船舶制造数字化管理系统的业务流程

6.6.2　船舶制造数字化管理系统的业务流程

6.6.2.1　船舶制造作业分解

1）工程分解结构（WBS）的基本概念

工程分解结构（WBS，WORK BREAKDOWN STRUCTURE）简单来说就是将工程项目的各项内容按其相关关系逐层进行分解，直到工作内容单一、便于组织管理的单项工作为止，再把各单项工作在整个项目中的地位、相对关系用树形结构图，直观地表示出来的方法。其主要目的是使项目各参与方从整体上了解工程项目的各项工作（或任务），便于进行整体的协调管理或从整体上了解自己承担的工作与全局的关系。

工程分解结构（WBS）是项目管理技术在船舶行业的典型应用，通过WBS管理技术将船舶产品按工程项目的生产过程分解成易于掌控的几个部分或多个细目，有助于确保找出完成项目所需的所有工作要素，也有助于企业把一艘船舶的所有作业分解到各部门或外包协作单位，明确各自的职责和权利，从而进行有效的沟通。工程分解结构码是网络计划管理的重要编码。

2）基于船舶制造的WBS

传统造船业务分解方式是把船舶当成一个系统，将各个功能分成多个子系统来管理的以系统为导向的工程分解方式（System－Oriented Work Breakdown Structure，SWBS）。

出于提高生产力的考虑，管理方式正在转变成以产品为中心的作业划分为基准，把重点放在管理生产各阶段制造的中间产品和管理完成作业的区域的方式，即以中间产品为导向的工程细分结构方式（Product－Oriented Work Breakdown Structure，PWBS），也统称为产品导向型工程分解结构。现正在努力实现在这基础上进一步发展的IHOP（将船体、舾装、涂装作业以作业场地或区域为单位集成，即壳舾涂一体化）编制计划的方法。

船舶建造作业，通过将细分的所有项目要素统一编码，使其代码化。WBS还可以充当一个共同的信息交换语言，为项目的所有信息建立一个共同的定义。这样，将所有的要素在一个共同的基础上相关联，在此基础上建立信息系统之间的所有信息沟通。应用WBS作为信息的共同基础的最大优点是，为监控及预测费用、进度、实施不同的项目信息，WBS的应用给所有的项目管理人员提供了一个均可以与之作对比的基准。并且在大型项目中，由于参加者众多及人员可能发生变化，使所用的全部名词对所有的参加者都具有相同意义是很重要的，而WBS通过代码和代码字典的编制可使这一点得到保证。

3）船舶制造WBS作业分解的研究和应用

（1）基于WBS的标准船舶作业分解是信息沟通的共同基础。造船管理是大型、复杂的项目管理，要涉及大量的资源，涉及公司、部门、供货商、承包人等，因而要求综合信息和信息沟通的数量往往相当大。这就要求所有的有关方要有一个共同的信息基础、一种可让有关方从项目一开始到最后完成都能用来沟通信息的工具。WBS能成为公司或用户的一个较精确的信息沟通连接器，成为一种相互交流的共同基础。因为WBS具有编码结构及代码字典，利用WBS作为基础来编制预算、进度和描述项目的其他方面能够使所有与项目有关的人员或公司都明了为完成项目所需作的工作以及项目的进程。

（2）基于WBS的标准船舶作业分解是系统综合与控制的手段。造船管理，涉及的项目控制系统包括进度、费用、物资等不同的子系统。这些子系统在某种程度上都是相互独立的，但是各个系统之间的信息转移是不可缺少的，必须将这些子系统很好地综合起来，才能真正达到项目管理的目的，WBS的应用可以提供一个这样的手段。

在WBS的应用中，各个子系统都利用它收集数据，这些系统都是在与WBS有直接联系的代码字典和编码结构的共同基础上来接收信息的。由于WBS代码的应用使所有进入到系统的信息都是通过一个统一的定义方法生成的，这样就能确保所有收集到的数据能与同一基准相比较，并使项目工程师、会计师以及其他项目管理人员都参照有同样意义的同种信息，这有助于项目控制的意义是显而易见的。此外，各个子系统之间在WBS基础上的共同联系越多，对项目控制就越有益，因为这样可以减少或消除分析中的系统差异。

6.6.2.2　生产计划与建造执行管理

船舶制造企业的生产计划管理主要是编制生产日程计划以及通过标准S曲线对劳动力资源、设备资源进行负荷测算、编制场地计划等功能。为简单说明生产计划的核心，以下只对生产日程计划管理作详细叙述。

