（船舶与海洋结构物设计制造专业论文）基于供应链的造船工程计划体系研究.pdf

人迮理i ：人学专业学伉硕十学位论文 摘要 目前由于金融海啸的影响，造船业进入调整阶段，但随着航运业的复苏，今后的造 船市场必定越来越激烈，中国要实现2 0 1 5 年成为世界第一造船大国的战略目标，必须 革新经营观念，改变管理方法。现代造船模式需要先进的管理理论供应链管理。 造船生产计划是造船工程的一项主要内容，本文根据现代造船模式的要求，提出造 船供应商合作伙伴选择方案，论述了在现代造船模式下生产计划的主要内容和造船工程 信息化内容，将供应链管理理论和造船生产计划理论这两个重要的内容进行整合研究， 提出了基于供应链管理理论的造船工程计划体系。 本文首先对现代造船模式的供应链进行概述，分析以造船厂为核心企业的船舶行业 的供应链管理模式及中日韩造船企业生产业务流程。 其次，对造船供应商评价与选择进行了研究。提出造船供应商选择建模方法，在此 基础上对各种先进方法进行对比分析，通过算例解释合作伙伴选择方法。 再次，论述了在现代造船模式下生产计划的主要内容。对造船生产计划体系进行总 体介绍；系统阐述了基于供应链的造船生产计划的五大特点并对生产方式进行对比分 析，对制造资源计划和准时化生产技术存在的缺点进行详细分析；提出了基于供应链的 造船生产计划总体模型及其特点；建立相对应的数学模型，并应用遗传算法对此模型求 解。 最后，分析了国内外目前造船工程信息化的发展，重点分析了大连某造船厂的计算 机集成制造系统及其优缺点，设想出基于供应链的造船工程信息化体系，为造船工程计 划体系的建立实现信息共享。 上述几个方面相互影响，相互联系，共同构成基于供应链理论的造船工程计划体系。 对提高我国造船行业管理水平具有理论和实际意义。 关键词：造船；供应链管理；生产计划；信息化 基丁供应链的造船 - l ! t 1 计划体系研究 r e s e a r c ho nt h ep r o d u c t i o np l a n n i n gs y s t e mi ns h i p b u i l d i n ge n g i n e e r i n g b a s e do nt h es u p p l yc h a i n a b s t r a c t a tp r e s e n t ，d u et ot h ei m p a c to ft h ef i n a n c i a lt s u n a m i ，t h es h i p b u i l d i n gi n d u s t r yg o e si n t o t h ea d j u s t m e n tp h a s e ，b u tw i t ht h er e c o v e r yo ft h es h i p p i n gi n d u s t r y ，t h ef u t u r eo ft h e s h i p b u i l d i n gm a r k e tw i l lb e c o m ei n c r e a s i n g l yi n t e n s e i ti sn e c e s s a r yt or e f o r mt h ec o n c e p to f o p e r a t i o n sa n dc h a n g em a n a g e m e n tm e t h o d sf o rt h es t r a t e g i cg o a lt h a ti n2 0 15c h i n aw i l l b e c o m et h el a r g e s ts h i p b u i l d i n gc o u n t r y m o d e ms h i p b u i l d i n gm o d er e q u i r e ss u p p l yc h a i n m a n a g e m e n tw h i c hi st h ea d v a n c e dm a n a g e m e n tt h e o r y s h i p b u i l d i n gp r o d u c t i o np l a n n i n gi sak e ye l e m e n ti ns h i p b u i l d i n ge n g i n e e r i n g ，i nt h i s p a p e rs h i p b u i l d i n gs u p p l i e rp a r t n e r s c h o i c ep r o j e c ti sp r e s e n t e da c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n t s o fm o d e ms h i p b u i l d i n gm o d e ，t h em a i nc o n t e n to fp r o d u c t i o np l a n n i n ga n ds h i p b u i l d i n g e n g i n e e