《船舶敏捷制造系統(tǒng)》對我國船舶敏捷制造項目進度管理落后的現(xiàn)狀, 通過介紹系統(tǒng)動力學的基本原理與船舶敏捷制造項目的特點,得出利用系統(tǒng)動力學研究我國船舶敏捷制造項目的可行性與優(yōu)越性。詳細分析了現(xiàn)代船舶敏捷制造項目的進度管理過程,界定了影響船舶制造進度的主要因素,利用系統(tǒng)動力學分析了各因素之間的相互影響關(guān)系及其組成的多條反饋回路,得到了船舶敏捷制造項目系統(tǒng)的因果回路圖,在此基礎(chǔ)上進一步挖掘系統(tǒng)變量,確定各變量之間的數(shù)量關(guān)系,*終建立了我國船舶敏捷制造的系統(tǒng)動力學模型。不僅能夠幫助船舶敏捷制造企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,更能有助于提高船舶制造企業(yè)的核心競爭力。
熊春霞中船黃埔文沖造船集團物資科科長,高級工程師船舶敏捷制造系統(tǒng)前言合卷靜思,不禁感慨萬千。經(jīng)過近十年的努力,本書終于像一個新生嬰兒,就要落地并要與讀者見面了。在興奮之余,更有一份惴惴不安的沉重藏于心間,就像孩子的父母,已經(jīng)不再擔心即將面世的孩子是否漂亮,只衷心希望孩子能夠健康,能夠幸福生活一生即可。好在十余年來,我和我的學生們一直在努力,因此,一想到即使此書不至于予人啟迪,但也不至于會引人入岐途,至少在閑暇時可供感興趣的同行批評與指正,這方能使人內(nèi)心稍安。
眾所周知,船舶不僅是一種體現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)和科技水平的工業(yè)產(chǎn)品,更是一個國家綜合實力的象征。20世紀80年代以來,在國家政策扶持下,我國船舶行業(yè)發(fā)展迅速,尤其是進入21世紀,隨著造船技術(shù)的快速發(fā)展,我國船舶行業(yè)日漸強盛。同時,隨著中國造船業(yè)的快速崛起,從衡量造船業(yè)整體發(fā)展的造船完工量、新接訂單量、手持訂單量這三大世界造船指標來看,中國造船業(yè)已多年保持世界領(lǐng)先地位。其中,根據(jù)英國克拉克松研究公司數(shù)據(jù),近5年來,中國造船業(yè)新接訂單量、手持訂單量均穩(wěn)居世界第一,造船完工量也多年位居世界第一。
因此,從全球市場的訂單量來看,中國目前已經(jīng)是當之無愧的造船大國。而就市場競爭力來看,目前基本上也是中、日、韓三分全球造船業(yè)的格局,而中國企業(yè)能成功擊敗國外優(yōu)秀的造船企業(yè)拿下大單,并從日本企業(yè)手中接過訂單,真正體現(xiàn)的其實是中國造船業(yè)的競爭力。盡管當前受國際市場持續(xù)低迷的影響,中國造船業(yè)面臨著訂單難接、利潤下降、外部風險等問題,但隨著我國造船行業(yè)結(jié)構(gòu)體系的改善、自主創(chuàng)新能力的增強以及國內(nèi)船舶需求的加快釋放,我國的造船企業(yè)市場競爭力將快速提升,中國正在加快轉(zhuǎn)向造船強國。因此就整體形勢而言,中國造船業(yè)仍將能保持優(yōu)勢,未來前景依然光明。
2017年國務(wù)院發(fā)布《船舶工業(yè)深化結(jié)構(gòu)調(diào)整加快轉(zhuǎn)型升級行動計劃(20162020年)》,明確提出,我國船舶工業(yè)快速發(fā)展,已經(jīng)成為世界最主要的造船大國,到2020年前后,整體技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力進入國際前列,我國不僅要努力成為世界造船大國,還將成為世界造船強國。政府的這一目標,實際上已經(jīng)吹響了進軍世界造船強國的號角。保持中國造船業(yè)加速發(fā)展的勢頭,并完成政府提出的成為世界造船強國的戰(zhàn)略目標,使具有綜合比較優(yōu)勢的中國造船業(yè)面臨著歷史性的發(fā)展機遇。針對目前還處在分段制造和分道制造過渡階段的我國大多數(shù)造船企業(yè),還將面臨著向現(xiàn)代造船模式的轉(zhuǎn)型發(fā)展。因此,開展未來船舶制造系統(tǒng)創(chuàng)新模式的研究,改變我國造船行業(yè)長期存在的建造周期長、工時消耗大、生產(chǎn)效率低等管理粗放因素導致的產(chǎn)量低、成本高等問題,已成為造船企業(yè)生存與發(fā)展的關(guān)鍵。
