基于安全庫(kù)存管理的鋼板采購(gòu)訂單優(yōu)化

高 霆, 王炬成, 周 紅, 朱小敏

(1.江蘇科技大學(xué) 船舶與海洋工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212100；2.江蘇現(xiàn)代造船技術(shù)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

0 引 言

鋼板成本在船舶建造成本中占比較大，采購(gòu)的鋼板若沒有立即投入生產(chǎn)，則會(huì)造成資金和成本的占用，對(duì)船廠來說無疑是一種資源浪費(fèi)[1]。船舶建造是一個(gè)均衡有序的過程，鋼板采購(gòu)是整個(gè)船舶建造過程的開始。鋼板采購(gòu)的合理安排可有效降低庫(kù)存占用，減少資源浪費(fèi)，有效降低造船總成本。

船舶設(shè)計(jì)生產(chǎn)是并行協(xié)同的過程，存在邊設(shè)計(jì)邊生產(chǎn)的階段，鋼板在采購(gòu)后因設(shè)計(jì)退審和采購(gòu)限制等會(huì)產(chǎn)生采購(gòu)變更，導(dǎo)致部分鋼板在采購(gòu)后冗余，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和使用，長(zhǎng)久堆放易產(chǎn)生麻點(diǎn)和生銹等現(xiàn)象。為盡可能消耗大量庫(kù)存鋼板，降低庫(kù)存，減少惡性占庫(kù)，開展基于安全庫(kù)存管理的鋼板采購(gòu)訂單(Purchase Order，PO)優(yōu)化研究。

1 鋼板采購(gòu)流程和采購(gòu)目標(biāo)

1.1 鋼板采購(gòu)流程

鋼板采購(gòu)涉及生產(chǎn)管理部、設(shè)計(jì)部、采購(gòu)部和加工部等部門，如圖1所示。生產(chǎn)管理部下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃。設(shè)計(jì)部在獲得生產(chǎn)計(jì)劃后開始進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)和取材工作，設(shè)計(jì)包括船體各分段的設(shè)計(jì)建模等，取材包括列出取材計(jì)劃、計(jì)算訂貨量、提出鋼板采購(gòu)請(qǐng)求(Purchase Order Request，POR)交由采購(gòu)部進(jìn)行采購(gòu)。采購(gòu)部依據(jù)POR制作PO，PO通常包含船號(hào)、分段號(hào)、材料編號(hào)、鋼板尺寸(厚度、寬度、長(zhǎng)度)、船級(jí)和材質(zhì)等信息[2-3]。鋼板在采購(gòu)到貨后交由加工部進(jìn)行入庫(kù)操作，并在設(shè)計(jì)取材階段設(shè)計(jì)部即可發(fā)出切割指示，交由加工部完成備料計(jì)劃，最后開始進(jìn)行船體建造。

圖1 鋼板采購(gòu)流程

1.2 鋼板采購(gòu)目標(biāo)

結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，鋼板采購(gòu)的主要目標(biāo)是盡可能縮短采購(gòu)周期、控制庫(kù)存量，最終降低采購(gòu)總成本。

(1)縮短采購(gòu)周期。一個(gè)完整的船舶全生命周期由訂單處理、原材料采購(gòu)、船舶建造和交付等部分構(gòu)成。只有每個(gè)部分的時(shí)間均縮短，才能保證整個(gè)船舶周期縮短?？s短采購(gòu)周期，可實(shí)現(xiàn)船舶生產(chǎn)周期的快速響應(yīng)，加速庫(kù)存周轉(zhuǎn)，降低總成本。

(2)控制庫(kù)存量。庫(kù)存量和采購(gòu)息息相關(guān)，控制庫(kù)存量是在滿足船舶生產(chǎn)需求的基礎(chǔ)上，盡可能減少庫(kù)存占用、降低庫(kù)存成本。

