王毅釗+馬燁

摘 要：計(jì)量生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)已進(jìn)入全面驗(yàn)收階段。智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)作為其運(yùn)轉(zhuǎn)最為核心的一環(huán)，學(xué)習(xí)智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的基本知識(shí)、了解其運(yùn)作流程是運(yùn)行維護(hù)人員必須要做的工作。文中介紹了智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)情況，對(duì)一些網(wǎng)省的建設(shè)情況做出總結(jié)，詳細(xì)說(shuō)明了智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)流程，并對(duì)下一步工作做出展望。

關(guān)鍵詞：計(jì)量生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)；智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)；規(guī)劃；流程

中圖分類(lèi)號(hào)：TM93；TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2017）03-00-02

0 引 言

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司的戰(zhàn)略部署，2016年是計(jì)量生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化驗(yàn)收的全面驗(yàn)收階段。目前，全國(guó)各個(gè)網(wǎng)省的“四線一庫(kù)”建設(shè)已基本完成，部分較早開(kāi)始建設(shè)的網(wǎng)省也已積累了一些計(jì)量自動(dòng)化生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)[1]。但整體來(lái)說(shuō)，該行業(yè)還處于摸索階段，而自動(dòng)化工作流程對(duì)相關(guān)人員的運(yùn)行維護(hù)水平提出了更高的要求。

在計(jì)量生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的布局過(guò)程中，智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)用來(lái)集中存放待檢、待配的計(jì)量裝置。所有檢定流程都從表計(jì)出庫(kù)開(kāi)始，以表計(jì)入庫(kù)結(jié)束。智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)作為“四線一庫(kù)”以及計(jì)量生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)的中樞，其可靠、有序、高效的運(yùn)作是整個(gè)計(jì)量生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)工作進(jìn)行的根本。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要滿足國(guó)網(wǎng)公司“整體式授權(quán)、自動(dòng)化檢定、智能化倉(cāng)儲(chǔ)、物流化配送”的建設(shè)要求，應(yīng)當(dāng)起到提高檢定及配送效率、節(jié)約人力物力成本、提高計(jì)量資產(chǎn)管理水平的作用[2，3]。

1.1 系統(tǒng)的典型配置

整個(gè)智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)由設(shè)施設(shè)備以及管理系統(tǒng)構(gòu)成。

設(shè)施設(shè)備指其物理構(gòu)成，可以按照各個(gè)功能實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)所將其分為出入庫(kù)區(qū)、庫(kù)前作業(yè)區(qū)、貨架存儲(chǔ)區(qū)、拆包裝箱區(qū)、檢定接駁區(qū)五個(gè)部分。

根據(jù)各省表計(jì)配送、檢定載具的不同，貨架存儲(chǔ)區(qū)以及庫(kù)前作業(yè)區(qū)還可細(xì)分為托盤(pán)區(qū)、周轉(zhuǎn)箱區(qū)等。表1所列是一些典型的到貨、檢定、配送的載具配置模式。

需要說(shuō)明的是，采用紙箱進(jìn)行到貨、檢定、配送過(guò)程時(shí)所應(yīng)用的紙箱不同于傳統(tǒng)配送使用的普通紙箱，而是經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的紙箱。這種紙箱一般具有紙頂蓋，頂蓋可由機(jī)器人直接吸起實(shí)現(xiàn)拆包。這種統(tǒng)一載具的方式簡(jiǎn)化了表計(jì)所歷經(jīng)的流程，理論上具有更高的效率。

按照設(shè)備功能的類(lèi)型，可將智能倉(cāng)儲(chǔ)的主要設(shè)備分為貨架、堆垛機(jī)、輸送機(jī)、穿梭車(chē)、移載機(jī)、拆碼盤(pán)機(jī)、拆碼箱機(jī)、定位/擋停機(jī)構(gòu)等輸送設(shè)備以及信息識(shí)別系統(tǒng)。此外，還有一些輔助設(shè)備，如儲(chǔ)物籠、托盤(pán)叉車(chē)、周轉(zhuǎn)箱轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)等。

管理系統(tǒng)則包括倉(cāng)儲(chǔ)管理軟件、調(diào)度監(jiān)控軟件、設(shè)備控制軟件。

1.2 庫(kù)容配置原則

倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的容量是其最重要的參數(shù)，合理的容量配置既可以滿足配送檢定的需要，又避免了冗余配置帶來(lái)的浪費(fèi)。

庫(kù)容配置主要由表計(jì)的年檢定量決定。計(jì)p1、p2分別為最小、最大庫(kù)容需求系數(shù)，Q為年檢定量，V為庫(kù)存容量，那么其關(guān)系滿足下式：

p1

除檢定量外，表計(jì)的周轉(zhuǎn)能力和計(jì)劃也是確定庫(kù)容時(shí)需要考慮的因素。依據(jù)文獻(xiàn)[4]可知，智能倉(cāng)儲(chǔ)的容量最大（?。r(shí)應(yīng)當(dāng)滿足以下條件：

