船舶零部件分道物流管控技術

劉巧媚，沈愛華，曹恒玲

（江南造船（集團）有限責任公司，上海 201913）

0 引 言

船舶建造是一項復雜的系統(tǒng)工程，其中船體分段制造是將拼板、型鋼、加工板和小組立按順序組合焊接起來的過程，其質量和完工效率直接影響上下道工序的銜接、場地積壓和總組配對率等。傳統(tǒng)的建造模式是以分段為單元對鋼板進行切割和加工，在整個分段的拼板、型鋼、加工板和小組立均完成之后送至分段制造場地，該生產(chǎn)方式會帶來諸多問題，如組立階段的生產(chǎn)需求計劃節(jié)拍不吻合、場地積壓嚴重、無效翻檢增加、零件丟料缺料嚴重、補料周期較長影響后道工序的進展、零件堆放無序和總組配對率不高等；同時，傳統(tǒng)管理過程全部依靠手工，理料和配料交接清單不規(guī)范，管理狀態(tài)無法追溯。

為有效解決傳統(tǒng)建造模式存在的問題，提出以按需方式組織生產(chǎn)，即將原有的分段“分段整開整送”轉換為“按照分道組織生產(chǎn)和配送”（即按照十道送線、場地配置、計劃節(jié)點和工序要求對分段零部件清單進行拆解，形成分道托盤清單之后進行按需生產(chǎn)和配送）。同時，要求管理過程規(guī)則清晰、依據(jù)清晰、流程清晰和狀態(tài)清晰。本文結合江南造船（集團）有限責任公司（以下簡稱“江南造船”）引進的鋼板噴印設備，研究并構建符合分段零部件分道管理模式的數(shù)字化管理平臺，助力江南造船業(yè)務變革管理落地，有效提高分段配送的完整性和及時性，解決上下道工序銜接不暢和總組配對率不高等問題。

1 船舶零部件分道物流管控方案

1.1 優(yōu)化零部件生產(chǎn)流程

傳統(tǒng)的零部件生產(chǎn)流程（見圖1）為：以分段為單元，在鋼材配送環(huán)節(jié)按照整分段的方式進行鋼板和型鋼配料，分段所需鋼材一次性配送到預處理流水線；按照整分段的方式對鋼板進行預處理、切割、理料、制作和配送。即“分段整開整送”模式。

優(yōu)化零部件生產(chǎn)流程是將零部件管理模式由“分段整開整送”模式轉變?yōu)椤鞍凑辗值赖姆绞浇M織生產(chǎn)和配送”模式，即采用分道式零部件生產(chǎn)流程（見圖2）。在設計環(huán)節(jié)，根據(jù)生產(chǎn)節(jié)奏進行分道套料，形成在設計端指導生產(chǎn)的鋼材物流配送模式；在鋼材配料環(huán)節(jié)，根據(jù)分道套料結果，按照分道的方式進行鋼材配料；在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，根據(jù)零部件清單的設計屬性和場地資源設備能力等預設一套零部件分道規(guī)則，根據(jù)規(guī)則自動分解形成零部件分道托盤清單，結合劃線印字機設備將零件信息和托盤信息直接噴印在零件上，以分道托盤為單元對零部件進行切割、理料、制作和配送，形成一整套零部件托盤分道物流管理模式。同時，結合數(shù)字化管理需求研究并構建信息化平臺，實現(xiàn)零部件分道管理和物流過程信息化管控。

圖1 傳統(tǒng)零部件生產(chǎn)流程

圖2 分道式零部件生產(chǎn)流程

1.2 制定一套零部件托盤分道規(guī)則

為簡化托盤分道工作量、清晰托盤分道清單和降低中間環(huán)節(jié)差錯率，結合生產(chǎn)場地資源和設備能力等情況，研究適應零部件托盤分道管理要求的托盤管理方法，分析制定一套零部件托盤分道規(guī)則。

