《船舶敏捷制造系統(tǒng)》對我國船舶敏捷制造項(xiàng)目進(jìn)度管理落后的現(xiàn)狀, 通過介紹系統(tǒng)動力學(xué)的基本原理與船舶敏捷制造項(xiàng)目的特點(diǎn),得出利用系統(tǒng)動力學(xué)研究我國船舶敏捷制造項(xiàng)目的可行性與優(yōu)越性。詳細(xì)分析了現(xiàn)代船舶敏捷制造項(xiàng)目的進(jìn)度管理過程,界定了影響船舶制造進(jìn)度的主要因素,利用系統(tǒng)動力學(xué)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(xiàng)目系統(tǒng)的因果回路圖,在此基礎(chǔ)上進(jìn)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(xué)模型。不僅能夠幫助船舶敏捷制造企業(yè)實(shí)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(tuán)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(dān)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(xué)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(shí)力的象征。20世紀(jì)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(jìn)入21世紀(jì),隨著造船技術(shù)的快速發(fā)展,我國船舶行業(yè)日漸強(qiáng)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(biāo)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(dāng)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(shí)是中國造船業(yè)的競爭力。盡管當(dāng)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(fēng)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(qiáng)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(qiáng)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(jì)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(jìn)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(qiáng)國。政府的這一目標(biāo),實(shí)際上已經(jīng)吹響了進(jìn)軍世界造船強(qiáng)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(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo),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(jī)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(dǎo)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(dāng)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(shí)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(dǎo)。因此不斷加強(qiáng)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(shí)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(shí)際效果。所以,如何從船舶制造企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際出發(fā),將船舶敏捷制造的模式、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、生產(chǎn)動態(tài)調(diào)度、企業(yè)供應(yīng)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(shí)施的實(shí)際指導(dǎo)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(shí)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(yīng)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(shí)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(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng),但亦是進(jìn)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(xué)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(yùn)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(yùn)作控制將為企業(yè)提供重要的實(shí)踐指導(dǎo)。因此,本書基于眾多學(xué)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(jìn)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(yùn)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(yù)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(jìn)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(dǎo)我的南京航空航天大學(xué)的王寧生教授和江蘇科技大學(xué)趙良才教授,是他們指導(dǎo)我進(jìn)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(zé)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(dǎo)。還有就是參與本項(xiàng)目研究的學(xué)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(yīng)的心血,因此感謝我可愛的學(xué)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(jìn)則退,我們更應(yīng)順應(yīng)創(chuàng)新的歷史潮流,提高設(shè)計(jì)、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(shí)現(xiàn)我國由大國向強(qiáng)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(xué)博士,教授,研究生導(dǎo)師;能源與動力工程學(xué)院院長;現(xiàn)擔(dān)任:中國造船工程學(xué)會輪機(jī)委員會柴油機(jī)分會副主任委員,江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程江蘇省 優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目輪機(jī)設(shè)備與系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造及性能優(yōu)化方向帶頭人,《內(nèi)燃機(jī)學(xué)報》、《江蘇科技大學(xué)學(xué)報》、《江蘇船舶》期刊編委。先后曾擔(dān)任江蘇科技大 學(xué)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(xué)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(jìn)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(yù)稱號。曾先后訪問烏克蘭馬卡洛夫國立造船大學(xué)、美國加州大學(xué)弗洛頓分校、英國斯特拉斯克萊德大學(xué)、格拉斯哥大學(xué)等。主要研究成果:近年來在《中國造船》、《內(nèi)燃機(jī)學(xué)報》、《機(jī)械科學(xué)與技術(shù)》、《船舶工程》等學(xué)術(shù)刊物上公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇;先后主持與參與了近30項(xiàng)科研課題的研究,獲省部級以上科技進(jìn)步三等獎3項(xiàng),機(jī)械工業(yè)學(xué)會三等獎1項(xiàng),江蘇省鎮(zhèn)江市科技進(jìn)步一等獎1項(xiàng),江蘇科技大學(xué)教學(xué)成果二等獎1項(xiàng),高教研究成果三等獎1 項(xiàng);先后完成項(xiàng)目科研經(jīng)費(fèi)六百多萬元。目前承擔(dān)有《船舶新型空調(diào)制冷系統(tǒng)》、《無油泵制冷壓縮機(jī)研發(fā)》、《氣密裝置漏氣規(guī)律研究》國防重點(diǎn)型號攻關(guān)合同項(xiàng)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(diǎn)3
111大型配套產(chǎn)業(yè)3
112依單定制并按項(xiàng)目進(jìn)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(dāng)前船舶制造技術(shù)研究的熱點(diǎn)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(shí)質(zhì)21
222船舶敏捷制造的特點(diǎn)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(jī)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(jì)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(jì)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(xiàng)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(jì)劃與生產(chǎn)計(jì)劃的集成框架49
34船舶敏捷制造產(chǎn)品CAPP與PPS集成應(yīng)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(jì)劃體系結(jié)構(gòu)55
41船舶制造過程中的計(jì)劃體系57
42船舶敏捷制造動態(tài)聯(lián)盟生產(chǎn)計(jì)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(jì)劃及協(xié)調(diào)過程特點(diǎn)58
422船舶敏捷制造動態(tài)聯(lián)盟生產(chǎn)計(jì)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(jì)劃體系結(jié)構(gòu)61
431傳統(tǒng)企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃體系61
432船舶敏捷制造動態(tài)聯(lián)盟的生產(chǎn)計(jì)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(jì)劃的編制和優(yōu)化65
51船舶敏捷制造系統(tǒng)生產(chǎn)計(jì)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(jì)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(jì)劃編制與優(yōu)化的數(shù)學(xué)描述69
513車間作業(yè)計(jì)劃編制與優(yōu)化的數(shù)學(xué)描述71
514動態(tài)聯(lián)盟生產(chǎn)計(jì)劃和車間作業(yè)計(jì)劃在編制與優(yōu)化上的異同73
52車間作業(yè)計(jì)劃編制與優(yōu)化算法的選擇75
53基于工件表達(dá)法的遺傳算法在車間作業(yè)計(jì)劃中優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)76
531基于工件表達(dá)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(yīng)值的評價77
534遺傳算子的設(shè)計(jì)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(jì)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(dá)法的遺傳算法應(yīng)用實(shí)例79
541基于工件表達(dá)法的遺傳算法應(yīng)用情況79
542與其他算法的比較79
543動態(tài)聯(lián)盟計(jì)劃的編制與優(yōu)化過程81
55本章小結(jié)81
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