造船系统的平衡与控制

1 造造 船船 技术技术 Shipbuilding Technology 制作 大船重工科技部情报室制作 大船重工科技部情报室 日期 日期 2004 年年 7 月月 29 日日 来源 来源 外高桥造船技术外高桥造船技术 2004 1 造船系统的平衡与控制造船系统的平衡与控制 提要 本文分析平衡与控制的内涵及其途径 提出了相应的方法和管理 思路 平衡是目的 控制是手段 通过控制过程的方法达到系统的平衡 即进 度平衡 质量平衡 负荷和能力平衡等 20 世纪中后期世界造船的中心已经移到东亚 主要集中在日本 韩国和中 国 而中国在世界造船总量中的份额远小于日 韩 仅占 5 7 左右 进入 21 世纪 我国造船能否有本质上的突破 造船产量上缩小与日 韩的差距 这与 造船理念的更新 技术和管理上进入新的更高的档次密切有关 所有这些必须 求实地去思考和解决 本文从造船系统平衡和控制达个角度 结合生产实际探 索实现造船系统平衡及达到控制的方法 1 造船系统造船系统 因造船系统的复杂和特殊性 构成了认识系统和控制系统的难度 该系统 有大量规模不等 互为输入 输出和控制的 过程 组成 总的大过程为原材 料 设备和造船规格书 法规和规范以及工厂能力资源的输入 输出为符合各 项要求的船舶 以单船为主线 首先是生产准备过程 其中最核心的是设计过程 再是船 舶建造和交船过程 后一过程是以前一过程为条件的 且过程有时处于并行运 作态势 造船系统可以简单地用图 1 来表示 造船系统的两次转换体现了现代造船设计的先进度 可以实现一体化设计 作为生产设计即设计以计划为导向的作业任务包 通过这个过程设计了生产 设计了管理 设计了物流 设计了成本 设计了价值的增值和转换过程 它的 本质就是完成 纸面造船 过程 为后面的实物造船提供了完整 详实 准时 准确 可靠的作业和管理的唯一依据 因此生产设计不是简单的船体作业图纸 设计 而是全过程的作业任务包设计 它规定了船舶生产全过程 正是这些过 2 程印证了船舶生产 图图 1 造船系统船舶生产运作过程造船系统船舶生产运作过程 造船系统是由严密的组织体制来运作和管里的 其对应的体系即为造船模 式 即是其存在和运作关系之和 一个合乎造船规律 稳定和高效的造船模式 是实现现代船舶生产运作的基础 造船系统运作过程就是不断地平衡和控制的过程 一个合乎造船规律 合 乎本厂造船实际的船舶生产体制 易于达到全方位的平衡乃至控制的系统即是 现代造船模式 2 平衡平衡 造船系统中的平衡指资财平衡 负荷和能力平衡 质量平衡 物流平衡和 后勤支持平衡 还有责任与权力平衡 系统只有处于平衡之中才能取得稳定和 高效 运作体系才能正常运转 反之 则会处于一种低效 内耗和失控状态 将与原来设想的目标有差距 企业如果长期处于这个状态将会崩溃 上述六个 平衡关键是资财平衡 它是企业是否健康发展的晴雨表 资财平衡是财务运作过程中投入和产出的平衡 全面预算管理是实现资财 平衡的有效手段 三年乃至五年的造船企业滚动计划是建立在财务平衡基础上 的造船线表 如图 2 是企业战略性决策 但是线表会随着船舶经营和生产情 况而变更 即所谓滚动 全面预算管理其关键在于 预算 两字 只有先预算 才能做到预控 而做到预算其基础是中间产品导向型的工程分解 最后落实到 作业任务包的计划 工时 场地和物料消耗 从而可以清楚地认识到价值的增 值和成本的消耗 可测定各班组的效率和工时的单价 这里指的工时单价需要 全厂平衡 造船系统中能力与负荷平衡是有序实施造船计划的前提 能力包括起重设备 3 作业场地 人员 其它主要施工设备等的能力 所有这些资源能力可以用 资 源数 来表示 所谓 资源数 