姚俊峰，侯鵬鑫

（國網(wǎng)山西省電力公司計量中心，山西 太原 030032）

0 引言

省級計量中心是按照國家電網(wǎng)公司“深化“兩個轉(zhuǎn)變”、加快“一強三優(yōu)”現(xiàn)代公司，構(gòu)建“三集五大”管理體系的要求，以客戶和市場為中心，以集約化、專業(yè)化、扁平化為主線，立足“客戶導向型、業(yè)務集約化、管理專業(yè)化、機構(gòu)扁平化、管控實時化、服務協(xié)同化”的“一型五化”大營銷體系而組建的[1]。

作為大營銷體系的重要組成部分，省級計量中心成為電力營銷體系的“計量檢定中心、資產(chǎn)管理中心、技術(shù)支持中心”，致力于實現(xiàn)“整體式授權(quán)、自動化檢定、智能化倉儲、物流化配送”的管理目標，主要承擔電能計量表計的統(tǒng)一集中檢定、存儲、配送及二級庫房的管理。省級計量中心建設的電能計量裝置智能倉儲系統(tǒng)，接受計量生產(chǎn)調(diào)度平臺[2-3]的統(tǒng)一調(diào)度和指揮，已成為網(wǎng)省公司區(qū)域內(nèi)進行計量檢定倉儲配送的重要組成部分。

智能倉儲系統(tǒng)是計量生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的核心設備[4]，代表了網(wǎng)省級區(qū)域計量專業(yè)自動化檢定的先進性。隨著計量中心智能倉儲及輸送系統(tǒng)建設工作的不斷細化，各單機設備和系統(tǒng)綜合效率的不斷提高，解決自動裝箱機器人移庫作業(yè)中穩(wěn)定性差和噪聲超標成為了當務之急（見圖1、圖2）。

圖1 智能倉儲系統(tǒng)庫前作業(yè)區(qū)

圖2 自動裝箱機器人移庫作業(yè)

1 智能倉儲系統(tǒng)移庫作業(yè)

智能倉儲系統(tǒng)日常作業(yè)共計8項作業(yè)任務，分別為紙箱至周轉(zhuǎn)箱移庫作業(yè)、周轉(zhuǎn)箱至紙箱移庫作業(yè)、周轉(zhuǎn)箱配送作業(yè)、周轉(zhuǎn)箱入庫作業(yè)、周轉(zhuǎn)箱檢定出庫作業(yè)、周轉(zhuǎn)箱檢定入庫作業(yè)、紙箱入庫作業(yè)、紙箱配送作業(yè)。其中，紙箱至周轉(zhuǎn)箱移庫作業(yè)和周轉(zhuǎn)箱至紙箱移庫作業(yè)2項任務共同構(gòu)成智能倉儲系統(tǒng)的移庫作業(yè)。在智能倉儲系統(tǒng)日常工作中，移庫作業(yè)是智能倉儲系統(tǒng)中占用設備和系統(tǒng)資源最多且流程最復雜的表計周轉(zhuǎn)作業(yè)。在該作業(yè)流程中，自動裝箱機器人需要將紙箱中的計量表計抓取并放置周轉(zhuǎn)箱中，或是將周轉(zhuǎn)箱中的計量表計抓取并放置紙箱中，實現(xiàn)計量表計在紙箱和周轉(zhuǎn)箱之間的位置轉(zhuǎn)換。這是整個作業(yè)流程中最耗時間也是出現(xiàn)故障頻次最多、唯一需要人為干預的流程。所以提高自動裝箱機器人的穩(wěn)定性和作業(yè)效率對于智能倉儲系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)乃至整個計量生產(chǎn)自動化系統(tǒng)順利運行有關(guān)鍵影響作用。

圖3 智能倉儲系統(tǒng)作業(yè)項目及運行時間占比

從圖3可以看出：紙箱至周轉(zhuǎn)箱移庫作業(yè)和周轉(zhuǎn)箱至紙箱移庫作業(yè)2項任務在智能倉儲系統(tǒng)整個作業(yè)任務中運行時間占比較大，2項任務運行時間占比合計達到65.74%。

從圖4可以看出：自動裝箱機器人在紙箱至周轉(zhuǎn)箱移庫作業(yè)和周轉(zhuǎn)箱至紙箱移庫作業(yè)2項任務中運行時間長且故障率高，設備故障時間占比達到52.08%。

