一种用于船舶舾装总装建造的托盘管理系统和方法与流程

本发明属于船舶建造，具体涉及一种用于船舶舾装总装建造的托盘管理系统和方法。

背景技术：

1、船舶舾装总装是船舶建造的核心环节，需将管系、电缆、设备、支架等数千种舾装件按区域、系统集成至“托盘”单元，再通过托盘配送至现场完成装配。传统托盘管理模式存在以下关键问题：

2、1.信息断层严重：设计阶段的bom（物料清单）数据与采购需求、生产计划脱节，需人工二次转化，易出现数据偏差，导致采购缺件或错购。

3、2.采购协同低效：供应商进度缺乏实时监控，物料到货时间与托盘装配计划不匹配，导致现场停工待料或库存积压。

4、3.生产调度盲目：托盘配送未结合工位负荷与装配顺序，常出现“工位等托盘”或“托盘等工位”的拥堵现象，总装周期延长。

5、4.追溯能力缺失：托盘装配过程中出现质量问题时，无法快速定位问题物料的供应商、生产批次及安装环节，返工成本高。

6、5.数据复用性差：不同船舶项目的托盘管理经验未形成标准化数据库，新项目需重复设计流程，研发周期长。

7、例如，某船厂在散货船舾装总装过程中，因设计bom中遗漏3种支架规格，采购部门按错误清单采购，导致托盘配送至机舱工位后无法装配，需重新采购，延误工期12天；同时，因缺乏供应商进度预警，2批电缆托盘到货时间滞后计划8天，导致2个装配班组停工待料，直接经济损失超50万元。

8、现有技术中，船舶舾装托盘管理方法要么仅聚焦托盘物料的分类存储，未涉及采购与生产的协同；要么仅解决配送路径优化，未覆盖设计数据标准化与全流程追溯。因此，亟需一种能实现“设计-采购-生产-装配”的全环节打通的托盘管理方案，以满足船舶建造高效化、精准化需求。

技术实现思路

1、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、一种用于船舶舾装总装建造的托盘管理系统，包括：数据采集与标准化模块，用于对接船舶设计软件自动提取舾装bom数据，归集属于同一托盘的所有物料并为所述托盘生成托盘编码，校验并补全物料数据，构建标准化托盘数据集并分发至下游模块；采购协同管理模块，用于基于所述托盘编码自动生成采购订单、筛选供应商，实时监控生产进度并在滞后时自动预警，并在物料验收后触发入库或退换货流程；生产调度管理模块，用于搭建工位产能模型、规划托盘装配优先级，依据工位的负荷动态分配所述托盘并下发仓储配送指令；现场装配管理模块，用于在所述托盘送达所述工位后，为装配人员提供数字化装配指导，实时记录施工进度与质量问题；追溯与优化模块，用于归集所述托盘的全生命周期数据，提供多维度查询以定位质量问题，定期统计分析历史数据并输出优化建议，自动更新所述数据采集与标准化模块、所述采购协同管理模块、所述生产调度管理模块和所述现场装配管理模块内的模型。

3、在一些实施方式中，所述数据采集与标准化模块配置18位结构化托盘编码规则，编码结构为船舶编号-舾装区域代码-托盘类型代码-物料类别代码-批次号，其中，船舶编号标识具体建造船舶，舾装区域代码标识托盘所属区域，托盘类型代码标识托盘工艺类别，物料类别代码标识托盘内主要物料，批次号标识托盘生产批次；所述数据采集与标准化模块内置数据校验引擎，对提取的原始所述bom数据进行完整性自动校验，识别出缺失信息，并自动关联船舶行业标准舾装物料数据库完成信息补全。

4、在一些实施方式中，所述采购协同管理模块包括：供应商管理单元、供应商生产进度实时监控单元和到货验收管理单元，其中，所述供应商管理单元建立供应商数据库，搭载供应商评价模型，对所述供应商进行加权评分与排行，其权重设定为：物料质量水平占30%、交付周期履行率占25%、采购价格占25%、售后服务占20%；所述供应商生产进度实时监控单元通过甘特图展示所述供应商的生产节点，并在所述生产节点滞后时自动触发预警；所述到货验收管理单元用于自动调取对应的所述采购订单与质量验收标准，现场逐项核对物料数量、规格型号、外观质量及出厂质检报告并录入验收结果；根据所述验收结果将所述物料入库或启动退换货流程。

