船舶建造涂裝物料信息化管理

朱安慶， 劉海彬， 姚 飚

(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.江蘇現(xiàn)代造船技術(shù)有限公司， 江蘇 鎮(zhèn)江212003)

0 引 言

加快船舶制造智能化升級，為智能制造在我國船舶工業(yè)的深化發(fā)展提供有力支撐，實現(xiàn)船舶精益生產(chǎn)，是國內(nèi)船舶企業(yè)的共同目標。作為殼、舾、涂一體化造船的核心內(nèi)容之一，涂裝工程管理包含設(shè)計、采購、倉儲、工藝、生產(chǎn)、質(zhì)檢等。目前，我國船企的涂裝生產(chǎn)在技術(shù)和設(shè)備上與日韓等國的先進造船企業(yè)差距已并不明顯，制約涂裝生產(chǎn)的因素主要是生產(chǎn)組織與生產(chǎn)管理[1]。在涂裝工程中，涂料的需求量較大、占用資金大，且涂料屬于危險化學(xué)品，廢舊油漆桶屬于危險化學(xué)廢料，因此與其他物資相比，涂料對追溯管理的要求更高。在涂裝生產(chǎn)過程中存在涂料庫存量大、涂料使用過程監(jiān)控不到位、廢舊油漆桶回收率低等問題，導(dǎo)致涂裝生產(chǎn)管理效率低。

提高和完善涂裝設(shè)計、生產(chǎn)、管理的能力是企業(yè)提升市場競爭力和應(yīng)對當前復(fù)雜的市場環(huán)境的一個重要的、不可或缺的手段[2]。本文對涂裝物資管理進行研究，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化平臺，將涂裝的設(shè)計、生產(chǎn)和管理集成起來，保證涂裝相關(guān)信息的共享性、流動性、可靠性，解決船廠的物料管理問題。

1 涂裝物料管理流程分析

涂裝物料管理流程如圖1所示，主要有設(shè)計→計劃→采購→質(zhì)檢→倉儲→領(lǐng)用→施工→質(zhì)檢→回收。

圖1 涂裝物料管理流程

涂裝設(shè)計是涂裝管理的源頭，涂裝生產(chǎn)設(shè)計輸出的物料清單(Bill of Material, BOM)為涂料采購、涂裝生產(chǎn)計劃、涂裝施工提供涂裝工程的基本信息，包括：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解、涂裝面積、油漆定額、工藝文件等。但是，涂裝圖紙或數(shù)據(jù)信息都是設(shè)計部門通過下發(fā)紙質(zhì)圖紙或Excel表格給各個業(yè)務(wù)部門，導(dǎo)致部門之間信息傳遞速度慢、信息不對等、問題反饋不及時。為達到數(shù)據(jù)實時共享，將涂裝的設(shè)計、采購、物資、生產(chǎn)等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)在同一平臺上管理才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的一致性、準確性和唯一性[3]。

在船廠實際生產(chǎn)中，涂裝計劃與涂料采購、涂裝領(lǐng)用等流程沒有實現(xiàn)銜接，船廠涂裝計劃對這兩方面的管控明顯不足[4]。涂料的采購沒有計劃性，都是被動地進行采購，只有涂裝主管提交采購申請單時采購員才會進行采購。由于多數(shù)供應(yīng)商的涂料倉庫都在國內(nèi)，而且在涂料采購合同中規(guī)定到貨時間，因此涂料采購供貨周期基本能夠保證，但是存在采購需求與使用需求不一致等現(xiàn)象，導(dǎo)致生產(chǎn)節(jié)奏混亂、生產(chǎn)管理效率低。而且，如果是需要進口的涂料，在無計劃的狀態(tài)下進行采購可能導(dǎo)致采購環(huán)節(jié)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)脫節(jié)，導(dǎo)致嚴重的誤工現(xiàn)象，而且處理不當會導(dǎo)致生產(chǎn)停滯。

在涂料采購流程中，采購員在發(fā)出采購單后，對采購流程控制不足。雖然涂料采購合同明確規(guī)定采購單發(fā)出后多少日之內(nèi)必須到貨，但無法得知實際到貨時間，到貨單隨涂料一起到廠，涂料到貨后的入廠手續(xù)需現(xiàn)場辦理，到貨入庫時間長。涂料到達倉庫并清點完畢后，需先堆放到臨時場地，再報質(zhì)檢部門進行檢查，這個過程可能需一天時間才能完成，等待時間長，不滿足精益化管理要求。

