船廠物流運(yùn)輸管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

陳 婷，顧曉波，馬詩(shī)龍

(1.江蘇現(xiàn)代造船技術(shù)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2.江蘇科技大學(xué)，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

0 引言

造船企業(yè)的船舶生產(chǎn)需要大量的物流運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸造船中間部件。由于缺乏對(duì)應(yīng)的物流運(yùn)輸信息化管理系統(tǒng)，造船企業(yè)對(duì)物流車(chē)的調(diào)度主要是通過(guò)運(yùn)輸班長(zhǎng)根據(jù)任務(wù)書(shū)面申請(qǐng)使用對(duì)講機(jī)通知運(yùn)輸司機(jī)接收任務(wù)[1]，這樣的方式不利于物流運(yùn)輸設(shè)備的充分使用，使得物流設(shè)備的調(diào)度和運(yùn)輸路線的選擇存在隨機(jī)性，產(chǎn)生資源浪費(fèi)的情況。

目前船廠申請(qǐng)人根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃對(duì)運(yùn)輸任務(wù)進(jìn)行書(shū)面申請(qǐng)，運(yùn)輸班班長(zhǎng)通過(guò)對(duì)講機(jī)通知運(yùn)輸班司機(jī)[2]，司機(jī)接收任務(wù)并完成運(yùn)輸作業(yè)。從這個(gè)流程發(fā)現(xiàn)，在給運(yùn)輸司機(jī)分配運(yùn)輸任務(wù)時(shí)，并不是直接選擇距離最近并且沒(méi)有運(yùn)輸任務(wù)的司機(jī)，導(dǎo)致有部分運(yùn)輸設(shè)備利用率不高，同時(shí)運(yùn)輸路徑?jīng)]有達(dá)到最優(yōu)。這種傳統(tǒng)的運(yùn)輸管理方式，沒(méi)有對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸信息報(bào)表，不利于運(yùn)輸設(shè)備與人員信息化管理。

本文以船廠物流運(yùn)輸管理系統(tǒng)為研究對(duì)象，首先分析其管理特點(diǎn)，提煉業(yè)務(wù)需求，構(gòu)建系統(tǒng)方案；其次使用ArcGIS定制廠域電子地圖，研發(fā)專用定位信息采集裝置，使系統(tǒng)具有運(yùn)輸設(shè)備管理、運(yùn)輸班司機(jī)管理、運(yùn)輸任務(wù)申請(qǐng)、運(yùn)輸任務(wù)審批、運(yùn)輸任務(wù)分配調(diào)度、搶單及任務(wù)綜合管理，并對(duì)運(yùn)輸結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)以及歷史運(yùn)輸查詢等功能。

1 船廠物流運(yùn)輸管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)當(dāng)前船廠的實(shí)地調(diào)研情況，總結(jié)船廠運(yùn)輸管理系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題，完成了船廠運(yùn)輸管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，系統(tǒng)架構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 船廠運(yùn)輸管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.1 硬件資源

除服務(wù)器及運(yùn)輸設(shè)備外，此處重點(diǎn)說(shuō)明定位設(shè)備。目前移動(dòng)應(yīng)用設(shè)備大多支持GPS定位功能。為了滿足船廠中間部件的物流運(yùn)輸定位應(yīng)用過(guò)程中低能耗、精度高的要求，采用BC20模組研發(fā)專用的定位信息采集裝置。BC20模塊集成的衛(wèi)星定位芯片具有性能好、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，使其可以接收解析多種不同衛(wèi)星的定位信息，包括GPS和北斗衛(wèi)星信息[3]。

1.2 支撐服務(wù)

消息服務(wù)、定時(shí)服務(wù)、流程引擎及報(bào)表服務(wù)是一般系統(tǒng)通用支撐服務(wù)，此處重點(diǎn)說(shuō)明地圖服務(wù)及GPS定位服務(wù)。

地圖服務(wù)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)廠區(qū)地圖定制功能，系統(tǒng)外使用ArcGIS，通過(guò)圖層來(lái)繪制不同的廠區(qū)區(qū)域(如道路、車(chē)間及輔助標(biāo)記)，結(jié)合實(shí)際地理經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)廠域電子地圖的空間校準(zhǔn)。將ArcGIS導(dǎo)出Shapefile文件作為系統(tǒng)廠區(qū)地圖輸入，經(jīng)解析將圖元信息轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)。船廠廠域電子地圖示意見(jiàn)圖2。地圖服務(wù)實(shí)現(xiàn)各展示端廠區(qū)地圖展示，以及基本情景繪制功能(如根據(jù)定位數(shù)據(jù)在指定位置繪制車(chē)輛標(biāo)記)。