5、在一些实施方式中，所述生产调度管理模块包括工位能力建模单元、装配顺序规划单元、托盘动态调度分配单元和配送路径优化单元，其中，所述工位能力建模单元采集各个所述工位的历史作业数据并建立所述工位能力模型，确定各个所述工位的日最大装配能力值，并自动生成实时工位负荷报表；

6、所述装配顺序规划单元内置拓扑排序算法，用于根据船舶建造工艺规范与所述托盘的安装依赖关系生成装配优先级序列；所述托盘动态调度分配单元实时计算各个所述工位的当前负荷率，差异化自动分配、分流所述托盘并调整装配顺序；所述配送路径优化单元内置厂区电子地图，集成dijkstra最短路径算法，所述dijkstra最短路径算法结合实时路况生成最优配送路线，并实时追踪配送车辆位置，确保配送时间控制在30分钟以内。

7、在一些实施方式中，所述的差异化自动分配、分流所述托盘并调整装配顺序的具体步骤包括：当所述负荷率低于70%时，按装配优先级自动分配待装配的所述托盘并生成配送指令；当所述负荷率高于90%时，将后续所述托盘转配至备用工位或调整所述装配顺序。

8、在一些实施方式中，所述现场装配管理模块包括托盘现场装配与质量管控单元、装配过程数据实时录入单元和工序验收闭环管理单元，其中，所述托盘现场装配与质量管控单元配备所述托盘的装配指导书，所述装配人员通过移动终端扫描所述托盘编码加载当前所述托盘的所述装配指导书，所述装配指导书包含3d装配图纸、物料安装顺序、力矩要求及注意事项；所述托盘现场装配与质量管控单元还具备ar增强现实功能，将虚拟装配步骤叠加至实际工位视野中以辅助精准作业；所述装配人员按工序节点逐一确认并向装配过程数据实时录入单元内录入装配进度，对关键工序上传现场照片或视频作为过程证据，并在发现质量问题时即时提交包含问题描述、具体位置及影像资料的质量异常单，装配过程数据实时录入单元自动推送至质量部门介入处置；在单道工序完工后，所述质检人员通过所述移动终端调取验收标准并现场向所述工序验收闭环管理单元录入检验结果，检验合格则自动允许所述托盘流转至下一道工序，检验不合格则自动生成明确返工内容与整改期限的返工指令并跟踪整改进度直至闭环，全部工序验收合格后生成具备电子签名的托盘装配验收单。在一些实施方式中，所述追溯与优化模块包括全流程追溯数据储存单元、溯源查询单元和周期性数据优化单元，其中，全流程追溯数据储存单元建立托盘追溯数据库，归集并存储所述托盘全生命周期的流程数据，所述流程数据涵盖设计阶段的原始所述bom数据、设计负责人及图纸版本号，采购阶段的供应商信息、所述采购订单及到货验收记录，调度生产阶段的调度分配记录、配送路径及工位装配记录，以及装配施工阶段的工序进度、质量检验记录及异常处理结果；所述溯源查询单元配置检索模型，用于通过托盘编码、船舶编号、物料型号或供应商名称进行精准或模糊查询，一键调取所述托盘从设计至装配的完整档案，并通过物料型号快速定位所有使用所述物料的所述托盘及对应的所述工位；所述周期性数据优化单元用于定期自动统计所述托盘的历史管理数据，生成涵盖效率指标和质量指标的可视化优化分析报告，并基于分析结果自动输出优化建议，所述效率指标包括各项目托盘装配周期、工位负荷率及配送准时率，所述质量指标包括缺件率、错件率、返工率及供应商质量合格率；同时，所述周期性数据优化单元将全部优化结果自动同步更新至所述数据采集与标准化模块、所述采购协同管理模块、所述生产调度管理模块和所述现场装配管理模块内的模型。

9、在一些实施方式中，所述托盘全生命周期的流程数据涵盖以下阶段及相对应的存储数据项：设计阶段：所述原始bom数据、设计负责人、图纸版本号；采购阶段：供应商信息、采购订单、到货验收记录；调度生产阶段：调度分配记录、配送路径、工位装配记录；装配施工阶段：工序进度、质量检验记录、异常处理结果。

10、在一些实施方式中，所述数据采集与标准化模块的配套硬件包括：工业级服务器，规格为：intel xeon gold 6338 cpu、64gb运行内存、2tb ssd高速存储；接口适配卡，支持与tribon、cadds5、autocad中任意一项或多项的所述船舶设计软件对接；和/或，所述采购协同管理模块的配套硬件包括：采购专员办公工作站、供应商web访问终端及移动端验收设备；和/或，所述生产调度管理模块的配套硬件包括：调度中心55英寸拼接大屏、仓储管理终端及配送车辆gps定位设备；和/或，所述现场装配管理模块的配套硬件包括：质检专用终端、高清现场拍摄摄像头，以及支持4g/5g、扫码识别、ar功能的android 12工业级移动终端；和/或，所述追溯与优化模块的配套硬件包括：raid 5冗余架构数据存储服务器和数据分析办公终端。