船舶制造生产计划管理系统业务流程如图6.6－2所示：

图6.6－2　船舶制造生产计划管理系统业务流程图

船舶制造生产管理系统用于建立较为完善的生产计划编制、执行和反馈体系。数字化生产管理系统主要由以下功能构成：建造线表、主计划、搭载计划、先行中日程、后行中日程、制作中日程、工作包和工作指令、外包管理、部门月度计划管理、周日计划管理、实绩反馈分析等。^[1]

应用数字化生产管理系统可以达到如下目的：

1）促进设计、物资、生产管理的一体化

在各级生产计划中，充分考虑到了设计计划、物资纳期、托盘配送、生产物料、图纸等各类信息，实现了一体化管理思想。通过生产计划体系的构建，充分考虑了设计、物资和生产计划信息的共享和业务接口的实现。使设计计划、物资采购计划、生产计划、托盘集配计划等实现了计划的关联。而在没有实施数字化生产计划体系前，各类计划仅仅体现在各业务部门，没有实现数据共享，也无法为统计分析提供较为方便快捷的途径。

2）实现船厂设备、场地、人力资源的统筹规划、提高各类资源的优化配置

通过中长期线表和年度生产经营计划、场地布置管理等功能，实现了企业场地、设备、人力资源的统筹，并通过年度任务分解，分析资源利用需求，进行资源的优化配置。

在数字化生产管理系统的建造线表功能中，可以充分地对船坞进行布置和分析，也可以进行人力资源负荷、销售收入、船坞布局等进行不断地判断和平衡，最终实现船坞的合理布局和建造线表的优化。

3）理顺生产业务分工和业务流程

利用数字化生产管理系统对生产任务分解的功能，可以逐步清晰和稳定各生产部门业务分工和业务流程；在应用生产管理系统之前，各业务部门的生产业务分工和业务流程无法形成较为制度化的模式，特别是业务界面模糊，导致分工无法精细，从而造成了业务部门间的职责不清。

4）加强生产实绩数据管理

通过基础数据准备、系统输入和参数调整、实绩反馈，实现数据积累，加强产品生产数据的管理，并可以进行不断地对比分析。通过数字化生产管理系统的实施，一方面，对各年度各个版本的建造计划，都可以进行查阅，对各级、各单船建造计划，都实现了版本管理，可以充分进行横向分析比较。同时，对于工时实绩、工程实绩提供了更为完善、统一的反馈平台。

5）促进基础管理的提升

系统运行对基础管理起了较大的促进作用，同时，基础管理的提升又改善了系统运行的质量。这些基础管理提升主要表现在以下几个方面：

（1）促进造船业务流程的规范化和合理化。

（2）促进各部门组织结构、业务分工的合理化。

（3）利用对标准工期和各工位标准工时的管理，促进生产作业的标准化。

（4）促进公司生产计划体系的规范化，实现计划编制、执行、控制和反馈闭环管理。

（5）应用实绩统计分析功能，建立工程实绩、工时实绩的统计分析管理体系。

（6）通过系统的应用，结合造船业务，不断提升班组管理水平。

（7）促进公司基础信息的优化和整合以及信息的共享。

6.6.2.3　物料需求计划与物流管理

1）船舶企业物流的特点

造船业是小批量、多品种、规模大，以销定产型的企业，使船舶产品的设计、采购、生产形成了特殊的管理和作业方式。船舶企业物流的特点表现在：

（1）造船企业属于项目型企业，按订单组织生产，单件小批量。

（2）船舶产品的建造周期长。一般来说，从签合同到交船需1～2年的时间，建造期间可能会受到原材料供应、市场、汇率、气象和船东等因素的影响，而且交船期有严格的控制。

（3）由于船舶产品结构复杂，设计建造周期长，需要众多设计专业的协同，生产建造技术与设计工艺结合。设计建造过程中伴随着大量的修改和变更。

（4）造船业不仅是劳动密集型、技术密集型的产业，还是资本密集型的产业，一艘万吨轮的船价往往在亿元以上，涉及的原材料、设备、零部件种类繁多，钢材、机电设备、舾装件等物资需要外购或外单位协作生产，资金的流动量和占用量非常巨大。

可见，造船企业的物流管理非常复杂，需要针对船舶企业的物流特点，发展适应于造船生产特色的物流技术，将准时制思想贯彻到物流管理中，通过信息技术，在保证供应的基础上尽量减少库存。如何既及时保障生产的需要，又降低库存量，加快资金的周转速度，是提高企业经济效益的关键因素。