是表征一个船厂各种资源在内的综合指标值 负荷可以用工时数及对应作业任务包的重量特征 场地特征来表示 可以统称 为负荷数 建立计划即是寻找资源数与负荷数的平衡点 如果为了一定要完成 某一特定周期内的工作 系统则要求加班或外协 全厂负荷与能力平衡图如图 3 所示 能力与负荷首先是总体平衡 它应体现全厂范围内的工种平衡 各车间相 互间的平衡 各车间内各工种的平衡等 平衡是动态的 均衡生产是平衡的目 标 造船计划是平衡在实际生产中的运作依据 责任与权力平衡是实现生产指 挥系统畅通和有效管理的基础 无论是班组 还是一个车间或是生产中心 都 需要明确他们的责权范围 在责权范围上进行有效地运作 所谓管理就是预测 预见 预计各类矛盾和问题 使复杂问题简单化 并寻求平衡 造船进度和质量有时表面上会出现矛盾 但是事实上是一致的 质量可以 是工作质量也可以指产品质量 造船质量它是许许多多的中间产品质量的概括 由作业阶段形成质量链 只要符合质量标准的项目就是合格的 就是好的 稳 定的生产质量就是质量平衡 质量不合格就谈不上生产进度 质量稳定会确保 生产进度按计划运作 物流平衡包括内部物流和外部物资供应物流 各工序 作业阶段 车间之 间的为内部物流 物流的形式为托盘和对应某一作业阶段而完成的中间产品 一个高效率的船厂 其内部物流一定是畅通和有节奏的 天天 打老虎 这个 企业或是系统生产体系 或是生产平衡有问题 外部物流是总装化造船的保障 物流管理中订货以系统为单位 到货以区域 类型 阶段为单位到货 并与厂 内物流相匹配 实施物流管理的流动量控制 后勤支持是确保人员正常工作 生产正常进行的系统 也包括设备维修 水 气 电的供应等通称为工务保障 设备维修要求快速反应 紧急事件要求有预 案 3 控制控制 成本可控 计划可控 质量可控 环安可控 面对复杂的造船系统如何来 实施可控 因控制的目的和手段都是平衡 所以应寻找一套科学管理的办法来 4 取得造船系统的平衡 控制的对象是系统 面对造船系统 能够得到控制的前 提是造船系统的工艺流程稳定 模式的稳定 没有稳定的工艺流程无法实施平 衡和控制的 抑或是短暂的平衡 图 4 为外高桥造船主工艺流程 图图 2 造船线表造船线表 图图 3 全厂负荷与能力平衡图全厂负荷与能力平衡图 造船计划是船舶生产进展情况的集中体现 取得造船计划的平衡运作是控 制的目的 也是成本可控运作的基点 没有生产进度的成本控制是没有意义的 质量要求高 一般来说成本就高 因此质量须以一定的标准来衡量 符合质量 标准的就是好的 5 3 1 造船计划的控制造船计划的控制 时限计划法 Frame Time Planning FTP 是把工作时间规定在一定的期限 内 从最早 最粗的未来 2 3 年的船厂长期计划 发展到最短最精细地安排指 定日期的生产任务 日工作计划 在开始阶段时限较长 所包含的工作量也较 模糊 随着设计的深入 时限可以进一步细分 直至将工作限制在一个时间小 区间 该方法以船台 船坞 分段 总段 搭载计划为最高计划 按不同级 不同时限编制车间半年度计划 工段月度计划 班组周计划和操作人员日进度 计划 时限计划法是控制计划的方法 包括两个方面 即从大到小逐步分解和 细化 又从小到大逐级控制和累积 工时累积曲线 S 型曲线 分析法是时限计划法的核心 工时累积计划指 单船工时累积 各主要工种累积 各车间工时累积 全厂综合工时累积 从时 限上看有长期 年度 月度 周间 日间等 有新船工时累积计划 在建船舶 工时累积计划 完工船舶工时累积计划等等 工时累积既有对原始数据的分析 又对现有数据进行统计和分析 掌握了各种工时积累也掌握了人力和设备等 资源数 的需求 FTP 法和工时累积的基础是数据反馈分析和物量 