（1）新表具有21（10）個(gè)工作日存量，防止到貨意外造成的無(wú)表可檢；

（2）檢定等一系列流程占用5個(gè)工作日存量；

（3）檢定完的表計(jì)具有21（10）個(gè)工作日存量，防止檢定意外造成無(wú)表可配；

（4）空周轉(zhuǎn)箱的存放占用21（5）個(gè)工作日存量；

（5）表計(jì)的周轉(zhuǎn)占用10%的貨位；

（6）應(yīng)對(duì)特殊情況和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需保留20%（15%）的貨位；

（7）每年工作時(shí)間為250個(gè)工作日。

根據(jù)上述場(chǎng)景得出庫(kù)容系數(shù)的邊界值p1=（（10+5+10+5）/250）/（1-10%-15%）=16%， p2=（（21+5+21+21）/250）/（1-10%-20%）=38.85%。

文獻(xiàn)[4]向上取整，取p2為40%，將庫(kù)存容量定為年檢定量的16%～40%。當(dāng)庫(kù)容系數(shù)的值越大時(shí)，庫(kù)遭受意外情況影響的風(fēng)險(xiǎn)就越?。粠?kù)容系數(shù)越小時(shí)，對(duì)庫(kù)的周轉(zhuǎn)能力要求就越高。

表2所列是一些省網(wǎng)年檢定量與庫(kù)容的參數(shù)配置（折合為單相表）。

1.3 表計(jì)的出入庫(kù)流程

以陜西省“四線一庫(kù)”系統(tǒng)為例（該省采用“紙箱+周轉(zhuǎn)箱”的運(yùn)行模式），介紹表計(jì)從到貨直至出庫(kù)所經(jīng)歷的全部流程。

（1）新計(jì)量器具由配送車(chē)運(yùn)輸至智能倉(cāng)儲(chǔ)的出入庫(kù)區(qū)，與配送車(chē)相連接的伸縮皮帶機(jī)將紙箱輸送給托盤(pán)庫(kù)前區(qū)的機(jī)器人碼垛，此時(shí)表計(jì)以紙箱垛的形式存放于托盤(pán)上；

（2）托盤(pán)由穿梭機(jī)輸送至貨架前的鏈條輸送機(jī)上，鏈條輸送機(jī)再將托盤(pán)輸送到托盤(pán)立庫(kù)區(qū)的堆垛機(jī)上，堆垛機(jī)完成托盤(pán)入庫(kù)；

（3）托盤(pán)經(jīng)碼垛機(jī)、鏈條輸送機(jī)輸送到拆包裝箱區(qū)，由人工拆包并將表計(jì)裝入周轉(zhuǎn)箱中，周轉(zhuǎn)箱經(jīng)疊盤(pán)機(jī)疊箱后入庫(kù)，此時(shí)表計(jì)以周轉(zhuǎn)箱垛的方式存放于周轉(zhuǎn)箱立庫(kù)區(qū)；

（4）周轉(zhuǎn)箱垛通過(guò)輸送接駁系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)檢定接駁區(qū)到達(dá)自動(dòng)檢定流水線上，接受檢定；

（5）檢定完成后，合格表計(jì)與不合格表計(jì)分別接受標(biāo)記，并進(jìn)入立庫(kù)；

（6）堆垛機(jī)在接收到出庫(kù)指令后取出周轉(zhuǎn)箱垛，經(jīng)出庫(kù)輸送線將周轉(zhuǎn)箱垛輸送到出庫(kù)工位，采用人工方式將其轉(zhuǎn)運(yùn)至配送車(chē)上。

在紙箱放入托盤(pán)、表計(jì)放入周轉(zhuǎn)箱時(shí)，信息自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)都會(huì)將其信息綁定，實(shí)現(xiàn)表計(jì)與載具相互可追溯。而為防止自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)故障，各個(gè)流程都預(yù)留了人工方式處理的備用方案。

回顧該省表計(jì)的周轉(zhuǎn)流程，可以看出，該省在拆包時(shí)采用人工方式，這也是采用“紙箱+周轉(zhuǎn)箱”模式的普遍做法。普通紙箱使用機(jī)器人來(lái)進(jìn)行拆包還存在一定難度，若想要實(shí)現(xiàn)檢定配送流程的全自動(dòng)化，需要對(duì)普通紙箱進(jìn)行一些改造。

