面向服務架構的敏捷造船計劃管理模式

【摘要】敏捷造船是造船模式發展的高級階段。在敏捷造船計劃管理方面，提出了以PDCA為指導思想的面向服務架構的敏捷造船計劃管理模式，論述了敏捷造船計劃的編制、下達、執行、控制等各環節。面向服務架構的松散耦合結構為敏捷造船的實現奠定了良好的基礎。

【關鍵詞】敏捷造船；面向服務架構；計劃管理

【中圖分類號】C36 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0195-02

0、引言

船舶工業是水上交通、海洋開發和海防建設的重要支撐性產業，也是勞動、資金、技術密集型產業。造船水平分整船建造、分段建造、分道建造、集成建造、敏捷建造五級。在現今計算機與網絡通訊技術高度發展階段，敏捷造船成為船舶制造企業實現現代化造船的全新解決方案。要在復雜多變的環境中實現敏捷造船模式，就要以靈活的方式進行船舶生產計劃管理。本文提出采用面向服務架構（Service Oriented Architecture，SOA）的敏捷造船計劃管理模式，能動態協調造船聯盟的盟員間的關系，為實現敏捷造船奠定基礎。

1、敏捷造船概述

敏捷造船即按動態聯盟的思想來分析船舶建造過程，也就是將船舶設計和生產計劃及船舶總裝等管理功能作為一個獨立的主體或盟主，各個分段和管系等制造部門（加工中心）及大量的配套廠、原材料供應商和外協廠作為盟員，它們之間就形成了一個聯盟。此動態聯盟既有內部盟員（主體船廠內部各加工中心），又有外部盟員（外協企業和供應商）。敏捷造船企業的形成是以提高造船企業的快速反應能力，實現制造資源的快速重組為目的，是一種知識密集型的、以智能技術為主導的造船模式。

制造系統理論和現代造船理論與技術的發展都認同敏捷制造是船舶未來先進的建造模式。造船業的快速發展使得國內外的船舶制造正在從集成制造向敏捷制造過程轉化。但離真正全面實現敏捷造船還有一定的距離。現有關于造船計劃管理方面的研究多集中于單一生產系統而言，而敏捷造船計劃管理少有研究。

2、面向服務架構概述

SOA是一種粗粒度、松耦合的服務架構，是一個分布式組件模型，其將應用程序的不同單元封裝成服務，服務是SOA中最基本的單元，通過服務問定義良好的接口和協議聯系起來。這種架構具有松散耦合、粗粒度服務和標準化的接口等特征。圖1所示為SOA模型，圖中服務提供者和服務請求者之間能夠進行動態綁定和直接交互，實現企業應用的邏輯。

3、面向服務架構的敏捷造船計劃管理模式

3，1 管理體系及支撐平臺

面向服務架構的敏捷造船計劃管理體系及支撐平臺如圖2所示，按照PDCA（Plan-DO-Check-Action，計劃-執行-檢查-行動）的思想構建敏捷造船計劃管理體系。

一方面，盟主在生產訂單的基礎上制定線表計劃。而后依據線表計劃，在現代船舶工作分解結構（Modem Ship Work BreakdownStructure，MSWBS）的基礎上進行大日程計劃和中日程計劃的編制。大日程計劃是企業級戰略計劃，包括里程碑計劃、綜合日程計劃和分段吊裝計劃。中日程計劃將大日程計劃生成的工作包（WorkPackage，WP）按照WP的執行組織和執行時間劃分到各資源組織（盟員）。另一方面，盟員向服務中心注冊自己能提供的服務。所謂服務，即盟員以統一的物量標準等表示的盟員具備的生產能力。盟員的生產產品類型及生產能力可能都不一樣，盟員之間對服務內容的表示方式按照產品類型要有統一的規定。生產設計部門（一般為盟主）需要提供經過詳細設計和匯總的各項工程控制所需的物量，如工時、分段重、切削長度、焊接長度、部件重量、管子根數與重量、焊接量、涂裝面積等，并在聯盟內統一該物量標準。這樣就可以有效地控制船舶建造過程中的部件加工、單元組裝、分段、總段裝配等各階段的完成物量。當然，前提是要對制造標準數據如產品結構、制造資源、作業程序等信息資源不斷進行標準化和規范化，而這也不是一朝一夕能完成的事情。

支撐平臺用于解決聯盟問數據的互訪問題。采用SOA把異構系統基礎設施、異構數據源以及分布的數據信息包裝成符合Web規范的獨立服務，通過構建統一的請求服務平臺來實現不同信息區域、不同應用系統問的互聯互通。該平臺把原本復雜的交叉調用關系變為簡單的一對多關系，參與整合的各盟員需要注冊到統一的請求服務平臺，通過與支撐平臺的交互，各盟員之間的互訪問題可以很好地解決，最大程度地滿足企業信息和資源共享的需求。

