造船过程--IBM产品生命周期管理资源白皮书

造船过程－挑战和机遇 IBM产品生命周期管理资源白皮书 第一版 2002.3 1 ®® 这篇白皮书是由Deltamarin 股份有限公司为IBM公司的产品生命周期管理所作，用以作为 他们的市场、营销和支持的资源。它提出了商业环境的基本背景和在全球造船厂正在实现的设 计生产趋势。不同造船厂之间有相当多的差异，但大多数都要面对在全球市场下共同的经济形 势。因此，各个造船厂正在寻求新的信息系统，以支持更灵活的设计和更有效率的生产过程， 他们的目标是通过创新的设计、更高的质量、更快的推向市场以及更严格的成本控制而提高其 竞争能力。而为了实现这些目标，就出现了如下IT需求，如：协同工作、数字模型、仿真、变 更控制、车间管理以及生产控制－即PLM解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 尽管这篇报告大部分论述的是客轮和渡轮制造商的情况，但是，所述过程也适用于军用和 商业造船厂。我们希望本报告可用于市场定位、销售和售后支持。这是第一版，欢迎读者为以 后的更新提出意见和建议。联系方式如下： Dr. Edward S. Popko Worldwide Market Manager, Shipbuilding IBM Product Lifecycle Management Solutions IBM Corp. MS P540 2455 South Road Poughkeepsie, NY 12601 (845) 433-2689 FAX -9901 e:mail popko@us.ibm.com The authors of the paper are: Markku Kanerva Director, Business Development Matti Lietepohja Director, Deltamarin Rauma Office Product Manager, Production Planning Petri Hakulinen Head of Project Department, Basic Design DELTAMARIN Ltd Tel. +358-2-4377 311 Purokatu 1 Fax +358-2-4380 378 FIN-21200 Raisio Finland E-mail: info@deltamarin.com www.deltamarin.com © Copyright International Business Machines Corp. 2002 All Rights Reserved 2 ® 造船过程－挑战和机遇 1. 航运和造船业－市场和经济形势 1.1船运业总体市场形势 自1997年以来，航运业形势一直保持良好，大多数船业部门已经进行了过去少见的扩张， 尤其是集装箱、液化天然气和旅游客轮等航运的发展。 与此同时，全球大多数造船厂的订单已经充分饱和，首先是韩国，紧接着现在中国的造船 能力也正在扩大，而欧洲主要的旅游客轮造船能力甚至在过去的几年内有了几乎成倍的提高。 当然，航运与造船的周期在很大程度上依靠世界经济形势和消费者的行为，但是，同时也 更多地依靠某些特殊的发展需求，如西方世界的耗油量、汽车工业的生产模式、纸张消耗、休 闲市场和节假日消费等。 但是航运与造船业的周期正在加速。随着良好的航运市场和更高的造船速度，在1999到 2000年间，大多数航运部门的业主都接受了超额定单。而与此同时，报废船只的增长还不太明 显，也就是说，这是由于那些老式的船只仍然在使用，以便尽可能取得更多的收益回报。 2002年造船厂家仍然具有过得去的工作量，但是定单却正在减少。随着厂家生产能力的提 高，新船定单的竞争将会很激烈。新船的价格在2000年底和2001年初有所反弹，但现在看来， 由于一些破釜沉舟的厂家的超量生产，其价格已经不可避免地走向大幅度下跌。这就引发了一 个很大的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ：很低的出厂价格是否将会不可避免地再次助厂家起死回生？一个总体的市场预 测是，船价将继续下跌，而最有可能恢复的时机最早可能会在2002年秋季出现。 对报废船只所作的长期预测表明，报废量相对于1990年后期的水平有30-35%的提高，达 到了每年毛重17-18百万吨。正象在最悲观的预测中所假设的一样，如果真的变为现实，则有意 义超量生产将不复在市场中存在，而造船市场好转的形势可能会在2003开始出现，而不是2005 年。针对渡轮、客轮以及油轮的双重外壳要求所定的新的安全规则将会为至少一部分计划好的 报废量做好准备，并且为早期恢复规划提供支持。另外，国际船只定级机构协会也正对批量运 输提出新的安全需求。 据估计，到2005年造船业产量大约为毛重每年2千5百万吨，仅下降到2000年的 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 的 54%。然而根据以往历史的标准，这并不比二十世纪九十年代的大多数年头更差，而且是二十 世纪八十年代典型水平的双倍。 然而，明白自二十世纪九十年代以来造船能力已经有明显的提高这一点是很重要的。对造 船业而言，2002和2003年将是艰难的两年。只有近海船只的销售，包括浮式采油设备和服务船 只，呈现增长势头。总体的经济恢复将对船运与造船业的复苏起到很重要的作用，而航运总是 率先快速灵敏地感觉到经济恢复的行业之一。 1.2 对造船业的冲击 一般而言，1999至2001年间的造船价格恢复呈适度地，不均衡的分布。