造船企業(yè)生產(chǎn)場地資源能力測算

金宇恒

（上海外高橋造船海洋工程有限公司，上海 201306）

0 引 言

船舶作為大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)物，具有建造周期長、交貨期緊、需多項目平衡與協(xié)調(diào)、多種工種和多種專業(yè)并行交叉作業(yè)等特點[1]。船舶建造是一種以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，以船塢分段搭載為焦點，推、拉相結(jié)合的多生產(chǎn)階段的分層級船舶分段建造工程，具有殼舾涂一體化作業(yè)、大量使用場地資源和勞動密集等特點，對生產(chǎn)場地的要求很高[2-3]。隨著造船行業(yè)盈利難的問題日益突出，精益管理需求越來越多。造船企業(yè)因開展生產(chǎn)活動的需要，對生產(chǎn)場地的需求很大，合理應(yīng)用生產(chǎn)場地具有重要意義，對生產(chǎn)場地管理進(jìn)行研究尤為重要。

本文對船舶建造企業(yè)生產(chǎn)場地的功能劃分進(jìn)行介紹，并在該生產(chǎn)場地功能的基礎(chǔ)上以散貨船和礦砂船為目標(biāo)船型，計算模擬船塢批次工況下分段、總段胎位能力和堆放場地能力，通過對生產(chǎn)負(fù)荷與生產(chǎn)能力進(jìn)行對比分析，得出模擬工況的優(yōu)勢和劣勢，以便明確營銷目標(biāo)、生產(chǎn)節(jié)奏和生產(chǎn)物量，為相關(guān)的勞動力調(diào)整和設(shè)備設(shè)施維修等工作提供充足的策劃和調(diào)整時間。同時，重點探索生產(chǎn)場地能力和負(fù)荷分析方法。

1 生產(chǎn)場地基礎(chǔ)管理工作

1.1 生產(chǎn)場地功能劃分

造船企業(yè)生產(chǎn)場地是指辦公大樓、食堂、安全消防通道和綠化帶等輔助設(shè)施以外的與產(chǎn)品生產(chǎn)直接相關(guān)的生產(chǎn)性用地，主要包括船塢、碼頭、平臺、堆場及室內(nèi)廠房和車間等。除了安全消防通道以外，企業(yè)所有的道路和通道經(jīng)批準(zhǔn)之后也可作為臨時性生產(chǎn)場地。為便于對場地進(jìn)行分層分級管理，提高核心生產(chǎn)場地的使用率，根據(jù)使用部門和場地使用功能屬性對生產(chǎn)場地進(jìn)行功能劃分。

1.2 生產(chǎn)場地編碼管理

隨著信息化需求不斷增加，統(tǒng)一場地編碼規(guī)則更有利于同平臺、規(guī)范化和高效地進(jìn)行生產(chǎn)管理運作，主要應(yīng)用在物料定點配送、信息系統(tǒng)胎位計劃和信息系統(tǒng)分段物流管理系統(tǒng)中。場地編碼的主要對象是生產(chǎn)所需的室內(nèi)廠房車間、外場平臺、堆場、船塢、碼頭、引橋、通道和干道等，主要用來明確場地的地理位置，以方便安排生產(chǎn)活動。為方便記憶和指代明確，體現(xiàn)出二維坐標(biāo)直觀明了的優(yōu)點，編碼規(guī)則（見表1）借用已有道路名稱作為干坐標(biāo)。編碼的起始點在材料碼頭位置，向東和向南為正向。場地編碼共由 6位數(shù)字或字母組成，其中：前3位為公司確定的前提編碼；中間2位為場地使用部門的工位編碼；最后1位為使用部門的部門代碼。

表1 編碼規(guī)則

1.3 場地功能劃分工位信息數(shù)據(jù)庫

通過建立工位信息數(shù)據(jù)庫和生產(chǎn)場地信息匯總表（見表2）實現(xiàn)對全廠生產(chǎn)場地的信息化管理，合理分析各區(qū)域和各工位的生產(chǎn)情況，并進(jìn)行單位面積產(chǎn)出測算，為不斷地進(jìn)行生產(chǎn)場地功能劃分和生產(chǎn)流程統(tǒng)籌優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

