部门、生产管理部门等多个部门协同合作。为实现胎位计划的信息化管理，首先对胎位计划管理的关键流程进行拓展，设计出符合生产实际的胎位计划信息化管理流程，如图4所示。

在胎位计划管理过程中，技术部门主要负责基础性的准备工作，包括分段的划分、装配结构的确定等。这是胎位计划的基础工作，具体工作内容在本文后面进行详细介绍。

生产管理部门主要负责制订先行中日程计划，对于胎位计划而言，分段制造部需要的是分段上胎计划。分段制造部门依据上胎计划，针对需要上胎的分段，编制具体的胎位计划，最后由分段制造部门对分段状态进行反馈，生产管理部门对反馈的结果进行核实。

3 功能设计

胎位计划管理可以作为船厂MES制造执行系统(Manufacturing Execution System, MES)的一个子模块。根据前文对胎位计划信息化管理流程的设计，构建出与胎位计划管理相关的3大功能模块：权限管理模块、基础设置模块、胎位计划管理模块，如图5所示，其中：权限管理模块包括用户管理、角色管理、权限设置；基础设置模块包括场地设置、场地类型设置、分段划分设置、胎架类型设置、组立类型设置、占胎组立设置；胎位计划管理模块包括胎位计划编制、胎位计划反馈、胎位计划查询打印。

3.1 模块关系介绍

在上述提到的模块中，权限管理模块适用于整个MES制造执行系统，基础设置、胎位计划管理的各个子模块之间的先后关系如图6所示。

图4 胎位计划信息化管理流程

图5 系统功能模块图

图6 模块关系图

3.2 主要功能模块

3.2.1 场地设置模块

该模块主要是为了在MES制造执行系统中增加、修改、删除场地图形，并按照实际场地布局进行合理调整，适当增加道路、房屋等作为参考物，确保系统内场地图与船厂布局一致。前期由技术部门提供场地定置管理图，当场地重新规划调整时，生产管理部门再进行修改。

场地的属性包括：场地名称、胎架类型、尺寸、面积、是否可用、备注等信息。其中：胎架类型是引用胎架类型设置模块，一般胎架可分为平面胎架、曲面胎架等类型；场地按照场地类型、大区域、区域、场地进行4级划分，如“制造部门—制造部门车间—平直一区—D2”、“总装部门—船台—1#船台区域—总组场地”等。

3.2.2 占胎组立设置

在图4的流程中，技术部门需要处理分段装配信息，与之对应的是占胎组立设置模块，即确定哪些分段需要上胎以及对上胎分段进行分解，将其分解为分段、子分段、曲面片体、散装件、组件、部件散装件等类型。其中，分段及类型的设置来源于分段划分设置和组立类型设置模块三者关系如图6所示。分解好之后，技术部门根据分段的不同建造方式(正造、反造、侧造等)将分段上胎投影图(俯视图)导入系统。

3.2.3 胎位计划编制

该模块由图4流程中的分段制造部门负责，即分段制造部门参考生产管理部门的先行中日程计划，针对需要上胎的分段编制胎位计划，确定分段上胎时间与位置。

3.2.4 胎位计划查询跟踪

该模块是用来给各区域主管反馈自己工作的，如若拖期，需要填写拖期原因。生产管理部门可以根据反馈日期来考核是否按计划上胎、脱胎，查看计划达成情况。

3.2.5 胎位计划查询打印

该模块不局限于分段制造部门使用，任何部门都可以查询并打印，查询的方式有2种：(1) 图形视图；(2) 表格视图。

管理者通过查看当天场地上的分段在胎情况，知道今天计划或者已经上胎、脱胎了多少分段，直观地看到目前胎架使用情况。各区域主管还可以选择按月查询，将自己负责的区域打印出来，作为纸质版计划安排给相应作业班组。

4 总结与展望

胎位计划信息化管理可以取代以往纸质登记和反馈，实现信息的实时共享，促进部门之间的协同合作。图形的可视化让管理人员清晰地看到现场胎架地使用情况，为决策提供依据，并提高分段建造效率。

通过分析传统胎位计划管理中存在的问题，提出了解决方案，并给出了信息化管理的流程设计，最后针对各部门职责进行了模块功能设计，为船厂胎位计划的信息化管理和系统开发提供了思路。

[1] 马晓平，朱骏，周卫鹏,等.现代船舶制造技术基础[D].镇江：江苏科技大学，2004.

[2] 陈玲.基于数字化造船的船舶设计计划管理研究[D].镇江：江苏科技大学，2014.

[3] 曹训.船舶建造中场地资源的建模及其配置优化方法与工具[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，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，硕士研究生，研究方向为船舶先进制造技术

1000-3878(2017)02-0087-06

U673

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