根据Fairplay统计， 2000年的平均价格增长了8%，但是到2001底的价格却呈弱势。 一般说，造船厂都计划维持最大的产量，例如：他们会尽量生产最大负载的船只，这将降 低单位船只成本并提高效率。一般来说，对维持就业的考虑的要比对最终发包价格的考虑更重 3 ® 要。 主要由于中国造船能力的提高和新增的产量，在短期内全球造船能力将继续上升，到2003 年差不多会达到15%的增长率。在过去的十年中造船能力不止翻了一番。 2001年，只有油轮和液化天然气运输船的船厂仍然保持定单增长，而其他用途的所有造船 厂所接收的定单都在减少。今年将会是很艰难的一年，和2000年一样多的油轮和集装箱定单将 会在市场萧条的中期交付。 在过去的两年，欧洲的主要市场－旅游客轮、渡轮、ro-pax 船以及滚装船已经相当繁荣。 在整个90年代，远东的造船厂一直试图进入旅游客轮市场，而终于在1999年取得了不小的进展。 尽管在1998到2000年间远东的造船厂得到了一些渡船定单，却促使欧洲的造船厂提高其旅游客 轮的生产力，以保卫他们的市场。 尽管一些可选方案由于9.11事件的影响被迫推迟，但目前旅游客轮的定单仍然居高不下。 1999年的新订单创了最高记录，其交付将持续到2006年。未来几年生产量将有很高的增长： 2002年增长9%，2003年增长接近于14%，2004年增长7.5%，而2005年增长2%。尽管北美乘 客数量的增长率与2001年的17%相同，然而自1980年以来平均增长率一直是8.4%。9.11事件 后，美国的造船业在最初的萧条后恢复良好，但是相比前几年，其价格仍然很低。当前，在旅 游客轮业务上，成本的削减是关键，由于真正的新船于2005年初期和之后才会交付，关于新船 的正式讨论看来不会在2002年后半年前开始。 在过去的五年，渡轮市场已经相当活跃。地中海地区和尤其希腊的市场已经经历了与以往 不同的新船建造的潮流。在此过程中，公众筹措资金已成为主要特点，但是不幸的是，这种情 况已经不复存在。在此其间，一些巨额投资者被迫改变其意向，甚至卖出最近的交付。在北欧 和西欧，在未来两年内，在计划对新的渡轮项目的投资比率降低的同时，又计划进行非免税销 售，因而一些新的项目已被推迟。 在欧洲，液化天然气的运输船只、集装箱运输船只和滚装式船只传统上几乎都是垄断生产， 但是现在，远东的造船厂已经占领了大多数市场，欧洲只剩下两种前景美好但竞争有限的市场： 豪华游艇和海军项目。欧洲的一些造船厂已经成功地增加了在这两个方向上的工作。在此其间， 一些海军用船造船厂正在重新考虑们进军商用船只的计划，他们以前曾经在这方面遭到创伤。 因此，他们很可能会继续集中于他们的核心业务上。 此时，对许多造船厂而言，市场前景非常不好。而与此同时，欧洲政府对造船业的财政补 助正在撤消，这使得地方造船厂更加难以竞争。对所有的造船厂而言，2002年是艰难的一年， 欧洲尤其如此。政府决议也许会改变，但是现在一些厂家也许将不得不减少他们的生产量，或 者甚至被迫停止新船制造。 很明显，造船业的市场形势正在促使他们采用更新－更有效的解决方案、程序和商业惯例。 1.3 安全和环境问题 由于一些意外事故，安全标准正在加紧制定，尤其是在渡运和旅游客轮事故持续发生后。 二十世纪80年代和90年代后期发生的搁浅、碰撞和火灾事故在很大程度上促进了对客轮，尤其 是对滚装式渡轮更严格的安全标准和要求的制定。 4 ® 在美国，很久以前对油轮就有双层外壳要求的标准，但是不合格船只的逐步淘汰已持续了 很长时间，这就造成了一个事实，即美国只有少部分的船主在从事国际贸易。 与此同时，散装船只也经历了同样的过程，由于几起事故的发生，导致了规则和设计的改 变。对地方要求的强制执行比通过国际海事组织更快，欧洲联盟在这方面起到了很大的作用。 然而此时，安全环境中还存在两个主要的问题。大型旅游客轮的引进导致了对由此而产生 的安全问题的广泛的争论，尤其是排空程序和救生系统的安全问题。而船主已经抢先一步在这 两方面找到了解决办法，他们不愿被动地等待国际海事组织经过冗长繁杂的手续制定出的新规 程，而是主动先采取安全措施，提高其所有船只的安全标准和质量。这样，简单、直接的实践 就与风险评估的理论方法结合在一起了。船只定级机构和船业公司也都支持这种做法。 另外，假如等效设计的安全标准至少与现存的根据最新规则建造的船只的标准相同的话， 那么等效设计方法不久就会通过，这在造船史上还是第一次。这将把轮船设计者从严格的规则 要求，比如，关于配置布置等方面中解放出来，而给他们带来进行更商业化设计的机会。但是， 设计者必须负责证明他的设计所达到的安全标准与最新规则要求的安全标准相同。而且，安全 规则第一次不再是设计者为使设计和建造更容易、造价更低而寻找漏洞时的负担。而现在，设 计者则面临着创造出功能和安全统一的最佳模式的挑战和机遇。近来数字化设计工具的发展则 趋向于仿真和基于冒险的设计。 同时环境标准也和安全标准一样正在发展中。国际海事组织正在制定最基本的标准要求， 但是地方标准和先行一步的船主却在这方面比预期的加快了好几年。对新技术的投资是很普遍 的。 如果造船业本身还没有发展到必要的程度，那么新的安全和环境标准就只会成为附加成 本。而对那些发展较好的行业而言，这些标准却既是挑战也是机遇。 仿真和基于冒险的设计方法将会是在造船设计中真正变革的第一步，但是却只有那些实现 了有效的三维概念设计系统的厂家才会从中受益，这个系统必须与包括完整产品的模型和与所 有相关部分关联的知识管理系统相连，。 1.4 造船环境 造船业是基础金属工业，它需要有大量的投入。而要想将生产设备转移到劳动力更廉价的 地方是很不容易的，这一点和纺织业、生活消费品业或电子业不同。 