圖4 智能倉儲系統(tǒng)移庫作業(yè)自動化設備故障時間占比

2 表計移庫作業(yè)故障分析

由表1的表計移庫作業(yè)故障次數(shù)統(tǒng)計可以看出，在單相表移庫作業(yè)中，紙箱卡塞計量器具，導致機器人抓取表計時帶出紙托引起的故障在總故障中占比達到了50.36%，在總故障類型中占比達到了第一。機器人吸盤吸力不足引起的故障在總故障中占比達到了37.51%，在總故障類型中占比達到了第二。采用有效的措施解決機器人吸盤吸力不足和紙箱卡塞計量器具兩種故障對于改善自動裝箱機器人運行有著重要的意義。

表1 2016年1月—6月3種表計移庫作業(yè)故障次數(shù)

3 故障處理措施（見表2）

表2 故障處理措施對比分析

3.1 改善自動裝箱機器人排氣性能

為了解決自動裝箱機器人吸盤抓手吸力不足引起的設備故障，通過改善機器人排氣閥性能來降低故障發(fā)生。自動裝箱機器人配置的傳統(tǒng)鐵錳合金排氣閥由于容易被灰塵阻塞，使用效果不好，考慮研制新型塑料排氣閥改善自動裝箱機器人排氣性能，從而減少故障發(fā)生。塑料排氣閥的內(nèi)體容積較大，表面排氣微孔數(shù)量遠遠多于小型鐵錳合金排氣閥，其排氣能力強且不易被灰塵阻塞，同時消音棉的使用在一定程度上能改善自動裝箱機器人運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪聲（見圖5、圖6）。

圖5 新式塑料排氣閥

圖6 排氣閥更換完成后的機器人

3.2 優(yōu)化自動裝箱機器人抓表方式

為了解決紙箱卡塞計量器具引起的設備故障，通過優(yōu)化自動裝箱機器人抓表方式來降低故障發(fā)生，將自動裝箱機器人順序式抓表方式改成往復式抓表方式。傳統(tǒng)順序式抓表方式由紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱一側(cè)開始順序抓取表計，造成受力不均容易帶出紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱內(nèi)殼，表計被卡在紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱內(nèi)。往復式抓表方式由紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱一側(cè)開始采取對稱方式抓取，紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱內(nèi)殼受力均衡，不易帶出紙箱（見圖7、圖8）。

圖7 順序式抓表方式圖

圖8 往復式抓表方式

4 實施成效

4.1 生產(chǎn)效能分析

實施前后移庫作業(yè)故障概率占比和故障處理時間占比對比如表3所示。吸盤吸力不足和紙箱卡塞計量器具導致的兩種故障的概率和處理占比時間大大降低了，總的故障概率從原來的1.13%降低到0.31%，故障處理時間占比由15.09%降低到4.96%。

表3 生產(chǎn)效能分對比分析

4.2 經(jīng)濟效益分析

以2016年上半年數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)計算經(jīng)濟效益。

4.2.1 節(jié)省運維時間費用

計量中心智能倉儲系統(tǒng)運維人員工作時間降低，節(jié)省時間為702×（15.1%-4.96%） ×2=142.4 h，按照運維費用每天160元計算，半年節(jié)省運維人員費用142.4×160/8=2848元，全年節(jié)省運維人員費用2×2848=5696元。

4.2.2 節(jié)省備品備件費用

由于掉表故障減少，機械手吸附海綿（單價1200元） 損壞速度降低，更換周期由3個月增加到6個月，每半年4個機械手節(jié)省4個吸附海綿，半年節(jié)省金額為4×1200=4800元，全年節(jié)省金額為9600元。

4.2.3 節(jié)省機器人運維費用

自動裝箱機器人故障率降低，運行維護周期由季度保養(yǎng)變?yōu)榘肽甓缺ｐB(yǎng)，單次保養(yǎng)費用為1.3萬，全年共節(jié)省保養(yǎng)費用：1.3×2=2.6萬元。

全年共可節(jié)省費用5696+9600+24828+26000=66124元。

4.3 環(huán)境效益分析

新型塑料排氣閥應用降低了自動裝箱機器人故障率，將系統(tǒng)運行噪聲降低到65 dB以下，滿足了國網(wǎng)技術(shù)規(guī)范[5]的運行要求，改善了運行人員的工作環(huán)境，實現(xiàn)“小創(chuàng)新改變大庫房”運維理念。

5 結(jié)束語

通過對智能倉儲系統(tǒng)的作業(yè)流程和自動化設備進行分析，找出自動裝箱機器人影響智能倉儲系統(tǒng)運行效率的因素。分析故障處理時間消耗最長的故障類型，采取有效措施降低自動裝箱機器人故障處理時間占比，提高了智能倉儲系統(tǒng)移庫工作效率，實現(xiàn)了智能倉儲系統(tǒng)高效調(diào)度和自動化設備穩(wěn)定運行。