基于SPDM系统的船舶设计工时管理和应用

付 诚，邱晓静，秦肖艇

（沪东中华造船（集团）有限公司，上海 200129）

0 引 言

船舶设计工时管理是船舶设计管理的重要组成部分，通过进行有效的设计工时管理，能有效缩短设计周期，控制设计成本，均衡设计负荷，为设计过程控制创造条件。船舶设计工时管理信息化是船舶设计工时管理的发展方向，只有借助信息化管理的手段，才能有效发挥工时管理的作用，为其提供平台和数据保证。

本文所述设计工时管理以SPDM（Ship Product Data Management System）系统和PROJECT软件为信息化管理平台，其中SPDM系统是沪东中华造船（集团）有限公司自主研发的船舶数据管理系统，是在多年对PDM（Product Data Management System）使用经验和设计需求进行总结的基础上开发的，因此更能满足设计管理的需要。工时管理能实现精细化派工和灵活性派工，并能通过一些控制手段，使设计派工和工时反馈数据更准确、及时，从而提高工时管理的准确性和实用性。

1 船舶设计工时管理体系建立

建立船舶设计工时管理体系是设计工时管理的基础，主要包括船舶设计工时分类、船舶设计工时定额确定、船舶设计工时绩效考核和船舶设计工时信息化等4部分，其中船舶设计工时信息化主要是指任务派工、实动工时反馈和工时审批、工时报表生成的信息化管理。

1.1 船舶设计工时分类

船舶设计工时分类是工时管理的基础，船舶设计是一项复杂的工作，涉及的专业广，周期长，设计过程中会遇到很多问题，因此必须对船舶设计工时进行科学分类，形成清晰有效的工时管理体系。下面根据某船厂的实际情况对船舶设计工时进行分类：

1) 船舶设计工时一般分为生产工时和非生产工时，其中生产工时分为产品（项目）工时和非产品（项目）工时；

2) 产品工时包括图纸工时和非图纸工时，产品以外的作业工时称为非产品工时；

3) 非产品工时一般包括新产品开发、设计报价、船型优化、科研项目、标准编制、先进制造技术（新工艺、新技术等）和设计定型等工作耗费的工时，此类工时一般无工程编号或尚未建立工程编号。

按船舶建造阶段来划分，图纸工时主要指详细设计和生产设计阶段[1]图纸设绘产生的工时，主要包括图纸评审工时、送退审工时、设绘工时、校对工时、标检工时、审核工时、发图工时和改单工时等。非图纸工时主要指合同阶段（合同设计）[1]、快速制造阶段（制造、装配船坞搭载、试航、交船）和售后服务阶段[5]产生的施工配合协调工时，主要包括订货说明书编制、技术协议谈判与签订、设计准备、技术协调（与各专业间、船东、船检和厂商间的协调等）、设计建模与平衡、施工配合和试航试验等产生的工时。

综上所述，船舶设计工时分类见图1。

图1 船舶设计工时分类

在船舶设计工时分类中，非生产工时用来评价员工的出勤率，与设计项目没有直接的关系，主要用来统计设计项目以外产生的各类工时，便于进行工时管理分析和设计总工时控制。图纸工时和设备订货工时在SPDM系统中是有关联交付物的，可根据交付物的状态对工时的反馈进行控制。船舶设计工时的重点是产品工时，在设计船舶过程中，重点对产品工时进行控制和管理。

1.2 船舶设计工时定额确定

1.2.1 设计总工时确定

船舶设计工时定额是设计工时管理的重要指标，是衡量实际工时的标准，准确地确定设计工时定额对控制设计工时有很好的引导作用，能降低设计成本，提高设计人员的工作效率。工时定额设定过高或过低都不利于设计工时管理。不同船厂因生产流程、设计模式和建造能力（起重能力、船坞/船台大小）等不同，导致设计方式和设计深度有一定的差异，因此需结合船厂的实际情况，选择合适的工时定额确定方法，并在设计过程中不断对其进行完善，使其能真正对船舶设计工时进行控制，较准确地衡量设计人员的工作效率。

目前确定工时定额的方法主要有分析经验评估法、统计分析法、类推比较法[2]、技术定额法、数学模型和神经网络法等[3]。不管采用哪种方法，都很难准确计算出适合每艘船的设计工时定额。由于各种因素的影响，加上同一船型在不同设计背景下存在差异，可借鉴一些通用的计算方法初步确定设计工时定额，并在设计管理过程中对其进行不断修正，形成适合特定船厂的工时定额标准体系。

船舶设计总工时通过关系式“船舶设计总工时=图纸工时+非图纸工时”计算得出，该方法是目前比较科学的计算方法。

1) 非图纸工时Qn的预测模型[4]为

2) 图纸工时分为船体图纸工时Qhm和舾装图纸工时Qfd，二者的映射关系模型分别为

式(1)～式(3)中：TDW为载重量；λ为船型修正系数；C为常量；W为船体结构重量；B为分段数；G为总段数；Z为区域数；S为系统数；P为管子长度。因此，船舶总工时Q为

