利用现代生产概念和层次分析法提高现有造船过程生产力的方法
摘要
近年来，船厂在控制运营成本方面遇到了困难。为了保持所有设施的持续运作，船厂必须分析利用现有生产系统组装临时船只产品和其他工业建筑的方法。过去，新机器不断改进造船过程，包括软件和组织重组，但管理层继续寻求现代技术概念，以提供更高的生产力、更大的利润和整体成本的降低。提出了在现代造船业中实施生产设计、维修性设计和成组技术原理，应用层次分析法（AHP）作为多目标决策方法，是保持现代船舶工业国际竞争力的有效工具。这种新颖的方法是通过四个阶段来实现的。第一阶段，通过建立生产线之间最密切的关系，提出了一个真正船厂的现状分析。第二阶段提出了一个约束分析，在开发设计解决方案时必须加以评估。第三阶段包括为生产设计、可维护性设计和成组技术原则选择典型的备选方案。在第四阶段，采用层次分析法（AHP）选择最优设计方案。采用这种现代方法的解决方案将提高生产力、利润和降低运营成本。
关键词：现代生产理念；生产设计；维修性设计；成组技术；层次分析法；
1引言
船厂必须提高造船过程各方面的生产力和效力，特别是在跟踪业务成本方面，以保持全球造船业的竞争力。降低人工成本和生产时间是船厂生产力的最重要要求，也是船厂所特别关注的问题。现代船厂必须提供最高水平的质量，同时降低劳动力成本。此外，还需要建立装配临时船只产品和其他工业建筑的生产工艺。本文的目的是提出一种实现现代生产概念的方法，如生产设计、可维护性设计和成组技术。所提出的方法减少了风险和生产成本。造船厂的生产过程，如切割、焊接、运输的快速处理，往往是在提高生产力是预期的结果时进行的，但这种方法需要大量的资本投资。船厂管理的主要考虑是尽量减少费用，将盈利能力不足甚至亏损转化为有利的盈利能力。这是很重要的，如果造船厂计划在全球市场上具有竞争力。船厂生产工艺的技术改进需要一个复杂的决策方法[ 1 ]。在进行任何更改时，船厂生产过程中的许多要求和限制需要分析。船厂面临的主要挑战是审查和改进建筑技术和组织方面，从而提高生产力。减少超出计划的工时和造船时间，最终实现预期利润并能够在造船厂的最后期限内完工[ 2 ]。我们的目标是将设计和制造成本降低25% - 30%，最佳生产成本降低20% - 30%（3）。造船厂在签订造船合同之前，通常是在设计阶段计算生产力，计算出消耗的材料和工时。计算成本的一个重要作用是分析建造技术和附件装配水平。本文介绍了一种生产设计、维修性设计和成组技术概念的实现方法，并用实例分析了层次分析法（AHP）多准则决策方法。选定的决策方法已在造船生产过程中被证明是成功的[ 4 ]。这将为管理层采纳生产概念提供支持。
2背景
第一技术改进始于1920年代中期，在美国、欧洲和日本的工业中[ 1, 5 ]。在20世纪50年代和60年代，进化过程是对生产过程的监测和统计控制，其结果已在若干出版物上发表[6]。美国海军是第一个引入这些流程的国家，在1980年代，美国海军宣布了使现有资源现代化的计划，并制定了提高设计质量的概念，以提高其新一代的设计质量[ 7 ]。成组技术的概念是基于使用相似的概念来划分要素的，在造船工业中，成组技术是基于将一艘船分成若干块[5]。这些街区是平行建造的，包括装备装配和涂装。最好地应用这个概念确实可以改善生产过程。结果是专家之间更好的沟通，减少在装配过程中出现了重复的错误，缩短了生产时间，改进了生产计划和调度程序。成组技术的实现分为两个步骤：选择相似的零件然后生产程序并行。生产概念的设计是指设计产品以满足其特定的技术和操作要求和质量，从而提高生产成本，降低工作内容和简化生产过程[8]。通过适当评估设施、车间、生产过程的设计，尽量减少生产部件的生产，可以改进生产概念的设计原则， 规范材料类型，减少搬运重量和搬运次数，优化焊接，尽量减少装配工艺，按照船厂标准，简化工程，优化检验。可维护性设计的概念，目的是在船舶生产和生命周期中减少维修和总成本[1]。这一概念必须在设计的早期以最佳的方式引入。
