船舶非標件生產(chǎn)管理系統(tǒng) 船舶協(xié)同制造數(shù)字化及智能化應用示范
船舶行業(yè)是制造業(yè)的典型標桿，是國民經(jīng)濟中的重要組成部分，它不僅為海洋資源的開發(fā)提供了裝備，也為世界貿(mào)易提供了必需的平臺。船舶行業(yè)是一個龐大的社會系統(tǒng)工程，其牽涉面廣、關聯(lián)度大、國際互通性要求高、帶動性強，無論從產(chǎn)業(yè)的科技含量、產(chǎn)業(yè)鏈復雜程度、零部件數(shù)量、安全性要求、質(zhì)量缺陷容忍、產(chǎn)業(yè)發(fā)展變化、國際認可等方面都是制造業(yè)最具綜合性的代表。
中船互聯(lián)做為海洋科技工業(yè)領域最具影響力的信息科技公司，致力于打造自主、安全、可控的高端專用裝備工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺（“船海智云”），構建互聯(lián)生態(tài)，共生共贏。公司著力瞄準工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、船用信息化三大業(yè)務發(fā)展方向。其中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務主要是基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈高效協(xié)同，要素資源集聚共享、優(yōu)化配置，全面建立優(yōu)勢互補、合作共贏的開放型產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系；智能制造業(yè)務主要是發(fā)展智能制造頂層設計、系統(tǒng)集成、解決方案業(yè)務，助力船企實現(xiàn)智能制造轉型，提升企業(yè)核心競爭力。
一. 項目簡介
船舶建造過程中非標件貫穿船舶建造全過程，其涉及的品種多、標準化程度低、物量大，不同船廠根據(jù)自身的特點和規(guī)格訂造的需求大，導致船舶物流管理難度增大。當前傳統(tǒng)的非標件入庫管理、識別以及清點，基本是通過人工的方式進行，不僅成本高、效率低，甚至造成船舶企業(yè)信息流通不暢、物流、生產(chǎn)相脫節(jié)的現(xiàn)象發(fā)生。
通過項目實施，完成非標件管理業(yè)務流程的優(yōu)化，滿足智能化倉儲和物流管理模式需求，面向船舶建造從非標件從外委制作、訂單結算、倉庫入庫、出庫、配送到生產(chǎn)現(xiàn)場的典型業(yè)務流程，依據(jù)船舶產(chǎn)品的設計要求、工程計劃要求及成本控制要求等，按照廠區(qū)布局、制造過程和工藝流程實現(xiàn)非標件在船廠內(nèi)部、倉庫與作業(yè)區(qū)域及各不同作業(yè)階段之間的流動，掌握每一個物流環(huán)節(jié)，結合通暢的數(shù)據(jù)流、無縫銜接、完整的全局考量，最終實現(xiàn)船舶建造物流的全面智能化升級；通過實際應用，提升船舶非標件件智能物流水平，提高建造過程中配送與建造效率，開展非標件管理系統(tǒng)應用研發(fā)，通過信息化手段實現(xiàn)倉儲資源信息的采集，數(shù)據(jù)的分析、預警、預判等，監(jiān)控倉儲物資資源的分布存儲情況、倉儲資源利用情況，輔助進行物資采購計劃、倉儲資源調(diào)配決策；實現(xiàn)船舶非標件制作和采購完成后的舾裝集配管理，對船舶非標件物流各個環(huán)節(jié)合理有效地計劃、組織、控制和調(diào)整。
二、項目實施概況
1. 總體架構和主要內(nèi)容
通過船舶行業(yè)標識解析二級節(jié)點平臺統(tǒng)一分配供需雙方所要物資標識，開展船舶非標件生產(chǎn)管理系統(tǒng)建設，以“采銷協(xié)同”服務方式為制造商、分包商、供應商等提供的價值鏈協(xié)同云服務，基于可視化的交互協(xié)作，用于船舶生產(chǎn)過程中所需的物資采銷流程，通過“船海智云”供應鏈協(xié)同服務，實現(xiàn)合格供應商的選擇、配送全過程監(jiān)控并結合企業(yè)應用服務所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，最終打通供應鏈企業(yè)與上下游在計劃、采購、訂單履行、庫存等核心信息流，有效控制庫存，滿足柔性生產(chǎn)的要求，進而提升整體產(chǎn)業(yè)鏈的柔性化水平，推動供給側改革與智能制造的進程。項目總體架構圖如下所示：
圖 1 船舶非標件管理系統(tǒng)架構圖
2. 具體應用場景和應用模式（船舶非標件管理系統(tǒng)）
通過建設船舶非標件管理系統(tǒng)，在船舶企業(yè)內(nèi)部，以非標件生產(chǎn)計劃為主線，整合設計、制造各環(huán)節(jié)、各部門，實現(xiàn)研發(fā)設計、生產(chǎn)制造等的協(xié)同。在供應鏈條上，通過執(zhí)行計劃監(jiān)控、經(jīng)營項目監(jiān)控、經(jīng)營指標數(shù)據(jù)監(jiān)控等，提前做出風險防控，建立具備貨品調(diào)配、網(wǎng)絡組織、快速保障、響應及時等特點的運營服務鏈。