r i n gi n f o r m a t i o na r ed i s c u s s e d b o t ho ft h es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tt h e o r ya n d s h i p b u i l d i n gp r o d u c t i o np l a n n i n gt h e o r ya r es t u d i e dt o g e t h e r as h i p b u i l d i n ge n g i n e e r i n g p l a n n i n gs y s t e mi sp r o p o s e db a s e do nt h es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t f i r s to fa 1 1 t h em o d e r ns h i p b u i l d i n gs u p p l yc h a i ni sd i s c u s s e d t h es u p p l yc h a i n m a n a g e m e n tm o d et a k i n gs h i p y a r d a st h ec o r e e n t e r p r i s e a n ds h i p b u i l d i n g p r o d u c t i o n p r o c e s s e sf o rc h i n a ，j a p a n s o u t hk o r e a a r ea n a l y z e di nt h i sp a p e r s e c o n d l y ，t h ee v a l u a t i o na n ds e l e c t i o nf o rs h i p b u i l d i n gs u p p l i e ra r es t u d i e d am o d e l i n g m e t h o df o rt h es u p p l i e rs e l e c t i o ni sp r o p o s e db a s e do nav a r i e t yo fa d v a n c e dc o m p a r a t i v e a n a l y s i sm e t h o d s 彤西甜i sm o r e ，p r o d u c t i o np l a n n i n gi nt h em o d e ms h i p b u i l d i n gm o d ei sd i s c u s s e d 砀c s h o r t c o m i n g so fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ep l a n n i n ga n dj u s t i n t i m ea r ea n a l y z e d a s h i p b u i l d i n gp r o d u c t i o np l a n n i n go v e r a l lm o d e la n dm a t h e m a t i c a lm o d e lb a s e do nt h es u p p l y c h a i na r ep r o p o s e d ，a n di ti ss o l v e db yt h ea p p l i c a t i o no fg e n e t i ca l g o r i t h m s f i n a l l y ，t h ei n f o r m a t i o no fc u r r e n ts h i p b u i l d i n ge n g i n e e r i n ga th o m ea n da b r o a di s a n a l y z e d t h ec o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e mo fas h i p y a r di nd a l i a na n di t s a d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e sa r ea n a l y z e d t h ea b o v ef o u ra s p e c t si n t e r a c tw i t he a c ho t h e rt oj o i n t l yc o n s t i t u t eas h i p b u i l d i n g e n g i n e e r i n gp l a n n i n gs y s t e mb a s e do ns u p p l yc h a i n i th a sat h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a