摘要：在對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)重構(gòu)" title="可重構(gòu)" target="_blank">可重構(gòu)理論分析的基礎(chǔ)上,，結(jié)合船舶平面分段流水線特點(diǎn)，從組織結(jié)構(gòu),，車間制造資源,，生產(chǎn)流程三個(gè)方面，探討MES的可重構(gòu)在平面分段流水線上的應(yīng)用,，發(fā)揮船舶分段制造分道作業(yè)的優(yōu)勢(shì),。
關(guān)鍵詞：制造執(zhí)行系統(tǒng)；可重構(gòu),；平面分段,；流水線船體分段
1 引言
　　制造執(zhí)行系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱MES）是面向制造企業(yè)執(zhí)行層的信息系統(tǒng)，對(duì)制造企業(yè)執(zhí)行層進(jìn)行全方位的管理,。MES在企業(yè)集成信息管理系統(tǒng)中,，起著承上啟下的橋梁作用，可以幫助制造企業(yè)解決ERP計(jì)劃與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息聯(lián)系不緊密的問(wèn)題,；當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程計(jì)劃的執(zhí)行與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的控制缺乏優(yōu)化時(shí),，可起調(diào)度與協(xié)調(diào)的作用；以及解決企業(yè)生產(chǎn)能力難以得到評(píng)估,、生產(chǎn)成本難以控制等問(wèn)題,。船舶制造業(yè)是一個(gè)制造過(guò)程復(fù)雜繁瑣的行業(yè)，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化過(guò)程中存在一定困難,。為了加強(qiáng)船舶制造企業(yè)的管理信息化,，必需適時(shí)引入一定信息系統(tǒng)，制造執(zhí)行系統(tǒng)使企業(yè)管理信息系統(tǒng)能夠及時(shí),、快速,、有效的集成運(yùn)行,，從而提高企業(yè)整體管理水平。開(kāi)展基于MES的平面分段流水線重構(gòu)研究,，使船舶平面分段流水線更加適應(yīng)信息系統(tǒng)的要求,，可更好發(fā)揮MES在船舶制造中的作用[1] 。
2 MES重構(gòu)要素分析
　　實(shí)現(xiàn)MES可重構(gòu)的目的在于,，以低成本為企業(yè)提供卓越的服務(wù),，不斷提高企業(yè)的制造敏捷性。一方面,，開(kāi)發(fā)者通過(guò)采用已有的開(kāi)發(fā)成果,，快速滿足客戶的應(yīng)用需求；另一方面,，企業(yè)不斷利用已有MES投資,，優(yōu)化和擴(kuò)展現(xiàn)有系統(tǒng)，使MES系統(tǒng)持續(xù),、高效,、優(yōu)越地為企業(yè)服務(wù)。
　　企業(yè)業(yè)務(wù)流程,、業(yè)務(wù)目標(biāo)的變更和車間環(huán)境的變化始終是實(shí)施MES重構(gòu)的原動(dòng)力,。在實(shí)施MES的重構(gòu)過(guò)程中，都不同程度地涉及到組織結(jié)構(gòu),、車間制造資源及車間生產(chǎn)流程三大要素[2-3],。
　　組織結(jié)構(gòu)的重構(gòu)主要指調(diào)整或精簡(jiǎn)車間各生產(chǎn)職能部門，重構(gòu)原有車間組織結(jié)構(gòu),。車間制造資源的重構(gòu)是車間資源發(fā)生動(dòng)態(tài)變化,，具體表現(xiàn)為，增加或減少設(shè)備,、工具,、人員，增強(qiáng)設(shè)備制造能力,，增添質(zhì)量跟蹤信息,，添加或取消與外部系統(tǒng)的集成等。生產(chǎn)流程的重構(gòu)是企業(yè)為了適應(yīng)業(yè)務(wù)目標(biāo)的變更和車間環(huán)境的變化,，車間制造系統(tǒng)MES必須對(duì)其重構(gòu),，同時(shí)在重構(gòu)過(guò)程中，加入學(xué)習(xí)和知識(shí)管理功能,，實(shí)現(xiàn)流程自身的優(yōu)化,，只有在必要時(shí)對(duì)流程進(jìn)行重構(gòu)，使流程適應(yīng)環(huán)境的變化,。
3 平面分段流水線概述
　　船體結(jié)構(gòu)主要是由各種型材,、鋼材組成的鋼結(jié)構(gòu)。船舶的外殼一般是流水線型的,，只有船舯附近線型趨于平坦,。在現(xiàn)代造船模式中，一般把船舶的所有結(jié)構(gòu)劃分成若干塊,，稱為分段,，將單個(gè)的分段組合成總段或環(huán)段，然后再將其組合,，最終形成整個(gè)船體結(jié)構(gòu),。船舶結(jié)構(gòu)制造中最基本的中間產(chǎn)品單元就是分段[3]。
