船舶建造企業物流執行系統的應用

周旻,鄭和輝,歐書博,萬德云

(招商局金陵船舶(威海)有限公司,山東 威海 264200)

精益造船是采用成組技術和統籌優化理論,將船舶產品分解為具有相似性的中間產品,建立與之匹配的生產流程和生產工藝,按照區域組織和開展精細化的生產,促進單件流水作業方式,達到生產工序的“零”庫存,產品質量的“零”缺陷。船舶智能制造是工藝流程、物流及信息流等與智能技術的結合物[1],作為信息化和自動化的高度集成產物,智能制造技術代表著自動化制造領域未來的主要發展趨勢[2]。

物流對船舶建造過程的作用重大[3],船舶物流精益化是實現精益造船和船舶智能制造的重要一環。基于此,部分船舶建造企業結合自身發展需要和實際狀況,著手搭建物流執行系統(logistics execution system,LES)。

物流執行系統的概念來源于制造業務過程中的REPAC(ready, execution, process, analyze, coordinate)模型,該系統能夠促進企業有效管控物流業務,降低存貨量,提升物料周轉率[4]。

改變傳統物料領用模式為物流配送模式,物流執行系統是以物料拉動為核心,統籌考慮物料在不同存儲單元和工位之間的交互,實現物料的分揀、庫存管理、跟蹤和監控,以及按需拉動的物流管理系統,通過智能化物料的拉動模式,實現物料的收、發、存環節的精細化和精益化管控。

物流執行系統支持全過程、全方位條碼數據采集,能夠監控流轉節點及中間產品庫存的實時狀態,讓操作者實現快速便捷分揀,做到實物與數據信息同步,提高集配效率并滿足定時、定點、定量的配送模式。

簡而言之,物流執行系統能夠實現物流倉儲管理的流程化、自動化和智能化,完備的物流執行系統,有利于企業進行實時的生產管理[5]。船舶的智能制造是船舶建造信息化和自動化的高度集成,其技術之一便是實現網絡互聯[6],而物流執行系統首先實現的就是物流信息的互聯互通。

1 企業概況

WHJL公司成立于20世紀50年代,是省科技領軍企業,通過EN1090(EXC3)、ISO3834-2管理體系資質認證,取得“兩化”融合管理體系認證,獲得省綠色工廠、國家級綠色供應鏈管理企業稱號。WHJL公司配備有先進、齊全的造修船設備設施,致力于開發全新的環境友好型修改裝模式,做環境友好產品,創環境友好廠區。

為了實現跨越式發展總體目標,落實國家新發展理念,近年來WHJL公司不斷強化體系建設和制度創新,統籌公司發展頂層設計和路徑圖,編制實施線表扎扎實實融入信息技術和智能技術,推進產業升級和結構改革。

WHJL公司業務相關部門的組織架構圖,見圖1。屬于典型的以項目執行為核心,拉動各部門執行項目的組織管理結構。

圖1 企業組織架構

2 企業現有物流系統的問題

1)業務痛點堵點較多。物料追溯困難,入庫物料的細節不明朗,對于入庫節點、物料質量狀況及物料入庫需求度不清晰。出庫托盤分類混亂,沒有嚴格的邏輯和分明的層級,導致托盤流轉不暢,物料交接阻力增加,帶來物料和托盤的漫長空擋時間。隨之而來的是庫存積壓和物料信息孤島、賬實不符等問題。

2)組織架構及觀念未及時更新。原有的組織架構與生產模式與精益造船需求脫節,未建立有效的成體系的精益物流架構。管理人員和執行人員精益物流理念薄弱,數字化理念較為落后。

3)溝通交流機制不完善。部門工位間信息交互不暢,缺乏積極有效的溝通,基層問題長時間得不到反饋和解決。缺乏對流程徹底、詳盡的梳理,業務界面劃分不清晰,職責歸屬不明確,部分流程文件執行效果不佳,亟需明確流程間的輸入、輸出和流程內的活動,達到人各有責、物各有主。

4)執行計劃脫節。物料納期計劃、物料需求計劃等的制定往往根據船舶建造經營線表的大節點計劃及各項目日程計劃而定的,物料需求計劃和供應商實際納期常出現不一致現象,而為了不影響重要物料的使用,只能儲存部分物料,這些物料放置在倉庫中,占用倉庫可用空間,影響物料周轉。缺少有效的生產物料拉動計劃,臨時性物料計劃需求較多且變化頻繁,導致基層用戶產生抵觸心理。

5)物料看板缺失。物料實體的傳遞、存儲等狀態的變化,既有實體物料的流動,也有對物料周轉產生的數據和表單等,現有的記錄往往停留在紙質材料或常規基礎的電子輸入記錄,沒有實現智能化、可視化和一體化。