3，2 敏捷造船計劃制定與下達

敏捷造船聯盟是個動態聯盟，每個造船項目都可能會選擇不同的供應商或合作商。所有盟員向服務注冊中心注冊自己所能提供的服務，盟主根據需要進行選擇。因此，敏捷造船計劃制定的過程實質上是盟主把造船任務進行分解，并分配給各盟員的過程，而計劃下達的過程實質上就是動態聯盟盟員確定的過程。

首先要將造船任務進行分解。文獻中提出了基于現代船舶工作分解結構的造船計劃管理體系，即建立以船舶建造過程為主、以任務包分解為輔的船舶工程分解模式，并在此基礎上建立起造船大、中、小日程計劃之間的聯系。該體系對敏捷造船模式依然具有借鑒作用。但是在敏捷造船環境下，由于由多個企業組成了動態聯盟，不確定的因素就會大大增加。如果把船舶工作分解結構分解到粒度很小的工作指令，則可操作性就會大大降低。因此，對船舶進行工作結構分解的時候要考慮船舶工作結構分解的粒度問題。當前很多船廠把管系制作等小粒度的工作進行外協加工，但在船舶結構標準化的前提下甚至可以把分段制作委外加工。粒度大小的確定需要考慮聯盟的穩定性、環境的穩定性等因素。本文提出的面向服務架構的敏捷造船計劃管理模式中，盟主負責制定大日程計劃和中日程計劃，而小日程計劃要結合盟員的實際生產情況，在滿足盟主交貨期要求下由盟員自行制定。

其次，盟主根據中日程計劃以及盟員的生產能力數據，在服務注冊中心中查找符合當前項目需求的盟員，并發出請求，最終確定項目的盟員。再根據中日程計劃及各盟員的實際生產情況，制定符合盟員實際情況的小日程計劃。小日程計劃將中日程計劃分解為盟員內部作業計劃，該計劃以準時完成任務為目標，協調按工種劃分的盟員內部各班組所承擔的各類生產任務工作量。

3，3 敏捷造船計劃執行

各相關盟員執行計劃，根據計劃的反饋結果、生產物流的狀態跟蹤等信息進行生產實時分析，作為計劃調整和生產調度的依據。計劃調整的結果可以是盟員依據新的計劃執行生產過程，或在服務注冊中心查找新的服務提供者，并確定新的動態聯盟，繼續船舶敏捷建造過程。敏捷造船計劃管理采用推進式與反饋式相結合的方法。

由于MSWBS劃分的粒度可能較大，因此盟員在執行計劃時具有一定的彈性。從敏捷造船動態聯盟盟主的角度來看，他所關心的是盟員能否按照盟主的要求完成中日程計劃，以保證交船日期。至于小日程計劃的完成過程，不是盟主關心的。當然，一方面，盟主的大日程、中日程計劃的制定要考慮到盟員的生產能力，即要考慮小日程計劃制定及完成情況；另一方面，按計劃完成生產任務也是盟員的職責。

3，4 敏捷造船計劃控制

船舶敏捷制造從船舶設計、分段制造，以及到最后的船舶試航這一系列生產中，以船舶總裝廠作為盟主，把船舶設計、管系制作、鋼板切割和標準分段生產等交給具有更好生產優勢的加盟廠、協作廠和鋼材集配中心等來生產的過程。船舶制造生產運作流程簡圖如圖3所示。

從圖中可以看出，下道工序生產進度也會受到上道工序的影響，這一點同單一生產系統類似，只是上道工序可能是在盟員內生產。基于約束理論，船舶敏捷制造企業中也必然存在影響整個生產運作的瓶頸環節，可能是某一分段制造、管系制作、船臺總裝等占用關鍵資源或能力有限的生產環節或盟員。船舶敏捷制造企業生產運作必然會受到系統中瓶頸環節的制約。為此，船舶敏捷制造盟主和盟員通過信息共享，根據瓶頸盟員的運作情況對其上游盟員實行拉式控制，而對其下游盟員實行推式控制，從而使動態聯盟系統都按照瓶頸盟員確定的節拍運作。

對于盟員內部的關鍵工序和動態聯盟系統中的瓶頸盟員的進度進行監控可從生產準備、物資準備、技術準備和計劃反饋、生產物流反饋等幾個方面來進行。生產準備主要包括生產管理部門制定的計劃以及定額管理部門制定的作業指令；物資準備主要包括各瓶頸監控點關注的物料的到位狀態；技術準備主要包括各瓶頸監控點涉及的各種技術資料；計劃反饋主要包括生產中小日程計劃反饋、作業指令反饋；生產物流反饋主要對分段以及托盤的生產物流狀態進行反饋。

4、總結

敏捷造船是船舶建造模式的最高水平。結合敏捷造船的特點和s0A的思想，本文提出面向服務架構的敏捷造船計劃管理體系。論述了按照PDcA的思想，敏捷造船計劃的編制、下達、執行、控制的原理和過程。但本文只提出了敏捷造船計劃管理體系的框架，在敏捷造船實施過程中還有很多問題還有待進一步研究，例如造船工程數據復雜性在這里被忽視了，業務處理過程及處理方法的復雜性也被忽視了等等。