表2 生產(chǎn)場地信息匯總表

2 分段堆場能力分析

分段堆場作為船舶建造過程中的重要生產(chǎn)資源，是分段下胎之后進(jìn)行分段預(yù)舾裝、報驗等工作的分段堆放和周轉(zhuǎn)場地[4]。根據(jù)使用功能的不同，可將堆場分為加工堆場和緩存堆場。當(dāng)前分段堆場資源已成為一些船廠提高產(chǎn)出的瓶頸。對造船分段堆場分段堆放能力進(jìn)行測算，編制科學(xué)的分段堆場資源管理計劃，已成為造船企業(yè)生產(chǎn)場地資源管理的重要課題。在現(xiàn)代造船模式下，在管理分段堆場過程中常會受到很多難以預(yù)料的因素（如天氣、設(shè)備、場地和配套廠家等）的干擾，使得分段物流計劃的制訂難度提高、可執(zhí)行性變差[5]。因此，研究出動態(tài)分段堆場能力分析方法對于加強(qiáng)場地資源管理而言具有重要意義。

2.1 堆場堆放能力測算

根據(jù)船型的分段劃分要素表，分別對船型A、船型D、船型B和船型C的船型分段要素進(jìn)行計算，平均單只分段的投影面積分別為235.8m2、304.7 m2、262.7 m2和259.9 m2。若分段堆場的面積固定，則可堆放分段的數(shù)量為堆場面積除以平均單位分段的投影面積。如果分段堆場堆放船型A的分段，單只分段的投影面積最小，場地堆放能力達(dá)到最大值600只；如果堆放船型D的分段，場地堆放能力達(dá)到最小值536只。

2.2 流通物量數(shù)據(jù)分析

暫時以船型B和船型C為主要船型進(jìn)行分析，場地堆放分段的能力為568只。計算出流通物量和堆場量見圖1，場地堆放分段的能力為568只，分段堆放量為490只，堆放能力仍有富余，但出現(xiàn)堆場略有不足的現(xiàn)象；按照分段制作和分段堆放量1:2配比，計劃月產(chǎn)出約200只分段，分段堆放量約400只分段，堆放量偏高。出現(xiàn)分段堆放量增加和堆場能力不足的主要原因有：

1) 新船型生產(chǎn)前期準(zhǔn)備工作不足，分段鋼板到貨配齊較晚，為確保生產(chǎn)物量均衡，安排其他船舶提前建造，該船下塢后堆場的分段量會快速減少；

2) 部分脫期分段影響快速吊裝，造成分段滯留在堆場；

3) 船型B的分段中大比例的隔艙分段放置在分段堆場，因為這些分段的面積為450.0m2/只，是全船分段平均面積的1.7倍，占用場地較多；

4) 其他中間產(chǎn)品臨時占用，如艙口蓋占用分段堆場。

圖1 流通物量和堆場量測算樣張

3 生產(chǎn)場地資源能力測算實例

以代表性的散貨船和礦砂船為例，結(jié)合目前最新的先行分段標(biāo)準(zhǔn)工期和分段總段胎位情況對各工況下的生產(chǎn)場地能力和分段堆放場地能力進(jìn)行測算，通過對生產(chǎn)負(fù)荷與生產(chǎn)能力進(jìn)行對比分析，得出各工況的優(yōu)勢和劣勢，給出改進(jìn)建議。模擬工況為1#船塢船型A雙線8批次建造和2#船塢船型C 6批次建造，相關(guān)數(shù)據(jù)見表3。

表3 模擬工況數(shù)據(jù)

