1、板材余料管理系统研究 摘要：在船舶制造过程中，船体的下料工序及各个工艺阶段，尽管各个船厂不尽相同，但都会产生不同数量的板材余料。随着原材料市场价格的波动，在生产设计阶段如何对余料进行有效的管理，施工阶段如何及时回收，合理堆放并加以利用，对节约造船成本有着越来越重要的意义。 关键词：余料管理 成本控制 钢料利用率 1 引言 当今船舶市场持续低迷，需求萎缩，竞争日趋激烈，形式不容乐观。目前我国的船舶造价在国际市场上并不具备优势，其主要原因是国内船企居高不下的造船成本。船企只有在保证船舶建造周期的前提下，最大化降低生产成本，获取更大的经济效益，才能提高造船竞争力，获取更多的新船订单。而在诸多控制成本
2、的举措中，尤其是生产材料在总成本中占相当大比例的造船行业中，提高材料利用率是最直接也是最有效的办法之一。 余料再利用对船舶制造成本有着十分重要的意义，余料的成本定义关系到已占用零件的成本核算和余料再利用管理的价值，对制造业制造成本的精细化管理有密切关系，尤其是对以一定批量制造的企业，如何将余料纳入制造成本是目前亟待解决的课题。 2 建立余料管理体系 余料库存物流管理在船舶生产企业的整个供应链中起着至关重要的作用，如果不能保证正确的余料入库和余料库存以及余料发货，将会导致管理费用的增加和大量材料的浪费，最终是产品生产和质量难以得到很好保证，影响企业的竞争力。 在下料阶段产生余料的原因大致上有以下
3、几种：板材规格采购不合理，导致利用率无法达到最大化而产生余料。套料人员由于对板材预算能力不足，导致板材排列不合理而产生余料。板材套料过程无可避免的产生余料。为了避免造成大量的板材浪费，除了在设计阶段提高对板材规格的预估，提高套料人员成本意识和工作能力外，就是对生成的这些余料统一进行管理，建立余料管理体系，提高板材的利用率，避免钢材浪费，降低造船生产成本。 2.1 设计阶段余料管理 余料管理需从生产设计源头抓起，在生产设计阶段，即对余料进行统一编码归类并存档。我司使用东欣SPD设计软件进行生产设计，在船体套料方面，使用东欣建造系统进行套料，而建造系统套料模块余料管理功能并不齐全，无法满足我司余料
4、管理生产需求。考虑公司现有的技术条件、环境背景及工作需求，开发了余料管理系统对余料进行统一的管理。 2.1.1 软件基本功能介绍 此余料管理系统利用Microsoft EXCEL的VBA编程语言+ACCESS数据库开发而成。 软件分四部分，分别为录入、查询、领用和后台控制管理。 在每个分段套料完成后，套料者即将所产生的余料录入余料管理系统存人数据库。余料管理系统按船号、来源（即母板编号）对余料进行自动编号。比如船号为HY2198，母板202-10A-01所产生的第一块余料编号系统自动编号为HY2110-202-10A-01R1，录入第二块时系统自动编号为HY2198-202-10A-01R2，
5、避免人工输入错误。具体录入界面如图1所示。 在后续分段套料过程中，套料者优先搜索余料数据库，对符合规格要求的余料进行领取。查询可按船号、分段号、板材规格以及余料领用状态等进行筛选查询，提高查询准确率。具体查询界面如图2所示。 使用余料进行套料时，须在系统中进行领用登记后才可进行套料。具体领用界面如图3所示。其中余料编号可单击“选取”进入如图4所示界面对数据库中已存在的未领取过的余料板进行选取。 后台控制管理版面中提供了密码修改，船号、用户、记录的添加删除修改等功能。并对后台控制管理设置权限，需持有用户名和密码才可进入进行修改。 2.1.2 不规则形状余料管理 数控切割机切割不规则形状余料板材的
