機裝生產(chǎn)設(shè)計管理革新

王 彥, 賈紫鈺, 晉昊翔, 林建中, 王章建

(上海外高橋造船有限公司， 上海 200137)

0 引 言

一個完整的船舶設(shè)計體系涵蓋了初步設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計和生產(chǎn)設(shè)計。在船舶企業(yè)變革與創(chuàng)新中，設(shè)計工作是首要問題。生產(chǎn)設(shè)計作為設(shè)計環(huán)節(jié)中直接面向施工部門的一環(huán)，非常重要。當(dāng)前各船廠生產(chǎn)設(shè)計存在諸多不足：設(shè)計細(xì)化程度偏低，信息表達(dá)不充分；設(shè)計質(zhì)量欠佳，后期返工修改較多；過程管理不到位，邊設(shè)計邊修改現(xiàn)象普遍……機裝專業(yè)是眾多專業(yè)中難度較高的一個專業(yè)，機裝生產(chǎn)設(shè)計工作量大，自主性要求高，受限條件多，后期修改率偏高。改善機裝生產(chǎn)設(shè)計，提高整體設(shè)計水平，是設(shè)計向生產(chǎn)轉(zhuǎn)換過程中必須面對的難題。

1 機裝生產(chǎn)設(shè)計特點

(1) 系統(tǒng)多、設(shè)備多、舾裝件多。機(泵)艙、機艙棚區(qū)域涵蓋了燃油、滑油、貨油、空氣、淡水、海水、通風(fēng)、排氣等幾大類數(shù)十個系統(tǒng)；涉及的設(shè)備種類廣、數(shù)量多，致使該區(qū)域的舾裝件種類、數(shù)量遠(yuǎn)超其他區(qū)域；多數(shù)舾裝件需根據(jù)實際情況“量身定制”，標(biāo)準(zhǔn)化程度低。

(2) 空間有限，受線型影響大，設(shè)計難度高。出于航速和燃油經(jīng)濟(jì)性考慮，多數(shù)船型尾部線型較窄。受其影響，尾機型船舶機艙區(qū)域，尤其是機艙底層區(qū)域空間十分有限，要在這些狹小的空間里同時布置眾多的設(shè)備和舾裝件，設(shè)計難度高。

(3) 后續(xù)船設(shè)備更換頻率高，修改工作量大。受船舶所有人設(shè)備選用意向、設(shè)備價格波動、設(shè)備供貨情況、設(shè)備布置空間、設(shè)備技術(shù)升級等諸多因素的影響，使得機艙設(shè)備的更換始終處于較高的頻率。表1為某型散貨船主要設(shè)備更換率。

表1 某型散貨船主要設(shè)備更換率 %

表1所述的主機、鍋爐、主發(fā)電機，即所謂的機艙“三大件”更換甚為頻繁，而這些設(shè)備均涉及多個系統(tǒng)，可見修改工作之巨。

(4) 設(shè)計周期短，設(shè)計條件不成熟[1]。船舶所有人從下單到開工，要求的時間間隔非常短。在非常規(guī)設(shè)計周期下，各項計劃無法按線性排布。圖1為某型船設(shè)計計劃節(jié)點，整個項目的設(shè)計周期已壓縮在10個月以內(nèi)，各項前后道工作之間都會出現(xiàn)周期重疊，生產(chǎn)建模的時間只有3個月左右，極其緊張。多數(shù)圖紙資料在生產(chǎn)設(shè)計開始后才陸續(xù)提供，并時常出現(xiàn)“斷供”現(xiàn)象，設(shè)計條件不夠成熟。

圖1 某型船設(shè)計計劃節(jié)點

(5) 計劃準(zhǔn)時性要求高。各項計劃節(jié)點的準(zhǔn)時性直接影響著舾裝件納期、生產(chǎn)部門的施工節(jié)奏和進(jìn)度。無論輸入條件如何，圖紙、訂貨計劃都必須充分保證。

