洪小彬 譚小明 時培培

（廣船國際技術(shù)中心）

0 概述

近年來船舶行業(yè)持續(xù)低迷，市場競爭日益激烈，降本增效顯得尤為重要。船企作為用鋼大戶，鋼材成本在造船成本中占了很大的比重，如何提高鋼板的綜合利用率與企業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，除了加強前期設(shè)計的管理工作，在生產(chǎn)設(shè)計時注意減少余料的產(chǎn)生以外，后期的余料精細(xì)化管理也是極其重要的一環(huán)[2]。通過對我廠的余料管理流程進(jìn)行了深入細(xì)致的調(diào)研和分析，目前余料具有規(guī)格多樣、數(shù)量多、體積大、重量重等特點，決定了余料難以跟蹤管理，加上現(xiàn)場管理信息化水平較為低下、需要依靠人工進(jìn)行管理和統(tǒng)計，導(dǎo)致余料管理工作效率低下，管理成本高。因此船企對現(xiàn)場余料的信息化管理產(chǎn)生了迫切的需求。

1 余料管理體系構(gòu)建

1.1 余料編碼要求

通過討論，項目組提出一套適合本船廠的余料編碼規(guī)則，余料編碼共12 位，由船級社代碼、鋼板材質(zhì)代碼、鋼板厚度代碼、產(chǎn)生余料的套料板號和序列號構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)形式如圖1 所示。

通過上述編碼規(guī)則對生成的余料進(jìn)行編號，由于套料板號的唯一性排除了余料號的編碼上重復(fù)的可能性，并且能夠從編碼直接看出鋼板的來源、材質(zhì)、厚度等屬性，便于分類查找，為后面的余料倉儲管理提供了方便。

1.2 余料的分類要求

板材余料應(yīng)以余料的再利用價值為核心，通過項目組討論，目前以其材質(zhì)、大小為依據(jù)的分類標(biāo)準(zhǔn)分為保管材、入庫余料和邊角料。余料管理可以提高材料的二次利用率，降低購買材料的成本，但是由于余料的特性所帶來的管理成本也無法避免，因此需要在材料成本與余料管理成本之間找到一個平衡點，使得總成本最低。為了防止余料庫存過大，通過定義入庫余料的尺寸，將過小的鋼板余料排除在外，降低人工管理難度。余料分類說明如下：

圖1 余料編碼規(guī)則組成圖

圖2 余料管理業(yè)務(wù)流程圖

保管材：經(jīng)設(shè)計部門在某號船生產(chǎn)設(shè)計套料后產(chǎn)生的余料，且該號船后續(xù)生產(chǎn)設(shè)計將繼續(xù)套料（二次套料等）使用。它具有唯一的余料編碼，由設(shè)計部門標(biāo)明余料去向，并登記入庫（余料數(shù)據(jù)庫）。

入庫余料：經(jīng)設(shè)計部門在某號船生產(chǎn)設(shè)計套料后產(chǎn)生的余料，且該號船后續(xù)生產(chǎn)設(shè)計不再套料使用，可作為其它號船生產(chǎn)設(shè)計套料使用、指示單修改、現(xiàn)場工裝制作、現(xiàn)場補料等的待用材料。它具有唯一的余料編碼，在該號船生產(chǎn)設(shè)計結(jié)束后由設(shè)計部門編碼登記入庫。

邊角料：經(jīng)設(shè)計部門套料后產(chǎn)生的小塊余料，且該號船后續(xù)生產(chǎn)設(shè)計不再套料使用，具有一定的再使用價值，不給予余料編碼，由生產(chǎn)部門自行判斷使用。

1.3 余料管理業(yè)務(wù)流程要求

見圖2 所示。

1.4 余料的產(chǎn)生

圖3 套料余料圖

圖4 余料管理程序業(yè)務(wù)流程圖

圖5 AM 工具欄

當(dāng)在AM 軟件里套料不可避免的產(chǎn)生余料時，如圖3，這時候套料員需要根據(jù)余料規(guī)定生成余料，生成的余料分為4 種形狀，矩形、三角形、梯形、L形。為了操作方便，需要提供生成工具輔助設(shè)計人員完成余料生成。當(dāng)余料形狀為簡單矩形時，在AM二次開發(fā)工具欄中使用一鍵生成余料按鈕，程序自動讀取板材余料尺寸并保存到數(shù)據(jù)庫中，要求操作簡單快捷直觀。

1.5 余料的存放管理

目前我廠的板材基本上使用數(shù)控切割機進(jìn)行切割，考慮到余料體積大、重量重、不易轉(zhuǎn)移的特點，為了余料堆放的方便，車間應(yīng)該根據(jù)公司設(shè)備、場地的特點設(shè)計多個余料堆放庫，切割完成后余料從胎架下來的時候應(yīng)該按照厚度、材質(zhì)、規(guī)格就近選擇余料庫進(jìn)行分類堆放，并及時進(jìn)行信息登記，登記信息應(yīng)包括余料堆放庫號碼、厚度、材質(zhì)、規(guī)格、余料號等信息，在生產(chǎn)設(shè)計時錄入的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，保證余料信息的不重、不漏。