3.生产力评价标准
为了最大限度地提高效率，建议在造船过程的所有阶段进行生产力评估。每个生产阶段的输出都是下一个阶段的输入， 影响生产力的提高。在设计阶段早期评估不佳可能会增加生产中的问题，应该避免。对生产力的严肃考虑应该是在设计阶段早期执行。生产力被定义为输出-输入比较.。输入以工时(MH)为单位，衡量所有堆场活动(生产、设计、采购、船厂)。 连续工作的分包商和偶尔在造船厂工作的兼职雇员。造船业的生产力是建立在补偿的格罗斯吨(Cgt)的基础上的。 按每CGT计算的工时[9，10].改进造船过程的方法包括生产设计、可维护性设计和成组技术提高生产率 从而缩短建造一艘船的时间。该方法分几个步骤实施，取决于造船厂设施、车间面积、熟练员工人数和对造船厂的投资能力。
4.解决问题的讨论
在准备一个新的造船生产概念时，必须评估设施、车间、可用区域、运输路线、组织结构等方面的所有限制和员工教育及其对造船流程的影响。增值活动（焊接、成型、加工、装配、喷漆）和非增值工作效率(报废、分类、储存、计数、移动、文件转移)需要评估。新概念的成功实施，在决策过程中具有非常重要的意义。设计师、生产计划人员和生产专家之间的合作和理解为新概念的实施铺平了道路。造船厂生产一艘滚装船(ROPAX)，油轮，散货船，重型起重船和小型巡洋舰。目前造船市场正经历着一场危机，只有少数船东正在订购系列船舶，船厂管理对满足其他类型船舶的需求持开放态度。 为建筑业的土木工程项目，同时最大限度地利用造船设施。
造船厂的案例研究评估三种类型在船厂下游工艺生产结构：客滚船的船体分段，重量约296t，重型壳分段，重量约300t和水下防护结构，俗称威尼斯防护门重约290t。对客滚船的船体分段尺寸约：22m长，4.5m的的高度，宽18m。临时的产品包括：10半自动组合介质板、61个自动组装微型面板，11块机器人组装的微型面板和15块手动组装的微型面板。该重型船体分段尺寸：约26.5m长，宽度和高度约为26m ，2.15m。临时产品包括：5个半自动组装的大面板，122个自动组装微型面板和32个机器人组装微型面板。海底防护结构的尺寸为：长约21米，高度和宽度约4.6m ，18.6m。临时产品包括：7半自动组合介质板、61个自动组装微型面板，11个机器人组装微型面板和15个手动组装微型面板在船厂下游流程中制造。表1显示了这三种结构的比较分析。
|
机器人组装微型面板 |
20% |
|
半自动排列大板 |
3% |
|
自动组装微型面板 |
77% |
|
半自动排列大板 |
5% |
|
半自动组装介质板 |
8% |
|
自动调用组装的微型面板 |
20% |
|
手工组装微型面板 |
67% |
基本上，各工序之间有差异，船体上有全自动焊接工艺，而在威尼斯海底施工中有大量手工焊接的结构元件，船厂的工作流程是按每天8小时的工作时间安排的。船厂每月工作21天，每星期5个工作日。有时在交货时间短的情况下，每天的工作安排是在每个班次的8小时工作时间的两班制下安排的。滚装船船体分段生产过程为35个工作日，重吊船体分段38个工作日，而海底施工期为55天。
- 基于现代生产理念的实施方法
在船厂的大部分变更和改进过程始于改进后的设想，同时也受到新项目的鼓励.案例研究造船厂的情况就是如此。一种提高现有造船工艺生产率的新方法是分四个阶段进行，以降低风险和降低生产成本。
这四个阶段是：
- 确定选定的造船厂设施、工艺和生产线的确切程度，