圖2 船廠廠域電子地圖示意

GPS定位服務(wù)：實(shí)現(xiàn)接收終端GPS定位數(shù)據(jù)及終端GPS定位數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查詢功能，各類型終端調(diào)用定位服務(wù)上傳定位數(shù)據(jù)考慮離線模式以應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或未連接的情況。

1.3 系統(tǒng)應(yīng)用

船廠的運(yùn)輸設(shè)備類型及任務(wù)類型相對(duì)固定，其管理方式與出租車(chē)單純的搶單模式有較大區(qū)別，在物流管理的目標(biāo)上需要通過(guò)系統(tǒng)來(lái)達(dá)成對(duì)中間產(chǎn)品的定位管理。

各任務(wù)類型的管理模式見(jiàn)表1。系統(tǒng)應(yīng)用功能設(shè)計(jì)上對(duì)任務(wù)類型及流程進(jìn)行抽象定義設(shè)置以滿足各任務(wù)類型的管理要求。

表1 各任務(wù)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(tǒng)的基礎(chǔ)配置外，運(yùn)輸設(shè)備臺(tái)賬、司機(jī)配置及運(yùn)輸任務(wù)類型為運(yùn)輸系統(tǒng)的特有配置，其中：運(yùn)輸任務(wù)類型為系統(tǒng)的關(guān)鍵配置，在運(yùn)輸任務(wù)類型上配置管理模式(是否需要調(diào)度流程、是否支持搶單模式)，對(duì)具體的管理信息支持用戶自定義。

運(yùn)輸任務(wù)申請(qǐng)：生產(chǎn)人員按照運(yùn)輸任務(wù)類型進(jìn)行申請(qǐng)，根據(jù)所申請(qǐng)任務(wù)類型的需求填寫(xiě)相關(guān)信息，在廠區(qū)地圖上標(biāo)識(shí)運(yùn)輸起止位置。根據(jù)任務(wù)類型的管理模式配置，由流程引擎驅(qū)動(dòng)，存在生產(chǎn)調(diào)度管理模式的任務(wù)進(jìn)入生產(chǎn)調(diào)度審批流程。

運(yùn)輸任務(wù)調(diào)度：系統(tǒng)調(diào)度分為2類。一類為生產(chǎn)調(diào)度，由生產(chǎn)管理根據(jù)目前的生產(chǎn)狀態(tài)判斷是否接受該運(yùn)輸申請(qǐng)；另一類為運(yùn)輸調(diào)度，由運(yùn)輸班組根據(jù)運(yùn)輸設(shè)備目前狀態(tài)進(jìn)行設(shè)備的安排調(diào)度。從功能設(shè)計(jì)上分析，前一類注重審批，后一類注重運(yùn)輸設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)查詢。

運(yùn)輸任務(wù)執(zhí)行反饋：運(yùn)輸管理系統(tǒng)的管理重點(diǎn)在運(yùn)輸設(shè)備?？紤]到船廠實(shí)際并非專車(chē)專用，司機(jī)換班是正常情況，因此引入運(yùn)輸設(shè)備碼，設(shè)計(jì)司機(jī)掃碼登錄功能。通過(guò)掃碼實(shí)現(xiàn)司機(jī)與運(yùn)輸設(shè)備的綁定操作，司機(jī)在移動(dòng)端獲取當(dāng)前運(yùn)輸設(shè)備的任務(wù)信息，在運(yùn)輸過(guò)程中定位設(shè)備獲取位置信息，通過(guò)地圖服務(wù)及定位服務(wù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸設(shè)備在廠域地圖上的實(shí)時(shí)位置及運(yùn)行軌跡追蹤。

綜合查詢：以看板的方式結(jié)合廠區(qū)地圖顯示當(dāng)前所有運(yùn)輸設(shè)備狀態(tài)及當(dāng)天所有運(yùn)輸任務(wù)狀態(tài)，供管理人員掌握當(dāng)前運(yùn)輸狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

1.4 終端

在功能設(shè)計(jì)上除部分由管理員使用的設(shè)置模塊在PC管理端，申請(qǐng)、調(diào)度、反饋及查詢等主要功能在移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)。運(yùn)輸管理及時(shí)性要求高，且船廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)安全性要求甚高，在應(yīng)用終端選擇上根據(jù)使用情景做如下設(shè)計(jì)建議：

