邵淮嶺

(國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院計量中心，鄭州 450001)

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一種自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警和評估方法研究

邵淮嶺

(國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院計量中心，鄭州 450001)

通過對自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警和評估，提高檢定流水線工作的可靠性和穩(wěn)定性。自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警和評估系統(tǒng)，通過對自動化檢定流水線風(fēng)險信息采集，對風(fēng)險指標(biāo)進行量化評估，根據(jù)風(fēng)險量化及評估結(jié)果，結(jié)合專家系統(tǒng)進行自動化檢定系統(tǒng)的分享監(jiān)控和預(yù)警管理。采用ETL、OPC等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與技術(shù)，實現(xiàn)對自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)的軟件開發(fā)設(shè)計，實現(xiàn)系統(tǒng)的軟硬件一體化集成。實驗分析結(jié)果表明，采用該方法進行自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警和評估的準(zhǔn)確預(yù)報能力較高，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，具有較好的應(yīng)用價值。

自動化檢定流水線；風(fēng)險預(yù)警；風(fēng)險量化；風(fēng)險評估

隨著自動化檢定流水線在國家電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，對自動化檢定流水線運行的穩(wěn)定性、可靠性提出了更高的要求，通過對自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警和評估，提高檢定流水線工作的可靠性和穩(wěn)定性。自動化檢定流水線是建立在單相電能表自動化檢定系統(tǒng)上的。通過對自動化檢定流水線風(fēng)險信息采集，對風(fēng)險指標(biāo)進行量化評估，根據(jù)風(fēng)險量化及評估結(jié)果，結(jié)合專家系統(tǒng)進行自動化檢定系統(tǒng)的分享監(jiān)控和預(yù)警管理[1-4]。采用ETL、OPC等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與技術(shù)，實現(xiàn)對自動化檢定，最后進行了自動化檢定流水線風(fēng)險預(yù)警評估系統(tǒng)的軟件開發(fā)設(shè)計，通過仿真實驗進行了性能測試，得出有效性結(jié)論。

1 單相電能表自動化檢定系統(tǒng)總體設(shè)計

研究單相電能表自動化檢定系統(tǒng)的自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警和評估方法，首先需要進行檢定系統(tǒng)設(shè)計分析單相電能表自動化檢定系統(tǒng)是依據(jù)國家計量檢定規(guī)程JJG596《電子式交流電能表》作為技術(shù)規(guī)范進行設(shè)計，單相電能表自動化檢定系統(tǒng)由上下料裝置、空箱緩存裝置、耐壓試驗裝置、直觀和通電檢查裝置、輸送裝置、多功能檢定裝置、打標(biāo)裝置組成[5]。單相電能表的自動化檢定流水線的作業(yè)流程見圖1。

圖1 單相電能表的自動化檢定流水線的作業(yè)流程

根據(jù)圖1所示的單相電能表的自動化檢定流水線，制造生產(chǎn)調(diào)度平臺下達的檢測任務(wù)下達后，智能倉儲系統(tǒng)進行表箱拆垛，采集終端分別進行耐壓試驗、功耗檢測/外觀檢查。掃描電能表條碼并寫入工裝板的RFID，讀取RFID內(nèi)電能表信息，各功能單元在完成檢定、檢測后，將數(shù)據(jù)結(jié)果存放于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，設(shè)計頂升平移機構(gòu)、控制器、升降系統(tǒng)組成周轉(zhuǎn)箱輸送系統(tǒng)，采集終端完全兼容檢測采集終端Ⅲ型流水線，設(shè)計的系統(tǒng)面向三種用電信息采集終端，主要由主輸送線(包括直線輸送段、頂升橫移單元、工件托盤)和工件托盤倉儲系統(tǒng)組成，用于完成被檢終端在各個工位間的輸送工作。根據(jù)分析得到單相電能表自動化檢定系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)果見圖2。

圖2 單相電能表自動化檢定系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)果

2 自動化檢定流水線風(fēng)險預(yù)警評估的信息采集及判別

在單相電能表自動化檢定系統(tǒng)總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，進行自動化檢定流水線風(fēng)險預(yù)警評估的信息采集和風(fēng)險預(yù)警評估研究，自動化檢定流水線風(fēng)險預(yù)警評估系統(tǒng)的總體模塊分為風(fēng)險定義及識別、風(fēng)險量化及評估、風(fēng)險控制及對策、風(fēng)險監(jiān)控及預(yù)測等部分。其中，風(fēng)險預(yù)警評估的信息采集是實現(xiàn)風(fēng)險量化評估的基礎(chǔ)，風(fēng)險預(yù)警評估的信息采集采用故障樹分析法(FTA)，按照時間進程進行邏輯推理，計算人員傷害和財產(chǎn)損失等風(fēng)險類型，通過操作自動化檢定流水線的生產(chǎn)調(diào)度平臺(MDS)及相關(guān)的軟件系統(tǒng)，完成計量器具的檢定。在自動化檢定流水線中，風(fēng)險主要包括檢定裝置整體運行穩(wěn)定性風(fēng)險、設(shè)備風(fēng)險、控制及上位軟件運行穩(wěn)定性風(fēng)險、人為因素及外部因素引起的風(fēng)險。對風(fēng)險進行定性分性，確定被列為風(fēng)險具體因素。設(shè)自動化檢定流水線風(fēng)險事件的標(biāo)量時間序列為x(t)(t=0，1，…，n-1)，以上表示的是流水線中的工藝、設(shè)備、環(huán)境、人員的分享發(fā)生概率，根據(jù)經(jīng)驗和判斷能力對風(fēng)險特征進行量化編碼，得到風(fēng)險評估的德爾斐模型可以描述為：

u=[u1，u2，…，uN]∈RmN

(1)