l s i g n i f i c a n c et oi m p r o v et h em a n a g e m e n tl e v e lf o rc h i n e s es h i p b u i l d i n gi n d u s t r y k e yw o r d s ：s h i p b u i l d i n g ；s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ；p r o d u c t i o np l a n n i n g ； i n f o r m a t i o n i i 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我_ 层工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目：蔓圣丛垂丝墨兰兰叠垦j 土兰终盏鸳整 作者签名：盏壁圣垩垦 日期：兰4 笨j 三月j 卫日作者签名： 砂p 缸汐喀 日期：塑年，z ，月，2 日 人连理i ：人学专业学何硕十学何论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题目： 作者签名： 导师签名： 人迮理i ：人学专业学位硕十学何论文 1绪论 1 1 论文研究背景和研究意义 目前由于金融海啸的影响，全球造船订单数下降，国际造船行业到了一个调整的阶 段，今后的造船市场必定越来越激烈，如何让中国造船工业迎接这次艰难挑战，把握这 次难得机遇，在世界造船业中胜出，形成我国造船行业的核心竞争力，是摆在我们面前 的突出问题。面对困难要知难而上，我国船舶制造行业必须大幅度地缩短新船型的研发 周期和建造周期，灵活快速地组织生产；以最快的速度开发生产出高质量、低成本、高 附加价值的新船型，满足船东的个性化需求。 我国造船业正处在从分道制造模式向集成制造模式的发展中，可是，日韩先进造船 企业的造船模式已经由集成制造模式向敏捷制造模式迅速演变。近些年我国造船业虽有 较大的发展，但与造船强国相比，无论在产量，还是在造船技术上差距很大。研究表明， 我国造船业与日韩先进造船企业相比，最大的差距在管理方面，其中生产管理又是最突 出的一环，造船效率仅为他们的1 1 2 1 9 ，往往造成等工、停工现象；由于管理水平低下， 综合表现为：造船企业的材料耗费、工时耗费、能源耗费和管理费用大大高于同韩先进 造船企业，要改变这一切，必须在大力实施先进制造技术的基础上，优化生产管理内容。 特别是随着全球经济一体化进程的不断加快，作为市场经济细胞的企业，面临着三 种力量的挑战：一是客户，要求得到的服务或产品越来越多变；要求得到的服务或产品 的时间越来越短；要求得到的服务或产品品质越来越高；要求得到的服务或产品成本越 来越低。二是竞争对手，不但是来自国内同行，而且越来越国际化。三是改变，行业的 游戏规则变了，市场的游戏规则变了。因此，过去的管理手段已不再适用今天企业的发 展，甚至严重影响到企业的生成。而代表新思想、理念与方法的供应链管理技术是完全 整合了企业的最新理念、业务流程、基础数据、人力资源等，这对推进企业转模，加快 发展，提高企业竞争力有着重要作用。 将供应链管理的思想和方法应用于造船管理，有利于船厂与造船供应链上各方交 流、合作和协调，实现供应链整体资源的优化配置，提高造船效率，缩短造船周期，控 制生产成本，促进造船模式转换，进而更快地响应市场变化，更好地满足客户需求，增 强企业竞争能力。 在造船供应链中，船厂凭借船台、码头等核心竞争能力承担着船舶总装任务处于核 心位置，而原材料厂、配套厂、协作厂等众多中小企业承担着原材料、设备、半成品或 中间品的任务处于从属地位，船厂和中小配套企业因各自的核心竞争优势而联系在一 基丁供应链的造船i ：科计划体系研究 起，契约是联系他们的纽带。由于造船工程复杂，外部影响因素多，使得其制造过程极 不稳定，生产计划兑现率低。要实现现代造船模式所要求的以中l 日j 产品为导向，按区域 组织生产及生产作业的空间分道，时间有序的二个一体化，船厂和中小配套企业良好的 合作仅靠契约是不够的，应建立一个面向造船生产计划的供应商评价与控制机制，对合 作进行协调与控制。不可否认，近年来，为了提高竞争力，船舶企业采用了许多先进的 制造技术和管理方法，如m r p 、e r p 、j i t 等，对提高船舶企业的效率和市场竞争力起 了不可低估的贡献，然而，它们却有一个共同点，那就是只从企业自身角度考虑企业资 源的利用问题。因此，为了赢得正常的生产秩序、管理秩序及高效率、高能率的组织运 行，赢得设备、设施和人力资源的合理均衡配置，提高利用率，就必须要突破原来的思 路，就是要研究基于供应链理论的造船生产计划体系。 现代造船工程管理技术的核心是工程计划管理，目前的推拉结合式、一体化柔性生 产计划方法是以造船企业的物料需求为中心展开的，缺乏与供应商、船级社和船东的协 调，计划制定很少考虑供应商的实际情况，不确定性对库存和服务水平影响较大，库存 控制策略也难以发挥作用。生产过程中计划管理水平一直停留在较低的水平，管理方式 落后，计划管理体系中存在较多问题，严重制约我国造船企业总量的扩大和效率的提高。 