以内部网络实现船厂工作流程管理系统之研究

以内部网络实现船厂工作流程管理系统之研究

 张庆堂  邵挥洲

论文摘要
　　
船厂工作流程的执行，是船舶建造的基本活动，而船厂工作流程中隐含着两个重要的元素，数据的取得与进度的掌控。数据的取得关系着流程顺利与否；进度的掌控关系着船厂的竞争力，如何让船舶建造的每个程序都能如期的按照进度进行，一直都是船厂努力的目标，而程序与程序之间往往互相关联，且关联的程度亦相当复杂，有些程序往往需要多个程序的前置作业，因此程序与程序之间信息的透明化显得相当重要，而程序与程序间的信息是一直动态在改变的，因此如何让工程师能够迅速且正确无误的获得程序间的动态信息，亦是船厂急待解决的问题。由于Internet相关技术的成熟，基于Internet公开和标准的架构、建构的低成本、全球网网相连的特点下，利用数据格式统一、跨平台、接口亲和力高、数据内容多媒体化的全球信息网(World Wide Web)技术，本文尝试发展一个有效提升群组合作效率、跨越作业平台使用、且突破局域网络限制、供船厂内部Intranet使用的工作流程管理系统，来管控船厂中工作流程的进行，一方面将大幅提高船厂内部工作流程效率，一方面使得船厂和外部公司企业进行信息流通的方式更加迅速和经济。

与中小企业之关联性
　　
目前国内中小企业正积极致力于设计计算机化与办公室自动化的工作，而整个自动化的过程中，数据管理、设计规划、沟通协调将是非常重要的工作。而目前国内中小企业规模逐渐扩大，不同单位往往相隔两地，因此多人共同进行或分工合作的工作模式已逐渐形成，如何将不同单位之讯息交流，以最快速度完成，以及将不同单位所产出之大量工程数据作有效的管理将是中小企业着重的目标。

壹、研究动机

船舶是依据船东的需求而设计建造的，是一种典型少量多样的产品。这一类的作业型态，生产信息变动频繁，需要及时传送各种讯息到设计、生产与管理部门，非常需要以计算机来协助作业。由于近年来计算机的快速进步，各个造船厂从船舶基本设计到整个生产制造过程，已经大量的应用计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术来协助，其中在计算机辅助设计方面以船体性能计算如静水性能、稳度、纵强度、油水舱容积、重量、重心等的计算应用最为普遍；在船体的生产制造方面则以船壳的整顺、放样以至于船体内构件的设绘、加工应用最广。虽然应用计算机辅助设计与制造技术可以提升船体制造的品质以及增进效率，但是如何将如此多的设计与加工信息适切的和整个船厂的工作流程整合在一起，并协助船厂的管理工作，却成为新而必要探讨的课题。

由于船厂工作流程的执行，是船舶建造的基本活动，因此如果船厂希望整个船舶建造流程顺利，就必须有效率地执行和管理其工作流程。但是在传统中小型船厂中，工作流程的运作主要透过纸张文件来作信息的传递，而且在工作流程执行过程中所涉及数据、流程、人员、政策等范围的广泛和资源的分散性，常常浪费许多不必要的时间与成本在没有生产性的沟通、等待、和寻找数据等工作上。因此为了改善传统工作流程执行方式的缺点，如何发展一个有效提升群组合作效率、跨越作业平台使用、且突破局域网络限制的工作流程管理系统，是值得研究的课题。
而今由于因特网(Internet)相关技术的成熟，正符合这样的需求，相信基于因特网公开和标准的架构、建构的低成本，全球网网相连的特点下，利用数据格式统一、跨平台、接口亲和力高、数据内容多媒体化的全球信息网(Wor1d Wide Web)技术，在供船厂内部使用的企业内部网络(Intranet)上建立一个工作流程管理系统，来管控船厂中工作流程的进行，一方面将大幅提升船厂内部工作流程效率,提高流程管控力、增加工作品质，一方面使得船厂和外部公司企业进行信息流通的方式更加迅速经济。

贰、研究目的

目前国内中小型造船厂正积极致力于设计计算机化与生产自动化的工作，而整个自动化的过程中，数据管理、设计规划、沟通协调、将是非常重要的工作。而目前国内中小型船厂规模逐渐扩大，设计单位以及施工单位往往相隔两地，对于设计图之修改及讨论，往往大部分时间耗费于交通之不便，因此多人共同进行或分工合作的工作模式已逐渐形成，如何将设计单位与施工单位之讯息交流，以最快速度完成，以及在船舶设计制造生产过程中所产出之大量工程数据作有效的管理将是船厂着重的目标。

因此本研究为解决船厂所面临船舶制造生产中各阶段相关工作流程与数据管理问题，提出工作流程管理系统作为解决的方案，并以近年来快速发展的网络技术intranet架构，作为实现该系统的主要基础。

