船舶建造涂装物料信息化管理

2020-01-01朱安庆刘海彬

造船技术 2019年6期

朱安庆，刘海彬，姚飚

(1.江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003； 2.江苏现代造船技术有限公司，江苏镇江212003)

0 引言

加快船舶制造智能化升级，为智能制造在我国船舶工业的深化发展提供有力支撑，实现船舶精益生产，是国内船舶企业的共同目标。作为壳、舾、涂一体化造船的核心内容之一，涂装工程管理包含设计、采购、仓储、工艺、生产、质检等。目前，我国船企的涂装生产在技术和设备上与日韩等国的先进造船企业差距已并不明显，制约涂装生产的因素主要是生产组织与生产管理[1]。在涂装工程中，涂料的需求量较大、占用资金大，且涂料属于危险化学品，废旧油漆桶属于危险化学废料，因此与其他物资相比，涂料对追溯管理的要求更高。在涂装生产过程中存在涂料库存量大、涂料使用过程监控不到位、废旧油漆桶回收率低等问题，导致涂装生产管理效率低。

提高和完善涂装设计、生产、管理的能力是企业提升市场竞争力和应对当前复杂的市场环境的一个重要的、不可或缺的手段[2]。本文对涂装物资管理进行研究，借助物联网技术和信息化平台，将涂装的设计、生产和管理集成起来，保证涂装相关信息的共享性、流动性、可靠性，解决船厂的物料管理问题。

1 涂装物料管理流程分析

涂装物料管理流程如图1所示，主要有设计→计划→采购→质检→仓储→领用→施工→质检→回收。

图1 涂装物料管理流程

涂装设计是涂装管理的源头，涂装生产设计输出的物料清单(Bill of Material, BOM)为涂料采购、涂装生产计划、涂装施工提供涂装工程的基本信息，包括：产品结构分解、涂装面积、油漆定额、工艺文件等。但是，涂装图纸或数据信息都是设计部门通过下发纸质图纸或Excel表格给各个业务部门，导致部门之间信息传递速度慢、信息不对等、问题反馈不及时。为达到数据实时共享，将涂装的设计、采购、物资、生产等业务环节在同一平台上管理才能实现数据流的一致性、准确性和唯一性[3]。

在船厂实际生产中，涂装计划与涂料采购、涂装领用等流程没有实现衔接，船厂涂装计划对这两方面的管控明显不足[4]。涂料的采购没有计划性，都是被动地进行采购，只有涂装主管提交采购申请单时采购员才会进行采购。由于多数供应商的涂料仓库都在国内，而且在涂料采购合同中规定到货时间，因此涂料采购供货周期基本能够保证，但是存在采购需求与使用需求不一致等现象，导致生产节奏混乱、生产管理效率低。而且，如果是需要进口的涂料，在无计划的状态下进行采购可能导致采购环节与生产环节脱节，导致严重的误工现象，而且处理不当会导致生产停滞。

在涂料采购流程中，采购员在发出采购单后，对采购流程控制不足。虽然涂料采购合同明确规定采购单发出后多少日之内必须到货，但无法得知实际到货时间，到货单随涂料一起到厂，涂料到货后的入厂手续需现场办理，到货入库时间长。涂料到达仓库并清点完毕后，需先堆放到临时场地，再报质检部门进行检查，这个过程可能需一天时间才能完成，等待时间长，不满足精益化管理要求。

废旧油漆桶回收也是困扰涂装生产的一大难题。据调查，某船厂每天约消耗700桶油漆，巨大的油漆用量造成涂料仓库管理压力大，而且在涂装施工结束后，废旧油漆桶的回收难度高。一个原因是涂装完成后油漆桶被工人随意丢弃；另一原因是废旧油漆桶回收时，出现瞒报、漏报情况，又无法追查到具体责任人，导致回收困难。涂料属于危险化学品，在运输、仓储、施工等环节中都有严格的规定，废旧油漆桶同样属于危险化学废料，随意丢弃会严重污染环境，更有甚者会将油漆桶直接丢进江河，对船厂附近水体造成严重污染。此外，废旧油漆桶会残存油漆，依然具有可燃性，在厂内随意丢弃，有造成火灾的隐患。