1 2 论文相关领域研究现状 2 1 世纪开始以来，我国造船业正处于从分道制造模式到集成制造模式演变过程中， 而日韩先进造船企业已经在向未来的大规模定制造船模式迈进。作为船舶行业转模的重 要内容之一，造船生产计划理论的研究在国内外造船界一直是一个热门课题；同时本文 基于供应链管理思想，对造船生产计划理论提出新的优化思路，所以本节就造船生产计 划理论和造船供应链管理理论两方面内容的国内外研究现状均作出了总结。 1 2 1 造船企业生产计划理论 ( 1 ) 日、韩造船企业生产计划管理现状 日、韩船厂的计划管理通常包括主计划、调度与控制系统、劳动力资源管理系统， 并全面实现了信息化和自动化，主计划与调度系统将工作任务包细分至车间活动层，并 且与库存及物料控制系统集成，实现生产进度的自动反馈，达到进度控制与成本控制的 目的【l 】o 主计划系统：用于制定整个船舶生产的总体进度设计，主计划是在资源分析的基础 上使用网络计划工具编制。主计划划分为三层：战略层、战术层和详细计划，各层计划 人连理t ：人学专业学位硕 ：学位论文 数掘每天按时交互，从而保证新船计划能获得最新信息。此外，资源分配、设施使用以 及工位执行情况能通过系统得到实时更新。编制的计划主要内容如下： 基本计划：企业方针、造船线表、制造预算书、重量曲线； 长期计划：建造方针、分段划分、搭载计划、分段同程计划、组立流程分割负荷表、 资材纳期、设计计划、外协计划、目标工时、流程分割、加工长时预定、小组立长期预 定、组立长期预定； 中期计划：目标工时、加工中期预定、小组立中期预定、组立中期预定、设备负荷 表、定盘计划、流程分割； 短期( 周) 计划：2 周预定、作业指示书、1 5 同预定( 当日作业指示，次日作业指 导) 。 调度系统：生产任务包分配、每天的工位调度以及进度报告都是车间层的职能。调 度系统与主计划系统的集成使得计划有效分解。调度系统包括船体调度系统与舾装调度 系统。生产任务包是通过3 d 产品建模系统中的中间产品定义及其工时和周期属性直接 生成的。使用甘特图描述工作任务包的开始和完成时间。工作任务包系统也与库存及工 资管理系统相连，实现对物料和成本的控制。 生产控制系统：是计划系统的内建功能，在详细计划阶段，工作任务包系统跟踪与 控制各工位的执行情况。而合同执行情况的监控是通过工作任务包系统与主计划系统的 集成实现的。各级计划都与财务、采购系统相连接，实现对成本、物料和劳动力的跟踪 与控制。 劳动力资源管理系统：工作负荷与劳动力资源计划对于公司的财务计划至关重要， 它影响到企业的利润预测，劳动力定价和企业劳动力的整体比率情况，而且它是制定招 聘计划所必需的，从而使加工、制造、总装等阶段的劳动力资源在各个计划之间取得平 衡。在国外大型造船厂，通过引进先进的劳动力资源计划系统，将其作为企业管理的核 心工具，取得了巨大的效益。美国的n o r t h r o pg r u m m a n n e w p o r t n e w s 公司采用了一套 劳动力资源计划( l a b o rr e c o u r s ep l a n n i n g ) 系统。l r p 在该船厂的应用取得了成功，不 仅有效的支持企业战略规划的制定，而且提高了日程运作和决策的效率，大大提高了技 术人员和管理者的技能水平。通过实旌l r p ，公司建立了一套适用于所有项目和部门的 通用方法，大大提高了企业的管理水平。 ( 2 ) 国内造船企业生产计划管理现状 目前我国各大造船厂的生产组织体系、计划管理、计划编制方式等大都借鉴了日、 韩船厂的先进经验，也取得了巨大的成效，部分船厂也借此迅速缩短了与先进船厂的差 一3 一 基丁供应链的造船i ：稃计划体系研究 距。但是总的来说，就计划管理而占，我国各造船企业无论是计划管理理念，还是计划 决策方式，与日、韩造船相比仍处于“形似”而非“神似”的状念，具体主要表现为 2 】： 船厂目前实施的是强制的时间进度管理，主要凭经验规定了一些大、中节点后，强 制要求项目的活动任务何时丌工、何时完工，各任务没有通过专门的描述语言来表达他 们之问逻辑关系，各任务没有通过特定的资源描述来约定进度，很少定义资源的使用成 本。现场还是以经验调度方式为主，没有考虑资源约束和生产优化，计划变动大，难以 实现物料、设备等按时到货情况。因此这种计划不能实施动态进度控制，不能衡量计划 的执行效果，不能做到计划优化，也不能根据生产实际来控制成本。 在计划管理信息系统方面，目前一些企业信息化开展得较好的船厂通过自行开发或 引进的方式推行了计划管理的信息化，例如沪东中华自行开发的生产经营计划管理系统 已正在推行实施之中，该系统的功能主要有线表计划、主节点计划、出图计划、码头计 划、船体建造计划、劳动力资源配置计划等。上海外高桥船厂、大连船舶重工和葫芦岛 船厂均引进h a n a 系统。 ( 3 ) 国内外生产计划研究现状 日本石川岛播磨重工应用造船成组技术的方法，开创了一体化柔性生产计划系统， 我国在上世纪9 0 年代初期引入并大力推进造船企业消化吸收，在国有大型船厂已经得 到很好的应用；韩国先进科学与技术研究院( k a i s t ) 和大宇( d a e w o o ) 造船公司合作 开发了“d a e w o o 造船智能计划系统( d a s ) ”；三星重工造船厂2 0 0 3 年开始推行精益 造船生产计划系统。