- 需求和约束分析的评估及对可能的设计解决方案的影响，
- 确定选定的替代品，
- 层次分析法在最优解选择中的应用。
5.1第一阶段
在第1阶段，收集了船厂设施、工艺和生产线的所有必要数据，如下所示：
直接参与船厂下游工艺的船厂生产区域的选择，
-船厂生产设施的估算；生产线的长度、宽度、高度，
-实施项目中的雇员人数和雇员教育水平，
-用于生产过程的工具和机器，
-评估所定义的建筑技术，同时考虑到生产过程的技术可能性，
-估计用于不受干扰的船厂下游工艺的水平和垂直运输设备。
船厂设施和车间布局如图2所示。
（图例：1。钢材堆场；2。板形切割，爆破，成形，面板线；3。预装配；4。船体分段爆破和腐蚀防护；5。装配；6。舾装。）
5.2第二阶段
在第二阶段，在开发设计解决方案时需要进行约束识别：
-起重机和运输装置的起重能力，
-现有的车间及其生产能力，
-在造船厂区域内自由储存空间，以装载船体分段；
-雇员的专业技能水平，
-估计船厂电力负荷分析，
-对几类建筑采用不同的建筑技术，
-封闭工场车间内的可用面积，以作船体分段的预先装配，
-适当的三维模拟和设计建模操作程序，
图3显示了执行过程的四个阶段，提出了程序模式的方法。
5.3第三阶段
在第三阶段，将指定下列执行项目：
-生产设计、维修性设计和成组技术概念的应用，
-雇员的专业培训和组织结构调整的筹备工作，
-在选定的造船厂地区制定执行方法，
-改善车间和设施的能源，以不受阻碍地执行拟议的原则，
-编制足够数量的三维执行解决方案，
-拟订执行项目的投资周期，
-筹备经修改的多级规划活动，
-ISO和“及时”采购材料和设备的准备和可追踪性。
5.4第四阶段
在第四阶段，将评估由多个人选择的最佳实施概念。
下文提出的标准决策方法：
-准备解决方案、替代品、标准和分析的局限性，
-从生产设计、可维修性设计和成组技术中选择原则的评价，
用多准则决策方法选择可接受的项目解决方案，
用灵敏度分析（SA）方法选择和验证最优解。
表1显示了在现代生产原则下要实现的一系列目标。
现代生产执行方法
确定现有生产设施
第一阶段
选择设计方案
开发设计方案的选择
既定解决方案的评价
可用的车间
生产线比较
建筑物工艺设计
新技术的实施
第二阶段
需要改进的制约因素
最佳车间
第三阶段
确定选定的技术原则
层次分析法优化设计方案的评价
成组技术
可维护性设计
生产设计
在采用技术原理时定义约束和船厂限制
第四阶段
通过灵敏度分析来验证所选方案
图3 程序模式的提出方法
表1 实现的目标
|
执行领域 |
减少工作时间 |
总节省工作时间 |
|
|
1 |
改进设计方案 |
30-40% |
30-35% |
|
2 |
造船厂的设施 |
30-50% |
7-13% |
|
3 |
材料采购 |
30-50% |
1-3% |
|
4 |
焊接技术 |
30-70% |
3-6% |
|
5 |
工具,设备,机器人 |
30-40% |
4-7% |
|
6 |
公差,质量控制 |
4-8% |
|
|
7 |
表面处理 |
25-40% |
1-3% |
|
8 |
舾装 |
30-40% |
15-20% |
|
9 |
重叠的过程 |
10-15% |
|
|
总节省时间 |
25-40% |
在分析案
全文共5968字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
英语原文共 20 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[13117]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