本系統(tǒng)應用結合標識解析二級節(jié)點進行構建，主要包含標識管理、分交單管理、成品賦碼、決策看板、生產(chǎn)計劃管理、經(jīng)營項目管理、統(tǒng)計分析、審批管理及系統(tǒng)管理等內(nèi)容，具體功能如下圖所示：
圖 2 船舶非標件管理系統(tǒng)功能結構圖
（1）標識解析二級節(jié)點
二級節(jié)點通過部署智能分布式標識系統(tǒng)（Intelligent Distributed Identifier System）為船舶行業(yè)提供注冊、解析、應用及監(jiān)測功能，讓企業(yè)用戶通過接入二級節(jié)點實現(xiàn)標識注冊、標識解析到標識管理的一站式服務體驗。二級節(jié)點架構圖如上圖，標識注冊功能由注冊子系統(tǒng)和分配子系統(tǒng)實現(xiàn)，包含對標識的注冊、刪除、修改等管理操作，以及查詢操作，基于區(qū)塊鏈技術建立注冊認證模式，形成去中心化的信任機制；業(yè)務綜合管理子系統(tǒng)支撐二級節(jié)點業(yè)務開展財務管理、統(tǒng)計分析以及提供統(tǒng)一的服務入口功能；標識解析監(jiān)測子系統(tǒng)兼具訪問控制與隱私保護機制，通過安全技術與監(jiān)測分析手段保障標識解析節(jié)點的安全、穩(wěn)定、高效運行，其系統(tǒng)截圖如下所示：
圖 3 標識解析二級節(jié)點界面截圖
（2）非標件賦碼管理
? 分交單管理
分交單管理模塊包含非標件的流入、分流、流出環(huán)節(jié)。流入環(huán)節(jié)編制采購任務包、自制件任務包，實現(xiàn)流入環(huán)節(jié)的托盤化管理，將數(shù)量大、規(guī)格多的物資管理模式變?yōu)閿?shù)量少的托盤管理模式。梳理采購任務包和安裝任務包之間的邏輯關系，讓信息化軟件生成準確的采購任務包納期。
系統(tǒng)截圖如下所示：
圖 4 分交單管理界面截圖
? 非標件成品賦碼模塊
非標件成品賦碼模塊結合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析二級節(jié)點，獲取在制非標件編碼、屬性、圖紙等信息，并且通過與打印機、掃描設備等賦碼和標識識別設備集成，實現(xiàn)標識的快速打印，同時通過打印信息與生產(chǎn)制造信息的集成，實現(xiàn)配套企業(yè)生產(chǎn)制造狀態(tài)的實時在線反饋。其系統(tǒng)界面如下圖所示：
圖 5 非標件成品賦碼界面截圖
（3）生產(chǎn)經(jīng)營監(jiān)控
? 決策看板模塊
該模塊主要包括企業(yè)及其配套企業(yè)看板，企業(yè)看板中，展示配套企業(yè)的合同比例、總金額比例、訂單情況，生產(chǎn)狀態(tài)情況，拖期風險清單，拖期產(chǎn)品詳情（承接方、采購方、設備類型、當前節(jié)點、狀態(tài)），拖期比例，平均拖期天數(shù)。在非標件配套企業(yè)看板中，展示合同數(shù)量，合同總金額，月度、在跟蹤、手持訂單情況，外委非標件的生產(chǎn)狀態(tài)詳情，拖期風險清單，拖期詳情等核心信息。
企業(yè)看板示意如下圖所示：
圖 6 船廠經(jīng)營看板
配套企業(yè)看板如下圖所示：
圖 7 配套企業(yè)經(jīng)營看板
? 生產(chǎn)計劃管理模塊
生產(chǎn)計劃管理模塊由計劃查詢反饋、拖期風險管理、產(chǎn)品類型維護、節(jié)點經(jīng)驗維護四部分組成。
計劃查詢反饋功能，主要用于配套企業(yè)在系統(tǒng)上反饋對應計劃的實際進展情況和監(jiān)控節(jié)點的實際完成情況，集團用戶可在系統(tǒng)上進行查詢配套企業(yè)上報的所有信息。計劃查詢功能示意如下圖所示：
圖 8 計劃管理界面
? 經(jīng)營項目管理模塊
該模塊主要包括經(jīng)營報表管理、經(jīng)營指標管理功能。
經(jīng)營報表管理用于查詢每個配套企業(yè)的月度承接項目、在跟蹤項目、手持訂單、歷史訂單等情況。
其中月度承接項目管理定義為月度新增的生產(chǎn)計劃；在跟蹤項目管理定義為尚未形成合同簽訂的項目；手持訂單管理定義為已簽訂合同尚未完成交付的項目；歷史訂單管理定義為已完成交付的項目。
經(jīng)營項目管理功能示意如下圖所示：
圖 9 經(jīng)營項目管理界面
? 統(tǒng)計分析模塊
該模塊主要用于由拖期項目統(tǒng)計、經(jīng)營項目統(tǒng)計、月度運行數(shù)據(jù)三部分組成。
脫期項目統(tǒng)計主要基于產(chǎn)品類型、配套企業(yè)、采購方以及關鍵詞等，對脫期項目進行篩選統(tǒng)計，呈現(xiàn)脫期臺數(shù)、脫期天數(shù)、脫期比例、脫期占比等統(tǒng)計表格，并形成趨勢圖。拖期項目統(tǒng)計功能示意如下圖所示：
圖 10 脫期項目統(tǒng)計界面
4. 安全及可靠性