把風(fēng)險分析的結(jié)果與風(fēng)險準(zhǔn)則相比較，求得自動化檢定流水線風(fēng)險預(yù)警的最大梯度差：

(2)

式中m，n——風(fēng)險程度接受或可容忍的過程的向量量化自相關(guān)系數(shù)。

使用統(tǒng)計方法對信息資料進行指數(shù)評估，得到風(fēng)險特征的關(guān)聯(lián)指向性特征為：

(3)

在人員、信息、時間風(fēng)險參量差異度顯著的情況下，從檢定裝置整體運行水平(檢定質(zhì)量穩(wěn)定可靠性)、設(shè)備因素、軟件因素(控制及上位軟件運行穩(wěn)定性風(fēng)險)、人為因素及外部因素等幾方面對風(fēng)險進行識別和風(fēng)險評估加權(quán)，加權(quán)向量表示為：

ωj=(ω0j，ω1j，…，ωk-1，j)T

(4)

通過這些描述，結(jié)合用現(xiàn)場觀察、工作任務(wù)分析，得到自動化檢定流水線風(fēng)險預(yù)警評估的判決式為：

(5)

利用自動化檢定流水線檢定合格率、檢定效率，當(dāng)?shù)陀陂撝禃r提示或報警，利用風(fēng)險矩陣方法構(gòu)建自動化檢定流水線風(fēng)險矩陣，以自動化檢定質(zhì)量管控風(fēng)險為例，表示為：

(6)

式中τ——半定量化延遲；

pi——風(fēng)險的綜合等級信息量；

pj——發(fā)生頻率評估系數(shù)。

通過分析得到，實現(xiàn)對自動化檢定流水線風(fēng)險預(yù)警評估，并給出自動化檢定流水線風(fēng)險控制對策如表1所示。

表1 自動化檢定流水線風(fēng)險控制對策

3 軟件開發(fā)實現(xiàn)及實驗分析

為了測試設(shè)計的風(fēng)險預(yù)警和評估模型進行自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警和評估的性能，進行軟件集成開發(fā)設(shè)計與實現(xiàn)，采用ETL、OPC等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與技術(shù)，實現(xiàn)對自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)的軟件開發(fā)設(shè)計，實現(xiàn)系統(tǒng)的軟硬件一體化集成。根據(jù)已定義的風(fēng)險指標(biāo)，自動化檢定流水線系統(tǒng)的風(fēng)險指標(biāo)數(shù)據(jù)通過ETL方式從MDS系統(tǒng)進行信息采集，對每個單元單獨建立OPC服務(wù)，通過OPC技術(shù)從生產(chǎn)日志、系統(tǒng)運維記錄中對控制系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)、故障等信息進行工況分析和故障判斷，實現(xiàn)風(fēng)險預(yù)警管理。為了定量評估自動化檢定流水線風(fēng)險預(yù)警評估性能，以預(yù)警準(zhǔn)確性為測試指標(biāo)，得到結(jié)果如圖3所示。實驗分析結(jié)果表明，采用該方法進行自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警和評估的準(zhǔn)確預(yù)報能力較高，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，具有較好的應(yīng)用價值。

圖3 自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警準(zhǔn)確度分析

4 結(jié)語

通過對自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警和評估，提高檢定流水線工作的可靠性和穩(wěn)定性。自動化檢定流水線是建立在單相電能表自動化檢定系統(tǒng)上的。通過對自動化檢定流水線風(fēng)險信息采集，對風(fēng)險指標(biāo)進行量化評估，根據(jù)風(fēng)險量化及評估結(jié)果，結(jié)合專家系統(tǒng)進行自動化檢定系統(tǒng)的分享監(jiān)控和預(yù)警管理。采用ETL、OPC等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與技術(shù)，實現(xiàn)對自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)的軟件開發(fā)設(shè)計，實現(xiàn)系統(tǒng)的軟硬件一體化集成。實驗分析結(jié)果表明，采用本文方法進行自動化檢定流水線的風(fēng)險預(yù)警和評估的準(zhǔn)確預(yù)報能力較高，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，具有較好的應(yīng)用價值。

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(本文編輯：趙艷粉)

Risk Early Warning and Evaluation Method for Automatic Calibration Line

SHAO Huai-ling

(Metrology Center of HAEPC Electric Power Research Institute , Zhengzhou 450001, China)

The risk early warning and evaluation are applied to improve the reliability and stability of the automatic calibration line, which is realized through collecting the risk information, quantifying the indicators of risk assessment, and thereupon combining with expert system for automatic calibration system to share the monitoring and early warning management. The standard protocols such as ETL, OPC and technology are used for the software development and design of the risk early warning system for the automatic detection line system, and the integration of system hardware and software. Experimental analysis results show that the method can be adopted to improve the automatic detection line risk early warning and assessment with high forecasting accuracy and reliability, having good application value.

automatic calibration line; risk early warning; risk quantification; risk assessment

10.11973/dlyny201605006

邵淮嶺(1977)，男，碩士，高級工程師，主要研究領(lǐng)域為電能計量自動化。

TP273

A

2095-1256(2016)05-0561-03

2016-06-25