船舶分段物流工艺管理模型

2019-05-09

船海工程 2019年2期

(上海外高桥造船有限公司,上海 200137)

船厂是典型的离散制造企业，从钢板预处理、零件切割与加工、组立、涂装、总组、搭载、码头舾装、系泊试验，以及试航等全工艺流程，都贯穿着生产物流活动。利用物联网技术，船厂可以在生产过程中实时监控物料流向以及生产进度，发现各类物资配送的制约瓶颈，促进对物流的精细化管理与控制。日韩等国已经在智能制造领域开展了大量前期研究，并提出建设智能船厂的目标[1]，一个主要突破口就是生产物流环节，而其中以分段为中间产品的分段物流是最核心的因素。我国在2015年已提出加快开展智能制造的研究，在此背景下，参考广州文冲船厂建立的GWS船舶分段物流仿真系统[2]，将数据化的内容作为分段物流信息管理系统的输入，建立分段物流管理系统，思路见图1。

图1 物流管理系统方案构建思路

1 分段工艺特征分析

对现场实地调研，SWS现有堆场容纳分段的能力为500只，但实际堆放量为700～800只。超负荷的堆放是导致现场分段物流不畅的直接原因。分段物流效率低、无效搬运次数多。

以典型超大型油船、散货船、集装箱船为例，分别列出工艺清单，按照区域对各分段进行划分，再分别梳理工艺流程，见表1。

2 分段几何特征的抽取

分段的包络线对分段物流工艺是一个重要的影响因素，也是众多特征中最不易于获得的特征[3]。

通常，想要获取到分段的几何特征需要设计人员手动地、机械地在Tribon中对每个分段模型进行截图，并且需对Tribon模型进行消隐操作才能获取包络线，这样必然带来很多工作量。因此，在Tribon环境下开发包络线生成的工具，工具由两部分组成，①拾取模型的包络顶点坐标(用Python语言编写)；②分通过坐标生成包络线图片文件(用C#语言编写)。

2.1 利用Python程序获取包络线坐标

在Tribon环境下打开分段模型，调整模型在堆场中实际的视图角度，拾取包络线顶点坐标。以图2某船某分段模型为例，调取分段模型，调整图3视图角度。

使用Tribon自带的Vitesse工具调用编写的Python程序，通过生成图5所示的.txt文本文件，读取记录了包络线的坐标。

至此，完成了获得分段包络线的第一步，接下来就是生成更直观的包络线图片以便存储在分段特征数据库中。

表1 分段工艺流程汇总情况

图2 某分段模型

图3 某分段实际摆放视角

图4 Tribon中调用Vitesse工具

图5 存储包络线顶点坐标的.txt文件

2.2 利用C#程序批量生成包络图形

利用C#编写的程序是以包络线坐标拾取工具的输出作为输入条件，批量地输出所有所选分段的包络线图片。该操作十分便捷、简单。用户只需要准备好坐标文件。点击图6界面上的“打开坐标文件”按钮，弹出Windows打开文件对话框，全选想要打开的左边文件，运行“打开”即可显示要打开的所有文件的路径。最终软件会自动在指定文件夹下为每一个坐标文件生成一个同名的.bmp文件。

图6 分段包络线批量生成工具

图7所示的包络图能很直观地呈现分段的包络形状，可以由此通过算法，给该分段提供合理的堆放位置。

图7 生成分段包络线

2.3 包络线获取工具的后续开发

所开发的工具在操作上实现了极大简化，并且提高了工作效率。但是在获取包络线顶点坐标时，仍然需要设计人员将每个分段的模型调取一遍。如果是要统计所有已经建造过的船舶分段包络形状，工作量还是非常大的。因此，在后续的开发中，可以预先设置分段类型的运输基面，在Tribon中能通过调取模型，并默认调整到合理视图，自动生成一个包络坐标文件，最后由专人统一批量生成图片存入数据库中，这种方案会更合理。