當然,專注于理論的研究,你會發(fā)現(xiàn)僅依靠這些理論并無法有效保證船舶制造企業(yè)實現(xiàn)持續(xù)高效的生產(chǎn)模式,充其量也只是一種宏觀指導。因此不斷加強與造船企業(yè)的溝通,及時發(fā)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過程中有效而實用的創(chuàng)新作法,然后再加以理論創(chuàng)新,可能會更加具有實際效果。所以,如何從船舶制造企業(yè)生產(chǎn)實際出發(fā),將船舶敏捷制造的模式、生產(chǎn)計劃與控制、生產(chǎn)動態(tài)調(diào)度、企業(yè)供應鏈管理、企業(yè)全生命周期成本控制、企業(yè)生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)及船舶敏捷制造企業(yè)生命力等問題揉合成可實施的實際指導理論,從船舶敏捷制造系統(tǒng)的核心理念角度去解決在船舶制造企業(yè)生產(chǎn)過程中遇到的各種問題,這樣不僅能夠幫助船舶敏捷制造企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,或許更能有助于提高船舶制造企業(yè)的核心競爭力。
作為將敏捷制造理念應用于船舶制造過程所形成的生產(chǎn)系統(tǒng),船舶敏捷制造系統(tǒng)的實施過程是船舶行業(yè)在現(xiàn)有制造模式的基礎(chǔ)上不斷提高和優(yōu)化的制造集成過程,必將是一個極為復雜的生產(chǎn)系統(tǒng),但亦是進一步提升造船企業(yè)生產(chǎn)和管理效率的系統(tǒng)。和其他行業(yè)相比,目前國內(nèi)外學者對船舶敏捷制造的研究主要集中在敏捷制造關(guān)鍵工藝及關(guān)鍵技術(shù)、合作伙伴的選擇與評價等方面,對船舶敏捷制造系統(tǒng)的構(gòu)建及其運作控制研究還不多,還沒有比較系統(tǒng)的有關(guān)這方面的著作。隨著造船模式從傳統(tǒng)模式向敏捷制造模式的轉(zhuǎn)變,船舶敏捷制造系統(tǒng)的構(gòu)建及其運作控制將為企業(yè)提供重要的實踐指導。因此,本書基于眾多學者研究成果的基礎(chǔ)上,對船舶敏捷制造系統(tǒng)是一個什么樣的系統(tǒng),以及系統(tǒng)如何工作和過程控制等方面進一步研究和介紹,著重對船舶敏捷制造系統(tǒng)的構(gòu)建、船舶敏捷制造系統(tǒng)生產(chǎn)運作與控制、船舶敏捷制造系統(tǒng)依賴的關(guān)鍵信息支撐技術(shù)和企業(yè)生命力的評估與預測作一個初步探索,為解決船舶工業(yè)制造及管理中相關(guān)技術(shù)問題以及推動我國船舶工業(yè)的高速發(fā)展提供幫助。隨著研究的深入,有關(guān)理論會進一步完善,因此本書的不足之處也請各位讀者批評指正。
感謝曾經(jīng)悉心指導我的南京航空航天大學的王寧生教授和江蘇科技大學趙良才教授,是他們指導我進入了這一領(lǐng)域,并開展了一系列的研究。同時也非常感謝上海外高橋造船有限責任公司劉建峰總工程師,在我們與企業(yè)的調(diào)研中給予了非常大的幫助并提供了無私的指導。還有就是參與本項目研究的學生們,他們在此書的完成過程中給予了很大的支持,也付出了相應的心血,因此感謝我可愛的學生們,祝他們事業(yè)興旺。
環(huán)顧世界,造船行業(yè)格局變革,科技較量更加凸顯,歐美國家雖然日益衰微但仍在造船技術(shù)上占據(jù)主流。百舸爭流,不進則退,我們更應順應創(chuàng)新的歷史潮流,提高設(shè)計、制造和管理的技術(shù)和水平,更加注重質(zhì)量、效益和效率,努力實現(xiàn)我國由大國向強國轉(zhuǎn)變的偉大夢想。
