柔性化流水線造船可行性分析及其實現(xiàn)

蘇 翔等

摘要: 建立“中間產(chǎn)品”專業(yè)化生產(chǎn)的柔性化流水生產(chǎn)線,是現(xiàn)代造船模式的本質(zhì)要求。從造船生產(chǎn)能否實現(xiàn)柔性化流水生產(chǎn)入手,探討了船舶生產(chǎn)實現(xiàn)柔性化流水生產(chǎn)的可行性,進一步提出船舶生產(chǎn)實現(xiàn)柔性化流水生產(chǎn)的兩個保障——造船生產(chǎn)體制保障及工程計劃管理保障。

關(guān)鍵詞: 柔性化流水線造船;結(jié)構(gòu)分解;生產(chǎn)組織體制;工程管理

中圖分類號:U673·2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1006-4311(2009)11-0114-03

0引言

現(xiàn)代造船模式,是以中間產(chǎn)品組織生產(chǎn)為基本特征的總裝造船模式,主要由統(tǒng)籌優(yōu)化的造船理念、面向生產(chǎn)的設(shè)計技術(shù)、均衡連續(xù)的作業(yè)流程、嚴(yán)密精細(xì)的工程管理和高效合理的生產(chǎn)組織等基本要素構(gòu)成,實質(zhì)上就是在建立“中間產(chǎn)品”專業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上柔性化的流水生產(chǎn)線[1]。本文旨在從理論上探討船舶的柔性化流水生產(chǎn)的可行性。

1船舶實現(xiàn)柔性化流水生產(chǎn)可行性分析

船舶能不能實現(xiàn)柔性化流水生產(chǎn)?如何實現(xiàn)柔性化流水生產(chǎn)?這些并不是新問題。自20世紀(jì)70年代美國海軍提出船舶工程分解結(jié)構(gòu)概念以來,就一直在研究船舶產(chǎn)品流水生產(chǎn)問題,甚至可以追溯到更早。

1.1 柔性化流水生產(chǎn)的特性分析

柔性是相對于剛性而言的。剛性流水生產(chǎn)是指大批量生產(chǎn)企業(yè)制造相同規(guī)格尺寸的大量零件、部件和產(chǎn)品,采用專用的工藝裝備、混合工種的生產(chǎn)班組和產(chǎn)出不變的流水生產(chǎn)。柔性化流水生產(chǎn)具有以下特點:①制造相同或相似規(guī)格尺寸的大量零件、部件和產(chǎn)品;②采用專用的工藝裝備;③混合工種的生產(chǎn)班組;④產(chǎn)出相對不變的流水生產(chǎn)。

1.2 現(xiàn)代船舶工程分解結(jié)構(gòu)[2]

船舶本身是一個極其龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)。要想建立“中間產(chǎn)品”專業(yè)化生產(chǎn)的柔性化流水生產(chǎn)線,就必須要把復(fù)雜的系統(tǒng)分解為大量相同或相似規(guī)格尺寸的零件、部件等中間產(chǎn)品。

20世紀(jì)70年代美國海軍提出了船舶工程分解結(jié)構(gòu)(Ship Work Breakdown Structure, SWBS)的概念。當(dāng)時的SWBS按照船舶的功能系統(tǒng)進行分解,最頂層是整個產(chǎn)品——船舶;下一層把整個船舶分解成七大子系統(tǒng),即船體結(jié)構(gòu)、推進系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、附屬設(shè)施、武器系統(tǒng)、船臺輔助系統(tǒng);再把每一部分進行分解細(xì)化,形成船舶工程分解結(jié)構(gòu)。這種分解方式標(biāo)志著我們向柔性化流水生產(chǎn)方向邁進,然而這種系統(tǒng)導(dǎo)向型的方法對于設(shè)計、作業(yè)的進度安排和實施是不妥的,它導(dǎo)致作業(yè)計劃難以平衡,任務(wù)包過大,以致影響到有效地控制材料、工時和進度,還不符合建立“中間產(chǎn)品”專業(yè)化生產(chǎn)的柔性化流水生產(chǎn)線。

船舶和大多數(shù)其他制品的實際生產(chǎn)過程是購買和制造零件,并將它們組裝成為部件,這些部件通過幾個制造級逐漸組合成更大的部件。因此,分解船舶建造工程的理想方法應(yīng)著重于所需的零件和部件。如圖1所示的現(xiàn)代船舶工程分解結(jié)構(gòu)圖(Modern Ship Work Breakdown Structure, MSWBS)是在對船舶建造過程研究的基礎(chǔ)上提出來的。