通过以上方法预测船舶设计总工时定额、图纸工时定额和非图纸工时定额，并按一定的比例确定各专业的图纸工时定额和非图纸工时定额，对于同型船的后续船，根据首制船，按一定的比例确定。该方法只是一种预测方法，应根据船厂的实际情况不断进行检验和修正，最终形成适合特定船厂的工时定额标准。

另外，可采用分析经验评估法和统计分析法[4]等方法确定船舶设计总工时。总之，不管采用何种方法确定设计总工时，所得结果都只是一个预测值，需在实践中不断进行总结和修正，通过对大量数据进行分析，得出较为符合船厂实际情况的工时定额数据，并以此为标准，形成工时考核和工时负荷测算依据，最终发挥工时管理的实际作用。

确定船舶设计总工时、图纸工时和非图纸工时之后，需将其分配到各专业室、各专业，一般按一定的比例分配。具体方法是先结合以往的设计经验预设一个比例，然后根据长期的工时数据积累和对比分析进行不断完善，最后形成各型船的设计工时定额分配比例标准。表1为某型船各专业图纸工时定额分配情况。

表1 某型船各专业图纸工时定额分配情况

续表1

1.2.2 图纸工时定额确定

图纸工时定额必须细分到每份图纸的工时，每份图纸的标准工时定额既可根据船型确定，又可根据统一的标准确定。在确定统一的标准工时和船型标准工时时，必须先建立通用的标准图纸目录库。图纸工时定额分为详细设计图纸工时定额（见表2）和生产设计图纸工时定额（见表3）。生产设计图纸工时可根据需要打包，主要考虑是否需打包派工，不同船型每份图纸的工时定额可通过乘以修正系数来修正，该修正系数1λ的计算式为

修正之后的每份图纸的工时为该船型的图纸工时定额，这时科室主任可将计算之后的图纸工时定额派送给设计人员，作为设计人员工时考核的依据。

表2 详细设计标准工时定额

表3 生产设计标准工时定额

每份图纸的工时定额又可细分为设绘工时定额、校对工时定额、标检工时定额和审核工时定额，室主任在派工时，可根据需要进行分解并确定每个子任务的工时定额，子任务的工时定额之和不能超过图纸的总工时定额。

1.2.3 非图纸工时定额确定

非图纸工时定额无法同图纸工时一样具体分解到每个确定的任务上，但同样可根据需要对其进行分类，确定每个类别的工时定额。非图纸工时按一定的比例确定，可根据船型确定不同的比例标准。

设备订货工时指订货说明书编制、技术谈判、技术协议签订和设备认可图退审等设备订货工作产生的工时。在以设备为对象进行派工时，虽然船舶设备种类很多，不同船型也有差异，但可与图纸工时一样先确定标准的设备目录库和设备订货标准工时定额，然后根据船型，从总的设备目录库中选择设备，形成船型设备目录库，便于进行统一规范标准管理和工时定额维护。每项设备的工时定额由设备标准工时定额乘以修正系数得出。

设计协调工时指开工前的设计协调工作，反映开工前的设计工时负荷；设计建模工时指结构建模、建模平衡、小样建模和管路定义等工作产生的工时，反映设计建模阶段的工时负荷；施工建配工时指开工之后现场施工配合、问题处理、船东船检问题处理和试航试验等建造阶段产生的工时，反映开工之后施工配合所需的设计工时。这3类工时根据不同船型，按不同的比例确定，并分解到各专业室和各专业。

1.2.4 标准工时定额修订和维护

按以上方法确定标准工时定额之后，必须严格按工时定额进行工时派工、工时反馈控制和工时审批。对于图纸工时定额，严格按每份图纸的工时定额派工。在设计过程中，若设计人员反馈工时定额过多或过少，由工时管理人员确认反馈原因之后进行相应的调整，非图纸工时专业室主任所派工时原则上不能超过总工时定额。若实际派工过程中工时存在不足，可向管理室申请增加工时，并写明增加原因；若确实工时定额不足，则对工时定额进行修正。

在每型船完工之后，组织各专业召开工时专题会议，对工时数据进行分析总结，对工时定额进行统一修正和完善，使标准工时定额更合理。

1.3 船舶设计工时绩效考核

船舶设计工时管理的最终目的是工时绩效考核。工时绩效考核的目的是提高设计人员的工作效率，控制设计成本，提高设计人员的工作积极性。因此，船舶设计工时管理与每个设计人员的切身利益密切相关，建立科学适用的工时绩效考核方法至关重要，不能为了考核而考核，否则会适得其反。船舶设计工时管理是一项非常复杂、难度极高的工作，很难对任务作精准的工时界定，只有不断总结经验，不断完善和改进工时管理方法，探索出一条既能反映大多数设计人员的工作效率和工作能力，又能对控制设计成本和提高设计效益有积极作用的方法，才能真正有效地进行工时考核。