以上是我国造船生产计划理论的主要研究方向。 造船工程计划理论内容有三部分，即日程计划、建造程序流程、负荷计划。在日程 计划方面，刘建峰博士分析了国内外对分段制造日程计划的研究状况【6 】，提出了年生产 计划分解，构造排序函数，分段进出场地的规则等模拟与优化方法；钟宏才等人建立了 生产单元的作业安排数学模型，并应用遗传算法进行求解【7 】，在负荷计划方面，钟宏才 应用b p 神经网络对工时定额问题进行了分析【引。 专家判断、数学模型、选择确认是编制生产计划常用的三种方法。刘寅东应用分布 式专家系统工具根据船舶设计信息产生造船生产流程的方法【9 】：钟宏才、陈强等人通过 引进蒙特卡罗方法，实现计划制订，计划平衡及计划协调的计算机处理【1 0 】；王利根据集 成制造的原理，论述了基于造船总装生产线的船厂生产计划，作业控制方式【1 1 】。 1 2 2 造船供应链管理理论 ( 1 ) 造船供应链的概念和发展 人迮理i ：人学专业学位硕卜学位论文 造船供应链的概念最早出现在2 0 世纪9 0 年代，不同学者对造船供应链分别给出自己 的定义。 表1 1 造船供应链定义 1 2 - 1 6 t a b 1 1 t h ed e f i n i t i o no fs h i p b u i l d i n gs u p p l yc h a i n 作者定义 造船企业是按照订单生产的典型传统制造行业，企业的生产由客户拉动， 。船厂是按订单组织生产的，每艘船都按照客户的需求单独设计、生产建 造，根据订单向各原料和设备供应商采购，所以造船供应链是牵引式供 应链。 造船供应链是以船舶企业为核心，通过对信息流、物流、资金流的控制， 崔浩从采购原材料开始，制成中间产品及至最终产品，最后交船，将供应商、 船舶企业，直到船东所连成的一个整体的功能网链结构模式。 造船供应链是以船厂为核心，从原材料采购开始，通过主机、辅机、仪 张光明器仪表等配套企业的产品配套，经由某些协作厂的相关合作。最后由船 厂组装成船舶并将其直接交给船东的过程。 张庆奎船舶全寿命供应链应分为两个阶段，即设计制造和使用维修阶段供应链。 造船供应链就是从原材料、设备、舾装件等产品的配套，经由某些协作 王会等厂的协作最后由造船厂加工成各制造级的组件、部件、分段并最终生 成完整船舶产品交到船东手中所涉及到的企业、部门而形成的供需网络。 由上表列出了各种造船供应链的定义，我们可以将造船企业的供应链看成是动态的、 多变的“企业生态链” 1 7 - 1 9 。 ( 2 ) 造船供应链管理综述 目前关于造船供应链的研究文献有一定的数量，理论研究方法占供应链理论研究的 7 5 左右，由此可见目前关于造船供应链的研究还处于起步阶段，没有具体应用可以参 考，学术界对其他行业完善的供应链理论学习，试将其用作造船理论上。 造船供应链的理论研究和实证研究方法是整个供应链的基础；造船供应链管理内容 和运营模式可对研究进行反馈，同时通过具体应用来验证研究的正确性；管理内容和运 营模式相互影响、彼此联系；管理内容作为造船具体应用的工具，起指导作用；研究方 法可以支持和检验造船供应链的具体应用。运营模式作为应用的理念所起的作用越来越 大，四者形成统一整体，密不可分。见图1 1 螭丁供应链的造船i 聘计划体系i 【f 究 毳 y 借 * 釉( t| l l o 。一 、八罗 一 岖二7 幽i 1 造船供麻链研究芙系幽 f i g li t h e d i a g r a m o f s h i p b u i l d i n gs u p p l y c h a i n 其中供应链的管理内容包含以下几项： 造船供应链的构建：造船企业供应链管理，要从全局角度进行规划，全面考虑 到上中下游主客体、核心非核心企业和组织，而不仅仅着眼于造船企业自身。张光 明等人应用离散数学中的集合、图论方法构建造船供应链模型1 2 2 l 。 造船供虚链管理策略：解决造船供应链管理的运作问题如有效顾客反应e c r ， 快速响应q c 等【2 3 i 。 0 供应链的合作伙伴选择问题：组建造船供应链的首要任务是选择供应链成员， 能否科学合理地选择造船供应链合作伙伴会在很大程度上决定供应链运行的平稳程度 和运行的总体效能口”。本文第三章将对此问题做详细介绍。 造船供应链的信息技术：张庆奎等根据舰船全寿命敏捷供应链信息共享需求，提 出了一个多层次交叉的、以两个数据网格服务中心为基础的船舶全寿命动态联盟信息共 享结构及基于数据挖掘算法的资源和信息发现流程 2 5 】。 o 合作风险问题：造船过程复杂、合作伙伴多，合作过程中隐藏着复杂的风险。 张光明和肖怀云构造了以风险价值流为基础的合作风险控制链提出相应的合作风险防 范对策 2 6 】2 7 】【。 1 l 人连理f ：人学专业学何硕十学位论文 物资管理问题：现代造船厂的物资管理主要包括采购管理与库存控制两项重要 内容 2 9 j 。