后行生产任务资源配套系统框架及其应用

郑俊丽，李静文

（江苏熔盛重工有限公司，江苏 南通 226532）

0 引言

计算机技术和通讯技术的高速发展，互联网技术的日益成熟和计算机安全技术的日益提高，为各行各业实施信息化管理系统提供了强有力的支持。在船舶工业领域，加速推广现代造船模式、全面应用信息技术、缩短造船周期、降低造船成本是我国走向造船强国的保证。当前船舶行业各公司间的竞争日趋激烈，且根据国家最新发布的《船舶行业规范条件》，船舶企业应具有与总装化建造技术相适应的信息化管理和信息集成能力，建立船舶建造基础数据管理体系和分析系统，在此背景下，各公司正逐步建立并完善更为先进的数字化造船系统[1,2]。

后行生产任务资源配套系统的理念主要就是从资源与需求匹配上着手，可以实现对任务的管理、任务与物资/设备/工装/图纸的对应以及计划的执行与监控，改变以往资源统筹是根据现场主管、班组长所掌握的信息进行平衡等较为粗放的计划管理方法。它可以对任务和计划等进行动态安排，对生产作业流程的全过程进行电子化操作，使生产执行过程更有效贴合公司管理模式。最终的目的就是使计划与任务有机统一，使其管理科学化、规范化。

1 系统框架构思

1.1 总体概述

造船工艺模式复杂，按照现代造船模式的要求，理顺造船作业主流程是研究后行阶段生产任务资源配套系统的前提[3]。结合江苏熔盛重工有限公司造船实际，优化后的生产作业流程如图1所示。

图1为“壳、舾、涂一体化”的现代造船模式，即确定以“船体为基础、舾装为中心、涂装为重点”的管理思想，从设计、采购、生产计划控制等方面围绕中间产品进行协调与配合[1]。

本文以船坞配套平台的总组作业为生产阶段界面，前部称为先行阶段，后部称为后行阶段。

以任务包下发为主线，将其层层进行分解、逐步进行细化，同时对生产所涉及的各类主要资源进行有效平衡，实现资源与需求的统一；并将上述过程与信息技术相结合，利用计算机的优势，弥补因人的精力有限造成的记忆能力受到一定限制、计划的管理方法较为粗放使生产执行过程更为有效地贴合、可控性和精益程度较差等劣势，开发后行生产任务资源配套系统，以期实现精益管理，提高生产效率。

1.2 任务包

为推进造船计划、劳动力、成本和效率管理等各项管理工作科学化，必须以工时管理为基础，进行相关系统开发与应用，其中任务包是工时管理的基础概念，也是其研究的重要对象[3-5]。

任务包是通过将工程项目自钢材、舾装件和设备进厂后，在船舶建造过程中按以中间产品为导向，对工程合理分解和组合的原则，编制成以固定场地、固定区域、固定对象等约束条件的工作任务[4,5]。

本文结合任务包分解粒度和现场需求，先描述最复杂的任务包特点:执行下层级任务包前必须执行完毕上一层级任务包；同一层级任务包可以涵盖多种并行任务；每项并行任务包间可以涵盖多种串行任务；各层级各并行各串行任务包名称可以相同；各层级各并行下的各串行间的任务包在执行过程中可以进而合并为下行并行任务。

上述描述的任务包特点为现场最为复杂的情况，若最复杂的任务包可以唯一地在系统中找寻到，那么简单的任务包便可以唯一地被描述。

任务包代表的每项具体任务与计算机的转换形式用编码形式实现，根据所在的层级、并行列、串行行进行搜索，以“部门-层级-同一层级下的并行任务-同一层级并行任务下的串行任务-信息类别-执行时间”表示任务描述的唯一性。

1.3 资源配套服务系统

根据公司所划分的任务包进行信息梳理，主要包括生产信息与服务信息两大类，其中生产信息为产生价值的信息，主要船舶制造过程所包含的各个阶段的信息，具体为钢板切割、小组立、分段制作、分段总组、舾装件安装等直至试航交船（可参考图1）；服务信息为不产生生产价值但完成任务时必须存在的辅助信息，主要包含钢板配送、吊运、检验等与生产密切关联的信息。

上述生产信息及服务信息可统称为资源，资源分为主要资源和次要资源。本系统从主要资源入手（如后续有其他需求，可逐步增加），并具有与之相对应的计划:图纸资源-出图计划、物资资源-物资到货计划、物资配送计划、设备资源-设备使用计划、重大设备维保计划、人力资源-人力需求计划、各工种额定配置需求。通过对上述资源信息的收集，进行资源匹配、共享，实现负荷平衡、资源配送，指导现场施工。

以公司重大设备900T使用负荷为例，在信息化平台可实现此功能，900T使用部门涵盖搭载、机电、模块等部门，通过计划中的工作量负荷与实际能力进行对比，通过调整计划，采用“削峰填谷”的办法将负荷高峰的一部分工作转移，放到负荷较低的时间段做，如图2所示。此仅为900T使用负荷，对于其他一些设备或人员，还可以将某一部分工作外包给其他一些外协厂家协助施工。