零部件托盤分道規(guī)則根據(jù)零部件作業(yè)類型、流向、加工代碼、零部件性質、零部件屬性、外場流向和托盤類型等設計屬性，結合生產(chǎn)場地和設備能力等信息建立，基于零部件清單和該預設規(guī)則實現(xiàn)零部件托盤自動分道分解，形成供生產(chǎn)現(xiàn)場進行實物托盤理料、配料的托盤清單，含零件托盤、小料托盤、加工件和T排等，形成39道理論托盤，規(guī)則示例見表1。

表1 零部件托盤分道規(guī)則示例

1.3 規(guī)范并建立基礎信息庫

為支撐零部件分道物流全過程管理，建立并規(guī)范基礎信息庫，含托盤標準、場地編碼、托盤編碼、配送地點、施工班組和施工車輛等基礎編碼及關鍵要素。

1.3.1 規(guī)范實物托盤管理

單學科服務產(chǎn)品一般會在本領域內(nèi)會盡量匯總高質量資源與全文，保障更新速度，以求滿足領域內(nèi)最新最重要的研究需求；

規(guī)范實物托盤管理，梳理并規(guī)范托盤的種類、編碼、屬性和色標等，按照零部件分道形成的理論托盤進行理料，通過實物托盤裝運和中轉，對實體托盤進行統(tǒng)一顏色標識、編碼標識和管理。

1.3.2 規(guī)范場地管理

制定場地專用化原則和場地編碼標準，按照不同工位和托盤大小對生產(chǎn)場地進行統(tǒng)一編碼，同時建立樁位編碼標準和編碼庫。在實物分道托盤物流中轉過程中，需在每道中轉環(huán)節(jié)設置場地信息和樁位信息，實時動態(tài)跟蹤實體托盤的狀態(tài)。

1.3.3 規(guī)范車輛和人員等管理

規(guī)范定義施工車輛和人員等信息，用于支撐托盤物流中轉過程的狀態(tài)跟蹤和反饋。

1.4 規(guī)范零部件劃線印字管理

船舶上的零部件數(shù)量龐大，一艘集裝箱船上的零部件多達4萬多個，按照傳統(tǒng)的手寫方式將零件信息寫在切割下來的零部件上，不僅工作量大，而且內(nèi)容不規(guī)范、耗時多、識別率低、差錯率高，由此導致的尋找零部件的時間占焊接時間的10%。因此引進自動噴印設備。

為配合零部件分道物流管理方案成功實施，結合引進的劃線印字設備（見圖3）將船體零部件的設計信息、工藝信息和制造信息等噴印在零部件上（見圖4），內(nèi)容包含船名、零部件編碼、零部件數(shù)量、零部件流向、零部件材質、船級社、版圖號、加工托盤號和加工代碼等，將這些信息形成二維碼并打印在零部件上。零部件上噴印的托盤號與根據(jù)分道規(guī)則自動分解形成的托盤號和清單信息相吻合，施工人員可根據(jù)零部件上噴印的托盤號直接識別該零部件所屬托盤，為零部件托盤的理料提供極大便利。

圖3 劃線印字設備

圖4 零部件噴印信息

2 技術平臺的實現(xiàn)和應用

根據(jù)零部件分道物流管理解決方案研發(fā)零部件分道物流管理系統(tǒng)平臺；根據(jù)分道生產(chǎn)規(guī)則形成托盤分道物資清單；根據(jù)托盤分道物資清單系統(tǒng)化管控零部件分道托盤的形成、施工、理配料、完工、領用、發(fā)放和移動等全過程，使托盤管理閉環(huán)，為生產(chǎn)數(shù)據(jù)的積累和分析利用提供有效手段。船舶零部件分道物流系統(tǒng)管控流程見圖5。

圖5 船舶零部件分道物流系統(tǒng)管控流程

2.1 基礎數(shù)據(jù)維護

對零部件托盤分道規(guī)則、流向代碼和加工符號、實物托盤、場地編碼、樁位編碼、車輛及人員信息等基礎數(shù)據(jù)進行維護管理，支撐系統(tǒng)功能構建和應用。

