船體建造小中組階段工時定額的算法及應用

呂道喜，薛慶文，張建財

（中船黃埔文沖船舶有限公司，廣州 510715）

1 前言

在船體建造中，工時定額是指根據(jù)一定時期的生產(chǎn)水平和產(chǎn)品的質(zhì)量要求，規(guī)定出一個大多數(shù)人認為合理的時間。長期以來，各船廠、結(jié)合工廠的作業(yè)區(qū)實際生產(chǎn)條件都采用人工經(jīng)驗方法制定工時定額，同時也參照執(zhí)行部標準《鋼質(zhì)船體制造工時定額》的工時定額標準，這種方式效率低下，精準度差，不符合現(xiàn)代化造船技術高生產(chǎn)效率的情況。

在造船模式上，采用以中間產(chǎn)品為導向，涂裝為中心，按設計、生產(chǎn)、管理一體化和殼、舾、涂一體化的區(qū)域造船模式，生產(chǎn)作業(yè)強調(diào)在空間上分道，時間上有序，實現(xiàn)均衡、連續(xù)的總裝造船方法，因此在造船各生產(chǎn)階段建立標準的定額工時算法顯得尤為重要。在船體建造小中組階段精確的工時定額，能夠有效的提高生產(chǎn)效率，便于作業(yè)區(qū)進行生產(chǎn)成本核算、生產(chǎn)計劃編制和勞動力負荷分析。

2 小中組階段任務包的劃分

2.1 任務包的定義

船體建造的小中組階段，是指將零部件按生產(chǎn)設計圖紙組裝成部組件的過程。為了便于工時分析和生產(chǎn)管理，應結(jié)合部門生產(chǎn)目的，以縮短分段在胎建造周期為目標，按作業(yè)類型、階段的相似性，對小中組階段生產(chǎn)任務進行分解，組成不同類型的任務包。

任務包是工時計算的載體，是生產(chǎn)任務下達的一個綜合體。一個合理的任務包需，包含：生產(chǎn)物量、作業(yè)階段、作業(yè)類型、作業(yè)工時和作業(yè)所需的技能。

2.2 任務包劃分原則

任務包劃分的合理性，直接決定了小中組生產(chǎn)任務是否連續(xù)均衡。根據(jù)生產(chǎn)車間小中組階段作業(yè)特點，結(jié)合車間場地布局、物流規(guī)劃、班組人員、生產(chǎn)任務等因素進行充分策劃，確定按照船體分段在胎階段建造流程和生產(chǎn)類型相似性為原則來劃分任務包，將船體分段小中組階段建造按八類任務包進行作業(yè)劃分，分別為：T 型、肋板、拼板、壁板、型材對接、加強圈對接、二次拼板、槽型壁任務包，見表1。

表1 小中組階段八類任務包劃分

3 小中組階段任務包的定額工時計算

3.1 小中組立制作工藝流程

加工作業(yè)區(qū)小中組立生產(chǎn)階段工藝流程，主要包含：裝配作業(yè)、焊接作業(yè)、打磨作業(yè)、火工作業(yè)等工序。每一個小中組件的完工，都需經(jīng)過作業(yè)工序。如：小組類T 型部件制作，由腹板、面板組合而成，其作業(yè)程序為：裝配工進行鋪板→在面板上彈出腹板安裝位置線→從一端向另一端安裝腹板→在腹板上劃出對合線→加設臨時性支撐→焊工進行焊接作業(yè)→打磨焊縫→火工矯正→拆除支撐→焊縫補涂油漆→吊運；在小中組階段各任務包工藝流程相近，作業(yè)對象不同，對應的定額工時的計算方法也不相同，小中組階段各任務包典型工藝流程圖，見圖1。

圖1 小中組階段制作工藝流程圖

3.2 小中組階段任務包工時定額計算

根據(jù)小中組立細化任務包制作流程的特點，以《船舶建造與維修工程工時定額標準及編制實用手冊》為標準，以船體設計零件裝配表或焊縫物量信息表為基礎數(shù)據(jù)，將加工小中組立階段八類任務包，分別計算各自對應的裝配、焊接、打磨、火工、碳刨等工時，再以分段為單位匯總總工時進行分析，其計算流程如圖2 所示。

