朱安庆，余逸，王炬成

(1.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏 镇江 212003；2.江苏现代造船技术有限公司，江苏 镇江 212003)

邮轮项目普遍使用单元模块化建造方法，薄板舾装流水线作业可以脱离船体基础独立进行[1]。在现代造船模式下，相较于同等级尺度的货船，建造一艘邮轮需要2～3倍的时间，而薄板结构的建造组装时间约占全船的2/3[2]。邮轮具有多层甲板结构，客舱多、上层建筑体积占比大等特点，决定了建造邮轮需要使用大量的薄板结构，以达到减轻邮轮结构自重的目的。在大量的薄板结构中，平面薄板结构又占据多数，为提高邮轮的建造效率，实现平面薄板结构的持续均衡生产，船厂需要组建适用于自身特点的薄板平面分段流水线。船厂的薄板流水线解决了邮轮建造大量典型薄壁结构的生产问题，但如何针对不同的功能结构特点会使得不同船厂流水线工位设置略显差异，研究工位设置对流水线计划的影响对于提高薄板流水线的运行效率非常必要。考虑通过确定流水线关键工位和辅助工位对薄板流水线计划的影响，采用精确的管控方法对计划偏差做出有效调控。以某船厂邮轮薄板流水线实际工位布置为研究对象，采用网络计划方法对其进行分析，划分关键工位和辅助工位，计算出各项计划管控参数，根据各类参数对流水线计划的影响程度讨论计划调控方法，合理管控流水线计划，使流水线生产计划运行高效、稳定。

1 网络计划的特点

船厂传统的计划管控方法是以运用广泛且操作简单的甘特图为主，将生产按照节点顺序、工作对象在时间表格上进行排序，便于船厂高层管理人员编制日程计划。缺点是不易表达复杂生产线工序之间的逻辑关系，难以适应大型的计划管控系统，而且各工序的生产时间参数计算比较粗糙，不能直观看出计划的关键路径和关键工作，在出现生产计划调整时重新编制难度较大。

此时，网络计划方法的优势就体现出来了。网络计划方法的体现形式是各种网络计划图，将流水线上需要消耗场地资源、人力、时间的工序绘制到网络图上，各工序相连形成工位路径，不同路径形成工位间的逻辑关系。网络计划图可以直观体现出复杂生产工作管理的组织关系及工艺关系，各工位之间相互依赖、彼此约束，确定各工序的开工、完工节点后可以计算出流水线各工位上的缓冲时间，可以在不改变工艺和工序间逻辑关系的情况下合理调配车间资源，保证生产进度满足建造计划的需要。所以，采用网络计划方法来分析邮轮薄板平面分段流水线是具有适用性的，深入应用网络计划能进一步优化流水线管控措施。

2 邮轮薄板平面分段流水线

2.1 流水线工位布置

以某船厂为例，该船厂经过整合国内外先进制造技术工艺和装备，考虑到邮轮建造特色，组建了薄板平面分段生产流水线。该流水线上各工位的参数信息和各生产工位间的逻辑关系见表1。不同船厂结合在建项目和自身特色可适当增减工位，可调整形成适合自身生产能力的薄板流水线管控计划。

表1 邮轮薄板平面分段流水线网络计划的逻辑关系及持续时间

每个工位上的生产作业为一项独立工作，以表1中邮轮薄板流水线的T型材加工为例，可以同时作业的部件/围壁加工称为该工作的平行工作，紧挨着T型材加工后面开工的T型材装焊称为该工作的紧后工作，而表1中钢板下料和型材下料两项工作完成后T型材加工才能开始，所以这两项工作称为T型材加工的紧前工作。依据各项工作之间的逻辑网络联系，对其进行连接，构成双代号网络图模型见图1。双代号网络图是由箭线及箭线两端的节点编号共同表示生产作业流程的网络图，图中每条箭线对应一项生产工作，顺着箭线方向箭尾和箭头分别表示一项工作开工和完工[3]。

图1 双代号网络图模型

2.2 流水线网络图绘制

按照表1中各工位的参数信息，用双代号网络图绘制出来，见图2。

图2 邮轮薄板平面分段流水线双代号网络图模型

箭线上方表示流水线中的生产工位名称，以表1中生产工位编号表示，下方表示该工位的作业持续时间，其中实箭线表示实际存在的一项过程，并且会消耗时间和资源，而虚箭线表示流水线中不存在的一项虚工作，不消耗时间和资源，仅仅起到联系、区分和断路的作用[4]。绘制出网络计划图后，便可以直观地分析邮轮薄板流水线计划管控流程，更合理地布置流水线工位及修正工位，从而根据生产进度反馈给出针对性纠偏措施。