2.2 分道拆分管理

根據(jù)系統(tǒng)中預設的零部件托盤分道規(guī)則，以工程號和分段為單位，自動進行托盤分道清單分解，形成零件托盤、小料托盤、加工件托盤、部件托盤、T排托盤和型材托盤等，并在托盤封面形成二維碼，用于在物流中轉過程中進行托盤識別；系統(tǒng)分解生成的各類托盤物資清單為整個托盤物流全過程管理提供基礎支撐，生成的零部件分道托盤清單見表2。

表2 零部件分道托盤清單

2.3 托盤分道物流管理

根據(jù)分道生產(chǎn)原則規(guī)范零部件分道物流管理過程，通過系統(tǒng)管理分道托盤的施工、完工、申領、發(fā)放和移動中轉等，使物流過程可見、可控。

2.3.1 現(xiàn)場施工

施工班組根據(jù)系統(tǒng)打印的托盤分道物資清單進行理料，理料時根據(jù)清單內(nèi)容對物資進行逐一核對確認。理料完成之后，通過系統(tǒng)進行完工確認和現(xiàn)場交接。將托盤號直接噴印在零部件上，能極大地方便分道托盤的理料、分類和有序堆放。

2.3.2 托盤完工管理

根據(jù)實際業(yè)務管理需求，托盤完工之后需進行2次完工確認：第一次完工確認由實際操作托盤施工的班組在完工之后實施；第二次為具有調度管理職能的支持作業(yè)區(qū)核查確認托盤施工完畢，并將實體托盤轉移至預定的場地，通過系統(tǒng)進行二次完工確認，為后續(xù)托盤申領和發(fā)放做好準備。

2.3.3 托盤申領管理

按照分段建造工序和計劃節(jié)點，在分道托盤完工之后，根據(jù)計劃申領托盤，只可申領完工的托盤。

2.3.4 托盤發(fā)放管理

支持作業(yè)區(qū)在接收到托盤申請信息之后，根據(jù)需求日期的先后順序，由系統(tǒng)進行托盤發(fā)放，將發(fā)放任務派發(fā)給車輛司機和配送人，并指定配送的時間段；派工指令發(fā)出之后，司機按照派工任務進行實物托盤轉運和發(fā)放，完成任務之后在系統(tǒng)中進行發(fā)放確認；下道申請托盤的組織在接收到實物托盤之后，通過系統(tǒng)進行托盤已接收的二次確認動作，確認托盤已接收。

2.3.5 托盤移動管理

在實際管理中，生產(chǎn)現(xiàn)場堆放的實物托盤除了存在正常配送需求產(chǎn)生的位移以外，還可能存在場地清理等其他原因導致的位移。無論何種原因引發(fā)的托盤位移，都需進行系統(tǒng)登記，以保證系統(tǒng)托盤信息與實物托盤信息的一致性。

2.4 應用效果

零部件分道物流技術已在民用船舶上得到成熟應用。通過應用信息平臺實現(xiàn)供需無縫對接，施工依據(jù)清晰、理料依據(jù)清晰和上下道交接清晰，解決了傳統(tǒng)模式存在的計劃銜接不暢、場地積壓嚴重、無效翻檢較多、零部件缺料丟料嚴重和零件堆放無序等問題。表3為零部件分道物流管控技術應用效果。由表3可知，采用該零部件分道物流管控技術之后，現(xiàn)場缺料明顯減少，補料減少，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

表3 零部件分道物流管控技術應用效果

3 結 語

本文介紹船舶零部件分道物流管控技術，總結船舶行業(yè)適用的零部件分道規(guī)則和物流管控方案，以及信息平臺研發(fā)和實船應用情況。實踐結果表明，零部件分道物流管控技術的研究和應用是提升生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的一種有效手段，有助于進一步推進船舶制造的數(shù)字化發(fā)展。未來將持續(xù)研究基于二維碼等技術的自動標識實體托盤和場地區(qū)域等，使物流管理更便捷、規(guī)范和實時；研究基于手持移動終端技術和5G技術的分道托盤現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集、反饋和處理等，進一步提升零部件分道管理的效率和質量。