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        基于船舶建造工藝特征的物流管理方法

        2019-05-09 08:01:202黃永文劉建峰
        船海工程 2019年2期
        關(guān)鍵詞:舾裝分段船舶

        2黃永文劉建峰

        (1.上海外高橋造船有限公司,上海 200137;2.江蘇通州灣港口發(fā)展有限公司,江蘇 南通 226000)

        船廠是典型的離散型制造企業(yè),從鋼板預處理、零件切割與加工、組立、涂裝、總組、搭載、碼頭舾裝、系泊試驗和試航等全工藝流程,都貫穿著生產(chǎn)物流活動。對工藝特征和相應(yīng)的物流特征進行研究,建立反映工藝階段的特征,以對應(yīng)工藝階段的特征來充分表征工藝階段的作業(yè)量、物流、人力和工裝需求,可以實現(xiàn)在生產(chǎn)過程中實時監(jiān)控物料流向、生產(chǎn)進度,發(fā)現(xiàn)各類物資配送制約的瓶頸,促進精細化管理[1-3]。本文重點分析分段生產(chǎn)物流,梳理分段從脫胎后到總組完成、搭載之前分段物流的全過程,從中提煉出工藝過程的特征,為實現(xiàn)分段物流的智能調(diào)度提供依據(jù)。

        1 階段工藝特征分析

        船體建造過程從原材料到小組立、中組立直至形成分段、總段、出塢、系泊試驗和試航交船,每個階段都有工藝特征,分析工藝特征,剔除冗余信息,提取對分段生產(chǎn)工藝中具有決定性作用的特征參數(shù)。根據(jù)圖1,分析工藝階段的特征數(shù)據(jù),提取關(guān)鍵的工藝,形成建造工藝特征集,由此形成標準工程圖。據(jù)此分析分段之間的關(guān)系,對分段堆放位置的拓撲關(guān)系進行優(yōu)化,防止堆放場地出現(xiàn)路徑干涉,減少分段移動次數(shù),提高分段堆放場地的周轉(zhuǎn)效率。

        圖1 造船主流程

        1.1 中小組立階段

        中小組立階段包括零件的裝配,不同組立依據(jù)DAP的工藝分解,形成分段的裝配樹,各級分支即對應(yīng)中小組立,同時也反映相互關(guān)系。根據(jù)組立流向形成托盤,分別流向平直、曲面和外場,部分組立直送搭載。

        1.2 大組立階段

        大組立階段即形成分段的階段,根據(jù)分段類型,包括平直分段、曲面分段;根據(jù)制作場地分為平直內(nèi)場、曲面車間、外場。部分分段在單一胎位即可完成;部分分段需要先行制作旁板組立,再到曲面車間或外場完成大組立;部分分段需要在平直車間完成片狀小分段,上下合攏完成大組立。

        1.3 分段舾裝階段

        分段舾裝工作根據(jù)分段舾裝的復雜程度需要在不同的場地完成。機艙分段由于其包含大量的舾裝工作必須在獨立的舾裝作業(yè)場地完成;雙層底等分段舾裝工作內(nèi)容少且需要的輔助起重設(shè)備要求低,可以選擇在要求較低的獨立場地完成;部分分段,如油船泵艙以上結(jié)構(gòu)分段由于正反面均包含大量的管子舾裝工作,同時還與結(jié)構(gòu)的安裝相互交叉,因此,其涉及兩次翻身舾裝工作。

        1.4 總組階段

        在總組階段,各分段總組工藝順序按照策劃要求進行。不同分段在總組過程中有先后的工藝順序,前后有周期間隔。部分分段需要翻身后總組,部分分段需要進行預總組形成預總段,在此基礎(chǔ)上翻身后繼續(xù)總組形成總段??偨M階段也包含舾裝作業(yè),部分舾裝在總組完成后進行;部分舾裝必須在上層分段吊裝之前預埋,形成封艙件;部分舾裝預先在內(nèi)場預制形成單元,總組時整體吊上總段。

        1.5 船塢階段

        船塢階段,整船的建造依據(jù)搭載網(wǎng)絡(luò)的策劃要求完成。通常船塢階段采用半串聯(lián)式建造,也有采用環(huán)段建造法和多島建造。不同的建造方法,分段或總段的搭載順序不同。相同船型由于在不同吊裝能力的船臺或船塢搭載其總組方式也不同,因此其對應(yīng)的分段之間、總段之間的相互拓撲關(guān)系也不同。