廢舊油漆桶回收也是困擾涂裝生產(chǎn)的一大難題。據(jù)調(diào)查，某船廠每天約消耗700桶油漆，巨大的油漆用量造成涂料倉庫管理壓力大，而且在涂裝施工結(jié)束后，廢舊油漆桶的回收難度高。一個原因是涂裝完成后油漆桶被工人隨意丟棄；另一原因是廢舊油漆桶回收時，出現(xiàn)瞞報、漏報情況，又無法追查到具體責任人，導(dǎo)致回收困難。涂料屬于危險化學(xué)品，在運輸、倉儲、施工等環(huán)節(jié)中都有嚴格的規(guī)定，廢舊油漆桶同樣屬于危險化學(xué)廢料，隨意丟棄會嚴重污染環(huán)境，更有甚者會將油漆桶直接丟進江河，對船廠附近水體造成嚴重污染。此外，廢舊油漆桶會殘存油漆，依然具有可燃性，在廠內(nèi)隨意丟棄，有造成火災(zāi)的隱患。

2 涂裝業(yè)務(wù)模型需求分析

針對船廠涂裝工程管理在物料管理中存在的問題以及物料管理的實際需求和管理業(yè)務(wù)流程，研究涂裝物料一體化管理方案，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，基于企業(yè)微信客戶端，通過移動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)移動端與PC端雙向數(shù)據(jù)互通，達到涂料入庫、庫存盤點、涂料出庫、廢桶回收等流程產(chǎn)生數(shù)據(jù)實時更新的目的[5]。設(shè)計部門在項目初期將涂料參數(shù)錄入系統(tǒng)，結(jié)合涂裝車間任務(wù)包的劃分和車間生產(chǎn)計劃，實現(xiàn)涂裝生產(chǎn)和涂料供應(yīng)的協(xié)同與平衡。船舶建造涂裝業(yè)務(wù)模型如圖2所示。

圖2 船舶建造涂裝業(yè)務(wù)模型

2.1 涂裝BOM管理

根據(jù)船舶涂裝產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解(分段及區(qū)域)的特點，涂裝BOM主要包括各類數(shù)據(jù)、圖表和生產(chǎn)圖紙等[6]。涂裝BOM可分為基礎(chǔ)信息和工程信息：基礎(chǔ)信息包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解(分段、區(qū)域)、涂裝面積、涂料屬性信息；工程信息包括涂裝工藝說明、區(qū)域?qū)傩孕畔ⅰ⒂推岫~信息、工作量估算。

有效而準確輸出涂裝BOM數(shù)據(jù)，是采購部訂貨、生產(chǎn)部編制任務(wù)包、計劃部編制涂裝作業(yè)計劃的依據(jù)。內(nèi)場涂裝主要是分段及預(yù)組段涂裝，面積及油漆定額計算方便，而且內(nèi)場涂裝受環(huán)境及其他因素影響較小，生產(chǎn)節(jié)拍比較穩(wěn)定；外場涂裝主要是區(qū)域和艙室涂裝，存在涂裝面積大以及受其他專業(yè)、環(huán)境影響大等問題，涂裝面積和工作量的估算難度較大。

2.2 涂料需求計劃

分段涂裝、船臺涂裝和碼頭涂裝都是船舶建造過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，甚至是瓶頸環(huán)節(jié)。為了縮短涂裝生產(chǎn)周期，施工班組最希望涂料庫存充足，能夠保證隨領(lǐng)隨到，不會出現(xiàn)等料停工的現(xiàn)象。但是，涂料屬于易燃易爆的危險化學(xué)品，涂料倉庫管理要求減少涂料庫存積壓和降低安全隱患。為解決涂裝生產(chǎn)和倉儲的矛盾，需合理安排涂裝生產(chǎn)計劃，對涂裝生產(chǎn)過程中各階段所需的涂料一清二楚。需以生產(chǎn)日程計劃為指導(dǎo)，結(jié)合涂裝BOM詳情，在保證涂裝生產(chǎn)的前提下，確定涂料采購的提前期，按需采購?fù)苛稀?/p>

2.3 涂料倉儲管理

將倉庫庫位進行標準化劃分，并預(yù)定義各種涂料的庫位區(qū)域，結(jié)合預(yù)到貨單和現(xiàn)有庫存量，自動分配新到貨單的庫存位置。倉庫管理員日常點檢在手持終端上一鍵完成，手持終端與PC端共用數(shù)據(jù)庫，手持終端上實時顯示庫存數(shù)據(jù)，在點檢時倉庫管理員在庫存盤點模塊查詢某個庫位庫存現(xiàn)狀與實際庫存對比，若涂料實物與管理數(shù)據(jù)一致，直接點擊確認即可。倉儲模塊能夠根據(jù)涂料的有效日期提醒倉庫管理員和涂裝主管及時安排使用快要過期的涂料；依據(jù)生產(chǎn)計劃提醒涂裝主管涂料用量不滿足未來一段時間的生產(chǎn)需求，需及時采購?fù)苛?；當主管提交采購申請時，采購量會與庫存量及庫存上限進行對比，當超過上線時提醒主管采購量過大。

