關(guān)于船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量自動(dòng)提取的研究

王風(fēng)翔, 孫曉康, 蔣志勇

(1．江蘇科技大學(xué) 船舶與海洋工程學(xué)院， 江蘇 鎮(zhèn)江 212003; 2，上海外高橋造船有限公司， 上海 200137)

關(guān)于船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量自動(dòng)提取的研究

王風(fēng)翔1,2, 孫曉康2, 蔣志勇1

(1．江蘇科技大學(xué) 船舶與海洋工程學(xué)院， 江蘇 鎮(zhèn)江 212003; 2，上海外高橋造船有限公司， 上海 200137)

該文對(duì)造船企業(yè)各生產(chǎn)部門需求的船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量進(jìn)行了分類歸納，并結(jié)合生產(chǎn)部門實(shí)際，描述了船體結(jié)構(gòu)方面的中間產(chǎn)品物量如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)提取并對(duì)應(yīng)到相應(yīng)施工項(xiàng)目的過(guò)程。

船體結(jié)構(gòu) 中間產(chǎn)品 物量提取

1 前言

船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量提取的精確度、完整度和及時(shí)度，對(duì)造船企業(yè)的管理精細(xì)化影響很大。然而，各造船企業(yè)的設(shè)計(jì)部門以往主要按照作業(yè)階段為生產(chǎn)部門提供圖紙和物量數(shù)據(jù)，這樣的方式已經(jīng)不符合企業(yè)精細(xì)化管理的要求。傳統(tǒng)的物量抽取采取手工抽取的方式，造成了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和及時(shí)性的缺失。隨著企業(yè)管理精細(xì)化的深入推進(jìn)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于設(shè)計(jì)部門提供的數(shù)據(jù)要求更高，為了實(shí)現(xiàn)中間產(chǎn)品物量的提取，信息化手段的介入是大勢(shì)所趨。通過(guò)將中間產(chǎn)品物量加入信息化系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)物量的自動(dòng)提取等功能，不但方便了設(shè)計(jì)部門和現(xiàn)場(chǎng)部門之間的溝通和協(xié)調(diào)，還使得造船企業(yè)的管理更加精細(xì)化。本文主要介紹的是生產(chǎn)部門船體結(jié)構(gòu)類中間產(chǎn)品物量的自動(dòng)抽取及應(yīng)用。

2 船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品及物量類型

2.1 船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品

中間產(chǎn)品一詞多年來(lái)為造船工作者所熟悉，本文介紹的船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品是在原有小組立、中組立、大組立等現(xiàn)有作業(yè)階段的基礎(chǔ)上，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工程圖及標(biāo)準(zhǔn)工藝階段的分解，形成更精細(xì)化的船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品。

所謂造船標(biāo)準(zhǔn)工程圖(Standard Process Chart)是描述船舶制造的作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)順序、作業(yè)日程、作業(yè)量等信息的標(biāo)準(zhǔn)化圖表，它可以將生產(chǎn)作業(yè)的過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化。合理有效地提供作業(yè)指示、進(jìn)度管理和突發(fā)情況處理等，從而精確地控制中間產(chǎn)品完成時(shí)間，最大化控制成本，并且可以不斷優(yōu)化生產(chǎn)方法。

圖1所示為某分段的標(biāo)準(zhǔn)工程圖，其中工序描述的來(lái)源是該分段的標(biāo)準(zhǔn)工藝階段，而標(biāo)準(zhǔn)工藝階段是標(biāo)準(zhǔn)工程圖的繪制基礎(chǔ)，是企業(yè)通過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，結(jié)合自身的生產(chǎn)及管理模式，針對(duì)不同類型中間產(chǎn)品的特點(diǎn)而制定的建造標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)工程圖

以往編制的工作包(Work Package)是針對(duì)作業(yè)區(qū)層面的作業(yè)劃分，例如小、中、大組立。而作業(yè)指令(Work Order)是根據(jù)作業(yè)區(qū)的班組情況，對(duì)工作包進(jìn)行細(xì)化并對(duì)應(yīng)班組。在此基礎(chǔ)上，為了實(shí)現(xiàn)派工到每個(gè)員工，則需要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工程圖對(duì)作業(yè)指令再細(xì)化到作業(yè)對(duì)象，編制對(duì)應(yīng)的施工單(Working Job)項(xiàng)目。