3 邮轮薄板平面分段流水线网络计划计算分析

3.1 流水线网络计划计算流程

通过计算邮轮薄板流水线各项生产工作的时间参数，确定流水线网络计划的关键工位、关键路径还有完工工期。通过参数分析为后续流水线网络计划的优化、调控提供准确的节点参数信息[5]。

1)生产作业持续时间。指流水线网络计划中一项生产作业从开工到完工的时间。

2)工期。完成流水线网络计划上一个完整分段的生产作业所需的标准时间。

3)6个时间参数计算。

(1)最早开工节点。指流水线网络计划中各紧前工位全部完工的情况下，生产作业有可能开工的最早节点。

(2)最早完工节点。指流水线网络计划中各紧前工位全部完工的情况下，生产作业有可能完工的最早节点。

(3)最迟开工节点。指在不延误流水线网络计划的情况下，生产作业必须开工的最迟节点。

(4)最迟完工节点。指在不延误流水线网络计划的情况下，生产作业必须完工的最迟节点。

(5)总时差。指一个工位在不延误流水线网络计划的情况下，可以利用的缓冲时间。

(6)自由时差。指一个工位在不延误其紧后工位最早开工节点的情况下，可以利用的缓冲时间。

4)流水线双代号网络节点参数计算。

(1)最早开工节点和最早完工节点。当流水线作业没有特别规定时，完工节点的参数即为计算工期，此模型中取预舾装工位为完工节点。取邮轮钢板、型材出库工位为初始节点，定义最早开工节点为零；其它工位的最早开工节点为其所有紧后工位最早完工节点中取大值。在求出最早开工节点的基础上计入该工位消耗时间即为最早完工节点。

(2)最迟开工节点和最迟完工节点。取预舾装工位的节点参数为终点节点；其它工位的最迟完工节点为所有其紧后工位最迟开工节点中取小值。在求出最迟完工节点的基础上排除该工位消耗时间即为最迟开工节点。

(3)总时差和自由时差。总时差为流水线网络计划模型中一个工位最迟完工节点与最早完工节点相比较多出的余量，或是最迟开工节点与最早开工节点相比较多出的余量；自由时差为该工位全部紧后工位最早开工节点与该工位最早完工节点的余量中取小值。

5)关键工作和关键路径的确定。

(1)关键工位。流水线网络计划中总时差余量最小的工位。

(2)关键路径。整个流水线网络计划中全部由关键工位串联成的路径，或总的工位持续时间最长的路径为关键路径。

将图2中各节点参数按上述流程进行计算并标注图上，绘制出该流水线的网络图计算示例，见图3。

图3 邮轮薄板平面分段流水线双代号网络图计算示例

由图3计算结果得出，该邮轮薄板流水线关键路径有2条：①→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧→→→→和②→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧→→→→，在图中用粗箭线表示。关键工位为邮轮钢板出库、邮轮型材出库、预处理、拼板下料、铣边、划线/切割/打磨、型材装焊、板缝/纵骨拼接、T型材装焊、部件/围壁装焊、预舾装，辅助工位包括钢板下料、型材下料、T型材加工、部件/围壁加工。

3.2 流水线网络计划调控方法

3.2.1 流水线时标网络计划模型

通过图3网络计划找出流水线关键路径和关键工位后，还不足以让使用者对特定节点的计划参数做出直观判断，为此，在原有网络计划图的基础上引入时间轴，将分段舾装前的邮轮薄板流水线网络计划模型转化为时标网络图进行进一步的分析，见图4。时标网络图属于双代号网络中的一种特殊形式，结合了船厂甘特图和网络计划图的特点，便于清楚表示流水线网络计划的时间进程，还可以直观显示出各工位开工和完工节点、关键路径以及生产作业的自由时差。

首先定义标准工作时间段在图上绘制出节点区间，然后绘制波纹线，以波纹线跨度表示该工位可利用的缓冲时间。接着识别出关键路径，判定条件是从初始节点至终点节点无波纹线的路径。以T型材加工为例，利用图3计算结果在图4中绘制波形线跨度为4个单位，使用者可直接看出该工位有2 d的机动时间可以利用，若T型材加工延误不超过2 d，则不会对薄板流水线总工期和T型材装焊工作产生影响，故应在该工位设置修正工位，一旦出现不合格中间产品便可移至修正工位，后续工作不受影响，以此保证流水线的正常运转。最后，根据反馈统计出流水线每一单位时间内对邮轮薄板生产资源的需要量，为后期对资源的优化和调整提供参考。