選擇智能手機(jī)及工業(yè)平板2種類型終端：生產(chǎn)部門(mén)申請(qǐng)建議使用智能手機(jī)，司機(jī)使用工業(yè)平板?？蓪⒐I(yè)平板用支架固定在運(yùn)輸設(shè)備駕駛座前方，既便于查看操作又保證了運(yùn)輸過(guò)程中的操作安全。

2 運(yùn)輸管理系統(tǒng)應(yīng)用測(cè)試

選取調(diào)度審批式及搶單式2種主要模式的運(yùn)輸任務(wù)進(jìn)行模擬應(yīng)用測(cè)試，驗(yàn)證功能設(shè)計(jì)的適用性、運(yùn)輸設(shè)備定位的精準(zhǔn)性，驗(yàn)證該系統(tǒng)對(duì)船廠中間部件的實(shí)際物流管理效果。以下以汽車(chē)吊/門(mén)機(jī)作為調(diào)度審批式，以平板車(chē)運(yùn)輸作為搶單式簡(jiǎn)述應(yīng)用測(cè)試情況。

2.1 運(yùn)輸任務(wù)申請(qǐng)

通過(guò)在任務(wù)類型上設(shè)置運(yùn)輸任務(wù)的管理信息，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一界面申請(qǐng)。在汽車(chē)吊運(yùn)輸任務(wù)上設(shè)置項(xiàng)目名稱及分段編號(hào)，以便跟蹤中間部件的物流情況；而相對(duì)于平板車(chē)運(yùn)輸任務(wù)，汽車(chē)吊/門(mén)機(jī)是船廠特殊運(yùn)輸設(shè)備。該設(shè)備屬于固定位置作業(yè)，無(wú)需記錄任務(wù)本身的起止位置，因此實(shí)際測(cè)試時(shí)設(shè)置不啟用廠區(qū)地圖標(biāo)識(shí)功能。

2.2 審批調(diào)度及搶單

對(duì)于門(mén)機(jī)類運(yùn)輸作業(yè)，審批通過(guò)后由調(diào)度員按運(yùn)輸設(shè)備完成任務(wù)調(diào)度，系統(tǒng)在調(diào)度時(shí)根據(jù)任務(wù)申請(qǐng)時(shí)填報(bào)的計(jì)劃開(kāi)始及結(jié)束時(shí)間檢測(cè)任務(wù)調(diào)度的合理性。

對(duì)于平板類運(yùn)輸任務(wù)，由運(yùn)輸司機(jī)從運(yùn)輸管理系統(tǒng)平板端中查看所有任務(wù)列表，結(jié)合廠域電子地圖提示路徑信息，選擇最適合自己的運(yùn)輸任務(wù)進(jìn)行搶單，或是根據(jù)分配任務(wù)的情況，獲取運(yùn)輸任務(wù)。運(yùn)輸任務(wù)查看見(jiàn)圖3。

圖3 運(yùn)輸任務(wù)查看

2.3 運(yùn)輸軌跡糾偏

軌跡糾偏功能修復(fù)在使用全球衛(wèi)星信息采集過(guò)程中采集的地理位置坐標(biāo)信息帶來(lái)的誤差，將運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)動(dòng)路線盡量糾正到道路上。糾偏前后軌跡顯示見(jiàn)圖4、圖5。

圖4 未糾偏運(yùn)輸軌跡圖

2.4 運(yùn)輸結(jié)果查詢與評(píng)價(jià)

船廠管理人員可以在運(yùn)輸管理系統(tǒng)手機(jī)端中查詢完成運(yùn)輸任務(wù)的基本信息，并對(duì)運(yùn)輸司機(jī)的工作情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖5 糾偏后地圖軌跡顯示

3 結(jié)論

本文介紹了船廠物流運(yùn)輸管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并通過(guò)船廠應(yīng)用測(cè)試，得出以下結(jié)論：

(1) 船廠物流運(yùn)輸管理與通用運(yùn)輸管理在業(yè)務(wù)需求上存在差別。通過(guò)對(duì)運(yùn)輸任務(wù)申請(qǐng)及反饋信息的自定義，搶單模式和調(diào)度模式相結(jié)合的方式，可以滿足對(duì)船廠各種類型運(yùn)輸任務(wù)的管理。

(2) 基于廠域電子地圖、GPS定位，結(jié)合軌跡糾偏功能，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確定位運(yùn)輸設(shè)備，并基于設(shè)備位置信息進(jìn)行搶單及調(diào)度管理。

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