船舶分段制作產能測算研究

金宇恒

摘? ?要：造船企業生產能力測算是生產管理工作中的核心工作，生產能力測算水平決定著生產計劃制定、產能提升策劃、產品承接策劃能力水平。本文圍繞船舶分段制作，從分段鋼板切割到分段油漆完工各個作業階段進行能力測算研究，通過對分段制作產能制約因素分析，合理進行瓶頸資源的提升管理，為提高企業效益提供數據支撐。

關鍵詞：分段制作? 生產能力? 產能測算? 瓶頸分析

中圖分類號：F272? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）05（b）-0104-02

現在總裝化造船模式下，較多造船廠強調船塢周轉率的同時忽略分段制作對船塢周轉的影響，導致國內一些船廠，分段制作資源不足，需要外協廠家支持實現總裝化造船，但是受制于成本控制、進度管理等因素影響，很多類型分段需要留在總裝廠進行制作，因此船體分段制造成為了整個造船作業的瓶頸，分段制作中的資源約束多[1]。隨著造船企業經營難的持續，對企業精細化管理的要求提高，生產資源的合理應用，生產能力測算研究更為重要[2]。

本文將以現代化造船模擬流水線為例，介紹分段鋼板切割、分段部件制作、分段大組立制作、分段涂裝等工序階段的生產資源及相應能力測算，并通過測算找出分段制作過程中的瓶頸資源，并論證瓶頸資源的能力提升方法。以達到產能提升及資源能力計劃制定，為經營接單決策做數據支撐的目的。

1? 分段制作產能制約因素分析

分段制作生產區域擁有多臺設備，此工序階段生產能力應為多臺設備能力總和。同時設備能力決定于設備要素，包括設備名稱、設備加工零件信息、加工工藝、加工尺寸、重量、規格、類型等能力參數。設備工作狀態是否正常、維修、報廢，以及設備穩定性情況。各個要素的綜合情況決定了區域設備綜合生產能力[3]。結合人、機、料、法、環等因素，造船企業的分段制作能力主要影響因素如下[4]：（1）工藝流程的復雜程度，物流流向科學性。（2）設備的工作時間，主要受到設備性能可靠性影響。（3）工位之間的距離，影響物流周轉的時間。（4）工種能力及工人配置情況。（5）生產成本的投入情況。在一定區間內，生產能力與生產成本投入成正比，比如人員加班工資投入。（6）生產計劃均衡性及物料供應及時性影響節拍生產的各種因素將影響產能發揮。

2? 分段制作產能測算方法研究

針對分段制作產能測算，各個造船企業所應用的方法及計量單位均有所不同，本文將結合國內某造船廠產能測算方法實例，進行分段產能測算方法的創新性研究。為了簡化流程，此次研究將以各個作業階段的核心資源能力作為測算的依據。同時本文以介紹測算方法為主，為了測算方便，下述設備參數及分段參數將會被簡化或者修改。

2.1 分段切割能力測算研究

根據造船廠分段切割需求配備，通常配置較少的火焰切割設備能滿足生產需求，等離子切割機為主要切割設備，需要大量配置，因此成為了分段切割階段的核心資源，甚至瓶頸資源，本文將介紹一種切割機的能力簡單能力測算模型。假設，數控等離子切割機10臺（a），切割速度為每小時80m（b），一般為了充分利用資源，會按照每天2班制生產進行人員配置，有效工作時間為每天16h（c），每月工作天數為26d（d），故障系數0.95（e），月切割米數為a*b*c*d*e=316160m，單個分段切割米數折算每只2000m，每月可切割158只分段。

2.2 部件制作能力測算研究

根據設計部門提供分段小組立DAP圖紙，部件制作面積按部件涂裝面積的一半進行計算，統計得出加工部分段部件制作所需的場地面積，同樣可以獲得部件的焊接米數和重量;進而得到分段部件制作面積、焊接米數、噸位、周期統計表。按照船型的建造比例計算，常規民船分段小組立制作面積約為500m2/只，分段小組立焊接米數1500m/只，分段部件制作周期5天，部件制作區域總面積14000m2，分段部件月產量為：14000m2/500m2/只*26d/5d=145只。為了簡化，此次測算僅使用面積及工期計算，暫時忽略焊接米數及噸位影響，作為后續研究的鋪墊。

2.3 分段大組能力測算研究

將分段胎位類型簡化為內場、外場，并將分段類型分為平直分段、曲面分段、槽型分段，根據內外場分段胎位類型配置不同，內場同類型分段受天氣影響小，平均周轉周期較外場短。根據公式（1）及表1可以計算出分段大組能力為每月126只分段。

2.4 分段涂裝能力測算研究

此階段能力主要受到廠房設施影響，以沖砂車間2間，涂裝車間4間為例，若考慮分段大小合理搭配，每天沖4只分段，按26d計算，為每月產出94只分段。

2.5 制作產能瓶頸分析

瓶頸理論TOC（Theory of Constraints）也稱為制約理論或者約束理論，此理論認為系統至少包含一個因素制約，使得可能有無盡的產出受到制約。此理論提出增加一個系統的產量，必須要突破此瓶頸[5]。結合瓶頸理論，通過上述分析可知，分段切割能力每月可切割158只分段，部件制作能力145只，分段大組能力每月126只分段，分段涂裝能力為每月產出94只分段?？梢姶讼到y的瓶頸為分段涂裝能力。提高產出方法一般為新工藝實施提高資源產出或者增加資源。

控制投入、不擴建廠房的情況下提出增加分段涂裝產出的幾點方法：（1）強化槍手噴漆管理：推廣噴漆槍手濕膜卡的使用和不同類型油漆槍嘴配套使用，在降低油漆消耗的同時提高分段施工質量，提升一次交驗率。（2）提高涂裝廠房利用率：推動油漆最短間隔期復涂，從而縮短分段施工周期10%～20%，提高施工效率;（3）優化分段階段施工工藝：減少分段腳手搭設，提高高空車施工范圍，推進移動式腳手平臺施工，探索高空車沖砂，最終實現從組立部就使用高空車進行施工，切實減少腳手搭設，大大降低外場涂裝的破壞率;（4）推動分段掃砂工藝：配合設計部門進行工藝優化和新材料試用，采用耐高溫車間底漆，加強施工過程中對車間底漆的保護，減少車間底漆受損，實現分段階段掃砂施工工藝，此舉將可減少沖砂時間和材料消耗30%以上。（5）推行部分分段打磨工藝，如上建分段進行打磨，減少沖砂廠房資源占用。

3? 結語

本文通過對造船企業分段制作的重要工序的生產能力計算方法進行研究，得出分段切割、分段小組立、分段大組立、分段涂裝等工序能力，分析得出分段制作的瓶頸資源。為后續進行生產計劃制定、產能提升策劃、產品承接策劃等決策工作打下理論基礎，為計劃管理的數據分析積累更多的數據。

參考文獻

[1] 李亞東，蘇智劍，張炎亮.生產計劃編制的有限能力計劃法[J].河南科學，2004（4）：561-564.

[2] 任南，梁冰，王志英，等.造船資源管理與配置研究[J].船舶工程，2011，33（6）：110-113.

[3] 王佩，田錫天，劉書暖，等.基于車間能力的工藝分工規劃方法研究[J].機械科學與技術，2011（3005）：833-837，843.

[4] 方葉祥.機械制造企業的生產能力及能力計劃研究[J].預測，2003（1）：78-80，74.

[5] 張鐵男，韓兵，于渤.生產能力約束條件下的柔性作業車間調度優化[J].系統工程理論與實踐，2011（3103）：505-511.