        基于以上分析,收集并組成一系列工藝過程的特征集,分析從船體零件到中小組立直至形成分段,分段從脫胎后到總組,以及船塢(船臺)搭載之前的工藝全過程,為每一個作業(yè)制定相應(yīng)的標準周期和計劃,形成物流。直觀看來,車間或堆場上的每一個零件、中小組立、分段之間沒有特定的關(guān)系,是孤立存在的。但如果對其工藝特征和作業(yè)計劃等方面進行研究,就可得出不同分段之間的存在相似性和規(guī)律性,并對他們實施分道管理,便于對物流進行實時控制。

        2 物流流通量與工藝特征的關(guān)系

        2.1 流通量和工藝特征的關(guān)系模型

        2.2 分段流通量模型

        分段流通量是以時間為變量的函數(shù),將其對時間積分得到特定時間區(qū)間內(nèi)特定場地的流入量和流出量。

        將分段物流方法的數(shù)值分析推廣至全工藝過程就可以得到全工藝工程的庫存矩陣。

        3 典型工藝階段物流流程

        對于船舶建造整個過程,分段階段是最為最典型的階段[4-7]。分段脫胎之后到總組之前的分段生產(chǎn)標準工藝流程見圖2。

        圖2 分段物流標準工藝流程

        分析分段物流工藝流程,對分段預舾裝、涂裝和搭載的標準周期進行分析,使進行流程分析產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)更加貼近實際,并通過數(shù)據(jù)不斷的收集、分析和反饋來改善物流流程、優(yōu)化作業(yè)順序。該技術(shù)的突破,可以為分段物流監(jiān)控管理技術(shù)的研究提供最準確的標準和數(shù)據(jù),使其以最快的速度響應(yīng)分段在運輸過程中發(fā)生的錯誤,并及時規(guī)劃出新的物流方案,實現(xiàn)分段物流的暢通,真正做到無庫存生產(chǎn)。

        4 分段物流監(jiān)控管理模型

        分析船舶建造過程中,以分段狀態(tài)存在的中間產(chǎn)品在物流方面所使用的關(guān)鍵設(shè)備、場地資源,并通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在分段物流相關(guān)設(shè)備上安裝相應(yīng)的定位系統(tǒng)、傳感器來監(jiān)控分段物流的運行狀態(tài),在場地資源方面開發(fā)建立仿真地圖,準確顯示分段的移動和擺放狀態(tài)。

        出于船舶企業(yè)智能制造技術(shù)應(yīng)用需求及面向智能化現(xiàn)場管控需要,要研究船舶企業(yè)生產(chǎn)物流物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三層架構(gòu)內(nèi)涵和內(nèi)容,分析各個層次所涉及的關(guān)鍵技術(shù),提出一種適合船舶企業(yè)生產(chǎn)物流智能管控的物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)。

        通過船舶企業(yè)生產(chǎn)物流業(yè)務(wù)流程分析,研究數(shù)據(jù)在三個層次之間以及與外部應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息交互,建立以事件、任務(wù)為驅(qū)動的感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層協(xié)同工作機制。建立分段物流監(jiān)控管理模型見圖3。

        圖3 分段物流監(jiān)控管理模型

        1)感知層。建立信息獲取、數(shù)據(jù)存儲等業(yè)務(wù)模型,建立抽象的感知層服務(wù)接口模型,滿足船廠生產(chǎn)物流物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)感知層的可理解性、可擴展性及易用性等。

        2)網(wǎng)絡(luò)層。分析數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的管理配置模式、網(wǎng)絡(luò)安全機制等,構(gòu)建生產(chǎn)物流物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模型,搭建應(yīng)用層與感知層信息交互橋梁。

        3)應(yīng)用層。針對底層感知數(shù)據(jù)的分析、處理和決策服務(wù)模式,構(gòu)建現(xiàn)場定位、測量、監(jiān)控等基礎(chǔ)服務(wù)架構(gòu),建立抽象的業(yè)務(wù)集成接口模型,支撐船廠生產(chǎn)物流智能管控需求。

        5 結(jié)論

        通過船舶建造工藝特征研究實現(xiàn)船舶建造流程從定性分析到定量分析,這是船舶建造流程研究方法的創(chuàng)新。對建造流程的工藝特征研究目前僅局限于分段階段,要將船舶建造流程定量分析得更準確,全流程的工藝特征研究有待后續(xù)進一步開展。

        同時基于分段工藝特征的分段物流監(jiān)控管理模型的構(gòu)架目前已形成驗證平臺并已應(yīng)用于船舶生產(chǎn)實踐,但能夠完全指導生產(chǎn)的工程化平臺還需進一步完善。

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