某船厂经过多年的工时管理经验积累，形成了自己的工时管理绩效考核方法，后续通过不断完善，能达到提高设计人员的工作效率，控制设计成本，提高设计人员的工作积极性的目的。工时绩效考核所采用的计算式为：绩效工时=工时定额×认可百分比。

工时定额为室主任派工时填写的工时定额，每艘船的工时定额按上述方法确定之后发布，室主任严格按工时定额派工，若需调整，走相关调整申请流程；认可百分比为室主任审批时确认的认可百分比，主要根据任务完成进度进行评判，若任务全部完成，则按 100%结算工时。由该工时绩效考核方式可知，考核工时与设计人员填写的实动工时没有直接关系。若最后计算得到的考核工时大于设计人员填写的实动工时，说明设计人员的工作效率较高；若设计人员填写的实动工时远大于工时定额，则说明设计人员的工作效率较低，需查找原因，改进提高。

2 船舶设计工时管理信息化

船舶设计工时管理体系建立以后，需实现对设计工时的信息化管理。船舶设计工时管理信息化主要是指任务派工、实动工时反馈、工时审批和工时报表生成的信息化。

船舶设计工时信息化管理系统必须满足以下条件：

1) 能满足工时管理的多样化需求，不管是产品工时，还是非产品工时、图纸工时和非图纸工时，都能进行任务派工，能适应不同部门、不同专业的管理要求；

2) 工时派工工作的自动化，在创建项目时能自动生成对应的项目任务结构，能自动导入图纸目录并生成图纸任务，图纸目录与图纸任务既相互关联又相互独立，同时能根据需要对任务做进一步的拆分、人员分配和工时分配等操作，且操作简便快捷；

3) 界面操作简单直观，通过团队角色管理，使各级人员看到的操作界面最简化；

4) 能生成工时管理的各种报表，便于进行工时分析、工时统计和工时考核；

5) 系统稳定、安全、高效，能保证系统数据可靠、持续稳定。

2.1 任务派工的信息化管理

船舶设计工时派工以工时分类为基础，根据以上分类产品任务的派工任务分为图纸任务和非图纸任务，其中：图纸任务分为图纸编制任务、校对任务、标检任务和审核任务等，根据设计阶段的不同，为便于精细化派工，图纸编制任务和校对任务又可拆分成多个子任务；非图纸任务按上述分类进行派工，相对灵活。

图纸工时派工的具体操作为：当船厂接到一艘新船的建造任务时，设计计划管理人员在SPDM系统中创建该项目并自动生成各专业的任务列表，如“产品XXXX的XX专业图纸任务”和“产品XXXX的XX专业非图纸任务”；在设计工作开展之前将图纸目录导入SPDM系统，系统自动生成对应的图纸任务，存放在对应的任务列表下，此时确定图纸是否打包，若图纸任务要打包，则在导入图纸目录时填写任务包名称；导入成功之后，任务派工者（一般为室主任）就可进行图纸派工，派工者只需将任务导出，并在填写是否拆分、拆分数、任务承担者、工时、计划日期和完成日期等信息之后导入SPDM系统即可；室主任完成派工之后，设计人员便可在SPDM系统工时反馈界面看到室主任分配给自己的任务并填写工时。

非图纸任务派工是通过导入模板，直接将任务导入对应的产品专业的非图纸任务下，非图纸任务需按工时管理要求正确地进行任务分类，然后填写任务内容、工时、承担者和计划日期，并导入SPDM系统。非图纸任务可多个项目一起导入，这样能减少导入时间和次数，进而减少派工工作量。

非产品任务派工与非图纸任务派工完全一样，只是要对非产品进行分类，便于统计每个类别的工时。例如，可将非产品工时分为科研开发项目（项目编号为 KYKF）、标准汇编（项目编号为 BZ）和工法工装（项目编号为GFGZ）等，各船厂设计部门可结合自身需要在SPDM系统中增加相应的工程项目，然后利用非图纸导入模板进行派工。SPDM系统工时管理提供有很多工时修改、人员调配和计划变更的方法，可通过PROJECT SERVER对工时、人员和计划日期等进行修改，操作简单快捷；同时，PROJECT自身有很多功能生成对应的工时图表和负荷报表等，对工时管理有很大的帮助，且操作与Excel表格类似，对于派工者来说没有很大的操作难度。