圖2 計算流程圖

1）按零件流向編碼確定施工階段

零件的流向編碼是由兩個字母組成，決定零件下料或組合后的流轉(zhuǎn)。通過流向編碼含義，確定零件是否屬于同一生產(chǎn)階段，如分段零件信息表中流向為C，即可歸屬為肋板類；無法通過定義的為加強圈類，可通過零件加工信息進行判定，即加工碼顯示為R 的扁鐵。具體的流向碼含義，見表2。

表2 標準流向圖

2）按零件裝配表提取關鍵參數(shù)

各個廠區(qū)的建模軟件不同，導出的分段零件明細表格式也有所不同。但零部件物量信息是按一定的規(guī)則生成，其中均包含需要的關鍵參數(shù)信息，通過分析零部件信息可以得出計算工時定額的關鍵參數(shù)。如：長洲廠區(qū)SPD 建模導出的零件明細表名稱及規(guī)格中，從“FB100x10-1 947”可以得到T 型裝配面板長度數(shù)據(jù)為1 947 mm；在數(shù)量欄中1，可以得到該T 型裝配面板數(shù)量為1 件，按此規(guī)定可對零件信息表拆分進行各類任務包數(shù)據(jù)提取。

（3）讀取各類參數(shù)信息進行工時定額計算

結(jié)合統(tǒng)計的各任務包關鍵參數(shù)，對應《船舶建造與維修工程工時定額標準及編制實用手冊》選取匹配參數(shù)進行各工序工時定額計算，按此方法分別計算八類任務包的工時定額。

（4）選定各類參數(shù)信息，確定基準工時定額

根據(jù)現(xiàn)場實際應用，選取《船舶建造與維修工程工時定額標準及編制實用手冊》中的各類參數(shù)進行工時定額計算具有一定的局限性，無法完全契合作業(yè)工序工時定額計算。鑒于此，在手冊定額參數(shù)的基礎上，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際，對工時定額參數(shù)采取修正系數(shù)K進行修正，如：建造水面軍用船舶產(chǎn)品，K=1.2，實取K=1.3。

3.3 基于MES 簡易派工模塊采集工時定額數(shù)據(jù)

制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）簡易派工模塊，是公司面向車間層的生產(chǎn)管理與實時信息收集系統(tǒng)。一方面，車間管理層通過簡易派工模塊向生產(chǎn)班組下達生產(chǎn)任務包；另一方面，班組長在PAD 端進行派工和作業(yè)進度反饋，通過對系統(tǒng)導出數(shù)據(jù)分析，作為生產(chǎn)計劃和統(tǒng)計分析的依據(jù)。其基本操作流程圖，如圖3 所示。

通過MES 簡易派工模塊對某型在建船舶底部8 個分段實動工時進行記錄采集，在實際的生產(chǎn)工時反饋中，主要包含實動工時、修改工時和等工工時三大部分，結(jié)合作業(yè)區(qū)施工特點對等工工時進行明確界定。如：缺料、設備故障、天氣等，以便對等工工時進行統(tǒng)計分析，才能逐步消除作業(yè)中的無效和等待時間，且將等工工時作為無效工時，不作為工時定額計算考慮。

3.4 工時定額與采集工時的對比分析

在按照上述工時定額計算方法在某型船上進行任務包工時定額核算之后，經(jīng)過現(xiàn)場一段時間的使用和工時收集，對某型船底部八個分段任務包工時定額進行驗證，依據(jù)采集到的實動工時分別對應不同的任務包的核算工時，兩項工時對比浮動1%左右（工時對比見圖4），故該套算法得出的工時定額可以作為現(xiàn)場計劃編制、成本控制的理論依據(jù)，更可以用與該型船小中組階段建造工時定額的核定。

圖4 工時定額與實際投入工時對比表

4 結(jié)束語

船體結(jié)構(gòu)小中組階段工時定額算法，可以計算一個分段各類任務包工時定額的理論值，填補了船舶制造業(yè)小中組階段成本定額的空白，為現(xiàn)場提供一份可靠的基礎數(shù)據(jù)，可以有效地、分階段地控制每一步的成本與質(zhì)量；在后續(xù)生產(chǎn)中，有了大量的有效工時數(shù)據(jù)積累，并且以數(shù)學統(tǒng)計分析方式對算法法中不同類型小中組件的參數(shù)數(shù)據(jù)進行修正，以及增加系數(shù)的分析，以便后續(xù)精準計算各任務包的工時定額。