3.1 分段胎位生產(chǎn)能力測算

根據(jù)以往的生產(chǎn)能力測算情況，在設(shè)備設(shè)施變化不大的情況下，造船企業(yè)的生產(chǎn)能力主要受分段胎位周轉(zhuǎn)的影響[5]。結(jié)合船型標(biāo)準(zhǔn)工期，針對胎位周轉(zhuǎn)測算出分段制作能力為

式(1)中：c為各類型胎位月產(chǎn)出量；b為各類型分段胎位標(biāo)準(zhǔn)工期；a為各類型胎位數(shù)量；26指每月有工作日26d。

各類型分段胎位標(biāo)準(zhǔn)工期數(shù)據(jù)來源于各船型生產(chǎn)計劃標(biāo)準(zhǔn)工期。表4為分段胎位情況匯總表樣張，其中的數(shù)據(jù)是根據(jù)各船型生產(chǎn)計劃標(biāo)準(zhǔn)工期測算的。

表4 分段胎位情況匯總表樣張

按分段胎位類型劃分測算得到的胎位周期數(shù)據(jù)見表5。由于艙口圍胎位是專用且固定的，可滿足需求，產(chǎn)能按照需要產(chǎn)出的物量計算，不計入胎位總量；小分段可靈活安排，不影響總體情況，平均胎位周期為各區(qū)域加權(quán)平均值。

表5 按分段胎位類型劃分測算胎位周期數(shù)據(jù)

根據(jù)式(1)和表3～表5中的數(shù)據(jù)，得到月度產(chǎn)能數(shù)據(jù)見表6。該工況下月均分段468只，月產(chǎn)能為273只，月度產(chǎn)能缺口為195只；分段胎位為造船企業(yè)的瓶頸資源，據(jù)此計算得出的分段制作能力為整體能力。

表6 月度分段胎位產(chǎn)能數(shù)據(jù)

3.2 分段堆放場地能力測算

由上述計算可知分段制作能力為每月273只，由分段制作和分段堆放階段標(biāo)準(zhǔn)工期及歷史數(shù)據(jù)測算出分段制作能力與分段堆場配比為1:2，據(jù)此進(jìn)行分段堆場量需求預(yù)估。同時，船型A、船型B和船型C的分段按平均單只的投影面積分別取235.8 m2、262.7 m2和259.9 m2。根據(jù)不同船型物量配比，得到模擬工況下堆場能力與負(fù)荷對比見表7。

表7 堆場能力與負(fù)荷對比

在該模擬工況下，月均分段468只，月產(chǎn)能為273只，月度缺口為195只，需進(jìn)行分段外協(xié)。在產(chǎn)出相應(yīng)配比下，堆場需求為546只分段，堆場能力為589只分段，堆場可滿足生產(chǎn)需求。通過對模擬船塢批次工況下的分段胎位能力和分段堆場能力進(jìn)行計算，對生產(chǎn)負(fù)荷與生產(chǎn)能力進(jìn)行對比分析，可從生產(chǎn)場地資源的角度得出合理的年度產(chǎn)能規(guī)劃，以明確營銷目標(biāo)、生產(chǎn)節(jié)奏和生產(chǎn)物量。

4 結(jié) 語

本文通過對造船企業(yè)生產(chǎn)場地功能劃分、分段堆場能力和分段胎位能力計算方法進(jìn)行研究，并以船型A和船型C為目標(biāo)船型計算全年模擬船塢批次工況下的生產(chǎn)場地能力和分段堆放場地能力，得出模擬工況的優(yōu)勢和劣勢，以便明確營銷目標(biāo)、生產(chǎn)節(jié)奏和生產(chǎn)物量，為相關(guān)的勞動力調(diào)整和設(shè)備設(shè)施維修等工作提供充足的策劃和調(diào)整時間。同時，重點探索了生產(chǎn)場地能力和負(fù)荷分析方法，為后續(xù)進(jìn)行自動化胎位計劃編制和智能場地物流管理等研究做準(zhǔn)備，為數(shù)字化造船打下理論基礎(chǔ)，為智能制造的數(shù)據(jù)分析積累更多的數(shù)據(jù)。