一次單獨(dú)的檢定任務(wù)涉及檢定任務(wù)下發(fā)、檢定設(shè)備申請(qǐng)、設(shè)備出庫(kù)、設(shè)備核對(duì)、設(shè)備檢定、設(shè)備組箱組垛、設(shè)備入庫(kù)、檢定任務(wù)完成共計(jì)8個(gè)過(guò)程。該部分涉及三個(gè)系統(tǒng)，分別為檢定系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。其中，生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)作為檢定系統(tǒng)和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的總指揮，負(fù)責(zé)各種任務(wù)的發(fā)起以及信息接收，而檢定系統(tǒng)、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)之間沒(méi)有直接的數(shù)據(jù)交換，都通過(guò)生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)來(lái)進(jìn)行配合。

這三個(gè)系統(tǒng)兩兩之間的命令傳遞、數(shù)據(jù)交換都有相應(yīng)的接口，接口采用Web Service方式。

生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)下發(fā)檢定任務(wù)時(shí)，會(huì)先通過(guò)檢定任務(wù)校驗(yàn)接口從倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)獲取出庫(kù)數(shù)量，查詢與檢定數(shù)量是否一致。之后倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)便從檢定出庫(kù)任務(wù)下發(fā)接口接收檢定出庫(kù)任務(wù)，待出庫(kù)完成后通過(guò)檢定出庫(kù)及明細(xì)下發(fā)接口將設(shè)備出庫(kù)明細(xì)上傳至生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)。檢定完成，設(shè)備組箱、組垛后，倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)從檢定入庫(kù)任務(wù)下發(fā)接口接收入庫(kù)明細(xì)，入庫(kù)完成后通過(guò)儲(chǔ)位信息變更接口上傳新的儲(chǔ)位信息。在整個(gè)過(guò)程中，倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)接收生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)3次命令，向生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)上傳3次信息。

2 智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的展望

應(yīng)用智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)極大地提升了電能計(jì)量器具的管理水平，實(shí)現(xiàn)了智能化、信息化管理[5]。

表計(jì)在入庫(kù)時(shí)，表計(jì)的各種信息自動(dòng)記錄上傳并與后臺(tái)進(jìn)行核對(duì)，可以判斷出表計(jì)信息與廠家提供的是否一致，統(tǒng)一批次的表計(jì)是否存在重號(hào)、漏號(hào)等現(xiàn)象。表計(jì)在庫(kù)內(nèi)流轉(zhuǎn)時(shí)，工作人員能跟蹤到任何一只表計(jì)所處的流程、位置、狀態(tài)，并能隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行操作。表計(jì)出庫(kù)時(shí)，出庫(kù)的時(shí)間、數(shù)量、類(lèi)型，操作人，接收單位等各種信息記錄也都上傳，方便追溯。上述各類(lèi)型數(shù)據(jù)不只是簡(jiǎn)單記錄，還可用來(lái)對(duì)表計(jì)的行為進(jìn)行研究。表計(jì)的流轉(zhuǎn)周期，配送時(shí)間和空間分布等數(shù)據(jù)都可以反過(guò)來(lái)起到優(yōu)化存儲(chǔ)、配送方案的作用，并協(xié)助配送管理人員進(jìn)行決策。而這些數(shù)據(jù)如果采用人工錄入方式將會(huì)極其繁瑣，且容易出現(xiàn)漏記、錯(cuò)記、亂記等現(xiàn)象。智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)實(shí)現(xiàn)電力計(jì)量工作現(xiàn)代化物流管理起到了根本性推動(dòng)作用。

在“大數(shù)據(jù)”時(shí)代，信息和數(shù)據(jù)都具有潛在價(jià)值。雖然各網(wǎng)省的計(jì)量數(shù)據(jù)規(guī)模還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到“大數(shù)據(jù)”所談?wù)摰男畔⒁?guī)模等級(jí)，但智能倉(cāng)儲(chǔ)的建立已經(jīng)為積累更多有價(jià)值的數(shù)據(jù)奠定了基礎(chǔ)。在以后的運(yùn)行過(guò)程中，智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)將會(huì)收集到更多、更廣泛的數(shù)據(jù)，并將融合更多其他營(yíng)銷(xiāo)計(jì)量工作的信息，如何利用這些資料，不斷提高計(jì)量管理工作水平將會(huì)是營(yíng)銷(xiāo)工作人員需要考慮的問(wèn)題。

3 結(jié) 語(yǔ)

應(yīng)用智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)不但提高了電能計(jì)量資產(chǎn)的周轉(zhuǎn)水平，還有效促進(jìn)了檢定和倉(cāng)儲(chǔ)的一體化配置。同時(shí)，智能倉(cāng)儲(chǔ)作為國(guó)網(wǎng)公司大營(yíng)銷(xiāo)戰(zhàn)略的重要布局，有利于我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)。其智能化、信息化的特點(diǎn)保證了表計(jì)檢定周轉(zhuǎn)效率的大幅度提升，還降低了人力、物力成本，極大地推動(dòng)了計(jì)量工作的自動(dòng)化進(jìn)程。

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