张新民和严琼对采购过程中合格供方的选定、合格供方管理和存在问题进行了 研列3 0 】【3 l 】，钱芸对造船企业采购物料集成管理进行了研究【3 2 】；刘颖妍从成组技术、价 值工程、供应链管理模式以及物资管理组织体制的角度论述了产品导向型船厂物资管理 的实施特础3 3 1 。 1 2 3 理论研究小结 以上对造船生产计划理论和造船供应链管理两方面内容的国内外研究现状分别进 行了简单阐述，可以看出造船生产计划理论的研究在国内外造船界均是着眼于造船企业 内部业务流程，而在造船供应链方面只是对船厂外部环境更多进行关注。研究认为造船 企业的生产计划更要从供应链整体出发，进行全面的优化与控制，跳出以造船企业自身 物料需求为中心的生产管理界限，从船厂外部供应链着手，建立基于造船生产计划的配 套商评价与控制机制，优选供应商，建立良好的合作伙伴关系，以便保证造船生产计划 的实施，并与供应商、协作商、外包商、船级社在经营上协调一致，实现信息的共享与 集成，共同构建造船虚拟企业，以便快速响应市场。 1 3 论文内容与思路 1 3 1 主要研究内容 本文将跟踪收集国内外关于造船供应链管理、造船生产计划理论和造船工程信息化 三方面内容相关资料，联系工厂实际情况，根据现代造船模式的要求，提出造船供应商 合作伙伴选择方案，在供应链环境下研究造船工程计划体系，为造船企业造船生产计划 系统提出建设性方案。结合造船信息化系统，提出基于供应链的造船信息化平台。本文 的研究内容与思路主要包括： ( 1 ) 对现代造船模式的供应链进行概述，分析以造船厂为核心企业的船舶行业的 供应链管理模式，并指出造船企业在供应链里的作用。同时介绍了中日韩造船企业生产 业务流程。 ( 2 ) 对造船供应商评价与选择进行了研究。首先对供应商评价指标的建立进行了 介绍，在此基础上提出供应商评价准则。然后分析了造船供应商评价选择步骤。提出造 船供应商选择建模方法，在此基础上各种先进方法进行对比分析，通过算例解释合作伙 伴选择方法。 ( 3 ) 论述了在现代造船模式下生产计划的主要内容。对造船生产计划体系进行总 体介绍；系统阐述了基于供应链的造船生产计划的五大特点并对生产方式进行对比分 基丁供戍链的造船l ：群计划体系研究 析，对制造资源计划和准时化生产技术存在的缺点进行详细分析；提出了基于供应链的 造船生产计划总体模型及其特点；建立相对应的数学模型，并应用遗传算法对此模型求 解，展开了对基于供应链的生产计划模型进行研究。 ( 4 ) 研究基于供应链的造船工程信息化，对造船工程信息化进行概述，分析了国 内外目前造船工程信息化的发展。重点分析了大连某造船厂的计算机集成制造系统及其 优缺点，提出基于供应链的造船工程信息化体系，包括造船信息发布平台、造船协同政 务平台、办公自动化和信息知识管理平台。通过本章的研究为造船工程计划体系的建立 实现信息共享，为造船工程计划体系实现信息共享提供理论依据。 1 3 2 主要研究技术路线 本文研究的主要思路为：了解现状一掌握概念一分析存在问题一提出改进方案一提 出具体措施一解决关键技术一论证研究成果可行性一论文总结，具体研究技术路线如图 1 2 所示。 大连理i ：人学专业学何硕十学何论文 l 缀。锈绪谂 l ll 论殳剖 罗窄掌毅掘j 铮沦文辛| i 天领域蟒究 究意义燃状 绝j ：【= 内缚1 i 怂络 一三一 ， 、 貉二牵肇j ：供应皱豹进簌氽龇磁究 ； 供；迎铙环境f 瞎逸氍；氽娩 选船螽：般， ：f _ q 阢务流缀 ， j 簪j 趁f j 马移! ；逦# f 掰 谬价2 i 选撵 缎随 髓评 价指 标瞬 缝燕 遗糍 镞旋 雹评 价选 择步 骥 边黻 彩；晦 陶选 择豹 建援 方法 弼瞪吊：臻i j i ：j 岖缆豹 滚缀啦广：计铷影 究 像 产 治 鹾 概 迷 壤l ： 缴戍 链盼 造嚣 ，p 产 汁娥 髓k 蓐f 绥j 遁 链的 遗雏 生产 计翎 总镕 嫒罐 援j ： 傻戍 链的 j 螽稚 生户： ； 翎 数学 簇簪 鳓“昏：笨 二 j j 馘链的 边躲l ：霸! ；了怨化磁究 勰鲵ll 订努ii 魑耋； l 稚ll 鞔缓| i 癍链的 翁慰| l 域穰| l 盗豁r 芑磁l | 选系| i 携f 矗惠 述ll 统il 他研究 图1 2 研究技术路线 f i g 1 2t h es t e p so ft h er e s e a r c h 一9 一 基丁供应链的造船i ：稗计划体系研究 2 基于供应链的造船企业研究 2 1供应链环境下的造船企业 2 1 1 现代造船模式的供应链管理 半个世纪以来，铆接技术、焊接技术、成组技术、信息技术和智能技术不断促进造 船模式的发展，依次形成了船舶的整体制造模式、分段制造模式、分道制造模式，集成 制造模式，未来会形成大规模定制造船模式3 4 1 。每一阶段都有自己的特征技术，如表 2 1 所示。 表2 1 造船模式的发展与相应的特征技术 t a b 2 1t h ed e v e l o p m e n to fs h i p b u i l d i n gm o d ea n dt e c h n o l o g i e s 发展类型传统造船现代造船未来造船 造船模式 整体制造分段制造 分道制造集成制造 大规模定制 特征技术铆接技术焊接技术成组技术信息技术智能技术 船体散装分段建造分道建造船体建造、舾 动态组合 工程技术码头舾装 先行舾装 区域舾装装和涂装一 建造仿真 全面模块化 全船涂装 预先涂装 区域涂装 体化 和数字化 过去造船企业被认为是“万能工厂”，注重船舶上各零配件的生产过程；而现代造 船企业已经渐渐演变成总装装配工厂，企业更加注重自己的特长优势，这使得造船企业 对相关各种供应的依赖程度大大增强。