基于物联网的船厂舾装物流管理应用研究

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文章出处：作者：人气：-发表时间：2024-10-29 08:25:00

一、引言

物流管理，是企业管理的重要组成部分。船厂因长期注重生产，而忽视设备、零件等中间产品的流通，对物流管理还未上升到公司战略高度的层面。随着制造业掀起智能化的浪潮，物联网在智能船厂中扮演着重要的角色，其为解决船厂物流管理存在的问题提供了有效的技术支撑。物联网技术在船厂舾装物流管理的应用能够及时掌握船厂舾装物资动态，便于我们对舾装物资进行实时、精确的监控和管理，为实现智能船厂作有效支撑。船舶舾装多且杂，对于舾装物流的管理就显得至关重要。本文分析船厂舾装管理的现状及出现的各种问题，分析当下物联网在制造业应用的优势，通过物联网在船厂的应用改变了传统舾装物流信息的传输方式，结合船厂独特的制造模式，合理地应用相关技术，实现物联网在船厂舾装物流的应用，对实现智能船厂有着重要意义。

二、船厂舾装物流管理现状分析

船厂作为大型制造企业，但又不同于汽车厂等可以流水线作业的制造企业，其有着自己的独特性。在船厂舾装物流的管理中，与其他制造业相联系的同时，保持独特的管理模式。（一）船厂物流管理内容。船厂物流包括销售物流、采购物流、生产物流、回收与废弃物流等几大部分。1.销售物流。船厂销售物流一般包括两个部分：一是船厂寻求新订单，满足船厂有效运转，获取效益的过程；二是在船舶建造完工后，将建成船舶交付船东的过程，该过程包括后期维护等售后服务。2.采购物流。采购流程贯穿整个造船周期，船厂获得新订单后，需要及时地采购原材料、设备、辅料等满足船舶的建造需要，采购和生产相辅相成，采购物流需要根据生产的需求进行采购。3.生产物流。船厂生产物流伴随整个生产过程，将原材料、零部件等中间产品在整个建造过程中流转，生产物流的合理与否直接影响船舶建造周期和制造成本，是船厂物流管理中至关重要的一环[1]。4.回收与废弃物流。船厂在建造过程中产生大量废料、余料，需要对其中有用物料进行回收管理，从而降低成本，提高材料利用率。对于大量无用的废料，船厂需要及时处理，避免占用的作业空间，影响生产环境，延误生产进度。（二）船厂舾装物流管理对象。船舶建造涉及作业面广、工种多、工作量大、建造周期长。根据船舶的建造特点，船舶建造通常会被分为壳、舾、涂三个部分[2]，在壳舾涂一体化的生产作业模式中，船舶舾装作业占船舶建造总工程的50%—60%，在新型复杂船舶中所占比例更高，是船舶建造过程中的一项重要工作。按照生产供应方式的不同，船舶舾装件分为自制件、外购件和外协件三大类。综合来讲，除了船体外壳，主机系统、涂装等，其他所有物资皆可归于舾装的范畴，舾装是泛指在各个生产阶段的安装工程，涵盖设备、管系、通风、电气、铁舾、内舾、武器等各个方面[3]。舾装件安装涉及生产流程广，标准化程度低、物量大、成本低、贯穿船舶建造全过程，因此船厂有必要对舾装件进行合理的管理。而舾装物流作为建造过程中的纽带，其管理直接影响最终的建造结果。（三）舾装物流管理存在问题。舾装物流管理的重要核心是要有一个准确、及时维护且能反映设计变更的物料清单（简称BOM)[4]，船厂基于BOM才能进行后续采购、制作、仓储、集配等过程的管理。现阶段，船厂舾装物流作业中存在着诸多问题，其中比较突出的问题主要有：1.采购过程中需求信息不准确、采购过程不透明、部门之间缺乏高效沟通。2.舾装制作物流管理信息采集慢，输入量大，信息传递层次多，追溯困难，生产状态不清晰，设计与生产联系不紧密。3.舾装仓储物流管理过程中，出、入库流程烦琐，拣货、盘库困难，部门之间信息不畅通。4.舾装集配物流管理流程中，重复统计工作多，效率低，配盘困难，耗时耗力，配齐率低，运输成本高，交接清点过程不重视。