参、文献回顾

本研究的重心在以intranet架构为基础，实现中小型船厂船舶建造工作流程管理系统。依据本研究所使用到的理论技术基础以及涵盖的范围，将收集到的文献分成下列几个领域进行探讨:计算机辅助整合船舶制造，企业内部网络(intranet)，工程数据管理，工作流程管理。

计算机辅助整合船舶制造之精义在于整合造船业团队之智慧、经验、与资源。在船舶设计阶段，即针对船舶建造生命周期中之各种状况与程序，尽早予以正确之评估，并改进船舶之设计与制造程序，以提高团队生产效率与生产品质，降低生产成本，提升船厂竞争力，其方法之一就是透过协调、沟通与合作来整合地、协同地进行船舶设计与船舶生产，而此一程序成败则系于船舶设计制造各阶段信息能否被了解与共享并作适当管理。

企业内部网络(intranet) 根据NASA的定义：「Intranet简单来说，是结构性的利用因特网之科技来指导企业内部的工作。它是一个以因特网为基础的网络及计算环境，此环境完全属于企业本身，并且在能够被企业所控制的前提之下与全球网络相连或是独立出来，且基本上无法由企业外部之网络对其存取」。

工程数据管理，产业为提升整体的工作绩效，各部门不断引进计算机化来达成部门内的最佳绩效，但忽略了 「整体的最佳化」 ，导致许多内部整合与外部沟通发生问题。最大的问题是数据无法进行整合与交流导致数据的错误与版本不一致，因此，如何构建一整合性的工程数据管理系统成为企业改善急需解决的问题。

工作流程管理是一新兴的研究领域，主要是研究应用信息技术工具来改善企业流程中的协调、沟通与控制等功能。企业流程中包含许多的作业活动，用来处理公司与公司间、公司内各部门与部门之间的各项工作﹔而工作流程即是指已经自动化的企业流程，它用信息技术来协助流程中的相关的协调、沟通与控制。当然，流程中的各项作业活动仍会有人为作业、全自动化的机器作业与二者相混的不同工作型态﹔因此，对于各种不同型态的企业流程，会因不同的工作型态在工作与流程的设计上，会有不同的需求。

肆、研究方法

本研究主要为解决船厂所面临船舶制造生产中各阶段相关工作流程与数据管理问题，提出工作流程管理系统作为解决的方案，并以近年来快速发展的网络技术intranet架构，作为实现该系统的主要基础，详细的研究方法如下:

1.导入企业内部网络(intranet)的概念，对船厂现行作业模式，以web应用方式呈现。

2.分析探讨船厂作业流程，提出一整合型的应用架构，此一架构包含主要六大应用。

3.针对此一架构选择迫切性较高的项目管理与工程数据管理两大应用，以发展成熟的网络技术作为开发的基础。

伍、系统分析

系统分析在整个发展程序中占相当重要的地位，本研究主要以管理的观点，来分析一个完整的船厂管理系统应有的作业流程。船舶建造属项目建造型态，其制造程序系以船只所在为加工中心，相关的人力，机具设备则依施工进度规划之需求时程，分予调配设置以支持及执行建造作业，因此在整个分析过程主要以单一船只建造之主要作业流程进行了解，并以一通用的造船厂的组织架构，依各部门的管理作业来进行了解所执行作业，及所应有的机能来说明在生产流程中各部门主要业务执掌即互动关系。

陆、系统设计规划

一、系统功能架构规划

船厂工作流程管理系统架构，主要依据船厂工作流程分析，以船厂作业流程为主干，结合生产日程管理与工程数据管理，为系统架构轮廓如图2所示，而依功能分析将涵盖范围规划六大应用，并以全球信息网架构结合网络技术作为呈现的方式。

二、系统软硬件架构规划

整个系统发展所应用的软件可分为信息取得(Information Access)、应用开发(Application Development)、内容制作(Content Authoring)、信息管理(Information Management) 等四类，信息取得主要为前端浏览器包括Netscape 和Explorer，应用开发主要是程序开发软件包括Frontpage、VB、Visual InterDev，内容制作主要为电子信息的产出来源包括船厂所使用的CAD/CAM软件、文字处理软件office、项目管理软件project，信息管理主要为后端的服务器包括NT Server 、SQL Server、EDMS、Exchange Server，整个软件架构如图1所示。

在系统硬件架构上主要以intranet网络架构为骨干，透过路由器(router)与internet连接，并透过防火墙或代理服务器作安全上的控制，防止网络上的骇客入侵内部网络，整个硬件网络架构示意图如图2所示。

柒、系统模块

一、项目管理模块

造船程序冗长，而且环环相扣，工作进度会互相影响，从造船进度掌控观点来看，常需知道目前造船进度，并需了解船厂内个组之工程进度落后或变更对预计重要查核点之影响。但是大多数国内中小型船厂仅以简单绘图或文书工具，将造船施工进度以PERT图的方式表示在纸上，公布在几个定点，更改非常费时，而且不容易被各组相关人员看到或提供其新的进度。造成船厂内各组因不容易知道相关组的工程进度与内容，如此一来，非旦提高个组间合作之困难度，间接降低合作意愿，而且无法察觉工程落后之严重程度，常发生在接近重要查核点时，才发现无法如期完成某项工作，造成供其延后。故项目管理模块定位在掌握造船设计，施工程序进度，让每一位需要知道程序信息的工程师，都可取得或回报真实进度。

