修船企业门机数字化管理系统的构建与实践

方 洪，姚 飚，叶 挺 ，朱 海

(1.万邦船舶重工(舟山)有限公司，浙江 舟山 316000；2.江苏科技大学，江苏 镇江 212000；3.江苏现代造船技术有限公司，江苏 镇江 212000)

0 引言

随着我国船舶制造业技术水平逐步增强，我国修船业也得到突飞猛进的发展，取得了很多引以为傲的成绩。从克拉克森(Clarkson)公布的全球修船市场的数据中可以发现，中国修船行业已经占据了全球市场大部分的份额，在全球修船作业量排行榜上国内的修船企业已经占了9个名额[1]。

从修船规模来看，中国已经成功迈入了修船大国的行列。船坞和码头作为修船企业的核心资源，其周转效率直接决定了修船企业的整体产能，而船舶在船坞和码头修理期间，所涉及的设备、材料、工具等需依靠门式起重机(简称“门机”)进行吊运，且吊运作业量大，因此合理安排门机的使用，可以保障坞内及水下工程顺利进行，从而有效缩短坞位和泊位的占用周期[2]。

为此，本文运用数字化手段建立修船企业的门机调度管控系统，以提升门机的管控效率，保障修船企业核心资源的高效周转。

1 业务流程优化及功能需求分析

1.1 现有业务流程问题

修船企业生产职能部门一般划分为船体、机电、涂装、服务等。各生产部门在修理过程中，当需要使用到门机进行物资吊运时，按具体吊运任务向运营中心(或计划调度部门)申请使用门机，明确每次吊运物资的时间要求、位置要求等。运营中心根据各部门申请的情况统一分配门机资源，并发布给生产部门和起重班组，起重班组依照计划执行相应任务。现有业务流程主要存在以下问题：

(1)修船业务是服务导向型，本身计划性较弱。为应对潜在不确定性，工段负责人会尽可能多地申请门机使用时段，但不少申请的时段在大多数情况下是用不上的，由此频繁地临时取消任务造成了门机资源的极大浪费。

(2)现场门机任务信息单向传递且流动性较差，计划信息往往滞后于现场实际变化，导致很多门机任务“越过”计划，直接由作业负责人与门机指挥现场协商进行。这种协商反过来又造成更大的实际变动，使得计划落实更难。

(3)缺乏有效的信息互动与反馈机制。如上所述，门机计划是单向逐级传递的，任务的生产准备情况(物资准备、人员协调等)与现场门机情况(作业条件、序列安排等)很难为计划管理部门所知，运营中心需要通过现场确认或工作日结束后的任务清单归集来获知任务执行情况，这给计划的滚动编制带来不便。

(4)多数工具类物资吊上船后，需要在移泊前吊下船，若缺少该类物资吊运记录，容易出现部分物资遗留在船上，移泊后门机无法将其吊下船，导致二次移泊。

1.2 业务流程优化

为保障门机计划的准确性与可执行性，切实提升门机运营效率，建立以计划调度为核心的门机任务管理流程，把以往由工段负责人将任务直接提交运营中心编排发布的“单向单次”一次性计划体系，改变为“工段负责人-车间调度-运营中心-门机指挥”的“单向多次，多级调整”的全周期任务管理流程，见图1。

图1 门机作业管理业务流程图

1.3 系统功能性需求分析

(1)功能需要覆盖PC端和移动端。一般计划申请编排及发布在PC客户端操作，吊中阶段的任务调整在移动端操作。为保障现场指挥人员作业安全，移动端采用便捷的穿戴式智能腕表。

(2)运营中心的决策组人员在现场门机分配调度管理方面需要借助系统，实现门机吊运作业的可视化管理，实时同步现场作业情况，方便调度人员对现场设备、人力、材料进行统一调配。

