曹鐵軍

(福建省馬尾造船股份有限公司，福建 福州 350108)

1 概述

管子制作效率和質(zhì)量是一個(gè)矛盾體，已成為船廠生產(chǎn)中的一個(gè)短板，影響著船舶建造進(jìn)度，并直接關(guān)系到船舶建造成本和船廠聲譽(yù)。高附加值船舶設(shè)備多、空間小，彎管比例高，造成管子的制作效率低，修改比例一直很高。為了降低成本和提高管子使用壽命，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡可能減少使用彎管，對(duì)彎管盡可能減少定型彎頭而采用彎管機(jī)彎制。如果設(shè)計(jì)過程中隨意確定彎管角度，那么在內(nèi)場(chǎng)加工時(shí)，彎管的制造精度很難滿足設(shè)計(jì)要求。即便是在受到空間或彎管能力的限制而必須使用定型彎頭的情況下，也需要對(duì)彎角進(jìn)行控制，因?yàn)槌善范ㄐ蛷濐^一般是固定角度的幾種規(guī)格，這樣可以減少?gòu)濐^的切割，避免材料和工時(shí)的浪費(fèi)。

在提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確率的同時(shí)，對(duì)管路的制造、安裝便捷性和廢舊管子利用率進(jìn)一步優(yōu)化，可以促使管路制造和安裝效率不斷提高。

盡管管路的成本在整個(gè)船舶造價(jià)中占比非常高，但是船舶設(shè)計(jì)與建造過程中對(duì)管路系統(tǒng)的重視度仍然不夠。如果能在設(shè)計(jì)和制造過程中更加科學(xué)地提高管子設(shè)計(jì)準(zhǔn)確率和生產(chǎn)效率，控制管子修改率的同時(shí)提高廢舊管子的利用率，船舶的整體建造效率、成本控制將十分顯著。本文結(jié)合馬尾造船公司的現(xiàn)狀和問題，對(duì)管路從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和安裝階段的技術(shù)改進(jìn)進(jìn)行探討，以期為推進(jìn)船舶設(shè)計(jì)、建造流程優(yōu)化提供參考。

2 存在的問題

2.1 設(shè)計(jì)軟件不完善，設(shè)計(jì)人員對(duì)管子加工制造工序工藝了解深度不夠

目前馬尾造船技術(shù)中心在設(shè)計(jì)的船舶全部使用TRIBON軟件進(jìn)行全船建模。該軟件于數(shù)年前開發(fā)且不能隨船廠定制，如管子托盤的統(tǒng)計(jì)只能按預(yù)先設(shè)定的托盤號(hào)區(qū)分，無法按管徑、定長(zhǎng)、表面處理方式統(tǒng)計(jì)，對(duì)批量化生產(chǎn)的托盤拆分造成影響。

設(shè)計(jì)人員以船級(jí)社規(guī)范和管子設(shè)計(jì)原則工藝作為綜合放樣的主要規(guī)則依據(jù)，可以做到整體布局最優(yōu)化，現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)單化。但對(duì)于管子放樣對(duì)管子內(nèi)場(chǎng)加工制作的最優(yōu)化考慮不足，也沒有如類似規(guī)范工藝等的強(qiáng)制約束和加工制作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)(設(shè)計(jì)人員基本都是在機(jī)裝課、甲居課等管件安裝部門實(shí)習(xí)，因而缺乏管件加工制造經(jīng)驗(yàn))。如管子放樣最優(yōu)系統(tǒng)走向合理，但在管子斷成零件，生成小票時(shí)沒有刻意去創(chuàng)造利于批量生產(chǎn)的定長(zhǎng)、定彎等共性條件。

2.2 管子按船舶建造進(jìn)度及分段預(yù)裝托盤安排生產(chǎn)

目前管子的圖紙下達(dá)及生產(chǎn)模式是按照單船建造計(jì)劃，管子分段預(yù)裝歸屬，這是按照船舶建造進(jìn)度需要而來，不利于管子成組劃分批量化生產(chǎn)。若按照目前的模式將管子按成組技術(shù)批量生產(chǎn)，勢(shì)必打亂原托盤屬性，交由外場(chǎng)時(shí)又要按分段預(yù)裝交接，需人工重新拆分，效率低下。

2.3 公司管子加工車間受場(chǎng)地等限制缺乏大型自動(dòng)化設(shè)備

未能利用成熟的自動(dòng)化設(shè)備提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，如自動(dòng)下料、自動(dòng)坡口、自動(dòng)焊接等的大規(guī)模應(yīng)用。人員手工作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工環(huán)境差，效率低。