二十世纪八十年代初期，欧洲的造船厂家自己生产建造了几乎占船只价值 70－80%的设 备，如柴油发动机、转向装置、水密门、内壁板及船舱等。 由于日本和韩国进行大量的投入和造船业急剧的波动，导致了二十世纪八十年代早期的两 个主要的发展趋势：一是造船厂的倒闭，如瑞典和英国；一是专业化和外包，如芬兰和德国。 与此同时，欧洲的造船厂家也普遍采取外包形式。一般情况是，造船厂自己只生产建造占船只 价格的 20－30%左右的设备，其余设备的生产和安装则由供应厂商、转包商和承包商提供。 在造船业，供应商起着举足轻重的作用，在协助厂家顺利解决主要造船能力和负载变化时， 供应商在某些特殊领域参与并促进了技术的发展。发生在二十世纪八十年代早期的第二次石油 危机加剧了外包的发展。造船厂出售了其所有多余的供应配件，而集中他们的核心能力，市场 5 ® 的萧条使得他们不得不更加降低成本，而外包则是主要的解决方式。 在此过程中，欧洲主要的造船厂家之间存在很大差异。一些是初期的外包，包括设计和工 程，而另一些厂家甚至将整个过程外包，包括工程、供应、安装甚至试运转。而地方供应业和 基础设施的存在则对个别造船厂所采取的完全外包形式造成了很大的影响。 在意大利，中小型造船厂很依赖他们自己为数不多的劳动力，这些劳动力集中在结构，机 械和管道系统等方面，而雇佣转包商完成交付和安装全套组装、内部设备、空气调节装置和模 拟系统。在芬兰，造船厂为苏联建造专门用途的船只，厂家需要对基础设施和供应商提供必须 的支持。英国、挪威、荷兰以及在某种程度上德国都受益于二十世纪八十年代到九十年代早期 北海的近海船只制造业的繁荣。 造船业的供应商和转包商在欧洲北部和中部发展较快，德国、挪威、荷兰、英国、芬兰以 及瑞典支配着全球的造船供应业。德国的供应商和转包商在全球业内最为出色，其发货单是国 内造船厂的两倍。欧洲的造船厂逐渐倒闭，减少生产量，但是供应业的增长速度却比造船厂产 量减少速度还快。在芬兰，二十世纪八十年代早期，造船业的工作人员为 18000多人，其中大 多数在造船厂，其数目比如今多多了。而目前在造船业的工作人员有 35000人，其中只有 6000 工作于造船厂。 外包并建造大型北海平台的初期阶段并不算太成功，最典型的问题是成本超出和工程拖 延。虽说可寻求到更廉价的供应商和劳动力，但其进步却微乎其微，这就导致了人们对工程管 理、工程协调以及工作流程作更进一步的分析。人们意识到他们还不能同时做到大量外包而又 降低成本。不同参与者之间的技术协调很难处理，而进程安排、安装管理和相互协调更是增加 了其复杂性。 在许多造船厂，设计和工程转包仍然按照每一个基本项目（钢铁、管道、机械、设备、电 力等等）进行实现，但是实际的安装阶段应该和工程同时进行。设计和工程协调已经成了新的 要求。 很明显，远东的造船集团需要紧随欧洲之后。由于受 1998 年韩国和远东的金融危机的影 响，韩国的公司将不得不受行业分支所限而分裂为更小的单位。这个过程一旦完成，业界将不 得不考虑实现造船厂和供应商之间的合并问题。而来自中国造船商对韩国和日本国内市场的压 力则会加快这个合并过程。很明显美国造船业在商业市场上经过几年的磕磕绊绊后将会继续致 力于海军用船。 因此，欧洲将会继续在其基础设施、供应和转包商业上保持优势，而其它地区则不然。这 将为欧洲在造船周期和近海用造船业方面提供一个巨大的缓冲。尽管造船厂经历了困难的几年， 但供应业将会继续保持商业、投资、研究开发以及相关综合大学的运转。在该领域，知识管理 系统、产品建模技术和系统的并行工程创造了进一步发展有效作业共享、减少交付周期和降低 成本的额外机会。 1.5 造船业的发展趋势 二十世纪九十年代造船业技术的发展比以往任何时候都要快。快速引进了新的原料、设备、 系统和布置。造船厂曾经促进了这个过程的发展，以后也将继续发挥其重要的作用。然而在造 船业的长途跋涉的过程中，供应商已经明显地起到了中枢作用。其主要表现在，他们首次和船 主一起引进了新技术。这个过程中，独立的顾问事务所也起到了重要的作用。在很多方面这是 6 ® 一种很正确的思想方法，比如，采用非传统的方法，通过结合新的技术和系统，开发更好更有 效率的整船配置。 目前某些类型的船只主要采用柴油发动机的燃气涡轮机器。二十世纪九十年代旅游客轮采 用吊舱内推进装置。现在的喷水发动机释放的能量是二十世纪八十年代后期能达到的10倍。许 多船只的服务和安全系统也取得了相似的进步。旅游客轮的自动控制和机械控制系统也从只采 用具有几百个警报点的简单系统发展到现在采用的具有超过10000个警报点的复杂的多级系 统。 虽然技术推动了发展，但是造船厂却把这种发展看作一种威胁而非挑战或机遇。这主要是 基于两个简单的事实：责任和统计。造船厂依靠统计估计成本，尤其是牵涉到生产和安装工时 方面。如果引进新的技术或系统，造船厂自然地就会估计到，必须额外花时间来学习新技术或 系统，这就需要更多的工时，即使新技术实际上减少了工时的需要。 然而，由于有连续三年的良好发展过程，造船厂已经有了在生产、工程和设计系统的新技 术上进行投资的自由。至少在详细工程设计阶段，三维建模技术完全可以设计完整的一艘轮船， 甚至是一艘旅游客轮，这已是不争的事实。合同和基础设计仍然主要以二维为主。然而，目前 一些正在进行中的项目，比如由欧盟投资的项目，就着重采用三维、虚拟现实设计工具和产品 建模方法。 在二十世纪八十年代早期的萧条时期，欧洲许多私有造船厂被政府机构所接管。而政府也 是通过造船厂 补助体制来避免高失业率以及抵制日本和韩国在造船业上的投资。如今，许多这 样的造船厂已按计划走向私有化，但是，任务非常艰巨，尤其是在不赢利的情况下。比如， Kvaerner厂是集造船业、石油和天然气业以及建筑业为一体的厂家，但是这个模式并不成功， Kvaerner厂已经打算出售其造船厂。 