(3)修船门机吊装任务需要明确具体的吊装位置，如在具体船只的哪个区域、左舷或右舷，可视化看板中需要能够跟踪具体区域的吊装任务状况。

(4)业务流程中需要贯穿消息提醒功能，特别是临时任务调整；需要能够预设消息推送对应人员，确保消息及时送达。

(5)需要从门机资源利用率、计划达成率等维度分析业务报表，从中找到提高业务管理的方面。

2 船企门机数字化管理系统设计

2.1 系统架构设计

根据系统功能性需求，完成船厂门机数字化管理系统的总体设计，系统应用架构见图2。

针对不同应用场景设计专用的功能模块，以满足普通PC机、手机、智能腕表及大屏终端的使用需求，实现多终端应用数据的连接、交互和共享[3]。其中：任务申请、计划编制及审核应用模块，适用于提前申请并可规划的任务；临时任务申请适应于现场临时产生的任务；提供基于手机的任务申请，基于智能腕表的反馈功能，以方便不同角色用户的使用场景；设计专用于大屏的可视化看板，重点显示船舶区域的吊装现况、门机任务执行现况、临时任务调整消息通知等，给运营中心决策组以决策支持。

2.2 主要功能说明

2.2.1 单船吊装区域划分

为了能够直观地展示吊运作业的区域，需要基于模型对单船吊装区域进行划分。首先按各类船型的典型侧视图建立船舶模型库，其次各个船舶修理项目，可引入模型后定义具体的区域[4]。以散货船为例，主船体部分可以分舱室定义区域(区分左右舷)，上建部分可以分甲板定义区域。

2.2.2 任务的申请与分配

现场工段负责人在计划前一天发起申请，车间根据现场申请进行预排计划后提交运营中心，运营中心根据各车间汇总的申请统筹分配门机资源，下发最终的计划给车间；同时现场根据实际生产需要申请临时任务，临时任务可直接推送到门机指挥员腕表终端，由指挥员根据当前任务执行情况，进行临时任务的排序和执行。

图2 门机数字化管理系统应用架构图

系统可以根据申请的门机作业任务，检查相配套的物流配送任务，确保门机任务执行前，相关物资可以配送到位[5]。

2.2.3 任务的执行与反馈

现场门机指挥使用智能腕表查看任务、反馈任务执行结果。为保障户外作业期间能清晰地辨识屏幕内容，需在UI配色设计上考虑显示内容的对比度；其次设备尺寸小，功能交互设计需要考虑操作的便捷及信息展示的简洁有效；另外，结合业务流程中具体细节需求，腕表需要具备任务置顶、取消置顶、开始作业、暂停作业、新增临时任务等常用功能。系统还需提供移动端手机的功能，主要供施工单位调整任务。

2.2.4 专用任务类型的处理

由于门机作业过程中存在联吊作业，因此在作业申请时需要能够指定其联吊作业，以方便任务执行时确认作业可执行状态。对于吊上吊下成对任务，采用备忘预约任务的方式建立其关联任务，根据吊上任务状态确认关联吊下任务的可执行状态。

2.3 数据表设计

系统主要管理对象为门机任务。除了门机任务表之外，还需考虑门机任务的发布执行情况。数据表设计还应包括设计发布版本记录表及版本对应的详细任务信息，并考虑门机任务关系及任务调整，设计任务关系表及任务调整记录表。

3 系统应用成效

为了确保系统的落地应用，系统实施期间明确了各部门、岗位的职责，并制定了相应的考核制度。系统经过上线一年多的运行，应用效果达到了既定的目标，主要成果如下：

(1)实现从工段任务申请到车间任务审核，再到计划调整发布，最后到现场执行反馈的业务流程贯通。

(2)建立了门机管理数据库。通过数据分析计划申请完成率，临时任务调整率等指标识别管理问题，以缩短门机计划时长与实际执行时长差距，有效减少了门机时段虚报的行为。

(3)除了现场执行反馈机制的建立，运营中心基于可视化大屏综合执行反馈、任务调整、任务确认相关信息，应用数据进行有效的决策，使得门机计划逐渐开始有序滚动，计划的落实能力得到加强。

4 结论

(1)修船企业门机数字化管理系统上线后门机平均运行负荷保持在50%～70%之间，提升了门机的管理效率。

(2)修船企业门机数字化管理系统建立了门机计划四级调节机制，打通工段、车间、计划室、起重班组之间的信息障碍，解决了传统门机计划并行决策难、变动落实难与准时执行难的问题，任务等待时间缩短了80%以上，减少了工时浪费。