船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)工時(shí)管理分析及其信息化

索 哲，滕 勇，劉金華，張虹宇

(江蘇熔盛重工有限公司，江蘇南通 226532)

船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)工時(shí)管理分析及其信息化

索 哲，滕 勇，劉金華，張虹宇

(江蘇熔盛重工有限公司，江蘇南通 226532)

設(shè)計(jì)工時(shí)管理是設(shè)計(jì)管理的重要工具，通過(guò)有效的設(shè)計(jì)工時(shí)管理，能縮短設(shè)計(jì)周期，為設(shè)計(jì)過(guò)程控制創(chuàng)造條件。研究了船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的圖紙工時(shí)的構(gòu)成，并通過(guò)基準(zhǔn)工時(shí)的確立而建立了工時(shí)體系模型，對(duì)實(shí)動(dòng)工時(shí)和基準(zhǔn)工時(shí)的關(guān)系進(jìn)行了梳理，并通過(guò)編程使其收集和分析自動(dòng)化。通過(guò)對(duì)某船廠某船型的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行了實(shí)施，證明該系統(tǒng)是有效實(shí)用的，最終達(dá)到有效的工時(shí)管理目的。

設(shè)計(jì)管理;基準(zhǔn)工時(shí);納什均衡

0 引言

目前船舶行業(yè)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的工時(shí)定額管理已有了初步成效，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也對(duì)這方面進(jìn)行了一定的探索，并取得了一系列成果［1］。但是，一直以來(lái)，船舶設(shè)計(jì)管理未有有效的量化的管理手段，設(shè)計(jì)的應(yīng)有的管理依據(jù)——設(shè)計(jì)工時(shí)管理，也未能夠在各船廠或設(shè)計(jì)公司有效的實(shí)施。這是因?yàn)榇靶袠I(yè)的設(shè)計(jì)為復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作，需要各個(gè)專業(yè)大量人員的協(xié)同，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員的水平能力差異，工作方式不同，從而使工作量的界定變得困難，同時(shí)上下道的工序制約很大。因此，船舶設(shè)計(jì)工作難以量化，統(tǒng)一的測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)難以建立，設(shè)計(jì)工時(shí)定額也就不易確定［2］。而設(shè)計(jì)工時(shí)管理的重要性卻是不容忽視的。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)工時(shí)的分析，可以確定設(shè)計(jì)部門的當(dāng)前負(fù)荷，也可利用設(shè)計(jì)工時(shí)進(jìn)行將來(lái)設(shè)計(jì)負(fù)荷的分析，做好人力資源的預(yù)案。通過(guò)對(duì)反饋工時(shí)的分析，可平衡各專業(yè)的設(shè)計(jì)工作量，為組織建設(shè)提供參考數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)工時(shí)的管理，可以促進(jìn)設(shè)計(jì)計(jì)劃的有效運(yùn)行。

本文通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析法和分析經(jīng)驗(yàn)評(píng)估法提出一套適合生產(chǎn)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)工時(shí)管理理念，建立船舶設(shè)計(jì)工時(shí)管理的模型，將基準(zhǔn)工時(shí)與實(shí)動(dòng)工時(shí)通過(guò)對(duì)船舶的區(qū)域劃分及納什均衡理論結(jié)合起來(lái)，并編制與之相關(guān)的信息化程序，從而可以方便的運(yùn)用此方法完成基準(zhǔn)工時(shí)的建立及實(shí)動(dòng)工時(shí)的收集分析等工作，而不必借助花費(fèi)巨大的軟件系統(tǒng)，從而很好的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工時(shí)管理的目的。