(3)降低采購(gòu)總成本。鋼板是船舶產(chǎn)品的主要原材料，降低造船成本的重點(diǎn)是削減鋼板采購(gòu)成本。船廠應(yīng)時(shí)刻關(guān)注鋼板價(jià)格，以降低采購(gòu)總成本為目標(biāo)指導(dǎo)采購(gòu)。

2 鋼板安全庫(kù)存管理

2.1 鋼板安全庫(kù)存定義

鋼板安全庫(kù)存是指為防止臨時(shí)用量增加或交期延誤等不確定因素而預(yù)先設(shè)定的保險(xiǎn)庫(kù)存量[4-6]。安全庫(kù)存線的設(shè)定取決于企業(yè)面對(duì)臨時(shí)物資短缺的最大承受能力：在物資低于安全庫(kù)存線時(shí)，企業(yè)會(huì)面臨物資匱乏、不夠取材之用的窘境，非常影響企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃；在物資高于安全庫(kù)存線時(shí)，企業(yè)會(huì)出現(xiàn)場(chǎng)地資源長(zhǎng)期占用、物資材質(zhì)變差等不良影響，造成成本浪費(fèi)。鋼板安全庫(kù)存的設(shè)定需要滿足不缺料、不呆料的條件[7]，需要將鋼板的庫(kù)存量控制在合適的水平，在遇到鋼板缺乏時(shí)，可保證鋼板的及時(shí)供應(yīng)。

2.2 鋼板安全庫(kù)存影響因素

在船廠鋼板管理業(yè)務(wù)流程中，從設(shè)計(jì)部設(shè)計(jì)到采購(gòu)部采購(gòu)，再到鋼板入庫(kù)/出庫(kù)預(yù)處理等，每個(gè)環(huán)節(jié)均存在鋼板安全庫(kù)存的影響因素，每個(gè)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的變化均會(huì)對(duì)安全庫(kù)存產(chǎn)生一定的影響。具體因素如下：①采購(gòu)部采購(gòu)的鋼板無法按時(shí)到達(dá)鋼板堆場(chǎng)，耽誤生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施，攪亂生產(chǎn)節(jié)奏；②生產(chǎn)計(jì)劃變動(dòng)，不得已提前或推遲制造部分分段；③設(shè)計(jì)部在生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)失誤，造成鋼板需求量的偏差，臨時(shí)采購(gòu)所需要的鋼板；④鋼板到貨時(shí)間長(zhǎng)，在送到船廠碼頭時(shí)未及時(shí)卸貨，推遲鋼板入庫(kù)時(shí)間，延誤鋼板出庫(kù)預(yù)處理計(jì)劃；⑤鋼板供應(yīng)商供應(yīng)的鋼板質(zhì)量或尺寸規(guī)格不符合要求，無法使用；⑥船舶所有人臨時(shí)棄船造成較大的計(jì)劃變更。

2.3 鋼板管理業(yè)務(wù)流程

船廠的船舶生產(chǎn)以生產(chǎn)管理部所設(shè)計(jì)的生產(chǎn)計(jì)劃為基礎(chǔ)進(jìn)行。生產(chǎn)計(jì)劃推動(dòng)設(shè)計(jì)部的預(yù)套料和設(shè)計(jì)取材計(jì)劃工作。在一般情況下，設(shè)計(jì)部會(huì)在鋼板切割(Steel Cutting，S/C)的4個(gè)月前開始預(yù)套料工作[8]，在S/C的3個(gè)月前開始取材計(jì)劃設(shè)計(jì)工作，在2 d內(nèi)完成鋼板與型材的取材工作，用2個(gè)月進(jìn)行鋼板的套料工作。鋼板取材工作需要依靠鋼板物料需求計(jì)劃(Material Requirement Planning，MRP)進(jìn)行，通過對(duì)庫(kù)存鋼板和在途鋼板進(jìn)行冗余情況鎖定，生成精確的鋼板POR。采購(gòu)一般在S/C的80 d前開始，在PO提交后，鋼板供應(yīng)商有40 d的時(shí)間供貨，所需要的鋼板一般在S/C的40 d前到達(dá)船廠。在鋼板到達(dá)后，鋼板庫(kù)管理員在5 d內(nèi)進(jìn)行鋼板入庫(kù)操作，錄入鋼板信息。鋼板套料工作一般在S/C的25 d前完成，套料完成會(huì)推動(dòng)船廠加工部制定詳細(xì)的切割計(jì)劃和備料計(jì)劃。在完成備料和預(yù)處理后，執(zhí)行鋼板出庫(kù)操作。鋼板管理業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