2.2 实动工时反馈

实动工时反馈是工时管理的重要组成部分，实动工时反馈必须具有及时性、准确性和实效性。只有工时反馈及时准确，实际工时与标准工时的比较才有意义；只有实际工时的填写与设计人员的绩效密切相关，设计人员才能认真填写实动工时，实际工时考核才能真正达到提高员工的工作积极性和工作效率的目的。通过有效、准确地派工，能让员工感觉到任务的重要性和计划性。

SPDM系统工时管理要求设计人员填写以下内容：

1) 当天完成任务的实际工时，可精确到0.1h；

2) 完成该任务的百分比，按实际完成该任务的进度填写；

3) 工作内容的具体描述；

4) 非生产工时，主要包括管理工时、等工和休假等。

实际工时是用来与定额工时相比较的；完成任务的百分比是用来对设计人员的绩效进行结算的；工作内容具体描述既是提供给室主任，用来对工作量和工作内容进行评估的，也是给室主任进行工时审批时参考用的。

SPDM系统在开发初期就充分考虑各方面的要求，为确保设计人员填写工时的准确性，对图纸实动工时的填写进行一定的控制。图纸工时反馈与图纸的状态密切相关，SPDM系统中的图纸有正在工作、正在审阅、已发布和已入库等状态，图纸工时的具体控制有：

1) 图纸未派工则无法启动审签流程；

2) 在图纸上传阶段开始以前（正在工作状态），只允许设计人员填写该图纸的任务完成率为50%；

3) 图纸达到已发布状态之后，允许填写图纸工时的完成率为80%；

4) 若图纸达到已入库状态，则允许设计人员填写图纸工时的完成率为100%；

5) 当反馈任务完成率为100%时，该任务完成之后不会再出现在未完成的任务列表中；

6) 当天反馈的任务完成率不能低于该审批通过的最大任务完成率，避免审批工时时该任务的绩效为负值。

通过这样的控制，能保证图纸工时反馈在一定范围内的及时性和准确性。

设计人员每天登录SPDM系统，可在任务反馈界面看到室主任派给自己的全部任务、计划要求时间、定额工时和填写要求等，可根据任务的计划要求对自己近期的工作做一个简单的规划，然后开始一天的工作，并记录完成每项任务实际花费的时间和任务的进度，最后提交给室主任审批。

2.3 工时审批

工时审批是对设计人员填写任务完成率的最终确定，通过室主任审批的工时就可参与月度绩效结算，因此工时审批是室主任对设计人员绩效的评判，室主任可对设计人员的工作进度进行修改或认可。

室主任在审批确认时，可对比分析最后评判是否通过审批，可每日、每周或每月进行审批，但必须在月底做最后的审批确认。审批确认之后，工时管理人员便可进行工时月结，生成月度工时统计报表和绩效报表。经过室主任审批确认之后的工时无法进行修改，确保工时审批的权威性和工时数据的准确性。

2.4 工时报表

工时报表是工时管理的结果，通过一系列要求和控制的最终目的是得到准确有效的工时数据。工时报表是工时数据输出的重要体现方式，必须能给工时分析、工时绩效考核和工时负荷分析提供强有力的数据支撑，只有如此，工时管理系统才能真正发挥作用。工时管理系统的工时报表必须做到内容丰富、数据准确、生成速度快。

SPDM系统工时报表有3种，即：

1) 工时月结报表，工时月结审批之后生成的报表，反映每个设计人员的月度认可总工时，并通过一定的考核规则换算得出每个设计人员的月度绩效报表，作为设计人员月度绩效发放的参考依据；

2) 图纸工时报表，通过该报表可体现每份图纸的工时定额与实动工时的对比，既可作为工时定额调整的重要依据，又可作为同类型船的系列船图纸工时分析比较的重要数据资料；

3) 项目总工时分类统计报表，通过该报表可统计每个项目各分类的总工时。

通过这 3种报表，既可实现设计人员绩效数据化考核和管理，又可为设计工作效率提高提供重要的数据分析依据，通过不断分析总结，为设计管理决策提供指导。

3 实船验证

以某船厂建造的大型集装箱船为研究对象，通过以上工时管理体系和SPDM系统工时管理平台，实现对全船图纸任务、非图纸任务的精细化派工和工时管理。工时派工能根据实际需要对图纸任务进行拆分，非常灵活便捷。同时，通过工时定额、图纸流程和工时审批等系统管理，对工时的准确性进行有效控制，对该型船的工时管理起到很好的控制作用。

4 结 语

船舶设计工时管理既是设计管理的重要手段，又是设计管理的必经之路。设计工时管理信息化是设计工时管理的发展方向，本文就如何建立工时管理体系，并通过信息化手段实现该管理体系进行了详细阐述，建立了完整的工时信息化管理流程，对工时管理的各环节进行了控制和数据记录。此外，通过实船检验，实现了设计工时的精细化派工和信息化管理，对船舶设计工时管理及其信息化发展具有重要的参考意义。