(6) 船舶所有人個性要求多。船舶市場屬于典型的買方市場，處于強勢地位的船舶所有人在整個過程都具有較強的話語權(quán)。船舶所有人會將其船舶管理習(xí)慣、使用經(jīng)驗等諸多個性化要求在各個環(huán)節(jié)向船廠提出并要求滿足。多數(shù)意見只適用于該船舶所有人自身的項目，不具代表性，鮮有借鑒推廣的價值，對標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計產(chǎn)生不利影響。

深入分析機裝生產(chǎn)設(shè)計專業(yè)特點，針對當(dāng)前凸顯的問題，在專業(yè)技術(shù)管理方面，通過推行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、建立大數(shù)據(jù)庫、深化專業(yè)合作、強化過程和質(zhì)量控制以及細(xì)化人員管理等措施，探索解決問題之道。

2 設(shè)計作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化

設(shè)計作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化是指在設(shè)計以及與設(shè)計相關(guān)的技術(shù)、科學(xué)和管理作業(yè)活動中，對重復(fù)性的事物和概念，對實際的或潛在的問題，制訂、發(fā)布和實施共同的、可重復(fù)使用的規(guī)則的行為[2]。通過這類行為，對設(shè)計或與其相關(guān)的工作起到促進(jìn)作用，甚至帶來直接的效益。加大新標(biāo)準(zhǔn)制訂和已有標(biāo)準(zhǔn)使用更新力度，建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫是設(shè)計作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化過程中兩項至關(guān)重要的工作。

2.1 加大新標(biāo)準(zhǔn)制訂、已有標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用及更新力度

船舶產(chǎn)品是一個集合了眾多標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)件的復(fù)雜綜合體，從其本質(zhì)屬性來說，它屬于定制的非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、公司標(biāo)準(zhǔn)等各類標(biāo)準(zhǔn)在船舶設(shè)計、建造過程中得到了廣泛的應(yīng)用，但各類船舶舾裝件中，尤其是機艙內(nèi)部的眾多舾裝件中，非標(biāo)件仍占有很高的比例。

設(shè)計部門作為公司主要技術(shù)部門，在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、升級更新等方面起著主導(dǎo)作用。結(jié)合機裝生產(chǎn)設(shè)計的特點，加大各類已有標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用、升級更新，以及經(jīng)驗向標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)化力度非常重要。在設(shè)計過程中，最大限度實現(xiàn)舾裝件標(biāo)準(zhǔn)化，才能最大程度地固化某些工藝流程，提高設(shè)計和現(xiàn)場施工的效率。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，舾裝件的通用性和互換性就越高，受納期的影響程度也越低，為公司的建造提速、節(jié)點連續(xù)性提供有力保障。對現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)定期進(jìn)行升級更新，與時俱進(jìn)，保證最新、最符合現(xiàn)階段造船需求的技術(shù)及時得到應(yīng)用。將日常積累的經(jīng)驗適時向標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過制訂新標(biāo)準(zhǔn)，將小眾化的經(jīng)驗進(jìn)行大眾化推廣，可對設(shè)計效率、水平提升起到推動作用。

2.2 建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫

各類標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫是設(shè)計工作的基礎(chǔ)，其完善程度、正確率對設(shè)計效率的提升和模型、圖紙的正確率有著直接影響。圖2為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)框架。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)框架