中國的造船,必將迎來更加輝煌的明天。
楊興林,男,53歲;工學博士,教授,研究生導師;能源與動力工程學院院長;現(xiàn)擔任:中國造船工程學會輪機委員會柴油機分會副主任委員,江蘇科技大學船舶與海洋工程江蘇省 優(yōu)勢學科建設(shè)工程項目輪機設(shè)備與系統(tǒng)設(shè)計制造及性能優(yōu)化方向帶頭人,《內(nèi)燃機學報》、《江蘇科技大學學報》、《江蘇船舶》期刊編委。先后曾擔任江蘇科技大 學研究生部副主任,黨委研究生工作部部長,船舶與海洋工程學院黨委書記等職,多次榮獲江蘇省優(yōu)秀共產(chǎn)黨員、省研究生教育管理先進工作者、校優(yōu)秀教育工作者、校優(yōu)秀共產(chǎn)黨員及校三育人獎等榮譽稱號。曾先后訪問烏克蘭馬卡洛夫國立造船大學、美國加州大學弗洛頓分校、英國斯特拉斯克萊德大學、格拉斯哥大學等。主要研究成果:近年來在《中國造船》、《內(nèi)燃機學報》、《機械科學與技術(shù)》、《船舶工程》等學術(shù)刊物上公開發(fā)表學術(shù)論文50余篇;先后主持與參與了近30項科研課題的研究,獲省部級以上科技進步三等獎3項,機械工業(yè)學會三等獎1項,江蘇省鎮(zhèn)江市科技進步一等獎1項,江蘇科技大學教學成果二等獎1項,高教研究成果三等獎1 項;先后完成項目科研經(jīng)費六百多萬元。目前承擔有《船舶新型空調(diào)制冷系統(tǒng)》、《無油泵制冷壓縮機研發(fā)》、《氣密裝置漏氣規(guī)律研究》國防重點型號攻關(guān)合同項目等6個課題的研究與開發(fā)。
第1章緒論1
11船舶制造過程特點3
111大型配套產(chǎn)業(yè)3
112依單定制并按項目進行管理4
113基本模塊為分段并充分使用CAD技術(shù)4
12船舶制造模式的發(fā)展過程從整體制造到敏捷制造5
121五種造船模式的演變5
122現(xiàn)代造船模式形成的技術(shù)基礎(chǔ)6
123造船模式的未來發(fā)展趨勢船舶敏捷制造7
13當前船舶制造技術(shù)研究的熱點8
14國內(nèi)外船舶敏捷制造系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12
15我國船舶工業(yè)的發(fā)展形勢13
16本書研究內(nèi)容和意義14
第2章船舶敏捷制造系統(tǒng)核心理念及模式結(jié)構(gòu)17
21船舶制造系統(tǒng)概要19
211制造系統(tǒng)19
212船舶制造系統(tǒng)19
213現(xiàn)代船舶制造系統(tǒng)主要工作流特征20
22船舶敏捷制造系統(tǒng)的核心理念21
221船舶敏捷制造過程的實質(zhì)21
222船舶敏捷制造的特點22
23基于CPC與動態(tài)聯(lián)盟理念的船舶敏捷制造系統(tǒng)23
231CPC和敏捷制造的基本概念23
232基于CPC與動態(tài)聯(lián)盟理念的船舶敏捷制造系統(tǒng)構(gòu)建25
233基于CPC與動態(tài)聯(lián)盟理念的船舶敏捷制造系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)27
234船舶敏捷制造動態(tài)聯(lián)盟協(xié)同工作機制27
24面向MC的船舶敏捷制造系統(tǒng)特征及其關(guān)鍵技術(shù)29
241MC技術(shù)與其對現(xiàn)代船舶制造模式的影響29
242面向MC的船舶敏捷制造系統(tǒng)的前提和特征分析32
243基于MC的船舶敏捷制造系統(tǒng)的工作模式33
244船舶敏捷制造系統(tǒng)中基于MC的船舶設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)34
25本章小結(jié)36
第3章船舶敏捷制造系統(tǒng)產(chǎn)品CAPP與PPS集成框架39