6)物料技術狀態標識模糊。物料本身、料箱、對應托盤及倉儲位置等信息混亂,缺乏內在聯系。物料清單信息不詳,現有參數準確度不足,分類不合理。

3 物流執行系統適配

為解決上述問題,需要該系統具備以下功能:①明確劃分物料流轉界面,理順厘清流程與數據之間的關系,實現標準化作業流程,流程再造建立健全符合企業實際需求的物料流轉體系,全面梳理并識別利益相關者,搭設全新的組織框架;②轉變工作理念,摒棄原有慣性思維,宣貫精益物流理念和數字化理念,積極面對挑戰;③組織精益化、智能化、數字化的系統培訓和現場指導,引導全員主動接受新事物;④加強基礎物料數據的積累,搭設寶貴的知識數據庫,為物流執行系統提供根本保障;⑤解決適應性問題,從技術層面和輸入層面縱深推進;⑥構建可拓展、安全性高、可靠性強、可移植的物流執行系統,保障快速適應新增業務需求,順利開展新增業務功能,強化系統與其他外部系統耦合關系,實現多向信息對接。

3.1 物流執行系統架構

根據WHJL信息化和智能化實施現狀,參照工業4.0模型,搭設總體架構,見圖2。

圖2 總體架構設計

總體架構設計圖共分為6層,分別是物理層、設備集成層、通信層、信息層、功能層和業務層,其中物流執行系統處于功能層級,其基本架構見圖3。

圖3 物流執行系統基本架構

3.2 精準物料身份識別

物料清單(bill of material, BOM)的準確率與企業經濟效益存在極大的關聯[7],是企業經營生產的核心數據。BOM已經不再單純作為概念,而是一個跨領域、跨專業的管理體系,是制造業信息化系統中核心的基礎數據,貫穿于銷售、研發、工藝、計劃、制造、采購、倉庫、物流、財務、售后等全價值鏈的整個產品生命周期的幾乎所有職能部門,BOM是唯一將這些環節聯系在一起的紐帶。作為企業生產核心的BOM具有以下特點。

1)精確化。精準識別出BOM表準確率影響因子,即產品定義不準和生效時間不準。基于船舶物料的特殊性,制定完備和統一的架構設計,避免BOM管理形態的異構管理,減少BOM管理工作量大、BOM管理效率低下等一系列問題。保障BOM管理單元設定與業務成熟度的匹配程度,明晰BOM的管理形態和應用形態,規避全業務鏈BOM管理的混亂問題。統一BOM管理方式,制定并簡化BOM業務管理流程和規范,明確BOM管理職責劃分提升BOM的管理質量。推進產品配置管理與BOM管理交叉融合實現數據協同,制定嚴謹的變更管控機制,實現變更管理和BOM更改協同。

2)精細化。船體板材、型材、鐵舾件、管舾件、電氣件、油漆、吊耳、焊材、配件等的BOM數據,依照大類分級、逐層分解原則,設置合理位數的身份識別號,實現一號一料。精細BOM數據,應具備合理的拓展性,每一大類物料設置一定裕度,每一小類物料留足空間,保證后續新材料發展帶來的數據更替。

4 物流執行系統運行實施效果分析

物流執行系統實現了物料流轉節點及中間產品庫存的實時監控,實現物料快捷分揀,驗證實物與數據信息的同步,看板數據記錄和清晰顯示物料的停留與去向,物料流轉過程中發生的場地、設備、人員等輔助因素被記載和監控,能夠進一步體現物料的狀態,清晰直觀的體現各個工序間物料飽滿度、負荷均衡性等,使物料配送更加透明化、物料出入庫更加智能化,實現了精益物流的目標,實施效果見圖4。

圖4 物流執行系統實施效果

OTD(on time delivery)是生產管理中衡量訂單準時交付情況的一個指標,在物流執行系統中用于定義物料轉運效率,OTD指數越高表示轉運效率越高。

(1)

式中:P為未按期轉運的物料數量;D為總計劃轉運的物料數量。

AOD(accuracy of delivery)用來定義物料轉運準確率,AOD指數越高意味著物料轉運的準確率越高。

(2)

式中:Q為轉運后退庫的物料數量。

物流執行系統上線后,OTD和AOD指數變化情況能夠十分直觀體現出物料轉運效率、轉運準確率,及時找出業務堵點,有針對性消除中間緩存浪費,降低庫存,實現按需拉動物料采購、入庫、配送、出庫,可加強和提升公司物料流轉的精益管控能力,打造適用于公司的全價值鏈物流執行系統,實現項目規劃目標。精益制造作為企業發展的基本途徑,作為其基礎之一的精益物流有力助推船舶精益制造轉型升級。

5 結論

通過對公司組織架構和管理模式的調研,分析現有物料周轉系統的運行情況,結合公司發展需求,適配相匹配的物流執行系統。配置適合于公司的物流執行系統會在整個公司內提供準確的實時信息和動態的系統指令,進一步提升物料轉運效率和準確率,降低物料庫存,可以在更高層次上降低公司資源的浪費,是精益制造和智能制造的重要組成。

配置相適應的物流執行系統能夠實現船舶“工序、中間產品切分、建造方案”的改良,是船舶倉儲、物流、配送管理模式的開創性實踐,能夠提升公司運行效率和整體競爭力,可以緩解人工和材料成本的壓力,打破“信息孤島”建立具有增值性的核心數據。

公司物流執行系統的成功配置,能夠為其他船舶建造企業提供有力參考,能夠樹立行業標桿,引領船舶行業物流數字化的轉型。