也许合并和兼并是市场上的大玩家的出路，象 Aker-Kvaerner, Northrop-Grumman, General-Dynamics, 以及 Bazan-AESA等，接管是另一种方式，比如欧洲海军用造船业的一例， HDW。Fincantieri厂已在今年实现私有化，西班牙的 IZAR也打算实行私有化，但是被推迟到 了 2004－2005年。 在供应商市场，自二十世纪七十年代后期也逐步开始走合并、接管和兼并的路子，而主要 的联合大企业都在二十世纪九十年代形成。ABB，Rolls Royce 以及Wartsila是这个潮流中的 代表，由于其集中在造船业特定的领域和系统发展，因而成为佼佼者。 供应商的合并是无庸置疑的，尤其是造船厂把力量集中在他们的核心业务，并且寻求更大 的合作伙伴时。然而，这也会使在设计和知识管理系统以及 IT技术上的巨额投资更加方便。 由于大多数造船厂正在寻求新的合同，未来的两三年的竞争将会很激烈。中国的造船业已 在日本和韩国的市场上分一杯羹，同时中国的中型造船厂在欧洲主要的领域，如滚装式船只、 产品和化学运输方面也已占领了相当的市场，这对欧洲的中小型造船厂不啻是严峻的考验。 尽管较小的航运公司传统上都不愿意走出他们的领地区进行新船建造，但是现在却不得不 为之。现在，一些欧洲中西部的造船厂正在失去他们在本地的市场，因此他们想通过与东欧的 造船厂等的合作来寻求突破。很明显，韩国和日本的造船厂则打算尽力争取液化天然气油轮和 近海用船只的市场，而在渡船订单上将会更加不遗余力。 7 ® 对一些欧洲的造船商，海军的订单可能是救命稻草，但是，其市场依赖于经济增长的形势。 在经济萧条时期，政府实际并不想大量增加军费支出，尽管市场正在经历一个小小的繁荣。 造船商之间的竞争主要集中在基本造船要素上，而不管市场和竞争，。特别是在直接销售 已经是不可能的情况下，技术转让已经成为合作的一个方面。中国的液化天然气运输项目是一 个典型的例子：两三个船主向国外有经验的建造商定购一艘船，要求在短时间内交付，其它的 船只则通过含在进口合同内的技术转让手续在国内建造。 在将来，造船市场将会由势均力敌的三方统治：船主，供应商和造船厂。船主的合并则会 产生更大型的公司，它可以安排资金管理、在新船订单中实现规模经济，并可促进产品生命周 期管理。而船主则利用供应商提供的最新技术进行新船的概念设计和配置。 供应商通过标准化、模块化以及作更广范围的功能供应商而非纯粹的设备供应商来寻求更 大的市场。由于服务和维护在市场中日益重要，供应商在产品的生命周期管理中将会发挥重要 的作用。 与此同时，造船厂则似乎对产品生命周期管理不起任何作用，或者对其不感兴趣。对造船 厂而言，产品的生命仅仅意味着从合同签订开始到担保期满为止。对于在这之后，他们并不感 兴趣，因为，造船厂并不涉足产品的长期服务和维护。 1.6 未来的机遇 对造船业而言，未来的机遇来自于许多不同的方面――在此仅列出几项，如：其它工业、 IT技术、安全需求以供应商业的不断扩大等。 现在航运和造船业正面临着标准化的问题。作为一个技术密集型产业，无论是在设备选择， 还是系统和布置方面，相当数量的新船或多或少还是一种原型。建造基于标准模型和部件的原 型船是挑战，也是机遇，在这方面，造船业可以向自动化工业学习经验。 然而，要走这一步还有一个主要的先决条件，造船厂必须了解，对自身详细需求的标准化 意味着要有附加的成本，而在全球市场的标准化则意味着机遇，尤其对供应商市场来说。单个 造船厂的标准化需求应该全部取消，标准化应该面向更大的市场。 规则修订可以帮助这一过程的的实现。导航桥就是一个很好的例子。目前，导航桥都需要 上千个设计工时和长时间的交付周期，而它们总是最后完成，这样就延迟了系统试行的启动时 间。导航桥的标准化布置，是由国际海事组织制定的一项安全措施，而同时对生产车间而言也 是一个机遇，能够在短期内交付和拥有即插即用的连接的标准化导航桥可以缩短安装时间，并 提前最终试行的启动时间。 无论是技术产品，还是过程协调，在很短交付时间内完成原型建造对工程管理和协调都具 有相当大的压力。在这个过程中，参与者的数量是很重要的，尤其是在点对点时，最典型的问 题是出现不协调的信息通讯。具有使用方便的产品模型的集中的知识管理将会排除较大的通讯 问题，并同时进行修改错误，这样就节省了时间。而通过发展造船厂与他们的设计、设备和系 统供应商之间的合作关系，就有可能在流畅的、集中的信息处理系统上进行投资。 2. 目前的造船过程 2.1 背景 8 ® 如今，世界上大多数的造船业都基于如下原则，比如，结构建造模块化，最大程度实现部 件全套组装，将全套组装模块化到单位，利用配件预先制造完成管道作业、管道运输和电缆盘、 管道包的预先装配，以及单位设备的全套组装，如船舱、冷冻室等。所有这些要求同时完成设 计、工程和安装。设计和调度的协调已经成为最难完成的中心任务。对全套组装而言，在如期 交付设备是至关重要的。而更重要的是在设计时应该及时得到信息，这就是说，是设计推动了 采购操作。因此，一些造船厂将依赖主要设计的采购作业转移到设计和工程办事处，而不是在 另外购买的办公场所完成采购作业。电子商务在此过程中将会发挥作用，而当产品模型和数据 库结合时，电子商务更会起到核心作用。 船只定级机构和权威认证的作用虽然比不上供应商和转包商，但也不容小觑。这在设计和 安装阶段是很重要的。在整个过程中，重要的和关键的信息转递依然是最大的障碍。在某个方 面或系统中参与的项目数量经常达到 6至 9个，有些是重叠的，而有些是连续的。在一艘长途 游轮的建造过程中，所涉及到的项目数目很容易就达到 300－400 个。因此，信息管理是至关 重要的。 