1.4 数学模型

1）输入初始模型，建立负荷与资源的数学关系

其中，F为生产负荷；x1为设计资源；x2为物资资源；x3为设备资源；x4为人力资源；xn为第N类资源。

2）实际数据收集

记录HXXX1船实际发生值，并记录执行影响因素；记录HXXX2船实际发生值，并记录执行影响因素；……；记录HXXXn船实际发生值，并记录执行影响因素。

3）模型修正

在系统运行过程中，发现实际发生值与初始模型差异较大时，对初始模型进行数据调整，使模型能与实际生产情况尽量吻合，逐步的对模型进行优化，逐步推进标准化。

2 系统功能介绍

2.1 实现功能及界面介绍

1）任务包及其分解细化的各工序展开模块界面显示:以下拉式菜单形式展示，友好的用户使用界面，便于用户根据个人需求进行筛选使用。

2）计划界面介绍:建造计划界面（由公司掌控）、中日程计划界面（由计划管理部门掌控）；小日程计划界面（由部门中心控制）、派工单界面（派至班组、个人）。

3）输出表单:项目清单，人员安排表，图纸安排表，物资安排表，设备、工具工装安排表。

4）输出文件/报告:日计划/周度计划/月度计划、计划完成情况分析，影响因素分析、资源负荷分析、建造总结等。

2.2 系统模块分析

系统功能的实现主要依附于基础信息、任务的分解，其中基础信息包括船型、船号、工种信息维护，图3为任务系统架构图。

图3 任务系统架构图

基础信息模块是由船型、船号、工种等信息组成，在此处对船型、船号、工种等信息进行增、删、改操作。任务分解模块是由计划管理员将任务分解成各个子任务，确定子任务的施工周期、所需物资、设备工装、图纸和人力工种等。任务执行模块首先由计划管理员将任务进行计划编制，班组长将任务下发、执行过程中突发事件记载、完工情况分析、工时进行统计等。将任务与物资图纸通过计划编制进行统合，及时反馈计划执行情况，达到系统开发所要求的时时监管计划执行情况的最终目的。

2.3 数据库逻辑设计

根据需求分析阶段的数据分析建立概念模型，可得出满足系统设计要求的几个关系描述，该阶段的主要工作就是把前一阶段的成果转化为具体的数据库，如表1所示。

表1 各类资源数据信息

2.4 字段介绍

依据数据库的原理，并结合数据库逻辑设计，经过转化，即可进行数据库的物理设计。基于以上数据库的逻辑设计，考虑程序设计的简易性，同时考虑题目的时间，该系统的数据库采用 Microsoft SQL Server 2008。本系统决定采用一个数据库，在其下创建7个数据表，分别为任务信息表（TaskInfo）、子任务信息表（ChildTaskInfo）、图纸信息表（DrawingInfo）、人员信息表（PersonInfo）、物资信息表（MaterialInfo）、设备工装信息表（EquipmentInfo）、计划执行信息表（ExecuteInfo）。其中任务信息表（TaskInfo），其字段如表 2所示，其余6个信息表结构与此相似，在此不一一累述。

表2 任务信息表

2.5 业务流程及权限管理

该系统工作流程如图4所示。用户权限管理包括:1）系统管理员，拥有系统的所有权限；2）计划管理员，拥有对任务的分解、物资设备筹划、人员工种的安排和任务的审核功能；3）区域计划员，拥有对任务的下发、任务执行过程中的突发事件的记载、完工情况分析、工时的统计功能。

3 应用实例

后行生产任务资源配套系统通过在生产现场的实际应用（图 5～图 7），初步实现了以下效果:1）通过信息化系统，实现资源的统一平衡、配送，提高数据处理的及时性及准确性，可明显提高工作效率；2）通过信息化系统，可以实现资源与计划的匹配，真正的实现考核与物量统一；3）通过信息化系统，可实现公司各个部门的衔接，与设计看板、MARS系统、工时系统等等进行衔接，达到资源共享；4）有利于公司日程管理，节省了大量使生产执行过程更为有效地贴合、纸质表单管理，可从系统中直接导出分析报表，过程管控数据可作为公司后续船舶产品建造培训文件，同时通过系统可逐步推进标准化；5）通过系统的修正功能，自动计算出最符合实际的执行方法，对实际生产具有指导性意义。

图5 船舶建造进度分析系统截图

4 结论

本系统是根据公司生产能力和现场实际编制符合公司生产的计划系统，将下发的任务包与资源信息有机结合，通过数学模型的建立及修正，对任务执行过程中所需资源进行平衡，逐步实现了资源与需求的统一。通过信息化的运用，有利于公司管理，各部门均可提高数据处理的及时性及准确性，可直接导出系列表单、报告，同时通过系统逐步推进标准化。该系统提升了工作效率，取得了预期的效果。

[1]孟辉, 张明华, 罗广基, 等. 现代造船工程[M]. 哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 1997.

[2]沈闻孙, 刘宝钧, 李琦. 中国船舶工业信息化建设发展研究[J]. 造船技术, 2009(1):1-4.

[3]曹中华. 船舶建造工时数据统计分析系统研究与应用[D]. 武汉:华中科技大学, 2006.

[4]Birmingham RW, Hall S, Kattan MR. Shipyard Technology Development strategies[J]. Journal of Ship Production, 1997,13(4):290-300.

[5]IPC Industrial Press Ltd. Shipbuilding & shipping record[Z]. 2003.