图4 邮轮薄板平面分段流水线时标网络计划模型

3.2.2 流水线时标网络计划实际进度前锋线模型

采集流水线的动态信息数据后，传统的甘特图很难将流水线实时信息与目标计划做出直观对比，进而无法及时跟踪检查计划的执行情况并做出反馈，而实际进度前锋线的应用则可以解决这一问题。实际进度前锋线模型建立在原薄板流水线时标网络计划模型上，从上至下由计划检查节点引出，将该时间段内各工位生产作业实际进度达到的前锋点用点划线连成的折线。

首先在图4基础上引入日期栏，采用实际进度前锋线的方法进行流水线网络计划的分析，对比实际与计划完成进度，见图5。然后计算和比较实际进度前锋线与时标网络计划模型中各工作箭线交点的位置，以此为依据判断薄板流水线生产作业的进度偏差。例如，图5中分别取1号和15号作为检查的进度指标，在1号时，板缝/纵骨拼接工位超前计划0.5 d，T型材加工计划落后原计划1 d，由图3分析得知该工作总时差和自由时差均为2 d，所以不会影响总工期及其紧后工位开工，同理部件/围壁加工比目标计划延后0.5 d不会影响目标计划。在15号时，部件/围壁装焊工位落后原计划0.5 d，由图3得知该工位总时差和自由时差均为0，这表示该工位没有缓冲的时间，生产作业进度滞后必定会影响流水线总工期和后续预舾装作业0.5 d，说明该工位的设置需非常精细，一旦出现问题就难以保证流水线的持续运转，所以需要严格把控该工位的生产作业时间，实时监控该工位的生产状态。

图5 邮轮薄板平面分段流水线实际进度前锋线模型

3.2.3 流水线网络计划的优化

在邮轮薄板平面分段流水线计划执行过程中，由于管理组织、生产工艺、设备维护等因素的影响，可能会造成流水线日程计划与邮轮建造主日程计划产生偏差，为了不影响总计划目标的完成，当流水线网络出现进度偏差时需要使用合理地方法及时纠正。基于图3～5网络计划模型管控方法，以下针对邮轮薄板分段流水线的特点列出4种纠偏措施。

1)调整网络计划中关键工位所组成的工作路径长度。协调薄板流水线中关键工位，有两种情况。当实际进度相对计划延后时，应选择压缩尚未完成工作中占用船厂资源少的关键工位时间，例如，流水线中的钢板出库和型材出库，根据图3计算结果，可通过增加人力物力以达到减少出库时间的目的。反之进度超前时，可适当延缓后续关键工位中占用船厂资源多的关键工作时间。

2)调整网络计划中各紧前、紧后工位之间的逻辑关系。有时根据现场实际情况和资源，调整一些工位的顺序和逻辑关系会有很好的效果，在此基础上重新计算总工期，使网络图变化在可控范围之内。船厂可根据自身流水线生产能力和资源配套能力调整。

3)调整网络计划中某些工位的持续时间。这个方法同第一种类似，在尽量不影响原计划的前提下，选择压缩潜力大的工位生产作业时间进行调整，使各工位的工时分配更为合理，例如，部件/围壁装焊工位，根据图3计算结果，可增加班组数量，增大工作强度以达到压缩生产时间的目的。

4)对现场资源的投入的调整。有时候船厂现场资源或者调度出现问题，应采取相应的应急措施。例如，将辅助工位上的生产资源部分借调至关键工位，在充分利用辅助工位可缓冲时间的条件下，协调各工位之间的资源使用强度，保证邮轮建造总进度计划不受影响。

4 结论

根据网络计划方法对邮轮薄板平面分段流水线模型各类参数的计算分析结果，确定了2条关键路径和11个关键工位，表明在该路径上设置的工位需要严密的信息采集系统，而剩下的4个辅助工位应设置配套的修正工位。时标网络计划和实际进度前锋线的应用可实时判断流水线的运行状况，针对计划不同程度偏差的讨论结果，提供4种流水线网络计划的优化措施，为后续信息化采集工作提供了实践基础，从而对优化邮轮建造计划管理体系起到了有益的参考价值。

本文仅针对特定邮轮薄板流水线模型进行深入应用分析，提供一种便于操作的管控思路，如有更复杂工艺的邮轮建造项目，可根据需求增减工位，利用网络计划方法进一步探讨。