船舶产品制造的各个环节需要使原材料、配套件、半成品和中间件的需求与供给保持同步，才能解决企业“制造何种产品”、“何时建造”和“准时交付产品”的运行计划。所以物资、物流管理的最终目标是在准确的时间、准确的地点和生产现场得到准确的物料。

2）船舶企业物流数字化管理系统的要求

（1）保持数据的一致性，将设计、生产、采购、仓储、财务等信息集成在统一的平台，信息共享。某一数据更改，相关功能、相关数据将自动更新。

（2）建立公司标准的物资编码、POR、PML编码、设计生产工艺信息编码，建立适合POR采购模式下的采购标准周期。建立业务部门自主维护标准数据，标准室归口管理的基础数据体系。

（3）系统功能用户操作界面友好化，方便业务部门操作，查询。

（4）建立物资、物流集成管理平台，将物流相关业务信息进行关联，便于查询物资所处的不同状态。通过物资、设计、生产信息集成，实现根据生产需求，合理安排采购计划，实行物资流通量的6R控制，将正确的零部件产品（Right Product）在正确的时间（Right Time）、按照正确的数量（Right Quantity）、正确的质量（Right Quality）和正确的状态（Right Status）送到正确的地点（Right Place）。

（5）提供与财务的接口，实现物资实物账与财务账动态地保持一致。通过物资、物流模块的实施，改变现有操作方式，为财务提供相应的汇总数据。

通过数字化物流管理的应用，可以建立起规范化的采购业务流程，完善从采购依据接收、采购、入库到发放全过程的计算机控制；加快资金流转，降低物资成本；合理地组织物料的采购、到货；组织完善的物流、材料的分配系统；最大限度地减少库存，提高仓库使用效率。

3）物流管理系统功能

数字化物流管理系统模块由两大子模块组成，即物资子模块和物流子模块。它与设计、生产、品质等各模块集成，并在管理系统中起着承上启下的作用。数字化物流管理模块包括了设计数据的转换、物资纳期计划的制订，合同管理，仓库管理、托盘准备、托盘申请、托盘配送管理及财务成本系统的数据接口等功能。该模块根据设计产生的物量信息和生产部门对物资的需求计划，制定物资的合理采购计划，并对采购合同进行全程管理，对进、出仓库的过程进行严格的信息控制，根据设计托盘信息、船体BOM信息、余料BOM信息，按生产部门计划进行托盘准备、托盘发放等管理。同时对部分生产物流进行管理，即根据设计船体零件BOM信息、余料信息进行相应管理。

物资子模块主要是进行POR（采购请求）接收、分发、合同采购、物资入库管理，在设计模块提供的采购需求信息、生产模块提供的生产需求日期基础上，输入实际采购、到货信息，完成物资相应基础管理工作。该子模块提供了常规物资管理业务方面的基本功能，并与生产和设计系统集成。通过物资子模块，实现船舶物资数量相对完整的管理。根据设计出图进度、生产计划，物资部门有计划地进行采购、入库。针对库存管理物资，自动进行库存量的判断，自动产生采购需求。

物流子模块对交货期管理、库存管理、物资预约发放、物资退库、钢板堆放、船体零件BOM、钢板余料BOM、定期盘库结算等功能进行管理，它具备主要的仓储、托盘计划准备、申请、配送管理功能。物流子模块根据W/O产生的托盘物资供应申请，实现托盘配送与缺货管理，根据设计钢板BOM、油漆BOM进行定额领料申请、发放管理。对物资库位的移位、库存量的变更、船东供应品及钢板堆放等进行相应的管理，同时实现切割零件的托盘配送和余料管理功能，有效地提高了物资的利用率。图6.6－3是总装化造船的物资/物流业务流程图。

从以上的业务管理模型可见造船企业的物资、物流管理的几个关键。

1）物料需求采购计划订单管理（POR）

需求物料采购是物资、物流管理的首要任务，它为企业产品制造中所需物资的适时供给起到了决定作用。它的管理涉及的业务关联较多，如：设计部提供物料需求，生产运行部门提供纳期计划，物资部门提供物资的库存信息，品质部门提供物资的质量要求等。这项工作的审核是严格的，因为船舶行业产品的特点是原材料、设备等所占产品的成本很高，这方面的工作直接影响了船厂的利润。

2）采购订单执行管理（PO）

这项管理除了采购物资的任务，其相关的还有市场行情、供应商和到货的管理。

3）仓储管理

目前，我国的船舶企业物资供应正向现代物流模式发展。但由于客观现实情况和船舶企业的特殊性还不可能完全按企业零库存——JIT的模式执行物资供应计划，所以仓储管理只能在以前仓库管理的基础上尽量向现代仓储物流模式发展，逐步趋向配送管理。