　　根據(jù)分段內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),，分為曲面分段（圖1）和平面分段（圖2）,，平面分段至少有一個(gè)面完全平直。另外,，結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之問(wèn)也主要是互相垂直的關(guān)系,，分段的長(zhǎng)寬尺寸明顯大于分段的厚度尺寸（約3倍以上），分段的另外一個(gè)面也應(yīng)該是平直或近似平直的平面,。


　　平面分段流水線是現(xiàn)代化造船不可缺少的一種重要生產(chǎn)設(shè)施,，其主要工作對(duì)象為船舶分段中的平行舯體分段，即除去艏部,、艉部,、機(jī)艙區(qū)域、上層建筑后的其他分段,。
　　平面分段流水線一般由多個(gè)工位組成 一,，一般的平面分段流水線包括下列工位：拼板工位；單面焊接工位,；單面焊接修補(bǔ)檢查工位,；縱骨裝配工位；縱骨焊接工位,；緩沖及橫移工位,；縱桁肋板裝配工位；縱桁肋板焊接T位,；檢查運(yùn)出工位,。
　　整個(gè)平面分段流水線缺乏一定的柔性，在面對(duì)分段的不同尺度和結(jié)構(gòu)問(wèn)題時(shí)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)節(jié)奏影響較大,，這對(duì)信息化管理也是不利的,。可以通過(guò)改變車問(wèn)的組織結(jié)構(gòu),，制造資源和流程,，使得平面分段流水線更好地適應(yīng)不同尺度的分段,，提高平面分段流水線的利用率。
4 平面分段流水線車間可重構(gòu)研究
　　根據(jù)平面分段流水線的工藝流程和特點(diǎn),，結(jié)合MES的重構(gòu)技術(shù),，研究在船舶平面分段流水線上的應(yīng)用。參照MES的可重構(gòu)的三個(gè)方面,，即組織結(jié)構(gòu)的重構(gòu),，車間制造資源的重構(gòu)，生產(chǎn)流程的重構(gòu),，分別分析平面分段流水線的重構(gòu),。
4．1 平面分段流水線車間組織重構(gòu)
　　MES應(yīng)用到船舶制造車間就要求數(shù)據(jù)隨時(shí)采集。隨時(shí)錄入,，才能方便使用者看到最新的生產(chǎn)信息 ：,。而繁復(fù)的管理層次操作費(fèi)時(shí)，不利于信息準(zhǔn)確,、瞬時(shí)地反應(yīng),，要實(shí)現(xiàn)車間管理信息化、科學(xué)化,，必須精簡(jiǎn)管理層次,。利用組織結(jié)構(gòu)的重構(gòu)來(lái)重構(gòu)平面分段流水線車間的管理層次，最優(yōu)方式是以工位為基本單位劃分,，設(shè)立工位長(zhǎng),，工位長(zhǎng)直接和車間主任接軌；由車間主任管理整個(gè)車間的生產(chǎn)信息,，并使各個(gè)工位長(zhǎng)及時(shí)了解其他工位的生產(chǎn)情況,，以便掌握總體生產(chǎn)節(jié)拍，使整條流水線可以順暢地進(jìn)行生產(chǎn),，避免出現(xiàn)工位之間生產(chǎn)不協(xié)調(diào)等問(wèn)題,，如等工現(xiàn)象。反映在管理系統(tǒng)上就是及時(shí)反映施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)整合,、發(fā)布，減少中間環(huán)節(jié),，簡(jiǎn)化系統(tǒng)用戶,，系統(tǒng)用戶和用戶權(quán)限的變更在MES系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)。
4．2 車間制造資源的重構(gòu)
　　船舶平面分段流水線的車間資源包括人員,、設(shè)備,、工具等物理資源，除此之外還包括制造過(guò)程中的各類信息資源、訂單計(jì)劃,、工藝圖紙,、庫(kù)存信息等外部集成制造信息。
　　在平面分段流水線中對(duì)生產(chǎn)節(jié)拍影響最大的是人員,，如同在焊接過(guò)程中準(zhǔn)備時(shí)間大于焊接時(shí)間一樣,，重構(gòu)的重點(diǎn)在于人員重構(gòu),。