项目管理模块主要功能为对船厂各工作项目时程的规划与进度的回报，而船厂建造船舶又以船台的时间为主要限制，因此项目管理模块依船台及船舶建造程序分为船台项目管理与船舶建造管理两部分。本模块主要以project作项目数据的建立，并结合项目数据与数据库，将项目管理的数据以数据库的格式储存，以成熟的网络技术开发web上的使用者接口，透过亲和的接口供使用者可随时作检视及查询，让工程师随时可获取最新信息，流程如图3所示。

二、工程数据管理模块

目前船厂进行船舶设计工作时，由于设计工作量庞大并无法由一人独立完成，通常由整个团队合力完成，而个人均有个别的计算机辅助设计系统来协助完成设计工作，然而产出的设计图档分散各处，版本不一致，对于数据的取得与流用造成非常大的困扰，常常造成取得老旧资料而不自知，待现场施工时才发现，非常浪费工时与效率，无形中增加了造船的成本，而本模块主要为解决上述问题。

工程数据管理模块主要功能为将船舶建造流程中所产生的工程数据如图文件文件等，作集中管理并供流程中使用，将所有的工程信息(图文件、技术文件)及其运作流程做一整体规划与管理。

捌、系统实作

本研究主要以intranet架构实现船厂工作流程管理系统，实作部分依据发展程序分为以下几个阶段，第一阶段数据收集，第二阶段工程数据建立，第三阶段系统的建置。

一、资料收集

本研究为对船舶设计生产数据之管理提出工程数据管理系统，作为解决之道，故需对船厂所使用之设计信息做全盘了解。本研究与中信造船厂合作取得信满sk115渔船之设计信息中，较具代表性之设计图与项目进度数据。

二、工程数据建立

工程数据建立主要是将船舶设计制造程序中所产生之大量工程数据，纳入数据库及档案服务器作适当的管理，其主要概念是将每个工程数据文件赋予个别的属性说明，属性字段的值透过ODBC直接存入关系型数据库，实体的数据文件则存入档案服务器，工程师可直接由终端浏览器根据相关属性字段查询及检视所需数据，并可带出实体档案供编辑或出图。

此阶段主要将第一阶段所收集到之工程数据，以数据库作有效管理及随时更新，可供船舶设计生产制造各程序分享取用，解决数据传递问题。

三、系统的建置

(一)项目管理模块

项目管理主要功能为对船厂各工作项目时程的规划与进度回报，底下又分船台项目管理及船舶建造管理两个子选单，各子选单功能分述如下:

1.船台项目管理：船台项目管理主画面如图4所示以中信造船厂而言主要分为中信，新高及林盛三个厂区，每个厂区都有个自的船台，可从主页面中进入各厂区之各船台，了解各船台目前之工作进度。工作人员必须按时回报进度，以利数据库不段的更新数据，使用者方能获得最新信息。

2.船舶建造管理：船柏建造管理主要是将船舶建造程序中各阶段之进度及所需工程数据以数据库作集中管理，主要有船舶基本数据建立，船舶建造主日程表建立，工程进度回报，及工程进度查询及检视等功能如图5所示。主办工程师可透过浏览器的主页面作数据的建立如图6所示，而现场工程师可作进度的回报工作，高阶主管如董事长及总经理则可作工程进度的检视及查询如图7所示。

(二)工程数据管理模块

工程数据管理主要功能为将船舶建造流程中所产生的工程数据如图文件文件等，作集中管理并供流程中使用。此选单又分为图档管理及文件管理两部分，其功能各别说明如下:

1.图档管理：图档管理主要将船舶设计过程中产生之大量图档作有效的管理，图8为图档管理主画面，主要功能有工程图文件浏览，工程图文件新增与删除，工程图文件传递。

2.文件管理：件管理主要将船舶设计过程中产生之文件说明作有效的管理，主要功能有技术文件浏览，技术文件新增与删除，技术文件传递。

玖、结论

本文主要已成熟的网络技术建构一工作流程管理系统，将工作流程管理和Intranet的概念与技术结合实际应用在船厂作业流程的执行与控管上，使得船厂内部员工、不论在何时何地，只要连上公司的Intranet经过使用者任证后，透过全球信息网浏览器，就可以很简单方便取得作业程序中所需相关的数据及讯息，且可以实时了解相关作业流程事项的执行状况，并做适当的配合，达成群体合作的目的。

圖1 系統軟體架構

圖2 系統硬體網路架構

圖3 專案管理模組運作示意圖

圖4 船台專案管理

圖5 船舶建造管理

圖6 工程資料建立

圖7 工程資料檢視

圖8 圖檔管理