2 涂装业务模型需求分析

针对船厂涂装工程管理在物料管理中存在的问题以及物料管理的实际需求和管理业务流程，研究涂装物料一体化管理方案，并结合物联网技术，基于企业微信客户端，通过移动网络实现移动端与PC端双向数据互通，达到涂料入库、库存盘点、涂料出库、废桶回收等流程产生数据实时更新的目的[5]。设计部门在项目初期将涂料参数录入系统，结合涂装车间任务包的划分和车间生产计划，实现涂装生产和涂料供应的协同与平衡。船舶建造涂装业务模型如图2所示。

图2 船舶建造涂装业务模型

2.1 涂装BOM管理

根据船舶涂装产品结构分解(分段及区域)的特点，涂装BOM主要包括各类数据、图表和生产图纸等[6]。涂装BOM可分为基础信息和工程信息：基础信息包括产品结构分解(分段、区域)、涂装面积、涂料属性信息；工程信息包括涂装工艺说明、区域属性信息、油漆定额信息、工作量估算。

有效而准确输出涂装BOM数据，是采购部订货、生产部编制任务包、计划部编制涂装作业计划的依据。内场涂装主要是分段及预组段涂装，面积及油漆定额计算方便，而且内场涂装受环境及其他因素影响较小，生产节拍比较稳定；外场涂装主要是区域和舱室涂装，存在涂装面积大以及受其他专业、环境影响大等问题，涂装面积和工作量的估算难度较大。

2.2 涂料需求计划

分段涂装、船台涂装和码头涂装都是船舶建造过程的关键环节，甚至是瓶颈环节。为了缩短涂装生产周期，施工班组最希望涂料库存充足，能够保证随领随到，不会出现等料停工的现象。但是，涂料属于易燃易爆的危险化学品，涂料仓库管理要求减少涂料库存积压和降低安全隐患。为解决涂装生产和仓储的矛盾，需合理安排涂装生产计划，对涂装生产过程中各阶段所需的涂料一清二楚。需以生产日程计划为指导，结合涂装BOM详情，在保证涂装生产的前提下，确定涂料采购的提前期，按需采购涂料。

2.3 涂料仓储管理

将仓库库位进行标准化划分，并预定义各种涂料的库位区域，结合预到货单和现有库存量，自动分配新到货单的库存位置。仓库管理员日常点检在手持终端上一键完成，手持终端与PC端共用数据库，手持终端上实时显示库存数据，在点检时仓库管理员在库存盘点模块查询某个库位库存现状与实际库存对比，若涂料实物与管理数据一致，直接点击确认即可。仓储模块能够根据涂料的有效日期提醒仓库管理员和涂装主管及时安排使用快要过期的涂料；依据生产计划提醒涂装主管涂料用量不满足未来一段时间的生产需求，需及时采购涂料；当主管提交采购申请时，采购量会与库存量及库存上限进行对比，当超过上线时提醒主管采购量过大。

2.4 涂料领用回收管理

涂料在领用时以任务包(Work Package, WOP)为单位，但是一个WOP的生产周期可能需几天，因此需将WOP分至每一度油漆，每次油漆的领用量可控制在一度油漆用量或两度油漆用量。涂装主管在提交领用单时，涂料仓库管理员会收到即时消息，按照领用申请提前进行油漆集配，并将涂料的二维码打印出来，待领料员领料时一并出库。施工班组在领到涂料及涂料专属二维码后需将二维码粘贴在桶外侧：此二维码可作为油漆施工的有效依据，管理人员若发现工人在施工时油漆桶外未贴二维码标签，可对班组长进行考核；此二维码也可作为废桶回收时的依据，若存在无二维码的废旧空桶，需对施工班组进行考核，而且在回收时，回收人员必须进行扫码回收。

2.5 报表输出

基于前几个模块的数据录入和数据处理，输出采购、到货、领用、回收各个操作的数据信息，并且用户可根据一定处理规则得到目标数据报表。此外，在各个界面提供给用户将数据导出成Excel表格的功能。

3 涂装物资管理体系构建

3.1 体系构架设计

涂装物料配套管理涉及涂装设计、生产计划、涂装采购等模块，仅提升涂料仓储管理对船厂的管理提升远远不够，将船舶涂装从设计到生产管理的信息流统一起来，才能最大化地提升船厂管理水平[7]。基于涂料管理与计划管理、任务包管理协同的思想，根据管理需要将一个WOP需用到的涂料作为一个单位，参照生产计划进行相关采购及领用。管理者可根据WOP的工作量以及计划安排，合理地控制仓库涂料的库存量，实现生产节拍均衡进行。体系构架如图3所示。