這種結(jié)構(gòu)分解方法著重在于對船舶建造過程的分解,MSWBS第一層首先明確船舶建造的大節(jié)點,開工、上船臺、下水和交船。第二層是基于現(xiàn)代造船模式的總裝造船主流程的分解,如分段制作、分段組立、分段總組、船臺搭載、船臺舾裝、船臺補涂、碼頭舾裝、密性試驗、系泊試驗、航行試驗等。第三層是對各主流程所做的工作進行逐步細(xì)分,如分段制作細(xì)分為鋼材預(yù)處理,下料加工,部件拼裝。直至細(xì)化到不能再分的最低一級中間產(chǎn)品生產(chǎn)過程為止。這種著重于船舶建造過程的分解優(yōu)點不僅能夠形成大量的中間產(chǎn)品,而且使中間產(chǎn)品對應(yīng)于相應(yīng)的生產(chǎn)過程。

1.3 成組技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)使流水生產(chǎn)成為可能[3]

1.3.1成組技術(shù)是實現(xiàn)船舶生產(chǎn)柔性化的技術(shù)前提

成組技術(shù)是將具有相似特征、相似信息的中間產(chǎn)品,按照一定的準(zhǔn)則分類成組,使若干種事物能夠用相同的處理方法,以達(dá)到節(jié)省時間、人力和費用目的的技術(shù),該技術(shù)研究事物間的相似性,并將其合理利用。

復(fù)雜的船舶產(chǎn)品在成組技術(shù)理論的指導(dǎo)下經(jīng)過結(jié)構(gòu)分解以后,形成大量的零件、部件和中間產(chǎn)品。勢必會出現(xiàn)大量具有相似特征、相似信息的中間產(chǎn)品,而成組技術(shù)就是將具有相似特征的中間產(chǎn)品按一定準(zhǔn)則分類成組,采用專用的工藝裝備、混合工種的生產(chǎn)班組,形成產(chǎn)出相對不變的流水生產(chǎn),因此說成組技術(shù)是柔性化流水生產(chǎn)線的建立的技術(shù)前提。

1.3.2系統(tǒng)工程技術(shù)是實現(xiàn)船舶生產(chǎn)柔性化的技術(shù)保障

系統(tǒng)工程是把系統(tǒng)作為研究對象,它的目的在于運用系統(tǒng)的理論和方法,研究、設(shè)計新系統(tǒng)或改造現(xiàn)有系統(tǒng),使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)化目標(biāo)。

系統(tǒng)工程技術(shù)的基本原理是運用統(tǒng)籌優(yōu)化理論。統(tǒng)籌優(yōu)化理論就是把要研究的對象,用概率、統(tǒng)計、運籌和模擬等方法,經(jīng)過分析、判斷和推理等程序,建立某種系統(tǒng)模型,進而采用最優(yōu)化方法,求得系統(tǒng)的最優(yōu)化結(jié)果。即經(jīng)過系統(tǒng)分析和系統(tǒng)統(tǒng)計過程,使系統(tǒng)的各個組成部分互相協(xié)調(diào)、互相結(jié)合,從整體上成為技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、運行可靠和時間節(jié)省的實際可行系統(tǒng)。

船舶生產(chǎn)要實現(xiàn)柔性化流水生產(chǎn)就離不開系統(tǒng)工程技術(shù)這一技術(shù)法寶。船舶制造本身就是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng),從宏觀上看就是設(shè)計、生產(chǎn)、管理的集合。然而并不是簡單相加,必須將設(shè)計、生產(chǎn)、管理三者有機結(jié)合,系統(tǒng)工程技術(shù)在這種結(jié)合中將會發(fā)揮極其重要的作用?，F(xiàn)代造船模式中的兩個一體化,即設(shè)計、生產(chǎn)、管理一體化和殼、舾、涂一體化,這兩個一體化正是系統(tǒng)工程技術(shù)發(fā)揮作用的真實寫照。

2實現(xiàn)柔性化流水造船的兩個保障性條件

2.1 建立適應(yīng)現(xiàn)代造船模式的柔性化流水生產(chǎn)體制

體制是結(jié)構(gòu)體系和運行機制的總稱,也即組織結(jié)構(gòu)和行為準(zhǔn)則的總稱。造船體制是指船舶建造過程中,相關(guān)事物所組成的體系結(jié)構(gòu)和它的運行機制。

建立適應(yīng)現(xiàn)代造船模式的柔性化流水生產(chǎn)體制,是轉(zhuǎn)換現(xiàn)代造船模式的必然結(jié)果,也是刻不容緩的。隨著現(xiàn)代造船模式的推進,造船周期有了明顯縮短。然而,我國對國內(nèi)和國外船舶市場的占有率仍然很低,造船生產(chǎn)率與國際水平的差距仍很大,其原因是尚未真正建立起現(xiàn)代造船生產(chǎn)體制。

2.1.1柔性化流水生產(chǎn)體制的特點及其組織結(jié)構(gòu)

所謂柔性化流水生產(chǎn)體制,必須具備兩個特點:一、要能貫徹現(xiàn)代造船模式的兩個一體化,體現(xiàn)出總裝造船的特點,二、要使生產(chǎn)關(guān)系簡化,生產(chǎn)指揮順暢。如圖2所示的柔性化流水生產(chǎn)體制是按照供應(yīng)鏈管理思路建構(gòu)的現(xiàn)代造船生產(chǎn)管理體制。