图6.6－3　总装化造船的物资/物流业务流程图

4）集配中心管理

船舶企业的集配中心是一个非常关键的物资供应环节，其关键一方面体现在其工作的复杂性，它不仅担任着原材料的配送，还担负着配套件、零部件以及中间半成品的配送任务，工作质量既要正确还要精确。另一方面是配送管理的及时性，也就是要把每一产品制造过程所需的物资能及时、正确地送达现场。

5）物料成本管理

与财务等部门一起协作，按划分的工作界面协同管理。

6.6.2.4　船舶制造的预算与成本管理

船舶产品制造的预算对造船企业是非常关键的工作，只有预算正确才能控制成本，所以预算与成本管理的重点是预算。

1）造船预算与成本管理流程

现代造船企业的预算与成本管理业务，基本上都应用计算机辅助管理系统。其业务流程如图6.6－4所示：

2）预算与成本管理的目标

（1）建立具有一定经验累积的数据管理和数据库，为产品制造成本预算提供良好的数据参考依据。

（2）有效地对产品制造过程各阶段进行预算分配。

（3）将实际发生的成本与预算成本相比较，进行对比分析，及时发现和解决问题。

3）预算与成本管理的主要内容

（1）预算管理：预算由项目预算和销售预算两部分组成，也可合并为产品项目预算；

预算管理包括两方面内容：预算分配和实际成本汇总；

预算分配包括：工时成本预算分配、物资成本预算分配、费用预算分配和杂项预算分配等四项。

实际成本汇总主要是对实际成本的汇总，汇总项针对预算分配的四项内容。

（2）预算控制：对估算结果进行汇总并对预算分配计划进行调整。

（3）预算分析：对实际发生的数据和预算数据进行比较分析，分析工程各阶段的实际发生数据，其中包括工时成本分析、物资成本分析和其他成本分析。

成本管理的目标是显而易见的，其管理方法是通过工程管理和财务管理相结合，汇总出产品最终的真实成本。

图6.6－4　造船预算和成本管理业务流程图

6.6.2.5　质量控制与质量跟踪管理

产品质量竞争是市场竞争的主要内容，产品的质量问题贯穿着产品生命周期的全过程，它和企业的管理、工程设计、生产制造和成本核算等各项活动均有密切的关系。

1）质量控制业务流程

现代造船企业质量管理已从以前的手工操作发展到应用计算机辅助质量检验和控制的信息管理，作为企业信息化建设中不可缺少的功能系统。通常，其功能系统的模型结构如图6.6.5所示：

2）质量控制和跟踪管理的主要目标：

（1）以监控生产现场的质检结果和反馈，构建良好的质量保证系统，以建立标准的检验作业流程和船东意见管理。

（2）制订合理的质量监控、检测跟踪程序等标准的质量管理计划。

（3）对检测的数据进行有效的分析、评价和管理。

（4）对产品生命周期全过程中出现的质量问题及时反馈处理，并制订改进计划。

3）质量控制、跟踪管理的主要内容

通过对反映产品质量数据的采集、处理并在此基础上进行质量分析，检查、监督、控制、规划和决策各部门的质量行为，实现全面质量管理，保证产品质量。

（1）质量计划管理。对质量工作的检测跟踪计划、规程、程序制订相关标准。

检测计划的制订：主要是质量跟踪计划的制订，即根据产品的质量标准要求制订检测准备计划、检测作业计划及检测设备鉴定计划、检测设备需求计划和企业质量活动计划等。

检测规程的制订：根据检测准备计划、产品质量标准和规范等制订产品的检测规程和规范。

图6.6.5　质量控制业务流程图

（2）质量检测管理。质量检测管理是用采集（计算机管理系统采集或人工采集）的数据，对采集到的质量数据进行预处理，判别其是否合格，并进行初步处理；对定期检测计量器具及设备进行精度、维修、工况及历史记录档案，以备查询与检验；DNT检测管理、结果分析和采集分析等的管理。

（3）质量评价控制。对检测结果进行分析处理：主要有外协质量控制、设计质量评价控制以及产品制造过程质量跟踪评价控制等。

（4）船东意见管理。跟踪船东对产品质量的意见，并及时汇总、反馈处理。

（5）质量信息管理。具有汇总质量信息、生成质量报表、查询质量文档等功能。主要有综合质量信息管理系统和质量报表生成及查询等。