2.2 造船过程 造船过程是各造船组织间的一个复杂的相互作用的过程，包括船主、合伙人、供应商、船 只定级机构和权威认证机构。大部分情况下船只是一次性产品，作为一个明确的项目进行处理。 这个过程是公认的，但是在不同的造船厂之间由于其船只类型的不同而稍微有所变化。 通常造船过程的描述与实际的建造事件发生的时间点相对照。其主要建造事件如下： －投资决议 －合同签订日期 －建造开始 －龙骨铺放 －船舶下水 －交付（船） 这些重要事件对筹措资金和支付报酬是很重要的，但是过程本身所包含的却远远更多和更 复杂。实际上，传统的步骤已失去其原有的意义，而更重要的是制定计划。所有的造船过程中 的步骤都可以在时间表中制定，每一步的开始时间和持续时间都可以相当精确地做一估计。造 船厂的任务就是根据可用的生产设备和资源来维持和调整整个时间表的进度控制。 如果我们着眼于建造过程，那么所有的参与机构和股东或多或少都会参与到整个过程中。 这样要交换的信息量自然也就随建造进程而变化，而造船厂却要与所有其他参与机构之间一直 保持交流。 在整个过程中起主要作用的参与者为： －船主 －造船厂 －船只定级机构 －政府权威机构 －顾问和工程办事处 －设备供应商 －转包商 9 ® －承包商 其中的关键是船主和造船厂。其他机构的作用则根据整个工程的不同阶段而变化，但是整 个工程的参与过程是标准化的。 这些股东所关心的利益是大不相同的。船主关心的是根据合同条款准时接受一艘高质量的 船只。权威机构和船只定级机构希望这些船只能满足所有相关的标准和规章。供应商和转包商 则在寻找满意的商业机会。这就导致了在很多时候出现了利益冲突和问题，而这些冲突和问题 都必须成功解决以维持建造过程的顺利进行。造船厂和它的管理层在组织处理这些事件的时候 起到了重要的作用。最终，造船厂负责在技术上和经济上以合理的方式建造出船只。 造船厂的管理层必须能访问到所需的信息来制定正确的决策。优秀的计划和一份有效的企 业资源管理系统应该提供给管理层所需的决策工具。这样一旦造船厂根据制定好的总体进度表 履行船只合同时，其管理层就几乎没有任何机会可以阻碍整个工程的顺利完成。因此，一份出 色的计划组织和计划手段甚至要比高管层重要得多。如果有良好的支持，甚至普通的管理人员 都可以成功地完成整个工程，但是，如果他们所需的信息是错误的，那么就算是高级管理人员 也会失败。一系列错误的决策经常使最初的出发点模糊不清，结果导致看不清最终目标。不幸 地是，当失去原始出发点后，就不得不制定一个新的修正的计划作为新的出发点。 通常，造船厂将新船建造过程以项目形式运作，也就是说设立一个由直线机构组成的整个 项目组织。项目经理和他的项目研究小组管理整个项目。项目经理经常向有相当决策力的常务 董事汇报情况。然而一个交叉型组织的实际情况是，生产线管理人员不必理会项目经理的特权， 尤其是当几个项目同时进行的时候。一般情况下，项目经理必须清楚了解船主和权威机构间的 所有信息交流，这样他才可以调节整个项目中的任何变化。 签订合同后，船主还具有监督作用。船主监控根据技术规范进行设计和建造的每一部分。 他们也会为供应商和承包商指定生产厂家清单。对客轮项目，船主一般会通过自己的建造厂对 其进行内部设计和装修，由造船厂提供验收原料，如图样拷贝和设备数据，以及安排整个生产 过程中的验收。 权威机构具有和船主类似的监督作用。他们检验设计和核实所有计划安装的部件，以检验 是否满足标准和规定。权威机构也检验设备供应商所供应的设备。然而，通常设备的鉴定已经 远远超出了造船厂的控制能力。因此，供应商必须通过必需的鉴定和认证才能交付产品。 大多数情况下，由供应商提供的产品和服务应直接向造船厂提供，无论供应商是设备供应 商、作业转包商、还是承包商，这意味着造船厂要承担全部责任。对于任何信息变化，造船厂 都必须协调，包括时间表、成本控制以及重量控制。然而，信息交流的线路会变长，这就造成 了某些信息块的丢失。 2.3 典型的造船过程 典型的造船过程可按时间顺序分如下几个独立的阶段： 1. 合同筹备期 2. 合同－建造开始 3. 建造开始－交付 4. 保修期 10 ® 如前所述，这些阶段与主要临界事件和相应的进度相对应，每一阶段都包括几个主要的活 动。 2.3.1 合同筹备期： 在合同筹备期间，造船厂必须根据船主的要求制定合同 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 ，提出合同价格和船只交付 日期。这需要项目研究开发小组、计算小组、计划小组和采购间的紧密合作，在产品高级性能 上的竞争是可能的，但也总是值得尝试的。然而，在对造船商的最终选择上，价格始终是唯一 一个最重要的因素。当然，造船商的记录也是很重要的。 在某种程度上来说，概念设计主要是由船主推动的，尽管造船厂也经常参与其中。现在， 很多船主主要是用他们自己的专家和外面的咨询公司来提供合同的主要部分，留给造船厂所要 处理的是合同的很少一部分。这样船主就容易得到更多可比较的方案。合同设计是相当重要的 文件，因为它在技术上和经济上都很明确地定义了造船工程。在这段时期制定的决议说明了主 要可变化的部分，这样以后的改变就很困难，并且要付出很大代价。 合同设计的后一阶段则是价格计算。在选择好指定的设备后必须很快地做出设备价格估 算。这需要采购部门的良好配合。采购小组努力在技术角度和商业角度处理主要的设备，这样 一旦船只合同签订，就立即使这些设备到位。然而，技术规范的质量和其他合同规定原料的质 量对这一过程有很大的影响。而定义规范的产品模型、数据库帮助以及电子商务加快了这个过 程的速度，提供了产生更可靠的数据的潜力。 这时，生产计划小组制定一份初步的建造策略，为项目开发小组提供必须的建造指导准则。 