1 行业特点及信息化需求分析
对船舶制造企业而言,除部分新产品研发业务外,一般都需要依客户要求的品种、规格、交货期、价格等进行变形设计。
船舶制造企业的生产特点属于大型单件小批量生产,具有如下管理特点:
1)产品品种多、生产数量少、规格多变,按客户订单进行设计、生产,其工作的性质依客户要求的品种、规格、交货期、价格而定;
2)产品各部件之间的时序约束关系和成套性要求严格,关键设备的能力平衡和利用率是生产与控制的关键环节;
3)对交货期要求严格,且每次订单上所需求的产品同以往相同的不多,虽非全新产品,但可能在设计、大小、尺寸、形状上有新的变化,根据交货期,以订单中的独立需求为对象下达工号组织生产;
4)产品结构复杂、生产周期长、重复作业比率低,较难采用流水线或专用工装设备生产,为了保证按期交货,企业一般难以在产品技术资料全部准备齐全后才开始生产,而是边设计、边生产、边修改,这是大型单件生产企业最显著的特点之一;
5)生产组织困难:大型单件产品的生产组织要在完成产品设计和工艺后,才能编制出较为合理可行的生产计划和作业计划,生产准备周期较长,所以,在手工管理的条件下,由于各部门、各工程之间的大量信息沟通不及时,生产组织不可避免地存在如下问题:相同零部件的技术资料不一致;生产资源冲突难以避免;产品总装不能有效配套;物资供应难以保证;加工过程中难以实现限额发料;
6)成本难以动态监控:大型单件生产是根据订单组织生产的,产品工艺成本及构成需在完成产品设计、工艺编制,形成物料清单、工艺线路、工时定额后才能确定;产品定额成本的控制视工程项目而不同,数据量大,从而导致成本控制困难;
7)保证按期交货与目标成本控制是大型单件制造业管理所追求的目标。
8)知识来源分散:造船行业中大量的知识都存储在工程师、工人的头脑中,如何把这些知识挖掘出来,加以整理,给予储存和继承是当今船舶行业信息化建设的难点之一。
2 典型船舶制造企业产品数据管理特点及需求
1) 边设计边准备模式的研发模式需要相应的资料管理体系来适应
在船舶制造企业,边设计、边生产、边修改现象普遍存在。边设计边准备模式固然能够提高生产效率,但也带来一个问题,就是在变型设计非常多的情况下,如果仅仅根据经验去安排加工和制造,很可能造成现场采用错误版本图纸去指导生产,引发大量变更,而频繁变更必然造成生产周期延长,成本增加和质量控制难度加大。
如何准确识别生产中当前批次产品应使用的图纸版本号,如何有效解决更改单的签发问题,以及如何跟踪关键零部件在生产中的状态,这些都是在边设计边准备研发模式下,资料管理系统需要着重考虑的事情。
2) 传统设计方式下设计质量和交货期对企业造成巨大的压力
如何保证产品设计的质量和效率是企业在激烈竞争环境下所必须解决的首要问题。众所周知,船舶行业的零部件数量是很庞大的,零部件种类多达上万种,结构极其复杂,质量要求非常高,设计和工艺的作业规范非常严格。必须严格关注从零部件的设计直到零部件的每道工序控制质量。一个船舶产品完整的工艺文件有数十种,数量多达几千份,要保证所有工艺没有遗漏、没有错误,采用传统工艺设计方式是很难办到的。
缩短产品开发周期是保证产品的交货期的基础。对于产品设计和工艺设计,在提高各自效率的同时,更重要的是要提高二者的协同和并行性,这种协同需要处理好设计与工艺的双向、多次变更问题。此外,船舶产品生产准备的原材料采购也是非常复杂的。为避免出现“停工待料”,就需要工艺部门尽早提供准确、全面的原材料需求信息,采购部门可以尽早制定采购计划。而传统的串行设计方式,各业务部门独立作业,信息共享度低,缺乏有效的交流和沟通手段,使得企业在响应交货期上面临巨大的压力。
3) 模糊的投标报价和成本控制方式