1 生產(chǎn)設(shè)計(jì)工時(shí)管理模型

生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作的主要內(nèi)容是:對(duì)詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)備資料的消化，進(jìn)行設(shè)計(jì)前期策劃;完成各專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)建模以及各類生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)(包括各類制作圖、安裝圖、托盤表等)［3］。所有這些工作都需要各專業(yè)協(xié)同完成，包括船體、船裝、機(jī)裝和電裝。生產(chǎn)設(shè)計(jì)的總工時(shí)由上述各個(gè)環(huán)節(jié)的工時(shí)定額構(gòu)成。所以對(duì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙工時(shí)的界定可分為準(zhǔn)備、建模、平衡、出圖四部分，而在實(shí)際的操作中，僅此粗略的分類，是不能對(duì)設(shè)計(jì)管理起到更直接的指導(dǎo)意義，因此就需要對(duì)各專業(yè)的圖紙工作進(jìn)行更詳細(xì)的分類。例如船體工作可細(xì)分為:結(jié)構(gòu)建模、制作組立圖、套料排版、切割圖、型鋼加工圖、曲型加工圖、扁鋼加工圖、托盤表、校對(duì)等。

1.1 基準(zhǔn)工時(shí)表的建立

基準(zhǔn)工時(shí)，即以一特定的技術(shù)等級(jí)，完成一特定的工作量，并達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所需要的有效工時(shí)。對(duì)專業(yè)圖紙工作細(xì)分后，需要建立相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)工時(shí)表來(lái)作為工時(shí)模型建立的基礎(chǔ)。但是對(duì)于設(shè)計(jì)部門來(lái)說(shuō)，因?yàn)閱畏輬D紙的工時(shí)對(duì)以后同型船舶不容易進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)的分析處理，對(duì)每份圖紙都建立相應(yīng)的基準(zhǔn)工時(shí)是耗費(fèi)時(shí)間且不精確的工作，而且對(duì)以后船舶的建造很難起到指導(dǎo)作用。對(duì)此考慮到，因?yàn)橥痛俺藝嵨坏牟煌?，在?shí)際的各個(gè)專業(yè)對(duì)其區(qū)域的劃分卻是類似的，而同樣區(qū)域的難度總體來(lái)說(shuō)也應(yīng)該是一致的?；谶@種考慮，可以再將圖紙進(jìn)行區(qū)域劃分，例如船體圖紙可分為艉部分段、艉軸包分段、機(jī)艙分段、雙層底分段等。

下一步即是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)評(píng)估法對(duì)已經(jīng)過(guò)上述分類的圖紙及分段進(jìn)行工時(shí)的基準(zhǔn)工時(shí)的制定。需要說(shuō)明的是，通過(guò)預(yù)估而出的基準(zhǔn)工時(shí)并不精確，但是可以通過(guò)納什均衡在后續(xù)的實(shí)動(dòng)工時(shí)分析中進(jìn)行不斷地校正。通過(guò)對(duì)工作進(jìn)行細(xì)分和對(duì)圖紙的劃分后，并建立以設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)3年的設(shè)計(jì)師的水平為基準(zhǔn)，得到基準(zhǔn)工時(shí)S，即得到下述基準(zhǔn)工時(shí)表(以散貨船船體為例):

表1 某散貨船船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工時(shí)表h

1.2 實(shí)動(dòng)工時(shí)系統(tǒng)的建立

實(shí)動(dòng)工時(shí)系統(tǒng)可以分為實(shí)動(dòng)工時(shí)的采集和實(shí)動(dòng)工時(shí)的分析。實(shí)動(dòng)工時(shí)的采集即是對(duì)每個(gè)工作階段和每項(xiàng)工作工時(shí)量的采集。具體來(lái)說(shuō)即對(duì)每個(gè)分段的建模，每份圖紙的完成等都需要進(jìn)行采集。采集的周期應(yīng)為天，當(dāng)天數(shù)據(jù)工作設(shè)計(jì)人員可以很清晰地填出，從而減少了隨意填寫的可能性。

對(duì)采集到的工時(shí)信息進(jìn)行分析的方法是:將不同技術(shù)等級(jí)人員填報(bào)的圖紙工時(shí)轉(zhuǎn)化為以同一技術(shù)等級(jí)為基準(zhǔn)的工時(shí)，合并同一份圖紙所用工時(shí);按照上面的圖紙分類，將圖紙或分段劃分到區(qū)域;求得不同區(qū)域不同圖紙類型的平均工時(shí)數(shù):

式中:V為平均實(shí)際花費(fèi)的工時(shí)數(shù);ti為單份圖紙花費(fèi)的工時(shí)數(shù);Q為技術(shù)等級(jí)之間的轉(zhuǎn)化常量;n為圖紙數(shù)。