建造策略是工时估计的基础和一份初步的生产进度表。计划小组的作用非常关键，他们决定了 可能的交付时间和工时估计。 在合同设计阶段，权威机构就参与进来，对所需的标准进行专门解释。通常，船只定级机 构在项目的初期，在一些特殊的领域和问题上也会参与进来，尤其是涉及到有选择的设计时。 船只定级机构具有双重作用，在很多时候他们也充当了权威机构。 虽然各个造船厂的实际情况不同，但是一般由项目工程师和销售经理负责保证合同中的材 料选择和计算的正确性，成本估算总是做到尽可能精确。这些信息要向销售经理和常务董事汇 报，以便他们负责设定实际的合同价格。 在合同筹备期能起到作用的小组和个人为： - 船主和他的代表，如顾问 - 常务董事 - 销售经理 - 项目工程师 - 计划编制小组 - 计算小组 - 材料主管 - 调度小组 - 资金主管 文件的数量并不太多（商业项目）： - 合同公文 - 生产计划文件 - 计算文档 - 初步进度表和建造策略 - 与船主的函件 - 与船只定级机构和权威机构的函件 - 有限的设备数据和与供应商的函件 - 合同文件 11 ® 在海军项目中，一般在合同签订时还包括一项完整的基本设计。 2.3.2 合同－建造开始阶段 合同签订后，船只的规格和价格也就相应地确定下来，在很大程度上，交付时间也就确定 了。但是，合同的签订总是推迟，这就影响了重要的设计和生产的时间。对造船厂来说，没有 合同就开始主要的作业，尤其是采购是很危险的。因此，在计划签订合同后就立即开始计划的 所有作业，并且预先准备好所有必需的资源，这些步骤是很重要的。 此时基础工程和采购就会完全交替转换进行，这样的目的是为权威机构和船主的批准以及 为详细（生产文档）工程准备文档。时间总是很紧迫，项目的成功很大程度上依赖于造船厂对 船主、造船工程师、船只定级机构、权威机构以及供应商的协调和驾驭能力，做出快速、即时 的决策，以满足进度表的要求。 但是，通常这些股东却没有多大的合作意向。他们总是认为生产进度表是由造船厂负责的， 而不是他们。他们总是不能理解和适应造船厂在是否决定购买设备时的压力，而这些设备不可 能在一两年内就能安装好。然而，他们却忘了现在所作的设计需要了解这些设备的数据知识。 基础工程需要在合同中指定设备和系统的准确信息。技术人员向采购小组提供技术数据， 并负责尽可能高效地购买设备。但是有时候他们却太专注于价格，却忘了生产进度。采购进程 规划自然地受生产进度制约，但是，在很多情况下，关键步骤还是由对设计信息的需求决定。 船只成本的80%由基本设计阶段决定，由于这个原因，基本设计和采购部门应该目标一致，精 诚团结。 船主、船只定级机构和权威机构检验和批准基础 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 、计算和布置。对造船厂来说， 批准时间在某种程度上是不能预料的，对项目来说也是未知的。对客轮项目来说，批准过程更 加复杂，因为船主的造船技师起到很大的作用，在整个过程中他们也许会做很大的修正。完善 的项目管理工具、良好的项目组织以及对信息快速改变的迅速应对能力能减少风险的发生。 建造启动阶段后就是详细工程启动阶段。通过估计必需的交付周期和设计时间，就可以决 定详图设计的开始日期。在理想情况下，基础工程会在详细工程启动之前完成，但是这几乎是 不可能的，一般这几个设计周期总有时间重叠。对基础工程进行认真的规划可有助于控制这个 问题。不同原则之间的协调也是很关键的：可以肯定，没有必须的管道系统和设备的数据，结 构设计阶段就不可能进行得太快。 计划是为详细建造策略和总体规划而准备的。建造策略对详细工程而言是绝对需要的，因 为大多数设计方案是基于每一个特定元素如何建造和安装的信息的。建造策略和总体规划一起， 为主要设备设定所需数据信息。这些信息对采购部门制定交付时间是必需的。 设计进度表是根据总体规划和工程图纸目录制定的。生产进度表是“圣经”，设计文档必 须在生产过程开始之前准备好。 根据总体规划进行计划工作，制定出细化的生产进度表，这对正确地管理资源，包括承包 商的交付、转包以及造船厂自己的资源管理而言都是必需的。（供应商和转包商的跟踪系统也 很关键，因为这些系统一般不直接和造船厂的系统相联系。）造船厂所用的进度表也将随之被 修正。造船厂将分配工时，并在系统流程的生产作业中进行预算。 - 在这个阶段起作用的小组和个人为： - 项目主管 - 工程主管 - 基础设计项目主管 - 基础设计小组 - 详细设计项目主管 - 详细设计训练主管 12 ® - 详细设计小组 - 生产制造主管 - 计划制定主管 - 计划小组 - 采购小组 - 船主（设计检验小组） - 船只定级机构 - 政府权威机构 - 设计师 - 转包商和供应商协调人 2.3.3 制造开始－交付 在整个造船过程中生产的初始阶段是很重要的一步。在此之后，费用就会急剧增加，对造 船技术或进度表做附加的变动将变得相当的困难。 详细工程会与生产一起持续很长一段时间，尤其是在电气设计方面更加体现了这一点，甚 至到交船时间也还在进行电气设计。实际上设备的每一部件和其附带系统都有电子元件，而且 这些组件的数据通常很晚才会得到。 详细设计的目的是为效地制造和安装提供足够的文档，随工程图纸附上的材料和零件目录 同样重要。正常情况下，这些都是由设计小组在造船厂的材料管理系统中直接建立的，同时还 建立时间表，以保证在生产中在正确的地方使用应该使用的材料。在计划期间，计划者从仓库 支付材料，并将之派送到相应的工作场地。如果没有所需的材料或者送到的时间不对，那么有 问题的步骤就必须重新修改，这样会给其它的关键途径造成延迟。在转包商参与的范围，时间 非常重要。 