机械制造业、航空工业和汽车工业等其他工业界 创立的先进制造技术理论，值得船舶工业借鉴。虽然造船有其自身特点，但是兼具了制 造业和建造业的生产方式，与兄弟工业仍有许多相似性，特别是船舶制造技术发展史证 明，正是引进了其他行业的焊接技术，成组技术和信息技术，使船舶工业产生飞跃，导 致了巨大的技术进步。 从技术上看，现代造船模式的内容是以统筹优化理论为指导，以信息技术作为特征 技术，应用成组技术原理，以中间产品为向导，广泛应用各种先进的生产技术、管理技 术，按区域组织生产，壳、舾、涂在空间上分道，在时间上有序，组织、设计、生产、 管理一体化，均衡、连续的总装造船【3 5 1 。 人迮理i ：人学专业学位硕十学位论文 从造船企业的经营来看，其经营的特点是“以销定产”，按照不同客户、不同航线、 不同载重量、不同的入级等要求，进行设计、建造，所以说船舶属于单件、多品种订货 型产品。 从造船企业的生产过程来看，船舶的设计方案，须根据每一条船而定，即使批量船， 也需根据船东的要求做具体的变动，有时因为船东对主机要求的变化将导致机舱段设计 改动；设备的采购也是根据船东要求针对具体船而定；对于主要材料如板材、型材的采 购，一般造船企业习惯以单船量为基准分批采购。因此造船企业生产过程实质上是建立 在离散化设计、材料、设备采购基础上的连续生产过程。 现代造船模式的实现需要更好的系统管理方式，由现代造船模式的内容可以看出这 种系统管理方式涉及的方方面面的管理内容，而供应链管理可以很好地将这些管理内容 整合起来并且发挥出应有的效用。 现代造船模式下的供应链管理是通过对造船供应链上所有关系进行有效管理来达到 事先确定的船东服务水平，其基本要求是科学管理，造船业具有订单式生产的特点，属 于牵引式供应链，生产的驱动力来自于船东，船东需求是一种推动力，所以有时把造船 供应链管理称作造船需求链管理。造船厂根据船东订单要求进行船舶的设计，通过各上 游供应伙伴采购，在造船厂内部按要求生产制造，最终完成船舶的生产。同时船造厂须 满足船级社的要求。造船厂通过工程计划对船舶建造过程中的人员、材料、任务和信息 流通预先安排和准备，并制定一套经过优化的、合理的生产方法、工艺流程、作业计划、 劳动组织形式来保证整个工程按照预定的目标始终处于可控之中，实现分道有序造船。 2 1 2 供应链环境下的造船企业 完成船舶组装任务的造船厂是供应链的核心企业，而其上游的提供钢材、焊条和涂 料的原材料供应商以及提供主机、仪表、家具的配套厂和协作厂的供应能力是整条造船 供应链能否高效运行的关键。一条船的原材料费和设备购置费用在总船价中所占的比例 高达5 0 ，有的船型如游轮高达7 5 以上，所以降低采购成本、简化采购步骤、实行准 时采购并和整个造船生产体系结合是达到降低造船成本、缩短建造周期、提高质量的重 要因素。 在造船供应链里，造船企业充当企业群体的核心，通过某种共同利益所产生的凝聚 力把相关企业节点企业吸引在自己周围，构成一个价值网链。造船企业作为总装工厂起 到了一个协调造船行业内部相关企业、研究院所、船级社和最终用户船东的作用。因此， 供应链运作的好坏以及整个供应链竞争力的大小，在很大程度上取决于供应链上的核心 企业的影响力。 毖r 供心链的遗“ 靴l 划体系研究 船舶行业的供心链管理形式是种比较典型的供j 屺硅组织结构模式。船舶工业按照 本身的生产与市场发展规律，形成了9 0 、l t 独特的体系，船舶工业从船舶订竹签订、钢材、 设备供心、部件加f ：、分段加工、协作件合作、胎舶总装乃至售后服务的整套造冉f 供 应链体系结构。对丁造船供戍链的每个节点，各企业具有独立法人资格，企业与企业 没有行政j 瑚隶属荚系，他们之问系统的构成不靠政府部门的行政平段，向是通过某种 共| 几j 利益所产生的凝聚儿把众多企业联系起束，所以整条供应链体系的协调运作需要依 靠造船厂这核心企业柬驱动。刚2i 为以造册j 。为核一t l , 企业的册舶行业的供应链管理 模式的结构模型图【3 “。 串娜 幽2 】 以船厂为核心的供麻链管理模式 f i g2is u p p l y c h a i n m a n a g e m e n t m o d e t a k i n gs h i p y a r da s t h e c o r e 由图21 可知，在现在的供应链管理模式下，整条供应链的物流调度中心和管理中 心是造船厂，造船厂向原料厂、设备厂和协助厂供应合作伙伴发出需求的指令，满足各 个供应合作伙伴都能在准确的时问，得到合适品质、数量与规模型号的钢材、设备、零 件或半成品，既不会不发生库存积压，又不会由于供应不足延误时间，从而使供应链的 总成本最小。值得注意的是，造船厂又是整条供应链的信息集成交互中心、控制协调中 心，造船厂必须负责各业务流程的协调与控制，各功能与环节的协调与控制，各相关企 业问的权责利芙系的协调与控制，及造船供应链内外环境间的协调与控制，以保证造船 供应链发挥最优效果p “。 