2.4 管子生產(chǎn)狀態(tài)的信息采集智能化程度低

目前管子生產(chǎn)進(jìn)度統(tǒng)計(jì)、管件加工信息采集還未實(shí)現(xiàn)智能化和細(xì)化。管加課外的相關(guān)部門想了解管子生產(chǎn)情況，基本靠聯(lián)系負(fù)責(zé)人電話落實(shí)。如技術(shù)下達(dá)修改單時(shí)僅能了解到相應(yīng)分段是否已加工，不能了解相應(yīng)單根管路的加工情況，這勢(shì)必影響到下達(dá)材料增補(bǔ)單的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。管件加工時(shí)也是靠人工核對(duì)管子信息來分揀，工作量大、容易出錯(cuò)。

2.5 修改單產(chǎn)生的廢舊管路利用率低，重復(fù)加工

由于船東意見，外來設(shè)備變更及設(shè)計(jì)等原因引起管路的修改比例一直居高不下，造成很多加工好的管路被廢棄，作為廢料處理，利用率不高。主要因?yàn)橄嚓P(guān)制度不完善，工人缺乏利用廢料的積極性。利用廢舊管路往往需要工人拿著圖紙?zhí)魭⒈葘?duì)，耗費(fèi)工時(shí)，或僅能直接割除廢舊管的一部分來利用。目前管子生產(chǎn)人員的工資收入是工時(shí)績(jī)效制，若利用了廢舊管路為公司降低材料成本，反而耽誤了新管件的制作，會(huì)影響個(gè)人收入，這樣會(huì)打消工人廢舊物料利用的積極性。不同的管路設(shè)計(jì)人員對(duì)管子的定長(zhǎng)、定彎設(shè)定不統(tǒng)一，很難跨區(qū)域替代利用，無電子編碼幫助快速識(shí)別，靠人工篩選費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，這些都增加了廢舊物料的利用難度。

3 提高管系制造效率的總體思路與方案

3.1 管件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和雙托盤化改進(jìn)[1-2]

管子設(shè)計(jì)人員、管子生產(chǎn)人員及管子安裝人員共同探討、制定符合本廠加工能力和安裝習(xí)慣的管子數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，作為管子生產(chǎn)設(shè)計(jì)及出小票圖紙時(shí)的校對(duì)依據(jù)。對(duì)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行二次開發(fā)，除了按分段提取外，也可按同一管徑或同一長(zhǎng)度等具有成組條件進(jìn)行提取，以符合生產(chǎn)時(shí)的批量處理，多種托盤形式提取，以滿足實(shí)際需求。要改變現(xiàn)在的管子編碼和托盤形式，使之可以體現(xiàn)以上的各種信息，來滿足識(shí)別、分揀、制造和交付。每一個(gè)管件的編碼作為唯一標(biāo)識(shí)，可以由加工編碼和安裝編碼組成，即按照制造和安裝提供兩份托盤，實(shí)行雙托盤管理模式。加工編碼適用內(nèi)場(chǎng)校管結(jié)束前，利于管子成組分揀，以批量生產(chǎn)。如將多個(gè)具有定長(zhǎng)的管路按加工托盤劃分，可以批量切割、校管，再次分揀具有表面處理相同的管路，批量鍍鋅或酸洗。待管路加工完成后，再按安裝屬性依靠安裝托盤編碼重新分裝管路，如按分段或階段整理后交由現(xiàn)場(chǎng)預(yù)裝施工。

圖3 雙托盤管理流程

圖4 定長(zhǎng)管路集中切割制造

3.2 利用有限場(chǎng)地定制自動(dòng)化設(shè)備

公司管加車間受到場(chǎng)地限制，沒有專業(yè)化布局設(shè)計(jì)，不利于大型自動(dòng)化設(shè)備的購(gòu)置安裝。為此，有必要對(duì)管子生產(chǎn)車間進(jìn)行重新梳理，考察國(guó)內(nèi)成熟的管件加工企業(yè)及現(xiàn)代化船廠，借鑒成熟技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。邀請(qǐng)管件加工設(shè)備廠家前期介入管子車間的布局設(shè)計(jì)，爭(zhēng)取能按現(xiàn)有條件定制相關(guān)小型化自動(dòng)設(shè)備，如自動(dòng)坡口機(jī)、自動(dòng)焊接機(jī)等，打造管子流水線化生產(chǎn)的基礎(chǔ)平臺(tái)。