精细成本控制与核算体系是企业成本控制的关键。对船舶产品而言,企业投标过程中,产品报价是非常关键的一环,不仅仅影响到投标的结果,也直接关系到企业的成本和利润。另一方面,船舶产品的成本中,70%是材料成本,尤以钢材为重。一般需要上千吨的钢材,其中有些钢材要求高,厂家少、产量低,甚至有的钢材需要进口。因此,如何在投标时快速得到成本估算的依据,在设计时如何准确地进行成本控制对企业而言是非常关键的。传统方式下船舶制造企业在投标时往往只能采用按相似产品进行成本模糊估算,而在生产成本控制时,手工的材料定额计算方式,准确性无法得到保证,甚至常常会发生不同统计人员计算出不同的结果的情况,影响了企业实现精细成本控制。
4 )BOM的复杂、动态性对ERP集成提出更高要求
船舶产品没有一个相对稳定的BOM,BOM视工程项目的不同而不同;且由于船舶产品的复杂性,船舶产品的BOM一般较为复杂。作为指导船舶产品生产的工艺线路定额表也随工程项目的不同而不同,且结构复杂、数据量大。
而且由于边设计、边生产、边修改现象普遍存在,生产、物资等部门必须及时对不断增加变化的技术资料进行增量接收,并在此基础上完善相关属性的描述。由于制造BOM(MBOM)难以一次形成,为保证BOM流转的完整性、及时性、连续性,必须使ERP与CAD、CAPP/PDM间实现动态集成, MBOM随技术资料的逐步完善而增量式的接收。
在ERP系统中,需要的BOM清单是在设计BOM基础上产生的制造BOM,如何根据ERP系统需要,结合现在企业生产实际业务产生符合管理要求的制造BOM,并且与设计BOM保持高度一致,这是对ERP接口集成提出的更高要求。
5) 电子化产品数据组织管理与使用困难
造船是一个非常复杂的生产过程,从产品合同签订、开发、设计到生产、装配、试航、交船等段会产生成千上万的相关图纸和工作任务,同时还牵涉数以万计的零部件和中间产品,因此也会产生庞大的信息量。如何组织和管理好这些海量信息,特别是在现代造船模式下,将直接关系到企业的生产效率和产品质量。
目前国内大部分船舶制造企业对图档的管理手段还停留在人工维护的阶段。由于图档较多,大多是改型设计,目前缺乏有效的版本管理和查询手段,达不到快速响应用户需求和适应市场快速响应的需要,也难于确保产品的交货日期,常常不得不采用 “应急”管理方式,打乱企业的正常秩序。主要问题集中在:
(1) 产品数据存在安全隐患
(2) 产品数据共享度不高
(3) 无法进行细致的数据的权限管理
(4) 产品数据复用率低,客户个性化需求响应效率有待提高
(5) 版本统一困难
(6) 更改一致性难以保证
6 )缺少有效的知识收集、管理手段
船舶制造企业长期的发展中,积累了大量的设计及工艺知识,这些设计知识来源分散,形式多样,应用方法也各不相同,并且大多存储在工程师、工人的大脑里,如何把这些知识挖掘出来,加以整理,给予储存和继承是当今船舶行业信息化建设的要点和重中之重。
7) 产品研发项目监控与驱动成本过高
一般地,船舶制造企业的产品研发业务按订单开展,需要依客户要求的品种、规格、交货期、价格而定。产品研发过程主要是完成合同立项,设计任务分派,设计方案,计算说明书,设计图纸、工艺设计、数据汇总等等工作。每个阶段都有数量不等的管理活动和业务活动,覆盖了研发过程每个应该考虑的环节,而且活动传递过程必须留下大量文档记录,以保证业务活动可以被有效追溯。
为了让团队能更快响应项目,产品负责人需要制定严格的开发计划,对相关的资源进行合理分工和整合,对整个研发过程进行跟踪和监控。在整个产品研发过程中存在大量的信息传递与交流。虽然企业制订了详细和完备的管理制度和措施,限于当前的技术条件水平,而在具体实施中打折扣。
3 船舶制造企业在研发管理方面存在的问题
(1) 任务分解不直观
(2) 项目资源调度缺乏准确依据
(3) 项目各阶段相关文档管理与项目过程管理脱节
(4) 项目进度无法有效监控
(5) 项目沟通缺乏必要手段