圖2 鋼板管理業(yè)務(wù)流程

2.4 鋼板安全庫(kù)存管理流程

依據(jù)鋼板堆場(chǎng)數(shù)字化管理系統(tǒng)，向鋼板MRP輸入取材計(jì)劃、庫(kù)存信息和在途信息，生成合適的采購(gòu)計(jì)劃和精確的PO。在一般情況下，所設(shè)計(jì)的采購(gòu)計(jì)劃可較完美地滿足工程需要，但經(jīng)常會(huì)發(fā)生諸如鋼板到貨缺失和生產(chǎn)計(jì)劃變更等情況，影響生產(chǎn)進(jìn)度。

通過對(duì)庫(kù)存鋼板和在途鋼板的冗余鎖定，確保鋼板供應(yīng)可及時(shí)跟上船廠的生產(chǎn)計(jì)劃。鋼板安全庫(kù)存管理通過MRP技術(shù)，以船廠生產(chǎn)計(jì)劃為指導(dǎo)，根據(jù)設(shè)計(jì)部設(shè)計(jì)的鋼板POR、鋼板庫(kù)存信息和鋼板供應(yīng)商供貨情況，對(duì)鋼板的充分冗余情況進(jìn)行預(yù)警，提醒庫(kù)管員或采購(gòu)員掌握鋼板庫(kù)存情況或在途情況。若在預(yù)入庫(kù)時(shí)發(fā)現(xiàn)部分鋼板未到貨，則開始預(yù)警，并進(jìn)行在途鋼板匹配，鎖定未到貨鋼板，將未到貨鋼板標(biāo)記，提醒采購(gòu)員及時(shí)跟蹤。若未到貨鋼板在預(yù)處理計(jì)劃前仍不能到達(dá)船廠，則需要及時(shí)進(jìn)行庫(kù)存鋼板的替代，尋找與未到貨鋼板尺寸規(guī)格和材質(zhì)匹配的庫(kù)存鋼板，以生產(chǎn)計(jì)劃為第一優(yōu)先，盡可能保證不延誤生產(chǎn)計(jì)劃，降低由鋼板供應(yīng)問題帶來的影響。鋼板安全庫(kù)存管理流程如圖3所示。

圖3 鋼板安全庫(kù)存管理流程

3 鋼板PO優(yōu)化

3.1 鋼板PO

在收到設(shè)計(jì)部制定的POR后，采購(gòu)部結(jié)合先行中日程計(jì)劃，形成采購(gòu)計(jì)劃，制定鋼板PO，完成采購(gòu)任務(wù)。采購(gòu)部的采購(gòu)員需要綜合考慮納期、廠商信譽(yù)和鋼板材質(zhì)等因素，按照POR指定的分段計(jì)劃、鋼板材質(zhì)和數(shù)量的要求選擇廠商，并安排廠商分批次供貨，減少鋼板在鋼板庫(kù)中的存放時(shí)間，提高鋼板庫(kù)效率。