完成生产过程主要需要三个要素：资源，材料和生产设备。维持这个平衡需要全体设计人 员，计划小组和材料部门的共同努力。 生产过程的开始是钢制零件制造和部件制造。钢制零件的生产是一个明确的过程，并且相 对容易操作和控制。如果按照工时和材料费用进行计算，甚至在一艘结构复杂的船只，如客轮 中，钢制零件的总量也并不太多，但是，钢制零件和整个船体是所有组装作业的基础，对项目 而言，在钢制零件生产过程中的任何一点失败都可能会引起大量的问题。 在不同的部件和大型部件的装配阶段，全套组装作业起始于管道系统、钢制零件组装、装 置、电缆、绝缘等的安装。要达到的目标是在最大化部件数量的同时，得到最早的组装件。一 般在这个阶段转包商都会参与进来。 有效的变更管理在生产过程中是关键要素之一。生产文档的变更可能由很多的原因引起， 其中包括： - 船主的需求 - 造船工程师的变更 - 来自船只定级机构和权威机构的要求 - 发生了改变或者延迟到达的设备数据 - 设计中的错误 - 设计延迟 - 设备交付延迟 13 ® 如果设计期限很短，并且和生产阶段有时间上的重叠，那么由于变更的增多而产生重大影 响的危险增多，并且变更管理的作用也加大。设计和生产运转的快速和交流的流畅是至关重要 的。如果造船厂能减少所需的生产交付周期，那就会有更多的处理变化的机会。 计划部门一般负责为每个项目建立跟踪系统。跟踪基于估算时间、使用时间和工作进展的 评估。跟踪的准确度很大程度上取决于对工作过程的评估。评估一般由经验丰富的工长或者生 产工程师完成。由于缺乏合适的评估手段，因此，评估经常多少带有主观性。最坏的情况是， 工作过程是通过比较使用时间和估算时间来评估。尽管这个过程在技术上很简单，但是却有可 能出现很大的误导。 跟踪报告是唯一最重要的媒介，通过跟踪报告可使造船厂管理层了解到在一个项目中所发 生的事情，以及应该做什么来克服潜在的问题。 进展报告和消耗的工时自然可计入财务部门的 成本计算中。 单个系统和船只本身的试行以计划部门预定的测试计划为基础。由于生产进步可以阻碍系 统各组件部分的有效检查（如船舱或护墙板后的管道系统），因此具体系统的开始出售时间很 早。在实际投入运行时，必需要有确定的文件资料，包括设备出现问题时的相关操作和维护手 册。通常，由设计部门准备必需的测试草案。这些草案包含实际测试程序，包括压力值的测试， 每分钟转数测定等，以及需要根据规格说明书测量和检查的值。 试行小组负责组织试验并安排所有在测试期间需要参与的部门。 2.3.4 保修期 保修期从船只交付时算起，一般为期12个月。在这个期间，船只的每个与系统规范不符的 地方都被记录下来，并向造船厂汇报。如果出现的问题需要马上解决，造船厂会负责安排其适 当的随船维修小组进行维护。 在此阶段中出现的有些问题可以等到保修期的最后，船只被送到造船厂进行保修时。到目 前为止，这种方式对几方而言都是最经济和方便的解决方式。 通常造船厂会指定一个保修工程师来充当船主和设备供应商之间的联络人。保修工程师必 须有一个非常全面的系统信息数据库，包括所有的操作和维护手册，并有权使用设计文档。 为确保能及时地得到设备供应商的反馈，直到保修期后期，一些确定的设备价格才会公开。 考虑到一些设备在交付前的安装时间也许会超过一年，采购小组必须保证设备的保修期可持续 到船只安装后的第一年全年。 保修对船主来说具有特别的意义。他一般会直接和供应商协商，以便得到额外的保修和备 用的零件，而没有造船厂的参与。对供应商而言，这对扩大他们的服务范围和维护业务来说则 是一个机会。 14 ® 典型造船过程示例 15 ® 16 ® 2.3.5 造船厂之间的不同之处 各个造船厂其基本的造船过程是没有多少区别的。在小型造船厂，有可能会发现它的造船 流程和一个具有其100倍工人总数的大型造船厂的造船流程完全一样。 I 如果不同的造船厂的主要进程安排可以比较的话，那么要在他们之间进行区分是很困难 的，因为他们的进程表中的步骤都是很相似的。在一个造船过程中的作业都必须按照确定的顺 序，并且要占用预期的一些时间，但是这并不总是牵涉到尺寸或是重量。比如，部件的全套组 装要花两周时间，而这与部件的尺寸并无关系。受限的因素是工作空间（一些人可以有足够空 间对一个部件进行装配），并且安装作业必须要按规定的顺序完成。 尽管造船过程相似，但是在实际中的实现是非常不同的。自动化的水平大不相同，并且转 包合同的工作量也非常不同，在仪表板生产线阶段和在部件阶段的全套组装水平也有很大的不 同，一些造船厂早在仪表板生产线阶段就完成了85-90%的全套组装。这导致在管理过程上有很 大的不同。 要完成的工作量和转包量越大，项目管理和技术协调任务的要求就会越多。因此，需要有 完善的工具。 2.4 初期项目设计 初期项目设计指从最初的概念设计到合同签订的阶段。这个阶段一般为期3-12个月，很大 程度上取决于设计的类型和市场形势。 这个阶段包括定义符合实际的主要特征、载货能力、性能和规格，以及充分的设计信息量 以计算船只的成本、潜在收益和项目可行性。 2.4.1 参与者 在旅游客轮、ro-pax和专用船只项目中，一般是由船主自己或其顾问完成对其技术上的初 步思想和规范的说明。造船厂则关注出价部分，很多时候也会根据所有者的技术需求来帮助开 发初始设计。 在这个阶段最重要的决策者是船主的造船主管，他领导船主的设计小组。一般在这个小组 中发挥重要作用的人包括一位资深轮机工程师或造船工程师、销售管理人员、有时候也许会有 一个船长。船主的资金主管负责决定投资经济方针，这当然非常重要。 在这个阶段最重要的设计者是项目工程师，他可能是某个顾问，也可能来自于造船厂，他 管理在初始设计阶段的设计工作，设计的质量很大程度上取决于他的眼光、经验和水平。 