　　在平面分段流水線的實(shí)際生產(chǎn)中,，由于工人可以到上一工位提前開(kāi)始或下一工位繼續(xù)完成作業(yè)，所以流水線的生產(chǎn)節(jié)拍實(shí)際上是有富余的節(jié)拍方式,。在這個(gè)時(shí)候工人可以允許到工作站以外進(jìn)行作業(yè),，還可以每個(gè)工位都允許形成工件隊(duì)列，如此,，平面分段流水線就可以避免等工或堵塞情況的出現(xiàn),。正是由于平面流水線的這些生產(chǎn)特點(diǎn)，所以在車間內(nèi),，通過(guò)MES系統(tǒng),，科學(xué)、合理,、靈活地調(diào)動(dòng)安排工位上的人員,，根據(jù)即時(shí)反應(yīng)的生產(chǎn)信息，重構(gòu)車間人員,，對(duì)于提高人員利用率和生產(chǎn)效率具有顯著效果,。如從橫移工位到運(yùn)出工位之間的所有工位都采用手工操作方式，這里的工人可以與其他區(qū)域的工人實(shí)現(xiàn)柔性調(diào)動(dòng),，即當(dāng)我們遇到工作量比較大的立體片段施工時(shí),，為保證生產(chǎn)節(jié)拍，可以隨時(shí)地補(bǔ)充必要的工人,。而遇到工作量比較小的立體片段施工時(shí),，可以隨時(shí)將工人支援到其他工作崗位，以配合流水線的生產(chǎn)節(jié)拍,。
4．3 平面分段流水線生產(chǎn)流程重構(gòu)
　　造船是一種典型的單件生產(chǎn)行業(yè),，它無(wú)法像汽車生產(chǎn)一樣按嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完全的自動(dòng)化流水線生產(chǎn)。所以人員對(duì)流程的影響很大[3],。
　　船舶平面分段流水線車間現(xiàn)有流程：拼板工位—— 單面焊接工位—— 單面焊接修補(bǔ)檢查工位—— 縱骨裝配工位—— 縱骨焊接工位—— 緩沖及橫移工位—— 縱桁肋板裝配工位一一縱桁肋板焊接工位— — 檢查運(yùn)出工位,。生產(chǎn)流程重構(gòu)就是將車間各種功能性生產(chǎn)活動(dòng)有機(jī)組織起來(lái)，完成生產(chǎn)制造過(guò)程,，各功能性生產(chǎn)活動(dòng)涉及相應(yīng)的車間制造資源,。
　　為了充分利用平面分段流水線，根據(jù)制造分段產(chǎn)品不同，靈活地改變流程中的工位順序,，控制各個(gè)工位所需工時(shí),，設(shè)備變更，人員增減等,，以適應(yīng)不同產(chǎn)品生產(chǎn)的需要,，對(duì)于平面分段流水線來(lái)說(shuō)是很大的進(jìn)步。一個(gè)平面分段的結(jié)構(gòu)是相對(duì)簡(jiǎn)單的,，即多張鋼板組成的底板上安裝多根縱橫骨材,。所以對(duì)于平面片段，可以根據(jù)平面片段在各個(gè)相關(guān)工位的作業(yè)時(shí)間和工時(shí)數(shù)據(jù),。針對(duì)不同產(chǎn)品改變流程,，以適應(yīng)不同分段對(duì)流水線的要求。
　　在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,，并非每個(gè)平面分段都要通過(guò)平面分段流水線的所有工位,，平面分段大體分為雙層分段和單層分段，雙層段都要經(jīng)過(guò)所有的工位后從運(yùn)出工位離開(kāi)車間,，這種產(chǎn)品我們稱為立體片段,；單層分段達(dá)到橫移工位后離開(kāi)車間，這種產(chǎn)品我們稱為平面片段,。對(duì)于所有的分段而言,，其平面片段都需要通過(guò)拼板工位到橫移工位之間的所有工位。在這些工位中,，把縱向和橫向骨材拼接從整條流水線中分離出來(lái),，做一個(gè)小的流水線，和主流水線并行,，縱橫骨材裝配完畢后送入主流水線進(jìn)行下一步操作,，這樣并行后，增加流水線的柔性,，減少因縱橫骨材拼裝出現(xiàn)的等工現(xiàn)象,。既達(dá)到節(jié)省時(shí)間提高效率的目的，又能根據(jù)不同的分段靈活掌握操作,。
5 結(jié)論
　　MES系統(tǒng)的實(shí)施對(duì)造船企業(yè)產(chǎn)生的最直接的效益就是提高生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)和生產(chǎn)結(jié)果反饋的速度,，增強(qiáng)企業(yè)計(jì)劃層對(duì)車間生產(chǎn)的控制能力，同時(shí)增加了車間實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度的能力,，減少生產(chǎn)調(diào)度過(guò)程中對(duì)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的依賴,。MES系統(tǒng)在船舶制造企業(yè)的應(yīng)用過(guò)程中，需要一定重構(gòu)技術(shù)的支持,。首先就是車間生產(chǎn)信息的重構(gòu),，從而適應(yīng)制造執(zhí)行系統(tǒng)的需要,，順利在船舶分段流水線車間應(yīng)用，為船廠車間管理信息化提供簡(jiǎn)單參考,，在不久的將來(lái)或許能看到MES在實(shí)際船舶生產(chǎn)車間發(fā)揮顯著作用,。
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