船舶分段制作产能测算研究

金宇恒

摘   要：造船企业生产能力测算是生产管理工作中的核心工作，生产能力测算水平决定着生产计划制定、产能提升策划、产品承接策划能力水平。本文围绕船舶分段制作，从分段钢板切割到分段油漆完工各个作业阶段进行能力测算研究，通过对分段制作产能制约因素分析，合理进行瓶颈资源的提升管理，为提高企业效益提供数据支撐。

关键词：分段制作  生产能力  产能测算  瓶颈分析

中图分类号：F272                                   文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）05（b）-0104-02

现在总装化造船模式下，较多造船厂强调船坞周转率的同时忽略分段制作对船坞周转的影响，导致国内一些船厂，分段制作资源不足，需要外协厂家支持实现总装化造船，但是受制于成本控制、进度管理等因素影响，很多类型分段需要留在总装厂进行制作，因此船体分段制造成为了整个造船作业的瓶颈，分段制作中的资源约束多[1]。随着造船企业经营难的持续，对企业精细化管理的要求提高，生产资源的合理应用，生产能力测算研究更为重要[2]。

本文将以现代化造船模拟流水线为例，介绍分段钢板切割、分段部件制作、分段大组立制作、分段涂装等工序阶段的生产资源及相应能力测算，并通过测算找出分段制作过程中的瓶颈资源，并论证瓶颈资源的能力提升方法。以达到产能提升及资源能力计划制定，为经营接单决策做数据支撑的目的。

1  分段制作产能制约因素分析

分段制作生产区域拥有多台设备，此工序阶段生产能力应为多台设备能力总和。同时设备能力决定于设备要素，包括设备名称、设备加工零件信息、加工工艺、加工尺寸、重量、规格、类型等能力参数。设备工作状态是否正常、维修、报废，以及设备稳定性情况。各个要素的综合情况决定了区域设备综合生产能力[3]。结合人、机、料、法、环等因素，造船企业的分段制作能力主要影响因素如下[4]：（1）工艺流程的复杂程度，物流流向科学性。（2）设备的工作时间，主要受到设备性能可靠性影响。（3）工位之间的距离，影响物流周转的时间。（4）工种能力及工人配置情况。（5）生产成本的投入情况。在一定区间内，生产能力与生产成本投入成正比，比如人员加班工资投入。（6）生产计划均衡性及物料供应及时性影响节拍生产的各种因素将影响产能发挥。

2  分段制作产能测算方法研究

针对分段制作产能测算，各个造船企业所应用的方法及计量单位均有所不同，本文将结合国内某造船厂产能测算方法实例，进行分段产能测算方法的创新性研究。为了简化流程，此次研究将以各个作业阶段的核心资源能力作为测算的依据。同时本文以介绍测算方法为主，为了测算方便，下述设备参数及分段参数将会被简化或者修改。

2.1 分段切割能力测算研究

根据造船厂分段切割需求配备，通常配置较少的火焰切割设备能满足生产需求，等离子切割机为主要切割设备，需要大量配置，因此成为了分段切割阶段的核心资源，甚至瓶颈资源，本文将介绍一种切割机的能力简单能力测算模型。假设，数控等离子切割机10台（a），切割速度为每小时80m（b），一般为了充分利用资源，会按照每天2班制生产进行人员配置，有效工作时间为每天16h（c），每月工作天数为26d（d），故障系数0.95（e），月切割米数为a*b*c*d*e=316160m，单个分段切割米数折算每只2000m，每月可切割158只分段。

2.2 部件制作能力测算研究

根据设计部门提供分段小组立DAP图纸，部件制作面积按部件涂装面积的一半进行计算，统计得出加工部分段部件制作所需的场地面积，同样可以获得部件的焊接米数和重量;进而得到分段部件制作面积、焊接米数、吨位、周期统计表。按照船型的建造比例计算，常规民船分段小组立制作面积约为500m2/只，分段小组立焊接米数1500m/只，分段部件制作周期5天，部件制作区域总面积14000m2，分段部件月产量为：14000m2/500m2/只*26d/5d=145只。为了简化，此次测算仅使用面积及工期计算，暂时忽略焊接米数及吨位影响，作为后续研究的铺垫。

2.3 分段大组能力测算研究

将分段胎位类型简化为内场、外场，并将分段类型分为平直分段、曲面分段、槽型分段，根据内外场分段胎位类型配置不同，内场同类型分段受天气影响小，平均周转周期较外场短。根据公式（1）及表1可以计算出分段大组能力为每月126只分段。

2.4 分段涂装能力测算研究

此阶段能力主要受到厂房设施影响，以冲砂车间2间，涂装车间4间为例，若考虑分段大小合理搭配，每天冲4只分段，按26d计算，为每月产出94只分段。

2.5 制作产能瓶颈分析

瓶颈理论TOC（Theory of Constraints）也称为制约理论或者约束理论，此理论认为系统至少包含一个因素制约，使得可能有无尽的产出受到制约。此理论提出增加一个系统的产量，必须要突破此瓶颈[5]。结合瓶颈理论，通过上述分析可知，分段切割能力每月可切割158只分段，部件制作能力145只，分段大组能力每月126只分段，分段涂装能力为每月产出94只分段。可见此系统的瓶颈为分段涂装能力。提高产出方法一般为新工艺实施提高资源产出或者增加资源。

控制投入、不扩建厂房的情况下提出增加分段涂装产出的几点方法：（1）强化枪手喷漆管理：推广喷漆枪手湿膜卡的使用和不同类型油漆枪嘴配套使用，在降低油漆消耗的同时提高分段施工质量，提升一次交验率。（2）提高涂装厂房利用率：推动油漆最短间隔期复涂，从而缩短分段施工周期10%～20%，提高施工效率;（3）优化分段阶段施工工艺：减少分段脚手搭设，提高高空车施工范围，推进移动式脚手平台施工，探索高空车冲砂，最终实现从组立部就使用高空车进行施工，切实减少脚手搭设，大大降低外场涂装的破坏率;（4）推动分段扫砂工艺：配合设计部门进行工艺优化和新材料试用，采用耐高温车间底漆，加强施工过程中对车间底漆的保护，减少车间底漆受损，实现分段阶段扫砂施工工艺，此举将可减少冲砂时间和材料消耗30%以上。（5）推行部分分段打磨工艺，如上建分段进行打磨，减少冲砂厂房资源占用。

3  结语

本文通过对造船企业分段制作的重要工序的生产能力计算方法进行研究，得出分段切割、分段小组立、分段大组立、分段涂装等工序能力，分析得出分段制作的瓶颈资源。为后续进行生产计划制定、产能提升策划、产品承接策划等决策工作打下理论基础，为计划管理的数据分析积累更多的数据。

参考文献

[1] 李亚东，苏智剑，张炎亮.生产计划编制的有限能力计划法[J].河南科学，2004（4）：561-564.

[2] 任南，梁冰，王志英，等.造船资源管理与配置研究[J].船舶工程，2011，33（6）：110-113.

[3] 王佩，田锡天，刘书暖，等.基于车间能力的工艺分工规划方法研究[J].机械科学与技术，2011（3005）：833-837，843.

[4] 方叶祥.机械制造企业的生产能力及能力计划研究[J].预测，2003（1）：78-80，74.

[5] 张铁男，韩兵，于渤.生产能力约束条件下的柔性作业车间调度优化[J].系统工程理论与实践，2011（3103）：505-511.