(上海外高橋造船有限公司,上海 200137)

船廠是典型的離散制造企業(yè)，從鋼板預處理、零件切割與加工、組立、涂裝、總組、搭載、碼頭舾裝、系泊試驗，以及試航等全工藝流程，都貫穿著生產物流活動。利用物聯(lián)網(wǎng)技術，船廠可以在生產過程中實時監(jiān)控物料流向以及生產進度，發(fā)現(xiàn)各類物資配送的制約瓶頸，促進對物流的精細化管理與控制。日韓等國已經在智能制造領域開展了大量前期研究，并提出建設智能船廠的目標[1]，一個主要突破口就是生產物流環(huán)節(jié)，而其中以分段為中間產品的分段物流是最核心的因素。我國在2015年已提出加快開展智能制造的研究，在此背景下，參考廣州文沖船廠建立的GWS船舶分段物流仿真系統(tǒng)[2]，將數(shù)據(jù)化的內容作為分段物流信息管理系統(tǒng)的輸入，建立分段物流管理系統(tǒng)，思路見圖1。

圖1 物流管理系統(tǒng)方案構建思路

1 分段工藝特征分析

對現(xiàn)場實地調研，SWS現(xiàn)有堆場容納分段的能力為500只，但實際堆放量為700～800只。超負荷的堆放是導致現(xiàn)場分段物流不暢的直接原因。分段物流效率低、無效搬運次數(shù)多。

以典型超大型油船、散貨船、集裝箱船為例，分別列出工藝清單，按照區(qū)域對各分段進行劃分，再分別梳理工藝流程，見表1。

2 分段幾何特征的抽取

分段的包絡線對分段物流工藝是一個重要的影響因素，也是眾多特征中最不易于獲得的特征[3]。

通常，想要獲取到分段的幾何特征需要設計人員手動地、機械地在Tribon中對每個分段模型進行截圖，并且需對Tribon模型進行消隱操作才能獲取包絡線，這樣必然帶來很多工作量。因此，在Tribon環(huán)境下開發(fā)包絡線生成的工具，工具由兩部分組成，①拾取模型的包絡頂點坐標(用Python語言編寫)；②分通過坐標生成包絡線圖片文件(用C#語言編寫)。

2.1 利用Python程序獲取包絡線坐標

在Tribon環(huán)境下打開分段模型，調整模型在堆場中實際的視圖角度，拾取包絡線頂點坐標。以圖2某船某分段模型為例，調取分段模型，調整圖3視圖角度。

使用Tribon自帶的Vitesse工具調用編寫的Python程序，通過生成圖5所示的.txt文本文件，讀取記錄了包絡線的坐標。

至此，完成了獲得分段包絡線的第一步，接下來就是生成更直觀的包絡線圖片以便存儲在分段特征數(shù)據(jù)庫中。

表1 分段工藝流程匯總情況

圖2 某分段模型

圖3 某分段實際擺放視角

圖4 Tribon中調用Vitesse工具

圖5 存儲包絡線頂點坐標的.txt文件

2.2 利用C#程序批量生成包絡圖形

利用C#編寫的程序是以包絡線坐標拾取工具的輸出作為輸入條件，批量地輸出所有所選分段的包絡線圖片。該操作十分便捷、簡單。用戶只需要準備好坐標文件。點擊圖6界面上的“打開坐標文件”按鈕，彈出Windows打開文件對話框，全選想要打開的左邊文件，運行“打開”即可顯示要打開的所有文件的路徑。最終軟件會自動在指定文件夾下為每一個坐標文件生成一個同名的.bmp文件。

圖6 分段包絡線批量生成工具

圖7所示的包絡圖能很直觀地呈現(xiàn)分段的包絡形狀，可以由此通過算法，給該分段提供合理的堆放位置。

圖7 生成分段包絡線

2.3 包絡線獲取工具的后續(xù)開發(fā)

所開發(fā)的工具在操作上實現(xiàn)了極大簡化，并且提高了工作效率。但是在獲取包絡線頂點坐標時，仍然需要設計人員將每個分段的模型調取一遍。如果是要統(tǒng)計所有已經建造過的船舶分段包絡形狀，工作量還是非常大的。因此，在后續(xù)的開發(fā)中，可以預先設置分段類型的運輸基面，在Tribon中能通過調取模型，并默認調整到合理視圖，自動生成一個包絡坐標文件，最后由專人統(tǒng)一批量生成圖片存入數(shù)據(jù)庫中，這種方案會更合理。

3 堆場工藝特征數(shù)據(jù)庫

通過現(xiàn)場調研，梳理各堆場分段堆放類型、偏好、數(shù)量、進出途徑、使用部門等信息，分析各個分段堆場的特征，總結分段物流工藝流程現(xiàn)狀，掌握分段從脫胎到總組完成之間分段物流的全過程。見表2、3。

表2 堆場名稱及場地類型信息匯總表

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的分段物流管理系統(tǒng)

4.1 分段物流管理系統(tǒng)構架

分段移動及場地看板管理業(yè)務流程見圖8。

4.2 分段物流管理系統(tǒng)功能描述

1)車輛定位。采用國產北斗定位設備，對每輛平板車進行實時位置跟蹤，定位精度要求控制在誤差不超過3 m。車子的位置和相關操作信息通過無線網(wǎng)絡實時傳輸給調度中心。

2)車輛管理系統(tǒng)?；诎沧科脚_的移動終端，基本功能包含運輸指令接收，運輸指令路線導航，運輸指令執(zhí)行反饋，車載通訊模塊，用戶設置等模塊。見圖9、圖10。

運輸指令管理模塊是車輛管理系統(tǒng)的核心模塊，其基本功能是實現(xiàn)平板車和調度中心之間的運輸指令協(xié)同管理功能。

3)分段物流實時監(jiān)控。分段物流實時監(jiān)控模塊主要是滿足調度中心對分段物流實時監(jiān)控和管理的要求，同時可以提供各級管理者分段場地實時看板的查看功能[4-6]。

分段物流實時監(jiān)控提供對分段位置、平板車位置、場地堆放狀態(tài)的實時監(jiān)控功能，同時對于當日所確認的運輸指令清單進行執(zhí)行情況匯總統(tǒng)計。

分段物流實時監(jiān)控模塊需要對分段物流的整體情況進行實時監(jiān)控，所監(jiān)控信息包含整體的分段堆場占用情況、分段當前位置、平板車當前位置和運行的運輸指令等。

表3 各堆場梳理情況

圖8 分段移動及場地看板管理業(yè)務流程

圖9 運輸指令實時跟蹤信息反饋

圖10 運輸指令詳細信息情況