工时数据分析 只有建 立在作业任务包基础上 建立一系列规定措施后才能提炼 FTP 和工时累积 3 2 质量控制质量控制 ISO9000 要求组织建立体系文件 最大限度地按质量标准来运作 包括管 理职责 产品过程控制 不合格品控制 纠正和预防措施等等 就是以体系文 件来控制质量 质量体现在稳定上 如何使产品质量稳定 做到流动检查 甚 至做到免检 这是我们所追求的 平面分段机械化流水线 所生产的平直分段 平直片状小分段由于非人为因素少 机械化程度高往往可做到流动检查或免检 这样对控制流水线的节奏 生产进度和提高流水线的产量都非常有利 我们常讨论日 韩船厂的生产效率高 其平台利用率和船坞利用率是我们 的几倍 其中最重要的就是质量稳定 能取得船东和船检的信任 做到质量稳 定其中生产设计一定要到位 因为生产设计包含生产管理 生产作业方式 关 系到产品质量和生产进度 乃至生产成本 质量是干出来的不是检验出来的 已经成为制造业的共识 作业人员是 6 质量的直接创造者 无论是加工 装配 焊接还是涂装 都需要人去干 产品 质量跟人有密切关系 为此 就应该让人按标准去干 另外一方面设法提高作 业人员的素质 人员的素质是取得稳定质量的基础 质量与生产工具和设备有 关 设备稳定和可靠是产品质量稳定的保障 质量体系下的作业标准或作业指 导书十分重要 它使所有作业人员规范化和按标准操作 可最大限度地减少质 量事故出现 减少废返 以利于成本控制 3 3 环安控制环安控制 环境与安全控制是综合设计 现场管理 工装工具 作业标准的完备体系 中的重要部分 没有安全的环境生产进度和产品质量是无法想象的 环安控制始于设计 因为设计确定了作业阶段 吊装方式 脚手架 以及 临时工艺开孔和加强 应该说设计是环安的源头 所有作业文件和标准应该包 含环境与安全作业在内 4 全面预算管理和控制成本 员工激励全面预算管理和控制成本 员工激励 4 1 全面预算管理和控制成本全面预算管理和控制成本 船厂的全面预算管理不仅在于造船成本的分块 而且还在于以中间产品为过程 控制点 预测预控物流引起的价值流增值变化 它是一个在确定预算框架下的 动态过程 其对象是中间产品的增值和成本 全面预算管理首先是单船 或项 目 的成本在船舶包括设计到交船 可以把保修包括在内 全周期范围上的变 化预测 叠加所有年内船舶的成本活动即可求得全年的成本变化和总值 同样 可求得增值过程的变化和累积曲线 只有按预定计划实施的船舶生产过程 成 本是最低的 否则成本增加 利润减少 预算管理实施的关键是可靠的数据反馈 这些数据包括完成任务包工时实 际消耗工时 资源消耗量 设备场地占用数据和辅助人力配置数据等 只有累 积这些中间产品生产过程的数据才有可能建立预算 通过这些数据的综合分析 研究实际成本的累积 计划成本的累积 工时累积等 有效地理出各预算项目 的动态管理图表 成本控制关注点在于精益生产 研究作业过 t 程的消耗 成本和价值增值 之间的关系 最大限度的消除不必要浪费 如钢材的提高 即是减少必要浪费 的举措 7 8 前面已经论述了成本管理与计划的密切关系 通过精益造船规范作业的行 为 作业人员按最少成本的要求工作 有效地提高劳动生产率 这里的有效即 中间产品的增值大了 也即系统上中间产品链得到价值的整体增加 生产总量 的提高 是建立在新效率上的公司整体行动 改变了公司整体计划 使计划在 新的效率标准上运作 4 2 激励员工激励员工 员工的价值在于创造 人是生产要素中最活跃的因素 具备一定素质的人 进行产品设计 作业和管理是实现中间产品价值增值的前提 造船系统平衡和 控制的中心工作是激励企业员工创造价值 一方面在岗位上按设定效率工作 无须个人发挥 完成计划中的物