船舶建造企业物流执行系统的应用

周旻,郑和辉,欧书博,万德云

(招商局金陵船舶(威海)有限公司,山东 威海 264200)

精益造船是采用成组技术和统筹优化理论,将船舶产品分解为具有相似性的中间产品,建立与之匹配的生产流程和生产工艺,按照区域组织和开展精细化的生产,促进单件流水作业方式,达到生产工序的“零”库存,产品质量的“零”缺陷。船舶智能制造是工艺流程、物流及信息流等与智能技术的结合物[1],作为信息化和自动化的高度集成产物,智能制造技术代表着自动化制造领域未来的主要发展趋势[2]。

物流对船舶建造过程的作用重大[3],船舶物流精益化是实现精益造船和船舶智能制造的重要一环。基于此,部分船舶建造企业结合自身发展需要和实际状况,着手搭建物流执行系统(logistics execution system,LES)。

物流执行系统的概念来源于制造业务过程中的REPAC(ready, execution, process, analyze, coordinate)模型,该系统能够促进企业有效管控物流业务,降低存货量,提升物料周转率[4]。

改变传统物料领用模式为物流配送模式,物流执行系统是以物料拉动为核心,统筹考虑物料在不同存储单元和工位之间的交互,实现物料的分拣、库存管理、跟踪和监控,以及按需拉动的物流管理系统,通过智能化物料的拉动模式,实现物料的收、发、存环节的精细化和精益化管控。

物流执行系统支持全过程、全方位条码数据采集,能够监控流转节点及中间产品库存的实时状态,让操作者实现快速便捷分拣,做到实物与数据信息同步,提高集配效率并满足定时、定点、定量的配送模式。

简而言之,物流执行系统能够实现物流仓储管理的流程化、自动化和智能化,完备的物流执行系统,有利于企业进行实时的生产管理[5]。船舶的智能制造是船舶建造信息化和自动化的高度集成,其技术之一便是实现网络互联[6],而物流执行系统首先实现的就是物流信息的互联互通。

1 企业概况

WHJL公司成立于20世纪50年代,是省科技领军企业,通过EN1090(EXC3)、ISO3834-2管理体系资质认证,取得“两化”融合管理体系认证,获得省绿色工厂、国家级绿色供应链管理企业称号。WHJL公司配备有先进、齐全的造修船设备设施,致力于开发全新的环境友好型修改装模式,做环境友好产品,创环境友好厂区。

为了实现跨越式发展总体目标,落实国家新发展理念,近年来WHJL公司不断强化体系建设和制度创新,统筹公司发展顶层设计和路径图,编制实施线表扎扎实实融入信息技术和智能技术,推进产业升级和结构改革。

WHJL公司业务相关部门的组织架构图,见图1。属于典型的以项目执行为核心,拉动各部门执行项目的组织管理结构。

图1 企业组织架构

2 企业现有物流系统的问题

1)业务痛点堵点较多。物料追溯困难,入库物料的细节不明朗,对于入库节点、物料质量状况及物料入库需求度不清晰。出库托盘分类混乱,没有严格的逻辑和分明的层级,导致托盘流转不畅,物料交接阻力增加,带来物料和托盘的漫长空挡时间。随之而来的是库存积压和物料信息孤岛、账实不符等问题。

2)组织架构及观念未及时更新。原有的组织架构与生产模式与精益造船需求脱节,未建立有效的成体系的精益物流架构。管理人员和执行人员精益物流理念薄弱,数字化理念较为落后。

3)沟通交流机制不完善。部门工位间信息交互不畅,缺乏积极有效的沟通,基层问题长时间得不到反馈和解决。缺乏对流程彻底、详尽的梳理,业务界面划分不清晰,职责归属不明确,部分流程文件执行效果不佳,亟需明确流程间的输入、输出和流程内的活动,达到人各有责、物各有主。

4)执行计划脱节。物料纳期计划、物料需求计划等的制定往往根据船舶建造经营线表的大节点计划及各项目日程计划而定的,物料需求计划和供应商实际纳期常出现不一致现象,而为了不影响重要物料的使用,只能储存部分物料,这些物料放置在仓库中,占用仓库可用空间,影响物料周转。缺少有效的生产物料拉动计划,临时性物料计划需求较多且变化频繁,导致基层用户产生抵触心理。

5)物料看板缺失。物料实体的传递、存储等状态的变化,既有实体物料的流动,也有对物料周转产生的数据和表单等,现有的记录往往停留在纸质材料或常规基础的电子输入记录,没有实现智能化、可视化和一体化。