1.6 余料的取用

余料的取用應(yīng)該遵循優(yōu)先使用、先小后大原則，大余料方便管理，利用價值比小余料要高，且大余料在使用時容易產(chǎn)生二次余料，故在套料、工裝設(shè)計時應(yīng)該優(yōu)先消耗余料庫中的合適的小余料，盡可能減少余料庫的規(guī)模、避免因為余料庫過大而產(chǎn)生較大的管理成本。

圖6 余料生成窗口

所有需要使用余料的部門都可以在PDM 上查找余料信息，選用余料時，直接在軟件上選擇該余料進(jìn)行申請，并上傳相關(guān)申領(lǐng)資料，經(jīng)余料管理員確認(rèn)后可以打印領(lǐng)料單到余料庫中進(jìn)行余料領(lǐng)取，余料管理員一經(jīng)確認(rèn)，該余料信息更新為已取用，并保存申領(lǐng)單位、申領(lǐng)人、時間等，方便后期核對。

2 程序設(shè)計

圖7 余料管理界面

表1 鋼板材質(zhì)編碼轉(zhuǎn)換對照表

結(jié)合實際需求，在AM 和PDM 基礎(chǔ)上，使用C#語言在Visual Studio 2012 平臺上進(jìn)行開發(fā)該程序,根據(jù)數(shù)據(jù)可視化原理，使用GDI+繪圖工具，在余料生成、余料選用時實時顯示余料形狀。設(shè)計思路是建立余料數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)余料數(shù)據(jù)的各個客戶端實時更新。

2.1 程序的業(yè)務(wù)流程

為保證余料信息能在管理系統(tǒng)中正常流轉(zhuǎn)，結(jié)合實際業(yè)務(wù)需求，程序應(yīng)該具備余料入庫、出庫、庫存管理三大部分，見圖4，余料出庫管理需要具備余料鎖定、領(lǐng)用的功能，防止余料在出庫過程中出現(xiàn)重復(fù)使用的情況；庫存管理需要提供庫存盤點、庫存查詢、報表統(tǒng)計幾個功能，方便后期對余料使用情況進(jìn)行統(tǒng)計、分析、優(yōu)化。

2.2 程序的界面設(shè)計

2.2.1 工具欄菜單設(shè)置

考慮到程序的實用性，將程序嵌套到原有套料模塊中去，在原有“套料圖零件表”工具里增加可視化余料填寫輔助及余料管理功能按鈕，見圖5，設(shè)計人員在套料時遇到余料可直接點擊按鈕，生成所需要的余料。

2.2.2 余料入庫

入庫按鈕命名為“可視化余料填寫輔助”，顧名思義就是能直觀看到所生成余料的圖形，并根據(jù)余料的形狀特征選擇對應(yīng)的余料類型，通過獲取參數(shù)功能更能讓設(shè)計人員直接拾取AM 套料界面上的標(biāo)注數(shù)據(jù)，同時，在繪制“套料圖信息”按鈕中也加入了余料自動生成功能，當(dāng)余料為簡單的矩形，程序會自動識別余料的尺寸，并拾取相應(yīng)的信息，生成余料并保存到數(shù)據(jù)庫中，大大提高了余料生成的工作效率。

2.2.3 余料管理

在圖框信息管理功能中增加了瀏覽余料的按鈕，實現(xiàn)選取余料進(jìn)行套料的功能，選擇后將余料鎖定，保存后修改余料為已使用狀態(tài)，并登記使用單位、使用人、使用時間、用途等信息。在余料管理界面能方便看到該船余料的生成及使用情況，方便統(tǒng)計信息，為后期優(yōu)化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。見圖7 所示。

2.3 程序的業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計

2.3.1 鋼板材質(zhì)轉(zhuǎn)換規(guī)則

考慮到鋼板材質(zhì)規(guī)格、編碼可能改變，為了減少后續(xù)的維護(hù)量，此處避免采用將規(guī)則寫到代碼中的方式，而是單獨建立轉(zhuǎn)換規(guī)則對照表，程序讀取套料板材質(zhì)后再與該表對照取得對應(yīng)編碼，規(guī)則編號變化時只需要在表中進(jìn)行修改即可。見表1 所示。

2.3.2 可視化余料圖形的繪制規(guī)則

程序使用GDI+進(jìn)行入庫余料形狀的繪制，在余料類型、長、寬屬性改變時對圖形進(jìn)行重新繪制，按余料類型（"□：矩形"、"△：三角"、"L：L 形"、"T：梯形"）分情況繪制，并將長寬屬性繪制到圖形中，方便套料員直觀地操作余料生成，程序代碼如下。

3 結(jié)束語

據(jù)估計，余料管理模塊應(yīng)用后，鋼板材料的綜合利用率大約能夠提高1-3 個百分點，對于一個用鋼大戶的船企來說，每提高利用率一個百分點就意味著鋼板材料成本的大大節(jié)省，接的船型越多、總量越大，提升的效果也越明顯。盡管余料管理程序可產(chǎn)生很好的效果，但在設(shè)計中要始終保持對排版、套料的嚴(yán)格把關(guān)，畢竟，余料管理只是輔助，切實提高設(shè)計水平才是根本。