2.2.1 設(shè)備庫

機艙設(shè)備眾多，不同船型間設(shè)備差異大，每一型新船的設(shè)計，設(shè)備建模工時約占整個鐵舾專業(yè)建模工時的1/4。

設(shè)備庫是將近幾年各船所有機艙設(shè)備按類別進(jìn)行整理，梳理出清單，并將模型存于指定的數(shù)據(jù)庫中。清單的梳理重點突出設(shè)備型號、參數(shù)、生產(chǎn)廠家這些易比對的特征。在應(yīng)用時，可通過這3個關(guān)鍵特性進(jìn)行快速檢索[3]。在設(shè)備資料齊全的情況下，可以查找完全相同的設(shè)備直接利用或相似度很高的設(shè)備稍加修改后利用。在設(shè)備資料不全的情況下，可以根據(jù)選定的廠家信息及技術(shù)協(xié)議中的相關(guān)參數(shù)，從設(shè)備庫中查找相似的設(shè)備臨時應(yīng)用。在有限的設(shè)計周期內(nèi)，最大限度避免設(shè)計人員因等待而浪費時間。

隨著船型的增加，設(shè)備庫的數(shù)據(jù)將會越來越全面，檢索出相同或相似設(shè)備的概率也越來越高，設(shè)備建模周期也將逐步縮短，為后續(xù)設(shè)計提供有利條件。表2為設(shè)備庫清單中主柴油發(fā)電機組部分節(jié)選。

表2 主柴油發(fā)電機組設(shè)備庫清單(節(jié)選)

2.2.2 部件庫

部件庫對生產(chǎn)設(shè)計尤為重要。部件庫涵蓋的板材、型材、管材、管附件、閥附件等專業(yè)間的通用數(shù)據(jù)達(dá)數(shù)十個大類數(shù)千項之巨，再加上各專業(yè)的專用數(shù)據(jù)，整個部件庫的數(shù)據(jù)量非常龐大，因此部件庫的整理和維護(hù)是一項繁瑣的系統(tǒng)性工程。此前新設(shè)計船所用部件庫一般會從最近類型相同的項目進(jìn)行拷貝，且數(shù)據(jù)庫權(quán)限開放導(dǎo)致管理較為困難、錯誤率偏高，直接影響著模型、圖紙的準(zhǔn)確率。

標(biāo)準(zhǔn)部件庫是將各船型、各專業(yè)通用的部件數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、梳理、復(fù)核，存于指定數(shù)據(jù)庫，由專人進(jìn)行維護(hù)和管理。在新船設(shè)計時，以此為部件庫拷貝數(shù)據(jù)源。通過提高源頭數(shù)據(jù)正確率來保證后續(xù)設(shè)計工作的正確率[4]。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)模型庫

生產(chǎn)設(shè)計建模風(fēng)格、模型布置形式因人而異，沒有完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但是，不同船型同一類設(shè)備的布置以及與其相關(guān)的舾裝件類型、數(shù)量和布置形式存在一定的相似性，具備一定的借鑒價值。

標(biāo)準(zhǔn)模型庫包含標(biāo)準(zhǔn)STRUCTURE、標(biāo)準(zhǔn)箱柜、單元模塊庫等。通過對多型船同類別舾裝件或相同設(shè)備的布置進(jìn)行比較，找出相同點，并結(jié)合配建、使用等情況反饋，將部分舾裝件或設(shè)備的布置形式進(jìn)行固化并形成數(shù)據(jù)庫[5]。對于較為簡單的模型，比如各種形式的直梯、拉手、欄桿等可以直接從數(shù)據(jù)庫插入。對于較為復(fù)雜的獨立箱柜、模塊單元等，在標(biāo)準(zhǔn)形式基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。通過上述手段實現(xiàn)部分模型的快速建模，縮短過程時間。圖3為單/雙大氣冷凝器熱井單元模塊形式。

2.2.4 標(biāo)準(zhǔn)圖庫

對于只有一級工藝的船廠，生產(chǎn)設(shè)計圖紙直接面向施工人員，對圖紙細(xì)致程度、信息完整程度要求極高。各種施工工藝、過程文件、節(jié)點詳圖等都須在圖紙中進(jìn)行詳盡表達(dá)，這些工作是生產(chǎn)設(shè)計圖紙設(shè)繪過程中不可或缺的環(huán)節(jié)。