項目將基于對船舶行業(yè)標識解析應用系統(tǒng)架構及業(yè)務流程的分析，開展系統(tǒng)性的威脅分析與風險評估，形成能夠覆蓋船舶行業(yè)標識解析應用系統(tǒng)在真實性、完整性、機密性等方面的安全需求，并基于此開展船舶行業(yè)標識解析應用系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全防護體系設計，突破二維碼在船舶行業(yè)標識解析系統(tǒng)中應用的安全要求、國產(chǎn)商用密碼算法在解析系統(tǒng)安全中的應用等關鍵技術，針對物理與環(huán)境安全、網(wǎng)絡與通信安全、設備與系統(tǒng)安全、應用與數(shù)據(jù)安全等方面開展具體的安全機制設計與實現(xiàn)；在安全機制的部署與驗證環(huán)節(jié)，進行安全策略的部署與配置、安全機制與標識解析應用業(yè)務系統(tǒng)的集成與網(wǎng)絡安全測試、基于測試結果進行船舶及海工行業(yè)標識解析應用系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全需求驗證及網(wǎng)絡安全狀況評估，保障船舶行業(yè)標識解析應用系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全。其安全解決方案架構如下圖所示：
圖 11 安全解決方案架構圖
三、項目創(chuàng)新點和實施效果
1. 項目先進性及創(chuàng)新點
（1）促進標識解析行業(yè)推廣，打造船舶行業(yè)示范工程
基于船舶行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過構建標識解析體系及方案,通過船舶制造龍頭企業(yè)的核心競爭力在行業(yè)內(nèi)開展推廣，依托其在技術、管理、應用等方面的豐富經(jīng)驗，以及數(shù)字化及網(wǎng)絡化轉型的先鋒力量，形成面向船舶產(chǎn)品的行業(yè)級編碼標準，指導工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的微服務組件及工業(yè)應用的開發(fā)建設。通過本項目建設，以船舶工業(yè)為視角，形成行業(yè)通用方案，聯(lián)合大企業(yè)以測帶研，通過試驗測試去不斷突破新的技術邊界，在短時間內(nèi)快速提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用標準化能力，突破行業(yè)編碼映射及時空異構解析算法等新技術，面向全行業(yè)打造示范樣板工程。
（2）加速標識解析集成應用，培育優(yōu)質(zhì)應用生態(tài)
標識解析的最終目的是實現(xiàn)萬物物聯(lián)基礎上的一物一碼，并且要求線上管理維護統(tǒng)一。因此，通過標識解析集成應用，伴隨船舶工業(yè)企業(yè)的轉型升級，結合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上各種標準化的微服務組件或工業(yè)應用，有助于快速形成完整涵蓋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡、工業(yè)傳感與控制、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、安全保障及系統(tǒng)集成服務等六大重點領域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，打造行業(yè)級標識解析應用的樣板企業(yè)。
（3）促進產(chǎn)業(yè)鏈應用互聯(lián)互通，催生新型制造模式
項目通過標識解析體系及平臺構建船舶行業(yè)的相關編碼標準，加速形成了船舶工業(yè)企業(yè)間的設備及制造管理系統(tǒng)信息集成機制。平臺提供工業(yè)協(xié)議的協(xié)同解析，通過連接云平臺智能下載相應的工業(yè)協(xié)議解析算法，同時統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口、格式標準及數(shù)據(jù)采集方式，實現(xiàn)設備與設備、設備與系統(tǒng)之間互聯(lián)互通操作及多類設備數(shù)據(jù)的協(xié)同解析，滿足行業(yè)內(nèi)企業(yè)各種網(wǎng)絡環(huán)境的應用場景，為公有云、私有云及混合云設備物聯(lián)等相關集成化應用提供保障。
2. 實施效果
本項目面向船舶產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)及船舶產(chǎn)品本身，從統(tǒng)一編碼要求出發(fā)，以編碼技術的基本原則為指導，對現(xiàn)行的基礎數(shù)據(jù)及編碼體系開展了規(guī)?；恼?，統(tǒng)籌考慮各專業(yè)及各環(huán)節(jié)的編碼需求，保證了各專業(yè)的編碼結構統(tǒng)一，有效提升編碼的易讀性和擴展性，促進實現(xiàn)船舶非標件全壽命周期集成應用的標準化和規(guī)范化，基于統(tǒng)一語義規(guī)范，實現(xiàn)了上下游企業(yè)的語義統(tǒng)一，從而打造了上游配套企業(yè)經(jīng)營監(jiān)控、非標產(chǎn)品編碼管理等核心模塊，全面提升了船廠非標件管理能力，解決了非標件管理難的問題。
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