2.2 船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量類型

船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品的物量類型有很多，各個(gè)生產(chǎn)部門對(duì)于船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量的需求也有所區(qū)別。在生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生各種各樣的物量，不同的中間產(chǎn)品會(huì)根據(jù)其特性被安排到各生產(chǎn)部門。因此，各生產(chǎn)部門工作內(nèi)容的不同使得其主要涉及的中間產(chǎn)品物量也不盡相同，各部門涉及的中間產(chǎn)品物量類型如下：

(1) 組立部的工作除了小組立生產(chǎn)裝配外，還涉及分段平面分段前道、中組立、大組立等工作內(nèi)容，中間產(chǎn)品物量以零件與零件、零件與部件、部件與部件之間的焊縫數(shù)據(jù)為主，如表1所示。

(2) 搭載部的船體結(jié)構(gòu)工作內(nèi)容主要為平臺(tái)總段總組及分段總段船塢搭載，中間產(chǎn)品物量為兩分段之間端面上的焊縫信息，如表2所示。

2.3 船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量使用現(xiàn)狀

生產(chǎn)部門在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，需要通過(guò)中間產(chǎn)品物量及工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算施工單的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，這兩個(gè)要素缺一不可。工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)可以通過(guò)實(shí)動(dòng)工時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)的對(duì)比，不斷地進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而貼近現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，中間產(chǎn)品物量的抽取必須確保準(zhǔn)確。然而，目前船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量不能滿足精細(xì)化管理的要求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

表1 組立部物量需求

表2 搭載部物量需求

(1) 船體結(jié)構(gòu)方面無(wú)法提供焊縫長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)，只能簡(jiǎn)單地以分段為單位，通過(guò)計(jì)算各零件重量的合計(jì)重量，提供船體結(jié)構(gòu)重量數(shù)據(jù)。組立部分段制作與搭載部總組搭載主要通過(guò)結(jié)構(gòu)噸位來(lái)進(jìn)行結(jié)算。

(2) 焊縫物量數(shù)據(jù)抽取時(shí)數(shù)據(jù)類型單一，只能以分段為單位匯總，且物量數(shù)據(jù)中只有長(zhǎng)度信息，不包含裝配名稱、組立流向、焊縫名、焊縫長(zhǎng)度、焊接位置等詳細(xì)信息。

(3) 船體結(jié)構(gòu)物量數(shù)據(jù)無(wú)法自動(dòng)從生產(chǎn)設(shè)計(jì)軟件等系統(tǒng)中抽取，目前主要的抽取方式還是手工提取，既耗時(shí)又無(wú)法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(4) 設(shè)計(jì)部門提取出的物量數(shù)據(jù)，無(wú)法在制造集成系統(tǒng)中自動(dòng)與作業(yè)對(duì)象(WJ施工單)做對(duì)應(yīng)，只能通過(guò)EXCEL的方式導(dǎo)出，再由生產(chǎn)部門人工將物量數(shù)據(jù)做拆分并錄入WJ施工單。

3 船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量提取

船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量在提取時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)輔助軟件的數(shù)據(jù)接口從生產(chǎn)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)(如Tribon M3等)中提取裝配、焊接工藝信息，從而生成裝配、焊接工藝文件保存于設(shè)計(jì)輔助軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)中，其次通過(guò)制造集成系統(tǒng)向設(shè)計(jì)輔助軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件保存于制造集成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。該文件中包含裝配信息、零件信息、焊縫幾何信息等相關(guān)數(shù)據(jù)。中間產(chǎn)品物量提取流程圖如圖2所示。

圖2 中間產(chǎn)品物量提取流程圖

3.1 組立部物量提取

平面分段前道制作方面，首先由設(shè)計(jì)輔助軟件從生產(chǎn)設(shè)計(jì)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)中提取特定坡口代碼的零件，這一類型的零件涉及到FCB(兩面成型自動(dòng)焊)流水線。其次，由制造集成系統(tǒng)從設(shè)計(jì)輔助軟件中抽取焊縫長(zhǎng)度信息。分段焊縫物量明細(xì)表中包含組立名、組立類型、焊接方式、焊縫名稱、焊接類型、零件名、零件厚度、材質(zhì)、坡口代碼、焊縫長(zhǎng)度等信息。