31基于CPC與動態(tài)聯(lián)盟理念的產(chǎn)品CAPP與PPS集成特征分析41
311傳統(tǒng)企業(yè)CAPP與PPS集成研究現(xiàn)狀及存在的問題41
312基于CPC與動態(tài)聯(lián)盟理念的產(chǎn)品CAPP與PPS集成思想42
313船舶敏捷制造產(chǎn)品CAPP與PPS集成特征42
32船舶敏捷制造系統(tǒng)產(chǎn)品CAPP與PPS集成關(guān)鍵技術(shù)44
321CAPP與PPS集成過程中的產(chǎn)品配置管理技術(shù)44
322船舶產(chǎn)品全壽命協(xié)同優(yōu)化設(shè)計技術(shù)45
323CAPP與PPS集成過程中數(shù)據(jù)共享技術(shù)45
324CAPP與PPS集成過程中沖突管理和協(xié)調(diào)解決技術(shù)46
325多項目動態(tài)聯(lián)盟管理技術(shù)47
33基于CPC與動態(tài)聯(lián)盟理念的船舶產(chǎn)品CAPP與PPS集成框架48
331船舶敏捷制造過程中CAPP與PPS集成分析48
332船舶敏捷制造過程中CAPP與PPS的并行工作模式49
333船舶敏捷制造系統(tǒng)產(chǎn)品工藝計劃與生產(chǎn)計劃的集成框架49
34船舶敏捷制造產(chǎn)品CAPP與PPS集成應用示例50
341船舶敏捷制造產(chǎn)品CAPP與PPS集成原型系統(tǒng)工作原理50
34242000t散裝貨輪CAPP與PPS集成示例51
343集成結(jié)果51
35本章小結(jié)53
第4章船舶敏捷制造系統(tǒng)生產(chǎn)計劃體系結(jié)構(gòu)55
41船舶制造過程中的計劃體系57
42船舶敏捷制造動態(tài)聯(lián)盟生產(chǎn)計劃及協(xié)調(diào)過程分析58
421船舶敏捷制造動態(tài)聯(lián)盟生產(chǎn)計劃及協(xié)調(diào)過程特點58
422船舶敏捷制造動態(tài)聯(lián)盟生產(chǎn)計劃協(xié)調(diào)內(nèi)容60
43船舶敏捷制造動態(tài)聯(lián)盟的生產(chǎn)計劃體系結(jié)構(gòu)61
431傳統(tǒng)企業(yè)的生產(chǎn)計劃體系61
432船舶敏捷制造動態(tài)聯(lián)盟的生產(chǎn)計劃體系結(jié)構(gòu)62
44本章小結(jié)64
第5章船舶敏捷制造系統(tǒng)生產(chǎn)計劃的編制和優(yōu)化65
51船舶敏捷制造系統(tǒng)生產(chǎn)計劃編制與優(yōu)化問題的求解67
511船舶敏捷制造系統(tǒng)生產(chǎn)計劃編制與優(yōu)化問題的求解分析67
512船舶敏捷制造系統(tǒng)生產(chǎn)計劃編制與優(yōu)化的數(shù)學描述69
513車間作業(yè)計劃編制與優(yōu)化的數(shù)學描述71
514動態(tài)聯(lián)盟生產(chǎn)計劃和車間作業(yè)計劃在編制與優(yōu)化上的異同73
52車間作業(yè)計劃編制與優(yōu)化算法的選擇75
53基于工件表達法的遺傳算法在車間作業(yè)計劃中優(yōu)化的實現(xiàn)技術(shù)76
531基于工件表達法的基因編碼76
532基本個體及初始群體的產(chǎn)生76
533個體適應值的評價77
534遺傳算子的設(shè)計77
535終止循環(huán)的條件78
536基于遺傳算法的車間作業(yè)計劃優(yōu)化的主要步驟78
537優(yōu)化過程說明78
54基于工件表達法的遺傳算法應用實例79
541基于工件表達法的遺傳算法應用情況79
542與其他算法的比較79
543動態(tài)聯(lián)盟計劃的編制與優(yōu)化過程81
55本章小結(jié)81
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