因此，造船厂能对物流有完全的控制权，及时了解船东的反馈信息有利于改善服 务。并且，由于船舶厂在船舶设计、建造、改装等方面拥有强大优势，便于拉动供应伙 伴的原材料、机器设备等供应。由此可见，造船厂具备船舶行业供应链的核心企业的特 几 人迮理i ：人学专业学位硕十：学位论文 点，具有核心能力，在造船供应链上发挥核心作用。因此，造船厂是船舶供应链管理模 式下的核心企业。 2 1 3 造船企业在供应链里的作用 船厂作为核心企业在供应链管理十分重要，对造船供应链的成员企业之间形成战略 合作伙伴关系，推动造船供应链运行的水平等都起着十分重要的作用。造船厂在造船供 应链管理中有如下四点作用： ( 1 ) 造船厂是造船供应链管理的数据中心 船东的需求数据发送到造船厂，造船厂接到要求以后，通过厂内生产计划分解，把 分解后的需求数据订单等发送给造船材料、设备供应商。当订单完成以后，再从反向把 造船材料、设备供应商的供应数据反馈给造船厂，经过造船厂处理后，再反馈给船东。 这样，造船厂就成了造船供应链上的数据中心，供需信息不停交换于造船厂，处理后的 各种数据传递给造船供应链的各个企业。由于造船供应链的运作效率取决于网络中数据 交换的质量，所以一定得增强这条供应链上数据传输的质量和精度，从而达到物流顺畅、 信息及时的目的，造船厂所起的重要作用不言而喻。 ( 2 ) 造船厂是造船供应链管理的物流中心 供应链合作伙伴按订单将原材料、半成品或成品运到造船厂后，造船厂按照生产计 划执行检验、加工等活动，并将加工好的分段产品在船坞或船台上组装，同时进行舾装、 涂装工作，整船下水建好以后交付给最终用户船东，这样便形成了以造船厂为集散中心 的物流系统。造船厂对物流集散、配送进行统一调度：向供应厂适时发出物流需求指令， 从而保证各个节点都能在正确的时间、正确的地点得到正确数量的零配件或产成品，使 得缺货现象和库存积压现象都得以避免，把对供应链总成本的影响降到最小。 ( 3 ) 造船厂是造船供应链管理的结算中心 造船厂在造船供应链中的资金结算同样处在核心位置。造船厂在签订船舶订单时只 能收到少部分船舶定款，所以在船舶开工后的一个很长时期内向供应商采购所需的资金 都需要船厂垫付，涉及到所有的船厂供应商，还包括船东向某些特定设备厂定制设备时， 船厂也需要参与，比如船用主机等。船舶建造过程中的几个大节点来临时，按照合同约 定，船东会缴纳剩余的款项，所以在造船供应链中所涉及到资金流都离不开船厂。在这 里，造船厂作为结算中心的地位能够保障资金在供应链的各节点中通畅流动，推动物流 的无阻性。 ( 4 ) 造船厂是造船供应链管理的协调中心 基丁供应链的造船l ：科计划体系研究 造船供应链包含一个由构建、运行、解散构成的完备的生命周期历程，从构建时的 组织发起工作、运行过程中的沟通协调工作直到解体后的善后处理工作，造船厂都起着 连接和协调的重要作用。造船厂要协调各个方面的利益关系，从而保证造船供应链的利 益最大化。在追求整条造船供应链的利益最大化过程中，可能会出现某些供应合作伙伴 利益遭受损失，某些供应合作伙伴利益增加的情况，这就要求造船厂必须将利润在整条 造船供应链中进行分配协调，来维护供应链的公平性，并激励造船供应链的战略合作伙 伴关系发展到一个崭新的高度。 2 2 造船企业生产业务流程 船舶建造企业生产业务流程是指在企业内部，应用各种管理技术和生产设备，最终 形成船舶产品的相互关联的全过程，在此过程中，各种型材、板材等原材料经过预处理、 加工、搬运、组装，转换为零件、组件、部件、中间产品、分段直到最终的产品。 2 2 1 日本造船企业生产业务流程 造船工业始于1 9 世纪5 0 年代，在第一次世界大战中得到迅速发展。1 9 5 5 年超过英 国成为世界第一大造船国。日本造船企业总装造船作业流程特点是：首先，厂房布局由 机群式布置向流水线布置转变；其次，原有的综合性的万能厂逐步改造为专业化的总装 厂；另外，成组技术、数控技术、计算机技术的发展促进了造船生产流程向集成制造的 方向发展。 其生产流程有两种类型： 第一种是连续流水线型，按船舶建造阶段设置流水线。这种考虑是对同类型船批量 建造的需要，但对多种类型船舶同时建造的适应能力相对差一些。 第二种是独立分离型，按船舶建造阶段设置工场。各工场相对独立分离，中间留有 充分的缓冲地带，用液压台车转运，这种考虑不仅是目前的建造需要，而且考虑到将来 的发展。 日立有明船厂总装作业流程如图2 3 所示。 人连理t ：人学专业学位硕十学位论文 图2 2日立有明船厂总装作业流程 f i g 2 2y o u m i n gs h i p y a r dw o r k f l o w 2 2 2 韩国造船企业生产业务流程 7 0 年代开始，韩国学习日本船厂船舶建造技术。后来，韩国政府为提高本国造船能 力，增强在国际船舶市场的竞争力，进行产业结构的调整，组成五大造船公司现代、 大宇、三星、汉津和海拉集团。9 0 年代，韩国造船企业开始做大，并致力于生产高附加 值的船舶。 韩国造船工业之所以成功，一个关键因素是重视学习国外先进造船技术。因此，韩 国船厂生产流程与日本船厂十分相似，运作机理也