2.1.2柔性化流水生產(chǎn)體制的運行機制

這一生產(chǎn)體制,體現(xiàn)了總裝造船的特點和供應(yīng)鏈管理思想。總裝工程部完成最終產(chǎn)品,所有工作都圍繞總裝工程部展開。企劃部、生產(chǎn)管理部和技術(shù)中心是整個造船實體的基礎(chǔ)部門,技術(shù)中心為制造工程部和總裝工程部提供特殊的中間產(chǎn)品——圖紙,也為配套部提供物料和主要設(shè)備清單等文件。企劃部、生產(chǎn)管理部雖然與其他部門屬于平級部門,然而實質(zhì)上是造船事業(yè)部的核心部門,企劃部負(fù)責(zé)制定造船實體的各種計劃文件,如建造方針書、年度計劃、施工要領(lǐng)等。生產(chǎn)管理部負(fù)責(zé)制定質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn),并匯總平衡制造工程部和總裝工程部的計劃。制造工程部生產(chǎn)總裝工程部所需要的各級中間產(chǎn)品。配套部及時有效地把各中心所需要的物資在恰當(dāng)?shù)臅r刻送達(dá)到恰當(dāng)?shù)牡胤健?/p>

這種生產(chǎn)管理體制有四大優(yōu)點:①生產(chǎn)關(guān)系簡化,生產(chǎn)指揮順暢。②各部門權(quán)利與責(zé)任對等,這樣有利于改變傳統(tǒng)的責(zé)任制,目的是責(zé)任下放,這樣有利于提高質(zhì)量,降低成本。③中心與中心通過供應(yīng)鏈的形式連接,這樣有利于各中心之間的利益相對分離和絕對統(tǒng)一,相對分離在于各自承擔(dān)責(zé)任,不互相扯皮,絕對統(tǒng)一在于各中心的利益統(tǒng)一于公司的最終利益。④有利于整合內(nèi)外部供應(yīng)鏈,船舶建造過程中有大量設(shè)備、材料,甚至零部件要通過外部企業(yè)提供,通過外協(xié)管理中心,各中心也將融合到企業(yè)外部供應(yīng)鏈當(dāng)中去。

這種生產(chǎn)體制的形成是基于流水生產(chǎn)的特點而構(gòu)建,能夠為流水生產(chǎn)的實現(xiàn)提供體制保障。

2.2 建立現(xiàn)代造船模式下的工程計劃體系

傳統(tǒng)造船模式通常由管理部門制定公司生產(chǎn)計劃,然后層層下達(dá)計劃,由下面制定具體實施計劃;這樣制定的計劃隨意性比較大,執(zhí)行過程控制較難。要建立柔性化流水作業(yè)生產(chǎn)線,就需要一套按照客戶要求和造船廠實際情況制定出適應(yīng)流水作業(yè)的計劃體系。

我們知道,有效地利用船廠的關(guān)鍵約束資源,無疑能夠提高造船效率,如果能夠按照關(guān)鍵約束資源制定流水節(jié)拍,不僅能提高效率,而且能降低庫存,從而降低資金占用,降低成本。船臺和船塢毋庸置疑是造船廠的關(guān)鍵約束資源,因此如何有效地利用好船臺和船塢是造船廠的關(guān)鍵問題。在這里提出一種按照看板管理思想制定的造船工程計劃體系,如圖3所示。

在該造船工程計劃體系中建造計劃把船臺合攏計劃作為重中之重,其他計劃的制定都要以此為依據(jù),并且每一道工序的計劃的制定都以下一道工序的計劃為依據(jù),同時又作為上一道工序計劃的依據(jù)。譬如分段裝配計劃,分段制作完成時間,必須不提前,不落后地滿足船臺搭載時間,分段開始裝配的時間也是零件加工完成時間。并且嚴(yán)格按照計劃執(zhí)行,確保使流水生產(chǎn)線不間斷,并且要保證前道工序嚴(yán)格按照后道工序的交貨要求,不提前,也不拖后地安排生產(chǎn)[4]。

在該計劃體系中,建造計劃的制定和實施是同一單位;也就是船臺搭載計劃由總裝中心制定,多條船同時建造時,也由總裝中心負(fù)責(zé)平衡協(xié)調(diào)。這樣各中心有相對的權(quán)利,也有明確的責(zé)任。

3結(jié)束語

現(xiàn)代船舶工程結(jié)構(gòu)分解為流水線生產(chǎn)方式提供了可能,現(xiàn)代造船生產(chǎn)管理體制為流水線生產(chǎn)方式提供了制度保障,在此基礎(chǔ)上形成的造船工程計劃體系明顯體現(xiàn)了流水線生產(chǎn)方式的特點。但是在船舶建造過程中實現(xiàn)柔性化流水生產(chǎn),還需要全員參與,共同致力于流水生產(chǎn)的順利進行。