基于智能制造的船厂分段物流调度管理系统

林加灶

智能制造是我国制造业转型发展的关键，实现智能工厂建设是我国船舶企业推进现代造船的一大目标，更是提升核心竞争力的必经之路。本文依托船厂分段物流调度管理实践状况，开展了研究理论分析，并对部分实践过程开展了分析总结。

【关键词】智能制造 分段物流 调度管理

1 引言

目前在制造业以及汽车、航空、工程机械等离散制造业，智能制造已初步实现了应用，体现在物流的自动化、生产的智能化以及产品的全寿命周期管理方面，相比传统工厂可以显著提高生产效率、保障产品质量、确保安全生产和环境保护。

日韩为巩固其造船强国地位，已在智能制造领域开展了大量研究，提出了建设智能船厂的目标。在此背景下，笔者开展了本项目的研究工作，着眼于智能船厂总架构，开展船厂智能化升级改造工作。本项目选择“分段物流”作为智能船厂建设的突破口，研究物联网在智能船厂生产物流监控中的应用，结合智能应用技术，为验证物联网对提高船厂生产效率的作用，并可在全行业内推广应用，实现我国船舶工业增长方式由粗放型向集约型的转变，做出贡献。

2 智能制造理论研究

2.1 智能制造的概念

智能制造是指综合集成信息技术、自动化技术、先进制造技术和智能技术，在制造过程的各个环节融合应用，从而使企业在研发、制造、服务、管理全过程中实现的精确感知、自动控制、自主分析和综合智能决策的一种新型制造模式，它代表了未来全球制造业的发展方向。

智能制造的目标是：实现数字化设计、智能化管理和制造，最终产生满足智能化要求的产品。

2.2 船舶行业智能制造现状

船舶行业，智能制造的研究和应用尚处于起步阶段。随着工业4.0概念推广，我国已明确提出智能工厂概念，并在部分行业开展了推广应用工作，然而对于船舶行业，目前尚处于起步阶段。2014年，工信部组织召开了全国船舶工业结构调整转型升级工作会议，提出优化船舶工业产业结构、促进转型升级发展，明确我国已经进入了以调整转型、全面做强为标志的船舶工业3.0时代，未来10-20年，我们的奋斗目标就是建设世界造船强国。因此，现阶段船舶行业的智能制造还处于摸着石头过河、不断探索前行的阶段。

3 船舶行业智能制造典型模式研究

船舶行业的智能制造過程，必定是一个不断探索的过程，对于赶超其他行业智能化进程任重道远，且非一蹴而就的。因此，我们选取了大型总装造船厂的一个核心建造过程，分段的建造，开展智能化建造研究，以期积累推广经验。

3.1 分段物流工艺模型研究

通过对总装式造船厂建造工艺的分析，在梳理了一系列工艺阶段后，发现分段物流主要涵盖分段脱胎之后预舾装、涂装、搭载这几个先行作业阶段过程的调度管理作业。

在分析关键工艺过程后，选取典型工艺过程开展了标准周期研究分析，明确了分段制造过程的各项关键因素，包括：工艺阶段拓扑关系、占用场地面积要求、分段/总段搭载吊装前各个阶段堆放位置拓扑关系、分段/总段的工艺特征量、分段/总段间的偏序关系等，统一形成了分段物流工艺模型基础。

3.2 分段物流调度模型研究

通过经过现场走访和调研，在梳理现场管理经验后，通过系统化方法整理并形成了相关的调度管理理论，包括：

（1）分段移动输入、输出及其约束条件管理；

（2）调度管理业务逻辑分析方法；

（3）调度指令生成算法；

3.3 分段物流调度管理系统方案

在开展完上述工艺及调度模型分析后，结合信息化技术及物联网概念，就某造船厂的业务状研发了一套信息化管理系统。为最大程度保证功能上线后可满足实际业务应用需要，并有利于后续实施推进应用，该系统在功能设计上包括以下功能模块：

（1）基础信息管理设置模块，业务基础数据；

（2）分段物流智能调度模块，智能调度管理的核心；

（3）车辆定位与管理模块，实现无线化智能调度管理关键；

（4）分段物流实时监控模块，调度管理监控及物流实时状态展现中心。

4 船厂分段物流调度管理系统的实践

笔者以国内某先进总装造船厂的分段物流生产及调度管理为切入点，研究了分段物流调度管理在该船厂的实践过程，并对实施过程开展简要得失分析。

4.1 实践状况

4.1.1 分段物流管理系统研发

该船厂在船舶行业CIMS系统研究领域可谓独领风骚，基于先进的信息化技术及较强的研发能力，该企业在结合实际业务状况基础上，独立研发了分段物流管理系统。该系统集成了物联、无线通讯、GPS、安卓终端开发、sliverlight开发等技术于一体，历时前后半年完成了开发和部署上线应用工作。

4.1.2 管理系统的实施

（1）基础数据及信息准备阶段。这一阶段伴随着研发过程，并与研发工作同步推进，并以系统上线为时间节点开展各项工作，最终保证了上线后基础信息的完整。

（2）实施推进应用阶段。该阶段包含两个部分，一部分是系统实施推进方面的，主要是软件功能推进应用工作，包含基础信息录入、人员培训、权限开设等；另一部分则是系统功能不断完善的工作，在实施推进过程中，及时根据实际业务状况进行功能修缮和更新部署。

得益于上述两个阶段工作的开展，分段物流管理系统在该船厂得以顺利实施推进。

4.2 实施过程问题分析

虽然该船厂顺利实施了分段物流管理系统，但在推进过程中仍存在诸多不利因素，相信通过对推进过程开展有效总结，一定程度上有助于船舶行业智能制造工作的推广。笔者梳理总结出一些存在的问题。

（1）该项目研究成果将为智能船厂建设产生示范作用，但限于该船厂的独立特点，部分算法逻辑及功能难以直接复用，尽可提供借鉴意义。

（2）该项目的研发过程，在船舶行业实属“第一个吃螃蟹”，因无可借鉴经验，在使用过程中也会碰到各类应用问题，存在非常大的改善空间。

（3）项目的成功实施，尤其是逻辑算法的设计及编码的编制都要以一线人员和一线业务为基础，这是系统后期顺利实施的关键

5 结束语

笔者从信息化实施者角度开展智能制造分析讨论，侧重于船舶行业智能制造研究。本研究正是适应了当前船舶工业转型升级的需要，通过对某船厂的分段物流管理系统的实施推进研究和分析，实践智能制造理念，因此具有十分广阔的应用前景。

笔者的撰写过程主要立足于信息化实施推进过程，限于有限的经验及阅历，部分观点难免偏颇，希望能抛砖引玉引起读者共鸣。

作者单位

上海外高桥造船有限公司信息部 上海市 200137