6)物料技术状态标识模糊。物料本身、料箱、对应托盘及仓储位置等信息混乱,缺乏内在联系。物料清单信息不详,现有参数准确度不足,分类不合理。

3 物流执行系统适配

为解决上述问题,需要该系统具备以下功能:①明确划分物料流转界面,理顺厘清流程与数据之间的关系,实现标准化作业流程,流程再造建立健全符合企业实际需求的物料流转体系,全面梳理并识别利益相关者,搭设全新的组织框架;②转变工作理念,摒弃原有惯性思维,宣贯精益物流理念和数字化理念,积极面对挑战;③组织精益化、智能化、数字化的系统培训和现场指导,引导全员主动接受新事物;④加强基础物料数据的积累,搭设宝贵的知识数据库,为物流执行系统提供根本保障;⑤解决适应性问题,从技术层面和输入层面纵深推进;⑥构建可拓展、安全性高、可靠性强、可移植的物流执行系统,保障快速适应新增业务需求,顺利开展新增业务功能,强化系统与其他外部系统耦合关系,实现多向信息对接。

3.1 物流执行系统架构

根据WHJL信息化和智能化实施现状,参照工业4.0模型,搭设总体架构,见图2。

图2 总体架构设计

总体架构设计图共分为6层,分别是物理层、设备集成层、通信层、信息层、功能层和业务层,其中物流执行系统处于功能层级,其基本架构见图3。

图3 物流执行系统基本架构

3.2 精准物料身份识别

物料清单(bill of material, BOM)的准确率与企业经济效益存在极大的关联[7],是企业经营生产的核心数据。BOM已经不再单纯作为概念,而是一个跨领域、跨专业的管理体系,是制造业信息化系统中核心的基础数据,贯穿于销售、研发、工艺、计划、制造、采购、仓库、物流、财务、售后等全价值链的整个产品生命周期的几乎所有职能部门,BOM是唯一将这些环节联系在一起的纽带。作为企业生产核心的BOM具有以下特点。

1)精确化。精准识别出BOM表准确率影响因子,即产品定义不准和生效时间不准。基于船舶物料的特殊性,制定完备和统一的架构设计,避免BOM管理形态的异构管理,减少BOM管理工作量大、BOM管理效率低下等一系列问题。保障BOM管理单元设定与业务成熟度的匹配程度,明晰BOM的管理形态和应用形态,规避全业务链BOM管理的混乱问题。统一BOM管理方式,制定并简化BOM业务管理流程和规范,明确BOM管理职责划分提升BOM的管理质量。推进产品配置管理与BOM管理交叉融合实现数据协同,制定严谨的变更管控机制,实现变更管理和BOM更改协同。

2)精细化。船体板材、型材、铁舾件、管舾件、电气件、油漆、吊耳、焊材、配件等的BOM数据,依照大类分级、逐层分解原则,设置合理位数的身份识别号,实现一号一料。精细BOM数据,应具备合理的拓展性,每一大类物料设置一定裕度,每一小类物料留足空间,保证后续新材料发展带来的数据更替。

4 物流执行系统运行实施效果分析

物流执行系统实现了物料流转节点及中间产品库存的实时监控,实现物料快捷分拣,验证实物与数据信息的同步,看板数据记录和清晰显示物料的停留与去向,物料流转过程中发生的场地、设备、人员等辅助因素被记载和监控,能够进一步体现物料的状态,清晰直观的体现各个工序间物料饱满度、负荷均衡性等,使物料配送更加透明化、物料出入库更加智能化,实现了精益物流的目标,实施效果见图4。

图4 物流执行系统实施效果

OTD(on time delivery)是生产管理中衡量订单准时交付情况的一个指标,在物流执行系统中用于定义物料转运效率,OTD指数越高表示转运效率越高。

(1)

式中:P为未按期转运的物料数量;D为总计划转运的物料数量。

AOD(accuracy of delivery)用来定义物料转运准确率,AOD指数越高意味着物料转运的准确率越高。

(2)

式中:Q为转运后退库的物料数量。

物流执行系统上线后,OTD和AOD指数变化情况能够十分直观体现出物料转运效率、转运准确率,及时找出业务堵点,有针对性消除中间缓存浪费,降低库存,实现按需拉动物料采购、入库、配送、出库,可加强和提升公司物料流转的精益管控能力,打造适用于公司的全价值链物流执行系统,实现项目规划目标。精益制造作为企业发展的基本途径,作为其基础之一的精益物流有力助推船舶精益制造转型升级。

5 结论

通过对公司组织架构和管理模式的调研,分析现有物料周转系统的运行情况,结合公司发展需求,适配相匹配的物流执行系统。配置适合于公司的物流执行系统会在整个公司内提供准确的实时信息和动态的系统指令,进一步提升物料转运效率和准确率,降低物料库存,可以在更高层次上降低公司资源的浪费,是精益制造和智能制造的重要组成。

配置相适应的物流执行系统能够实现船舶“工序、中间产品切分、建造方案”的改良,是船舶仓储、物流、配送管理模式的开创性实践,能够提升公司运行效率和整体竞争力,可以缓解人工和材料成本的压力,打破“信息孤岛”建立具有增值性的核心数据。

公司物流执行系统的成功配置,能够为其他船舶建造企业提供有力参考,能够树立行业标杆,引领船舶行业物流数字化的转型。