標(biāo)準(zhǔn)圖庫集合子圖庫和標(biāo)準(zhǔn)圖樣，將圖紙中通用的、共性的、出現(xiàn)頻率極高的圖面信息歸納成多個模塊，根據(jù)需要進(jìn)行選取、組合或直接填入舾裝件參數(shù)，最大限度縮短圖紙設(shè)繪時間，提高圖面信息正確率。

圖3 單/雙大氣冷凝器熱井單元模塊形式

3 專業(yè)界限模糊化

在目前部門組織框架下，各科室設(shè)計工作按類型主要分為詳細(xì)設(shè)計和生產(chǎn)設(shè)計，前者為先行專業(yè)，指導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)計工作的開展。各專業(yè)內(nèi)部又細(xì)分為多個平行專業(yè)。專業(yè)間有明確的分工職責(zé)和歸口要求。受專業(yè)分工和設(shè)計人員自身專業(yè)能力的影響，普通設(shè)計人員更多地局限于自己領(lǐng)域的工作，缺少全局性，專業(yè)間出現(xiàn)了一道無形的壁壘。推諉、拖延現(xiàn)象時有發(fā)生，這已成為一種通病。

在精益設(shè)計的大背景下，借鑒國外先進(jìn)船廠“大機裝”的理念，機裝設(shè)計可嘗試專業(yè)界限模糊化，通過下述措施形成專業(yè)間的融合[6]。

(1) 專業(yè)培訓(xùn)開闊視野。通過各種專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，了解其他專業(yè)的技術(shù)知識，豐富自身知識構(gòu)成，突破專業(yè)局限性。在設(shè)計過程中，立足本專業(yè)，充分考慮其他專業(yè)。

(2) 前期介入。在詳細(xì)設(shè)計階段，生產(chǎn)設(shè)計人員主動參與，結(jié)合自身特點、配建經(jīng)驗等，將生產(chǎn)設(shè)計訴求提前反饋，將后續(xù)可能出現(xiàn)的設(shè)計問題提前解決，保證生產(chǎn)設(shè)計的流暢性。

(3) 后續(xù)延伸。詳細(xì)設(shè)計人員可利用其系統(tǒng)知識豐富的專業(yè)優(yōu)勢，在圖紙設(shè)繪時，將細(xì)節(jié)性內(nèi)容或生產(chǎn)設(shè)計容易忽視的知識點等，在圖紙中反映或通過其他手段向生產(chǎn)設(shè)計過程進(jìn)行反饋，降低生產(chǎn)設(shè)計出錯概率。

4 過程管理規(guī)范化

生產(chǎn)設(shè)計過程是指從生產(chǎn)設(shè)計前期介入到施工圖紙輸出結(jié)束這一完整時間段內(nèi)的所有工作。在這一時間段內(nèi)，設(shè)計人員、項目主管需完成的工作復(fù)雜且多樣化。各項工作間既相互關(guān)聯(lián)又相互影響。理清各環(huán)節(jié)內(nèi)在聯(lián)系、理順各輸入輸出條件是保證項目有序推進(jìn)的先決條件[7]。

(1) 注重梳理。制約生產(chǎn)設(shè)計開展的外部因素、每一階段設(shè)計工作開展所需的具體輸入條件、影響其他專業(yè)開展的輸出條件、設(shè)計工作主次順序等均需重點梳理形成指導(dǎo)性文件，作為階段工作開展的參考。表3為機裝鐵舾專業(yè)通道部分設(shè)計輸入條件節(jié)選。

表3 機裝鐵舾專業(yè)通道部分設(shè)計輸入條件節(jié)選

(2) 規(guī)范項目主管的管理行為。在各船型生產(chǎn)設(shè)計過程中，項目管理工作內(nèi)容大同小異，項目管理行為卻因人而異，個性化明顯，亮點與不足并存。按求同存異原則，將共性工作進(jìn)行梳理并規(guī)范化，形成作業(yè)細(xì)則供參考。各項目主管在此基礎(chǔ)上結(jié)合項目特點和自身優(yōu)勢進(jìn)行差異化管理。