2.4 涂料領(lǐng)用回收管理

涂料在領(lǐng)用時以任務(wù)包(Work Package, WOP)為單位，但是一個WOP的生產(chǎn)周期可能需幾天，因此需將WOP分至每一度油漆，每次油漆的領(lǐng)用量可控制在一度油漆用量或兩度油漆用量。涂裝主管在提交領(lǐng)用單時，涂料倉庫管理員會收到即時消息，按照領(lǐng)用申請?zhí)崆斑M行油漆集配，并將涂料的二維碼打印出來，待領(lǐng)料員領(lǐng)料時一并出庫。施工班組在領(lǐng)到涂料及涂料專屬二維碼后需將二維碼粘貼在桶外側(cè)：此二維碼可作為油漆施工的有效依據(jù)，管理人員若發(fā)現(xiàn)工人在施工時油漆桶外未貼二維碼標簽，可對班組長進行考核；此二維碼也可作為廢桶回收時的依據(jù)， 若存在無二維碼的廢舊空桶，需對施工班組進行考核，而且在回收時，回收人員必須進行掃碼回收。

2.5 報表輸出

基于前幾個模塊的數(shù)據(jù)錄入和數(shù)據(jù)處理，輸出采購、到貨、領(lǐng)用、回收各個操作的數(shù)據(jù)信息，并且用戶可根據(jù)一定處理規(guī)則得到目標數(shù)據(jù)報表。此外，在各個界面提供給用戶將數(shù)據(jù)導(dǎo)出成Excel表格的功能。

3 涂裝物資管理體系構(gòu)建

3.1 體系構(gòu)架設(shè)計

涂裝物料配套管理涉及涂裝設(shè)計、生產(chǎn)計劃、涂裝采購等模塊，僅提升涂料倉儲管理對船廠的管理提升遠遠不夠，將船舶涂裝從設(shè)計到生產(chǎn)管理的信息流統(tǒng)一起來，才能最大化地提升船廠管理水平[7]。基于涂料管理與計劃管理、任務(wù)包管理協(xié)同的思想，根據(jù)管理需要將一個WOP需用到的涂料作為一個單位，參照生產(chǎn)計劃進行相關(guān)采購及領(lǐng)用。管理者可根據(jù)WOP的工作量以及計劃安排，合理地控制倉庫涂料的庫存量，實現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍均衡進行。體系構(gòu)架如圖3所示。

圖3 涂裝物料配套管理體系構(gòu)架

3.2 體系模塊構(gòu)成

主要包含基礎(chǔ)設(shè)置、涂料采購管理、倉儲管理、涂料領(lǐng)用回收管理、報表輸出等5個模塊，如圖4所示。

3.3 角色劃分

涂裝物料配套管理涉及多個部門的多個角色，不同的角色對應(yīng)不同的崗位職責。結(jié)合船廠人員組織架構(gòu)，繪制涂裝物料配套管理的用例圖，如圖5所示。

3.4 功能模塊設(shè)計

3.4.1 基礎(chǔ)設(shè)置

涂裝設(shè)計管理員根據(jù)船廠建造實際情景，制定科學(xué)合理的涂裝施工工藝，并依據(jù)涂料配套文件和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解，對涂裝部位名稱、面積、涂裝用料、涂裝工作量進行客觀準確的估算。涂裝生產(chǎn)管理員劃分標準WOP，并結(jié)合涂裝設(shè)計BOM制定涂裝WOP結(jié)構(gòu)樹。

圖4 涂裝物料配套管理體系模塊構(gòu)成

圖5 涂裝物料配套管理用例圖

3.4.2 涂料采購管理

涂裝主管在采購申請模塊基于涂裝WOP提交采購申請單；采購員收到采購申請單后生成采購單；供應(yīng)商在發(fā)貨后填寫送貨信息，并上傳送貨單；采購員收到送貨單后開入廠證明并生成預(yù)到貨單，制定涂料報檢計劃。

3.4.3 倉儲管理

倉庫管理員根據(jù)預(yù)到貨單進行預(yù)入庫，匹配庫位，根據(jù)匹配的庫位信息，調(diào)整優(yōu)化庫位；根據(jù)到貨單信息進行到貨清點，并指導(dǎo)入庫；日常庫存盤點；涂料出庫的集配和打印涂料二維碼。

3.4.4 涂料領(lǐng)用及回收

涂裝主管在涂料領(lǐng)用模塊申請領(lǐng)料，可在施工前一天下午或施工當天早上在系統(tǒng)上填寫涂料領(lǐng)用單，并將領(lǐng)用單打印出來簽字后交給施工班組的領(lǐng)料員；涂裝主管對生產(chǎn)中涂料的使用狀況進行抽檢；涂裝油漆桶回收員負責每日油漆桶回收反饋，實時記錄油漆桶回收狀態(tài)，可查詢每個項目、每個施工班組在每一天未退還的油漆桶。

4 結(jié) 論

分析船廠涂裝物料管理現(xiàn)狀，結(jié)合精益造船要求，設(shè)計涂裝物料管理方案及模型。該方案保證涂裝設(shè)計、涂料采購、涂料倉庫、生產(chǎn)管理等業(yè)務(wù)部門信息的共享性、實時性、流動性，且具有較高的實用性、可靠性和可擴展性等特點。