权威机构和船只定级机构一般不参与这个阶段，除非设计特征太过新颖，超出了他们制订 的标准。 2.4.2 初始设计的范围和时间预测 一般包含下列材料： - 规范说明 17 ® - 规格定义 - 总体装置布置 - 主作业流，仿真 - 机械布置 - 结构原理(船身中部部分) - 轻载计算 - 船体形状 - 油箱布置 - 完整稳性和破损稳性 - 动力计算 - 电气和热平衡 - 建造设计 - 3D 模型 - 其他（如果还有）一些特殊项目 为合同的预算时间从一艘简单船只的500小时到一艘复杂的旅游客轮的10000小时不等，其 中包括了对超出上述所列的其他很多特殊的研究所作的预算时间。 当在开发一个新的船只原型时，很明确，尤其要采用一个称为等价设计的方法。等价设计 并非基于现在的规则，而是基于安全和模拟研究的结果。 2,4,3 设计工具 最重要的设计工具是多用途的二维 CAD程序，最常用的是 AutoCad软件。总体布置、机 械布置以及船体中间部分都是利用这种工具进行绘图设计。船体形状，液体舱布置和稳定性计 算则是用一种专门的造船学程序，设计客轮时最常用的是 NAPA系统。 其他部分的设计则运用标准办公工具比如 MS Office. 外部、内部和货物空间的三维模型的使用将会越来越多，不久之后就会代替二维工具。基 于仿真和安全性的设计也将出现。很明显，将来会广泛地利用参数化的三维模型和良好的产品 模型进行设计。 2.5 基础工程 基础工程是当船只处于功能级定义时的设计阶段。在这个阶段最重要的任务是： - 对所有规程的基本设计 - 审批（来自于船主，权威机构和船只定级机构） - 详细说明所需材料 - 采购和详细协调设计进度表 2.5.1 参与当事方 基础工程一般都是由造船厂完全控制。有些造船厂试图完全靠他们自己完成基础工程，而 有些造船厂则利用转包。然而对后者来说，所有单个规程的管理还是由造船厂所掌握。造船厂 一般将基础工程作业分散到不同的各个设计部门。这些部门通常有下面这些： 理论（造船工程师），船体（构造），内部，装配，HVAC，机械，电气和自动控制。 18 ® 在所有部门中，一般都会任命一位规程主管。规程主管负责在他所设计领域内的所有活动， 并将之向负责总体设计的项目主管汇报。 一般设计事务所向造船厂出售其设计能力。在特殊情况下设计事务所也可向造船厂提供完 全承包设计，包括基础工程和详细工程。 在这个阶段审批部门是最重要的。至关重要的是他们遵循审批进度，互相协商并认真考虑 船只的规范说明书和造船合同。 2.5.2 更改控制 基础工程阶段只维持几个月时间，当然，这取决于所造船只的类型。在这么短的时间内， 会出现大量相关联的信息。因此，由于各个部分相互依赖，设计组织部门处理这些更改的能力 就相当重要。在适当的时候将信息发送给适当的人员是成功的关键，同时体现了高效审核修改 的能力。最糟糕的是，同一船只被描述为 9个不同的模型，而这 9个模型中没有哪一个可被很 好地协调。因此，知识管理系统是很重要的。 2.5.3 设计与采购的交互作用 大部分在基本设计阶段需要输入的信息依赖于实际选择的设备。与采购之间相协调的设计 工作是很关键的，否则就不能与生产进度表相符合。 一般来说，造船厂根据设备的重要程度将它们分到不同的组。人们最关注的是最重要的设 备（可影响主要成本，并在进度表中最重要的，大概有 40到 80个）。要明白，那些投资数百 万美金的相当重要的设备从订购到交付差不多需要一年时间，这样就使得造船厂在合同职责上 不能很灵活地处理。 相比之下，便宜设备的采购就很容易，但是却占了设备订购数量的 80%左右，这些可以由 设计师决定或者由基本年度协议而定。 2.6 计划和协调 计划和协调过程是造船过程中最重要的工作之一。在一个造船项目中计划失败可导致很严 重的后果。可能的冒险因素有： - 生产时间的误算 - 设计时间的误算 - 承包和转包预留不足 - 不正确的进程安排 - 负载量估算错误 - 设备使用估算错误 工时误算是制定计划中最具破坏力的错误。误算可导致其中任意一个或所有其它问题的出 现。过少估算工时会使船只的价格太低，引起资源估计不足从而使进度安排过度紧张。另一方 面，过高估算又可能会使造船厂失去合同。甚至就算是拿到了合同，也会出现散漫的进度安排、 浪费工时的情况。 19 ® 一个项目的协调完全基于建造策略和按计划制定的生产进度表的不同水平。生产进度表和 建造策略一样，给造船厂提供了明确的指令，哪些生产活动是造船厂根据其自身的资源所承担 的，哪些必须将之转包。跟踪系统根据这个划分建立，并按生产进度表进行项目管理。在少数 情况下，转包商可能被迫直接参与造船厂跟踪系统的建立，这是到目前为止最有效率的方法。 但是，这与惯例相抵触，一般情况下跟踪系统是通过转包商提供的例行报告进行协调的， 这个报告以一个适合于造船厂的指定模式给出。这可能存在一个问题，因为大多数地方转包商 是中小型企业，他们对生产进度表，跟踪和报告系统并不熟悉。 生产计划可以划分成如下几个阶段： - 投标阶段 - 订立合同阶段 - 设计阶段 - 生产阶段 - 结束阶段 下面，从计划的角度描述不同的阶段，包括下列作业： 投标阶段 投标阶段是实际签订造船合同前的一段时期，包括投标准备以及进行技术和商业上的协 商，目的是得到造船合同。在这个时期计划部门会参与很多，负责估计生产工时、生产工期以 及可能的交付期。这个估算工作的出发点是基于造船厂的生产能力、现有生产工作量和可用设 备的情况。 生产时间和交付时间的评估需要已有一个大体的建造程序，包括一份进度图和初步总体计 划。在总体计划中的生产时间和估算的生产时间取决于造船厂的统计数据库。通常都需要经验 丰富的计划者的判断来修正现有的数据，以适应有问题的项目。