鋼板PO的主要目的是在已知限制條件(例如廠商條件、運(yùn)輸鋼板成本條件、船廠鋼板堆場(chǎng)等)下，可在合適的時(shí)間訂購(gòu)合適的鋼板數(shù)量，并使鋼板在運(yùn)輸中或在鋼板庫(kù)中的流動(dòng)均可滿足船廠的生產(chǎn)節(jié)奏，盡可能降低鋼板采購(gòu)成本和鋼板在船廠的儲(chǔ)存成本。鋼板PO樣表如表1所示，其中，DNV為挪威船級(jí)社。

表1 鋼板PO樣表

3.2 鋼板PO優(yōu)化流程

設(shè)計(jì)部門在形成POR后，會(huì)采用鋼板堆場(chǎng)數(shù)字化管理系統(tǒng)將POR與鋼板庫(kù)存和在途鋼板信息進(jìn)行對(duì)比。在完成鋼板信息對(duì)比后，在鋼板庫(kù)中找出與POR規(guī)格相近的鋼板，但該鋼板的入庫(kù)時(shí)間應(yīng)符合要求。確定在POR中可被替代的庫(kù)存鋼板的規(guī)格與數(shù)量，精確計(jì)算鋼板訂貨量。根據(jù)實(shí)時(shí)更新的鋼板庫(kù)存信息及時(shí)優(yōu)化鋼板POR，生成精確的POR。這樣，通過優(yōu)先使用庫(kù)存的積壓鋼板，降低鋼板庫(kù)的資源占有率，確保鋼板POR的合理性和準(zhǔn)確性，降低船廠采購(gòu)成本。鋼板堆場(chǎng)數(shù)字化管理系統(tǒng)在獲得取材物料清單(Bill of Material，BOM)、鎖定庫(kù)存和在途鋼板后生成POR，如圖4所示。

圖4 在獲得取材BOM、鎖定庫(kù)存和在途鋼板后生成POR

分段鋼板匹配庫(kù)存鋼板和在途鋼板依據(jù)取材BOM自動(dòng)鎖定，如圖5所示。在鋼板堆場(chǎng)數(shù)字化管理系統(tǒng)界面中選擇取材BOM匹配，選擇工程，在左側(cè)裝配結(jié)構(gòu)樹中選擇相應(yīng)分段，確認(rèn)廠區(qū)、備料完成、預(yù)處理完成和切割完成等工作的時(shí)間，右側(cè)即可出現(xiàn)分段所需要的鋼板基本信息。右擊選中一塊鋼板，選擇匹配庫(kù)存鋼板，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)匹配規(guī)格相近的鋼板作為替代，此時(shí)右側(cè)會(huì)出現(xiàn)庫(kù)存匹配信息，包含鋼板的唯一編號(hào)(UNIQ NO)、庫(kù)存廠區(qū)位置、規(guī)格、庫(kù)存位置和庫(kù)存狀態(tài)等，通過這些信息可找到在庫(kù)存中滿足替代條件的鋼板。若在鋼板庫(kù)中不存在符合替代條件的鋼板，則可選擇匹配在途鋼板，在途鋼板匹配成功會(huì)在庫(kù)存匹配右側(cè)顯示在途鋼板的采購(gòu)規(guī)格、到貨狀態(tài)和PO所在廠區(qū)等信息，如圖6所示。系統(tǒng)在完成庫(kù)存鋼板信息對(duì)比、庫(kù)存鋼板替代決策和在途鋼板信息對(duì)比后生成最新的PO。

圖5 分段鋼板匹配庫(kù)存鋼板和在途鋼板

圖6 匹配在途鋼板

4 結(jié) 語(yǔ)

為合理安排鋼板采購(gòu)，開展基于安全庫(kù)存管理的鋼板PO優(yōu)化研究，結(jié)合鋼板堆場(chǎng)數(shù)字化管理系統(tǒng)應(yīng)用，可較大改善鋼板堆場(chǎng)惡性庫(kù)存的現(xiàn)狀。實(shí)施鋼板PO優(yōu)化可幫助船廠在鋼板采購(gòu)時(shí)減少不必要的板材浪費(fèi)，達(dá)到降本增效的目的。