中組立及大組立方面，首先需要在生產(chǎn)設(shè)計(jì)軟件中完成裝配結(jié)構(gòu)樹(shù)設(shè)計(jì)，定義中組及以上組立的屬性，定義所有開(kāi)坡口焊縫的坡口代碼。其次，從生產(chǎn)設(shè)計(jì)軟件中提取裝配、焊接工藝信息，生成裝配焊接工藝文件。此文件包含裝配、零件、焊縫幾何信息。焊接信息則包含連接名、連接長(zhǎng)度、焊縫名、焊縫長(zhǎng)度、焊接位置等信息。裝配信息中包含裝配名稱、建造方向等數(shù)據(jù)。零件信息包含零件內(nèi)部名、零件外部名、坡口代碼、板厚、材質(zhì)等數(shù)據(jù)。

3.2 搭載部物量提取

搭載部總組、搭載船體結(jié)構(gòu)物量根據(jù)兩分段端面為基準(zhǔn)，通過(guò)設(shè)計(jì)輔助軟件從生產(chǎn)設(shè)計(jì)軟件中抽取焊縫長(zhǎng)度信息。

物量抽取時(shí)分為主焊縫和內(nèi)部構(gòu)架焊縫。主板焊縫為兩分段對(duì)接后形成的外板、內(nèi)底板、斜旁板等主板對(duì)接及角接焊縫。內(nèi)部構(gòu)架焊縫為兩分段對(duì)接后形成的T-bar、肋板、角鋼等內(nèi)部構(gòu)件對(duì)接及角接焊縫?？偨M搭載物量的部分抽取數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 總組搭載物量部分抽取數(shù)據(jù)

4 船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量在生產(chǎn)部門的應(yīng)用

(1) 以某船型為例，組立部平面分段前道工作包(WP)代碼為“HA11”,中文描述為“分段平面分段前道制作”，對(duì)應(yīng)到組立部平直作業(yè)區(qū)。工作指令(WO)代碼為“02”，中文描述為“分段流水線FCB”，對(duì)應(yīng)到相應(yīng)班組。施工單(WJ)則根據(jù)零部件不同的部位分為甲板、內(nèi)底、外板、舷外、斜板等項(xiàng)目，對(duì)應(yīng)到個(gè)人，如表4所示。

表4 組立部平面分段前道施工單

由設(shè)計(jì)輔助軟件中抽取出的焊縫數(shù)據(jù)清單以組立名為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。最終通過(guò)組立名前兩位將抽取出的焊縫數(shù)據(jù)與組立部分段流水線FCB施工單進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了組立部船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量的自動(dòng)抽取及對(duì)應(yīng)到施工單。

(2) 搭載部總組及搭載施工單(見(jiàn)表5)的編制規(guī)則是兩分段之間的端面作為基礎(chǔ)，再通過(guò)主焊縫與構(gòu)架焊縫予以區(qū)分。以某船型的某總段為例，此總段由101、102、161、171、162、172、310共七個(gè)分段組成，各分段之間的端面分別為101×102、101×161、101×171、102×162、310×101、162×161、172×171、310×161等。

表5 總段總組施工單

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通過(guò)設(shè)計(jì)輔助軟件在生產(chǎn)設(shè)計(jì)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取焊縫物量的規(guī)則與搭載部施工單編制的規(guī)則完全一致。因此，搭載部總組及搭載船體結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)品物量實(shí)現(xiàn)了從抽取到對(duì)應(yīng)施工單的自動(dòng)化。

5 結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)中間產(chǎn)品物量數(shù)據(jù)自動(dòng)提取的同時(shí)，應(yīng)該在制造集成系統(tǒng)中編制一套與之對(duì)應(yīng)的工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)中間產(chǎn)品物量及工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出的理論工時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)績(jī)工時(shí)進(jìn)行對(duì)比分析，從而優(yōu)化工時(shí)及物量的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)造船的整體流程優(yōu)化與改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支撐。

Research on Automatically Extracting the Intermediate Product Quantity of Hull Structure

WANG Feng-xiang1,2， SUN Xiao-kang2， JIANG Zhi-yong1

(1.Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang Jiangsu 212003, China； 2.Shanghai Waigaoqiao Shipbuilding Co., Ltd., Shanghai 200137, China)

This paper classifies intermediate product quantity of hull structure which is required by each department in shipbuilding enterprises, combined with the actual production,this paper describes the process of extraction and corresponding to working jobs of intermediate product quantity of hull structure.

Hull structure Intermediate product Quantity extraction

王風(fēng)翔(1988-)，男，碩士研究生。

U673

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