(3) 明確分工職責(zé)、制訂時間節(jié)點。明確設(shè)計人員和項目主管的工作內(nèi)容及各自職責(zé)，為職責(zé)范圍內(nèi)的各項工作制訂合理的時間節(jié)點，并按節(jié)點進(jìn)行進(jìn)度管控。表4為生產(chǎn)設(shè)計管系建模進(jìn)度控制表節(jié)選(第2月工作內(nèi)容及進(jìn)度要求)。

表4 生產(chǎn)設(shè)計管系建模進(jìn)度控制表節(jié)選(第2月工作內(nèi)容及進(jìn)度要求)

對過程內(nèi)容進(jìn)行梳理、對過程行為進(jìn)行規(guī)范、對過程職責(zé)進(jìn)行明確和對過程關(guān)鍵點進(jìn)行監(jiān)督，讓各項工作處于全面可控狀態(tài)。

5 質(zhì)量管理多元化

質(zhì)量是企業(yè)生存的根本，是企業(yè)競爭力的核心。設(shè)計質(zhì)量關(guān)乎著成本控制、施工周期、一次報驗合格率等多個環(huán)節(jié)或指標(biāo)的順利實現(xiàn)。

以往機裝生產(chǎn)設(shè)計質(zhì)量管控措施較為單一且滯后，設(shè)計人員更多依賴后期的模型平衡和圖紙校對。由于整個質(zhì)量管控環(huán)節(jié)處于設(shè)計周期的中后期，效果一般，邊出圖邊修改模型成為了常態(tài)，這也是機裝生產(chǎn)設(shè)計A類(設(shè)計考慮不周)修改率長期居高不下的關(guān)鍵所在。

革新后的生產(chǎn)設(shè)計質(zhì)量管控變被動式質(zhì)量管理為自發(fā)性、持續(xù)性、多元化質(zhì)量管理。質(zhì)量管理貫穿于整個設(shè)計周期[8]。圖4為機裝生產(chǎn)設(shè)計質(zhì)量控制體系中的管系專業(yè)區(qū)域建模質(zhì)量管控流程。

(1) 加大現(xiàn)有質(zhì)量控制文件利用率，強化自主質(zhì)量管理[9]。校審手冊、技術(shù)協(xié)議談判要點匯編、圖紙設(shè)繪要點匯編等集合了設(shè)計通用要求、技術(shù)協(xié)議談判要點及技巧、圖紙設(shè)繪要領(lǐng)、各船型配建問題反饋等內(nèi)容的質(zhì)量管控基礎(chǔ)文件，設(shè)計人員須知道且可熟練運用，并在整個設(shè)計過程中自覺應(yīng)用。

(2) 模型專項平衡與模型校對交替進(jìn)行。淡化后期區(qū)域模型平衡，將該項工作提前并分解，在不同設(shè)計階段，對重要舾裝件、設(shè)備、工藝等進(jìn)行專項平衡，如主通道、主機吊裝、軸系安裝及吊出、鍋爐安裝等。在模型初步完成階段，設(shè)計人員按校審手冊自檢后，交由其他經(jīng)驗較為豐富的設(shè)計人員進(jìn)行校對，并完成意見修改。

(3) 出圖前設(shè)備核對，降低設(shè)備建模錯誤對后期舾裝件安裝的影響。由于設(shè)計人員自身差錯、廠家差錯，出現(xiàn)設(shè)備無法安裝、管路無法與其連接或其他相關(guān)舾裝件無法安裝等問題。這類錯誤在A類修改中占有較高比例。在建模工作結(jié)束、出圖工作開始前，按照設(shè)備工作圖、最新一版送審圖或退審意見等，對設(shè)備模型進(jìn)行交互核對，將人為錯誤降至最低。