圖5 小型輔助焊設(shè)備大大提高焊接效率

3.3 建立管件電子信息采集系統(tǒng)，建立加工信息采集點(diǎn)

上文已提到雙托盤管理由制造托盤和安裝托盤組成，以便進(jìn)行成組生產(chǎn)和分段預(yù)裝需要的管子拆分。但拆分的過程依靠人工核對(duì)管件信息來分揀，工作量不可小視。安裝部門也無法準(zhǔn)確了解生產(chǎn)和分揀進(jìn)度，不利于按分段做預(yù)裝計(jì)劃安排。雙托盤管理可以很好地解決編碼重置問題。傳統(tǒng)的機(jī)械式編碼(以打鋼印的方式記錄管件信息)在管子信息提取和分揀中只能依靠人工，效率低，需要大量的人力投入。對(duì)于管子制造和加工信息的識(shí)別，可以以電子編碼形式體現(xiàn)，利用已經(jīng)非常成熟的條形碼或二維碼技術(shù)。電子編碼可采用噴涂、粘貼、掛牌等形式附著管路。在管子加工車間的每道工序建立信息采集點(diǎn)，利于條形碼或二維碼采集、提取、記錄管子信息，進(jìn)行管子托盤的拆分和管子加工信息的實(shí)時(shí)記載。采集點(diǎn)主要根據(jù)管子加工程序確定。由于管子表面的防腐處理需要鍍鋅或酸洗等，管表面的電子編碼易損壞，部分主要識(shí)別碼可以繼續(xù)以機(jī)械編碼形式體現(xiàn)，在管子完工后統(tǒng)一核對(duì)補(bǔ)充電子編碼，以便現(xiàn)場(chǎng)預(yù)裝時(shí)使用。使用電子編碼實(shí)時(shí)采集后，各相關(guān)人員可直接通過信息平臺(tái)實(shí)時(shí)了解管子的生產(chǎn)進(jìn)程，提高對(duì)管子分揀歸類的效率，從而提高了生產(chǎn)計(jì)劃編制的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和管子修改定額下達(dá)的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員也可以在不攜帶圖紙的情況下隨時(shí)使用手機(jī)等便攜設(shè)備讀取管件信息，實(shí)現(xiàn)無紙化安裝作業(yè)，提高管子安裝效率。

圖6 將需要的管件信息提取后轉(zhuǎn)換成二維碼

圖7 轉(zhuǎn)換二維碼噴涂于管件

圖8 便攜設(shè)備隨時(shí)掃描二維碼獲得管件信息

3.4 出臺(tái)廢舊物資利用獎(jiǎng)勵(lì)措施，提高管材利用率

各船廠都存在分屬不同船東的同一系列船同時(shí)建造的可能，管路布置幾乎相同，卻因不同船東提出的不同原因進(jìn)行修改。工藝人員通過信息采集平臺(tái)提取的數(shù)據(jù)庫(kù)(廢舊管單獨(dú)建庫(kù))進(jìn)行廢舊管和未加工管路數(shù)據(jù)匹配，提取部分可以直接代用管路，提高廢舊管路的直接利用率，避免重復(fù)加工。

建議公司出臺(tái)廢舊物資利用獎(jiǎng)勵(lì)措施，以提高工人對(duì)廢舊物資再利用的積極性，降低物料成本。 如生產(chǎn)一個(gè)托盤的實(shí)際物量使用量小于公司技術(shù)部下達(dá)的定額物量標(biāo)準(zhǔn)，公司可將節(jié)約部分的物資價(jià)值乘以一定百分比后，以直接獎(jiǎng)勵(lì)的形式發(fā)給責(zé)任人。這樣可以大大提高工人利用廢舊物資的積極性，提高節(jié)約成本的主觀意識(shí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文所分析的典型問題也是船舶制造行業(yè)多年存在的共性問題，管子成組技術(shù)在船舶管系設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用是一個(gè)系統(tǒng)工程，雖然具有諸多優(yōu)越性，但涉及改造成本、相關(guān)設(shè)備等因素的制約還需進(jìn)一步論證和評(píng)估。國(guó)內(nèi)外先進(jìn)船廠已有各自成熟的生產(chǎn)模式，在結(jié)合自身軟硬件條件的情況下，建議盡可能借鑒成熟模式，以達(dá)到降低風(fēng)險(xiǎn)、降本增效的目標(biāo)。