6、时候原点难以定位，板材摆放也不好放，因此在实际套料过程中，套料者应该有意识的使余料形成规则的长方形，避免梯形或者其他不规则形状余料。但如果确实难以避免，可以考虑将其分割成几块规则形状的余料分别进行保存。如果考虑套料利用率或者其他因素需保存不规则形状余料，本余料管理系统在余料信息录入时可以将不规则形状的余料按1：1绘制保存成DWG或DXF等CAD支持的格式保存进数据库中，在实际套料时调入套料系统中并在余料范围内进行套料。 2.1.3 不同部门领用的余料统计 针对部分由其他部门领用的余料，可通过定期收集领用的余料信息并录入余料库达到统一管理的目的，也可在公司的公共信息平台上通过建立项目工程共享余料
7、管理软件和权限的设置达到实时录入的目的。 2.2 施工阶段余料管理 2.2.1 现场堆放管理 实际数控切割后产生的余料应现场予以标示登记并按级别和规格尺寸的不同将余料运至指定场所按一定的规则存放。超大板材运回材料堆放场所进行平躺放置，小型余料在保证安全的前提下按船号板厚尺寸规格等进行分类后竖直插放，并须在余料板侧边粘贴标签以便查找方便。余料管理员应将余料摆放位置实时更新至余料管理系统录入界面中的备注栏中以便查找调用。 2.2.2 余料使用反馈 施工部门在进行结构修改，制作胎架或者工装的时候应优先使用库存中存在的余料，但须首先征询设计部门的同意并及时的将领用的余料编码反馈给余料管理员，以便及时的
8、更新余料系统中余料的状态。领取部门应在填写材料定额清单后方可领取。 2.2.3 先进设备提高余料切割定位精准度 由于余料形状多数呈不规则形状，现场切割时定位困难，切割效率低。针对此问题，我司引进先进设备，可针对任意放置在切割平台上的材料，采用CCD摄像机拍摄，借助KAP系统，高精度地认知材料的形状和尺寸，可在其轮廓内下料（即套料）并在极短时间内轻松地编制出NC数据。摄像机特性导致的图像扭曲可在KAP内自动修正，获得准确无误的形状数据，从而进行高精度的套料。 2.3 余料管理注意事项 2.3.1 优先使用余料避免库存量过大 我们建立余料库的目的，是为了合理地、尽量地、迅速地把产生的余料使用掉，从
9、而达到提高材料利用率，提高经济效益的目标。所以，在余料使用这个环节就是关键，而且它涉及的部门也最多，如果各个需方怕麻烦，则出库量就会锐减，使得网上余料形同虚设，也使我们的初衷化为泡影。因此，无论是在设计阶段还是在施工阶段，需要使用板材进行套料时都应该尽可能的优先选择余料库中存在的符合使用要求的余料进行套料，避免余料库存量过大，否则不但不能提高材料利用率，反而会起到管理困难，增加人工管理成本的适得其反的作用。 2.3.2 谨慎定义余料入库 虽然通过余料管理能提高材料利用率，减少材料成本，但是如果余料库存过大，反而管理困难，增加入工管理成本。因此，在实际操作中，并不需要将所有规格尺寸的剩余板材都定
10、义为余料，应在余料尺寸和材料利用率之间寻找一个平衡点，定义一个适合船厂的最小余料尺寸，废弃小于此尺寸的剩余板材，避免余料库存庞大，减小人工管理难度。 2.3.3 提高板材的一次利用率 建立余料管理库只是后期提高材料利用率的一种手段，而切实提高设计水准才是根本。在设计前期就应该注意板缝设计板材规格订购，而不能过分的依赖余料库存。如果板材规格前期设计不合理，套料后也会造成大量的余料生成，使余料库存越来越大。因此，设计者应特别注意设计前期的板材规划，板缝设计，切实提高板材的一次利用率，避免造成大量的余料生成。 实践证明，通过建立余料管理体系后可以使钢料利用率提高3-5个分点，极大的降低了生产成本，在生产材料占总成本相当大比例的造船行业中，这无疑极大的提高了船企的行业竞争力。第 6 页 共 6 页
