造船标准化率的概念与分析

储年生，施明亮，凌 兵，李锟林

（1. 西南交通大学 经济管理学院，成都 611756；2. 上海外高桥造船有限公司，上海 200137）

0 引言

在工业化进程中，标准件和标准化生产不仅提升了生产效率，还促进了生产机械化和自动化的发展；不仅为流水线批量生产创造了条件，还使工业生产的数字化转型成为可能。铁路、航空、航天和汽车等交通制造行业在产品标准化方面做了大量的研究，并建立了相应标准。这些行业将产品的标准化率作为产品开发的重要评价指标，并明确提出要在新产品研制过程中确定合适的标准化目标，合理设置预期的标准化系数。这对于缩短产品研制周期、降低研制成本和提高产品质量，以及降低生产成本具有十分重要的意义。

我国船舶行业在造船流程标准化、产品标准化和舾装件标准化方面做过大量的工作，也明确提出了通过标准化的推广与应用来提高造船效率的目标。但迄今为止，尚未建立系统性的方法来计算造船标准化率。在船舶建造过程中，可以通过提高标准化率来提高造船效率，也可以通过精益设计与精益生产来提高材料利用率，但目前尚未总结出两者在生产总成本之间达到平衡的标准化率的合理区间。本文提出一种系统性计算方法来描述造船标准化率，并分析其对造船供应链绩效评价的影响。建立造船效率与成本优化的评价模型，找到在标准化与精益化之间实现均衡的标准化率的合理区间，对提高造船效率和降低造船成本有非常重要的意义。

1 基本概念

1）标准件：由各级标准化部门审批颁发，具有标准代号的零部件。标准件可在不同产品间互换使用，还可在同一产品中重复使用。

2）标准化率：标准件数量占总零件数量的比率。

3）造船标准化率：将采用采购订单形式下达的物资清单中所包含的零件数量作为总零件数（不包含三维建模中的过程零件和生产过程中的半成品），标准件数量占总零件数量的比率。

2 提高造船标准化率的现实意义

标准化零件促进了现代工业的机械化、自动化和大批量生产。在汽车领域，所有车型的零部件都实现了标准化和专业化生产，总装线上每个零部件的装配都对应到相应的工位。通过工业设计，将供应链与信息技术、数字技术和人工智能等先进技术有机地结合在一起，系统性地提升了生产效率。

大量非标准化零部件的存在，增加了船舶建造的复杂性和不确定性。供应链的质量保障和计划保障水平直接关系到生产能否顺利进行，由于没有可以替代的原材料和中间产品，故对生产组织的精益性要求会更高。其他制造业常采用提高库存的方法来弥补供应链中的缺陷，但这在造船业中无法奏效。

3 造船标准化率的现状

在制造业工业生产中，造船的标准化程度基本属于最低水平。船舶是特性化和个性化的产品，迄今为止依然没有实现标准化船型的推广和批量生产。为有效提高利用率以及降低成本，通过精益设计和三维仿真，船舶产品的原材料以特定的材质、规格和尺寸出现，不再属于标准件。对于管线等专业舾装件，生产厂家均按照船厂要求的制造图进行生产，配送到船厂指定的生产场地，基本没有标准化的产品。

某型FPSO产品所涉及的材料和标准件的统计情况见表1。由于紧固件已经实现标准化，且其数量庞大，使用频繁，对造船供应链的影响较小，故表1中的统计数据不包括紧固件。由表1可知，造船标准化率在25%左右，而这些标准件在造船物资中重量占比仅为 5%左右。这说明造船标准化率对生产组织、物资准备和物流优化等供应链管理优化的促进作用很小。

表1 某型FPSO产品标准件统计表

4 提高造船标准化率的途径

可从2方面提高造船标准化率：1）船型的标准化，通过设计优化和技术创新，开发出性能卓越且有竞争力的标准船型，并逐步固化主要设备的供应商品牌和规格，实现船型的标准化；2）提升零部件尤其是舾装件的标准化水平，并实现标准化的生产和物流配送，降低造船零件种类数，提升标准化率。

相较于标准化船型，提升零部件的标准化率更加切实可行，且效果也更明显。尽管每个船型都是个性化的，依然可以通过简化标准数量，在舾装件、附件和设备选型上采用标准化的设计等方法来提高造船标准化率，降低各类生产及管理成本。

从表1可看出，管材及管附件对船舶标准化率贡献最大，各骨干船厂对管子已基本实现流水线式的生产方式。预舾装材料的非标件数量最多，舾装件中的标准件部分，基本还是一些结构简单且形式单一的电气类舾装件，如扁钢、电缆筒和电缆框等。因提高材料利用率的需要，船体结构钢材在经船厂设计套料后订货，钢板全部为非标准件，这是由于采用标准化的尺寸会大幅影响钢板利用率，得不偿失。

提高造船标准化率的重点在于提高预舾装件的标准化，通过标准化的设计及生产，经专业分拣，以分段、总段和区域托盘的方式配送到生产场地，提高生产效率和精益化水平，降低供应链对生产的制约。

5 舾装件标准化需要解决的问题和效率平衡

舾装件真正做到标准化，实现标准化的制造、供应和集配，需解决好4个问题：

1）建立完整的舾装件标准并精简标准序列，从而在船厂不同产品和不同船舶之间实现通用。以舾装件中最常用的栏杆为例，材质包括钢质、热镀锌和油漆，涉及国际标准、国家标准、行业标准和企业标准，在船厂生产的栏杆中种类多达30余种规格。若产品种类太多，则标准化生产的效率会大打折扣。

2）避免因船东个性化的要求而导致生产工艺及标准再次差异化。比较典型的是涂装要求，每个船公司都有自己偏好的油漆品牌。同一种规格的舾装件，其安装处所和涂装要求也一致，但有时却会因为船东选择不同厂家的油漆而导致无法通用。

3）通过信息手段，将专业化制造和托盘化配送结合起来。舾装件厂家按照标准化进行专业生产，检验合格后，按照舾装托盘表进行分拣打包，并将产品配送到生产制定区域。这样既实现了设计与生产的精益，又提高了造船供应链的敏捷度。

4）为进一步提高物流效率，减小分拣的工作量，后期仍要借助信息化手段和人工智能算法进行适当的生产及物流优化，实现生产辅助管理以及分拣的半自动化甚至自动化。

在追求舾装件标准化设计制造和托盘化分拣配送的过程中，在一定程度上会降低材料利用率、增加库存量，进而导致生产总成本的增加。因此，需建立标准化率与生产总成本的关系模型，以实现两者的最优组合。

6 结论

船舶建造的特点导致了造船标准化率较低的现状。可通过梳理舾装件标准、精简标准序列、强化标准化设计等途径，有效减少个性化的产品要求，进而切实提高造船标准化率。一味地提高标准化率，在一定程度上也会增加总成本。通过监控标准化率与供应链总成本的变化规律，确定标准化率的合理空间，才能实现最优情况。