三、基于物联网的船厂舾装物流管理体系研究

根据在船厂生产过程中舾装物流管理出现的各种问题，基于现有物联网技术，初步设计船厂舾装物流管理体系，以实现在船厂复杂的环境中，管理人员可以对舾装物流信息进行智能数据分析和监控，从而加强对船厂舾装物流的管控。（一）方案设计目标。船厂环境复杂，生产过程相对艰苦，建立基于物联网的舾装物流流程合理、过程可控的舾装物流信息化管理体系，从而形成从顶层到基层实现舾装件的采购、出入库、制作、外协、仓储、集配的整套物流信息化管理模式。舾装物流管理体系的主要目标如下：1.全面感知，提高物流信息采集能力；2.信息共享，实现部门之间协同管理；3.实时跟踪，提升物流管理运行效率。（二）管理体系的基础准备。合理地建立编码系统。将船厂舾装件、车辆、仓库、货架等所有设备、零部件等进行编码，将其以数字化名称的形式呈现，编码是对厂内实物的唯一标识。编码体系的建立是实现舾装物流管理体系设计、生产、管理、信息一体化的基础。对船厂的相关信息进行编码设计，具体如图1。（三）物联网技术的选择。1.条码识别技术。条码识别技术在生产实践中应用很广，本文选用二维码作为条码识别的介质，在进行舾装件标识时，以不影响装卸、便于读取为原则。对于数量多、体积小的通用标准舾装件，可以整盒/箱/袋为管理对象进行标识。2.RFID与GPS定位技术。RFID作为电子标签，通过空间耦合实现无接触信息传递；GPS作为定位系统。可将船厂内常用工具及设备内置标签，避免因长时间处于恶劣环境而导致标签破损、掉落等。3.视频监控。船厂基本实现全覆盖面的视频监控。视频监控可监控整个建造过程，保证建造及物流运输等工作的规范性、安全性。（四）舾装物流管理体系架设。基于物联网的船厂舾装物流管理体系的架构实际上就是实现物物相连。主要有感知层、网络层、应用层和数据交互层。其主要功能如下：1.感知层。所有与舾装物流有关的设备、物料都是信息采集的对象。如每个生产节点所需的舾装件、存放舾装件的托盘、运输车辆等，条码、标签唯一，在不同工作区域安装相应的识别设备，及时地获取各种信息。视频监控即可作为识别技术的补充，以防出现其他不可控情况。2.网络层。网络层是感知层和实现其他功能的基础。可通过网络将物与人、机相连，实现数据在物料与系统、系统与设备、设备与设备之间的信息互联。3.应用层。舾装物流管理体系中的应用层是智能物联的中枢，是物联网与船厂舾装管理的深度融合。应用层将感知传输来的各种信息进行分析和处理，做出回应，供船厂管理人员对舾装物流进行合理决策。4.数据交互层。船厂是一个庞大的制造企业，要实现设计、生产、管理和信息智能物联一体化模式，须实现多软件、平台之间打破数据壁垒，实现数据之间的交互。（五）基于物联网的船厂舾装物流体系优势。随着智能化的推进，基于物联网技术，使整个船厂形成可视可连的整体，舾装物流管理过程中表现出的优点有以下几点：1.效率提高。网络化、信息化的管理模式，产生大量的数据，通过网络终端的持续分析，可发现各种存在的问题，及时进行纠正。2.质量提高。物联网用于舾装物流使整个建造过程合理布局，通过网络手段更快地预测出合理的物流手段，有助于识别人为、机器或环境等因素，优化质量流程，使船舶的建造质量更高。3.降低成本。利用物联网手段，舾装物流的管理更加合理，人员配备、物流等实现高效配置，减少不必要的流程，使得从采购到生产都更加快速，进一步降低了成本。4.安全可靠。利用网络手段，减少错误的可能性，避免一些人为因素造成的事故。利用物联网技术实现设备之间的信息互联，由数字工厂向物联工厂升级，管理人员可及时获取各种设备、物联的信息数据，实现对船厂全天候监测。