圖4 管系專業(yè)區(qū)域建模質(zhì)量管控流程

6 人員管理柔性化

人員管理是科室或團(tuán)隊日常工作之一。高效的人員管理、合理的人員配置是項目有序推進(jìn)的必要條件。面對由不同年齡層次、不同能力等級人員構(gòu)成的團(tuán)隊，以及隨項目開展而進(jìn)行的人員頻繁調(diào)配，通過柔性化的管理方式[10]，快速形成戰(zhàn)斗力。

(1) 梳理人員能力，明確人員定位。合理的項目人員配置，其前提是對設(shè)計人員的能力有充分的了解。因此，對設(shè)計人員能力進(jìn)行梳理和定位并建立履歷檔案[11]十分必要。通過建模效率、模型一次合格率、出圖效率、圖紙一次正確率、現(xiàn)場問題處理及時性和有效性、專業(yè)協(xié)調(diào)能力、解決問題的思維能力等多個指標(biāo)，采用員工自評、同事互評、主管詳評、領(lǐng)導(dǎo)點評等全方位評測方法，對設(shè)計人員綜合素質(zhì)進(jìn)行較為合理的定位，并形成履歷檔案，為日常人員調(diào)配提供參考[12]。表5為生產(chǎn)設(shè)計人員建模履歷節(jié)選。

表5 生產(chǎn)設(shè)計人員建模履歷節(jié)選

(2) 針對性培訓(xùn)，縮小能力差距。對綜合素質(zhì)評測反饋出的人員能力短板，進(jìn)行有針對性的、常態(tài)化的專業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)或跨專業(yè)培訓(xùn)，通過培訓(xùn)縮小設(shè)計人員之間的能力差距，使得各能力層次的人員配比處在比較均衡的狀態(tài)，讓每個設(shè)計人員同時能滿足新船設(shè)計、后續(xù)船修改、在建船現(xiàn)場配建的崗位需求，為特定時期人員靈活調(diào)配奠定基礎(chǔ)。

(3) 定崗不定人，人員調(diào)配靈活化。常規(guī)的人員崗位管理方法是定崗定員，即明確崗位種類和數(shù)量，以及與這些崗位匹配的人員。但是，在當(dāng)前局勢下，面對多項目并行開展、人力配置不足、設(shè)計周期短、計劃準(zhǔn)時性要求嚴(yán)等不利因素，須打破常規(guī)的人員崗位管理方法，定崗不定人，實現(xiàn)人員調(diào)配靈活化。新項目建模、出圖，后續(xù)船模型、圖紙局部修改，在建項目現(xiàn)場配建人員非完全固定化，都可視當(dāng)前工作緊迫性合理平衡各崗位的負(fù)荷，進(jìn)行人員靈活流動和短期集中投入，保證緊迫目標(biāo)快速完成。

7 結(jié) 語

立足機裝專業(yè)，以專業(yè)特性為出發(fā)點，以項目為實施載體，對生產(chǎn)設(shè)計管理方面的革新措施進(jìn)行探索。將某30萬噸級原油船項目作為該管理革新措施的首個實施對象，通過系列創(chuàng)新措施的有效應(yīng)用，該項目在計劃、質(zhì)量等方面都取得了不俗的成績。尤其在質(zhì)量方面，A類修改率和總修改率均實現(xiàn)了歷史新低。后續(xù)在蘇伊士原油船和阿芙拉成品油船項目上的多次實施，使得這些創(chuàng)新性管理措施的合理性、科學(xué)性得到了充分的驗證，各項措施也已成熟并具備全面推廣的可行性。目前，船、電、舾專業(yè)以此為藍(lán)本，結(jié)合本專業(yè)實際情況進(jìn)行了深度推廣應(yīng)用，在計劃完成率、設(shè)計修改率方面均得到了大幅度改善。