11、本发明还提供了一种用于船舶舾装总装建造的托盘管理方法，使用权利要求上述的用于船舶舾装总装建造的托盘管理系统，包括以下步骤：所述数据采集与标准化模块对接所述船舶设计软件自动提取所述舾装区域bom数据，按编码规则生成所述托盘编码，自动校验、补全数据；所述采购协同管理模块所述托盘编码分组自动生成所述采购订单，通过供应商评价模型筛选出所述供应商，实时监控所述供应商的生产进度并设置预警阈值，到货后通过移动端扫码对照采购标准完成数字化验收；生产调度管理模块采集所述工位历史数据建立工位能力模型，确定各个所述工位的日最大装配量，采用拓扑排序算法生成装配优先级，实时计算工位负荷并动态分配所述托盘，并结合厂区路况采用dijkstra算法计算出优化配送路径；装配人员通过移动端获取当前所述托盘的装配指导书，按工序录入进度并上传关键工序影像，质量异常时提交异常单并触发返工流程，所有工序验收合格后生成电子验收单；追溯与优化模块建立托盘追溯数据库，并提供多维度查询快速定位质量问题，定期统计分析历史托盘管理数据并输出优化建议，并反向更新所述数据采集与标准化模块、所述采购协同管理模块、所述生产调度管理模块和所述现场装配管理模块内的模型。

12、与现有技术相比，本发明所提供的用于船舶舾装总装建造的托盘管理系统和方法具有以下有益效果：

13、1、本发明提供的托盘管理系统数据标准化程度高，源头误差可控：通过对接船舶三维设计软件自动提取舾装bom数据，依托自动化校验补全机制与统一18位托盘编码体系，实现设计数据标准化、唯一化流转，数据完整性可达99%以上，彻底规避传统人工整理、转录带来的数据偏差，从业务源头保障舾装建造数据准确统一。

14、2、本发明提供的托盘管理系统具备智能化采购管理、闭环化采购流程：该系统依托量化评价模型智能筛选优质供应商，可视化监控交付进度并实现延期预警，结合移动端扫码完成数字化验收，联动erp系统实现订单、库存、财务数据互通，有效解决传统采购选商主观化、进度不可控、验收留痕不足的问题。物料到货准时率从75%提升至95%以上，避免停工待料。

15、3、本发明提供的托盘管理系统动态均衡生产调度、配送高效精准：通过构建工位产能模型，结合拓扑排序算法规划科学装配顺序，依据工位实时负荷动态分配托盘任务（低负荷自动派送、高负荷转配至备用工位），同时依托dijkstra算法优化厂区配送路径，搭配gps定位实现物料30分钟内工位送达，有效解决工位待料、物料堆积、施工拥堵等痛点，稳定车间生产节拍。托盘装配周期缩短15%~25%，船舶舾装总装整体工期缩短10%~18%。

16、4、本发明提供的托盘管理系统配置ar可视化装配指导、工序实时留痕、质量异常闭环处置及电子验收机制，降低人工装配失误，规范施工流程，实现全工序质量可控、可查、可追溯，大幅降低装配返工率，且移动端与ar技术的应用降低了对装配人员的技能要求，新员工上手时间从1个月缩短至2周，缺件错件率从传统的8%~12%降低至3%以下，返工成本降低40%~60%。

17、5、发明提供的托盘管理可溯源托盘全流程数据，具备自主迭代优化能力：该系统集设计、采购、调度、装配全生命周期数据，支持多维度快速溯源（问题定位时间从48小时缩短至1小时），可实现批量质量问题快速定位与召回；同时通过周期性数据分析反向迭代各模块模型，形成正向生产执行、反向数据优化的双闭环机制，持续提升舾装建造管理精细化水平。

18、6、发明提供的托盘管理中各模块的协同能力强：采购与供应商实时协同，物料到货准时率从75%提升至95%以上，避免停工待料；跨部门数据共享（设计-采购-生产）减少沟通成本30%~50%。

19、7、本发明提供的托盘管理建立托盘管理数据库，后续项目可直接调复用至同类型船舶项目，新项目托盘设计周期缩短20%~30%；通过持续优化分析，不断提升管理精度。