但是這樣的工時(shí)采集方法容易使設(shè)計(jì)人員產(chǎn)生抵觸心理，而且由于填寫的條數(shù)的繁多而導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析的難度加大，所以就必須使填寫人性化和分析自動(dòng)化。

1.3 基于納什均衡的實(shí)動(dòng)工時(shí)準(zhǔn)確性處理

有了基準(zhǔn)工時(shí)S，繼而通過(guò)實(shí)動(dòng)工時(shí)的填寫得到了實(shí)際所用的工時(shí)V，然后用V來(lái)修正S。隨著工時(shí)填寫的增加，而V的值也越來(lái)越接近能反映出實(shí)際的能力，從而用越來(lái)越精確的S值來(lái)指導(dǎo)計(jì)劃的制定，預(yù)測(cè)后續(xù)船所可能發(fā)生的工時(shí)，掌握設(shè)計(jì)人員的實(shí)際工作能力。

上述處理方法從理論上來(lái)講并沒(méi)有錯(cuò)誤，并且方法簡(jiǎn)單，處理方便，很容易為大家接受，但是實(shí)際情況并非如此。在收集到的實(shí)動(dòng)工時(shí)中，設(shè)計(jì)人員出于自身的考慮，會(huì)在填寫工時(shí)方面有一定的出入(例如設(shè)計(jì)人員會(huì)多填工時(shí)以增加工作量等)，這些是上述理論無(wú)法控制的，而一旦不去控制，整個(gè)工時(shí)系統(tǒng)的正確性就會(huì)喪失。

為了控制上述情況，必須從上述工時(shí)的Q入手，使Q變?yōu)槟硡^(qū)域所有人工時(shí)平均值V的一個(gè)函數(shù)。一旦設(shè)計(jì)人員多填工時(shí)，他就要考慮由此而帶來(lái)的技術(shù)等級(jí)降低所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，而這也變成了每一位員工與管理者之間的博弈。

員工實(shí)際所填的實(shí)動(dòng)工時(shí)可以通過(guò)納什均衡理論來(lái)設(shè)計(jì)。用G表示一個(gè)博弈，如該博弈有n個(gè)博弈方，每個(gè)博弈方可選擇的策略的集合為Si(i從1到n)，Sij表示博弈方i的第j個(gè)策略，Pj表示博弈方j(luò)的得益，是各博弈方策略的多元函數(shù);在博弈G={Si，Pj}中，如果由每個(gè)博弈方的各一個(gè)策略組成的某個(gè)策略組合{S1，S2，…，Sn}中，任一博弈方 i的策略Si都是對(duì)其余博弈方策略的組合的最佳策略對(duì)策，則(S1，S2，…，Sn)為 G 的一個(gè)“納什均衡”［4，5］。在實(shí)動(dòng)工時(shí)填寫的系統(tǒng)中，主要存在某員工和管理者兩個(gè)博弈方，假設(shè)員工A該分段做了t h，實(shí)際填報(bào)為T h，某區(qū)域分段平均填報(bào)為V，那么該員工收益為PA:

式中:m為員工每小時(shí)工作公司所給的報(bào)酬;R是員工的填報(bào)數(shù)可能影響計(jì)劃完成等的不確定風(fēng)險(xiǎn)。

那么員工根據(jù)自身利益最大化進(jìn)行填報(bào)，其填報(bào)工時(shí)不一定選t。要使員工自覺(jué)填報(bào)t，就必須設(shè)計(jì)Q和R，同時(shí)使PA最大化，即對(duì)T求導(dǎo)，使導(dǎo)數(shù)P'A=0，

當(dāng) Q'(T，V)=m+R'(T)=0時(shí)，達(dá)到博弈的均衡，其中，Q'、R'為 Q、R 的導(dǎo)數(shù)?？梢钥闯?，為了達(dá)到這個(gè)納什均衡，關(guān)鍵是對(duì)技術(shù)等級(jí)函數(shù)Q的合理設(shè)計(jì)以及風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)R的合理提升。

2 通過(guò)修正的基準(zhǔn)工時(shí)進(jìn)行工時(shí)管理

有了相對(duì)準(zhǔn)確的基準(zhǔn)工時(shí)，即可以做出一系列工作，例如提高項(xiàng)目工時(shí)成本估算的準(zhǔn)確度，有效預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)負(fù)荷峰值［6］，及時(shí)制定應(yīng)對(duì)措施;有效反映個(gè)人的設(shè)計(jì)負(fù)荷及能力水平，便于合理安排工作，加強(qiáng)計(jì)劃的可控性;反映員工技能成長(zhǎng)曲線和工作態(tài)度等。

但是對(duì)實(shí)動(dòng)工時(shí)的整理分析、基準(zhǔn)工時(shí)的收集、投入到某船型的工時(shí)確定以及基準(zhǔn)工時(shí)與計(jì)劃小日程的結(jié)合都是任務(wù)量相當(dāng)繁重的過(guò)程，所以就必須使實(shí)動(dòng)工時(shí)的填寫人性化和分析處理的自動(dòng)化。用VBA編程就可以實(shí)現(xiàn)這些功能，使每天的工時(shí)填報(bào)在2 min內(nèi)完成，處理分析也是程序自動(dòng)完成，而不必借助于花費(fèi)巨大的系統(tǒng)軟件。

3 實(shí)例驗(yàn)證

以某船廠擬建造的某大型油船的船體專業(yè)為例，根據(jù)對(duì)船體專業(yè)建立基準(zhǔn)工時(shí)，確定新造船舶的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工時(shí)數(shù)據(jù)，修正了該船型的圖紙計(jì)劃即小日程計(jì)劃。以船體專業(yè)為例，其船體負(fù)荷與人員分布圖如圖1所示。

圖1 某大型油船生產(chǎn)設(shè)計(jì)船體負(fù)荷與人員分布圖

根據(jù)修正的小日程所得到的圖1，設(shè)繪工時(shí)和建模工時(shí)用柱形圖表示(單位:h)，參照左邊坐標(biāo)軸;人員投入用折線表示(單位:人)，參照右邊坐標(biāo)軸?？梢钥吹?，該系統(tǒng)預(yù)測(cè)了該船設(shè)計(jì)的每周峰值，對(duì)資源進(jìn)行了平衡處理，為人員安排提供了依據(jù)。

4 結(jié)論

設(shè)計(jì)工時(shí)管理是設(shè)計(jì)管理的重要工具，本文研究了船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的圖紙工時(shí)的構(gòu)成，并通過(guò)基準(zhǔn)工時(shí)的確立而建立了工時(shí)體系模型。對(duì)實(shí)動(dòng)工時(shí)和基準(zhǔn)工時(shí)的關(guān)系進(jìn)行了梳理，并通過(guò)VBA編程使其收集和分析自動(dòng)化，對(duì)某船廠某船型的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行了實(shí)施，最終達(dá)到有效的工時(shí)管理的目的。

［1］ HOWARD B.Study of the causes of man-hour variance of naval shipyard work standards［J］.Journal of Ship Production，1990，6(4):268-272.

［2］ 張志英，李珍，何成能，陳基強(qiáng).船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)工時(shí)體系及預(yù)測(cè)模型研究［J］.中國(guó)造船，2009，50(4):177-185.

［3］ Liu Bin，Jiang Zuhua.The Man-hour Estimation Models＆Its Comparison ofInterim Products Assembly for Shipbuilding［J］.International Journal of OperationsResearch，2005，2(1):9-14.

［4］ 許巖.基于納什均衡的管理者薪酬分析［J］.會(huì)計(jì)之友，2008，(3):96-97.

［5］ 張維迎.博弈論與信息經(jīng)濟(jì)學(xué)［M］.上海:上海人民出版社，1996.

［6］ 劉淑紅，陳進(jìn).應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輔助計(jì)算工時(shí)定額的方法研究［J］.機(jī)床與液壓，2007，35(1):81-83.

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A

2011-08-01

索哲(1983-)，男，助理工程師，主要從事船舶設(shè)計(jì)計(jì)劃管理工作。