梅國強，黃若函，胡月峰

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司 檢修分公司，浙江 杭州 310009）

1 特高壓供應鏈的底層物資現(xiàn)狀

特高壓技術的廣泛使用極大程度提高了遠距離、大容量輸電的效率，減少了輸電損耗，降低了輸電成本，實現(xiàn)了更大范圍的資源優(yōu)化配置，有力推動了國家能源的高效開發(fā)和利用，促進了經(jīng)濟與社會的可持續(xù)發(fā)展；相應地，也對大型電網(wǎng)企業(yè)設備運維檢修管理水平提出了更高的要求。特高壓設備及物資是電網(wǎng)安全運行的基礎,也是其穩(wěn)定運營、應急修復的基本支撐,在電網(wǎng)安全保障方面具有舉足輕重的作用。由于特高壓設備的運維檢修工作具有責任重、技術高、跨度長等特點，如何充分發(fā)揮專業(yè)化運維檢修資源的優(yōu)勢，建立智慧模式的物資管理機制，對大型電網(wǎng)企業(yè)提高設備管理水平、保障電力安全和優(yōu)質(zhì)服務都具有重要意義，也是客觀需求所在。

特高壓設施設備種類繁多，部分物資存在長度與重量之間計量單位的換算，而且鋼絞線等線纜類物資由于沒有刻度，需要通過密度、周長、重量等可知參數(shù)進行計算并得出數(shù)量值，這些都會造成一定程度的偏差；部分廢舊及鐵附件類物資難以實現(xiàn)完整的稱重盤點，主要通過目視及照片固化的形式進行確認。同時，很多地區(qū)存在大量的呆滯物資（存在倉庫或其他地方過久而未進入運轉(zhuǎn)狀態(tài)），占用了倉庫儲備庫存，物資也沒有得到及時充分地利用，造成了大量資源的浪費；加之物流信息的相對獨立形成了孤島，增加了喚醒呆滯物資的難度。

2 特高壓智慧供應鏈一體化管理

以上各類問題總結(jié)起來就是種類多、規(guī)格多、供應商多，給物資的分類、倉儲、檢測、調(diào)運、配送及使用狀態(tài)管理、報廢管理帶來較大的挑戰(zhàn)。面對此種情形，就愈發(fā)難以適應電力發(fā)展新形勢下的精益化管理要求，物資管理成為當前供電企業(yè)提質(zhì)增效的關鍵環(huán)節(jié)之一。而電網(wǎng)企業(yè)是在一個集成式的綜合系統(tǒng)環(huán)境下，全面管理龐大的供應鏈中的生產(chǎn)、采購和履約活動[1]。因此，在這個從采購、制造、銷售、實施等全流程始終貫穿一體化思想的供應鏈里，利用數(shù)字化、信息化等技術手段和互動化管理方式實現(xiàn)智慧供應鏈一體化管理，達到物資精細管理的目的。

智慧供應鏈一體化是利用現(xiàn)代供應鏈的管理方法和技術有機地與物聯(lián)網(wǎng)技術、信息化技術結(jié)合，在供應鏈上各個環(huán)節(jié)的企業(yè)間構建的，能夠?qū)崿F(xiàn)供應鏈的智能化、網(wǎng)絡化和自動化的技術與管理綜合集成系統(tǒng)，減少中途時間的停滯，確保整個供應鏈流程高效運作[2]。電力行業(yè)中的智慧供應鏈一體化是將信息技術、物聯(lián)網(wǎng)技術和電力管理進行綜合集成，系統(tǒng)化地整合運用現(xiàn)代技術，管理整條供應鏈上的企業(yè)和部門，從而實現(xiàn)精確地指導現(xiàn)代電力供應鏈管理與運營。

特高壓智慧供應鏈一體化以“WMS+TMS”系統(tǒng)（倉儲管理系統(tǒng)和運輸管理系統(tǒng)）平臺為核心，對供應鏈中庫內(nèi)和配送至施工現(xiàn)場的物資實施精準化管理。它向上對接企業(yè)的ERP 系統(tǒng)，橫向貫穿生產(chǎn)管理系統(tǒng)，通過收集、計算與解析，整合不同專業(yè)、原本分散割裂的數(shù)據(jù)和信息，高效匯聚海量數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)管理域、處理域、分析域，實現(xiàn)業(yè)務處理系統(tǒng)各個分散數(shù)據(jù)庫的合并、發(fā)展與提升，在應用層提供邏輯統(tǒng)一的數(shù)據(jù)支持[3]。通過物聯(lián)網(wǎng)與信息技術向供應商、承運商、協(xié)同機構開放，實現(xiàn)物資全流程信息多端互聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時共享，展示出數(shù)據(jù)匯聚和融合的價值，并體現(xiàn)跨部門協(xié)調(diào)指揮的職能。具體來講，建立一整套的供應鏈一體化管理系統(tǒng)，對招標采購、合同履約、倉儲配送、現(xiàn)場實施、應急供應、廢舊管理等關鍵業(yè)務在內(nèi)的全流程信息進行整合監(jiān)控、實時跟蹤顯示，把碎片化、分散的信息整合在一起，直觀展現(xiàn)供應鏈各個環(huán)節(jié)的運作情況，對物資供應、資金支付進度、庫存物資狀態(tài)、出庫物資配送安裝進度等關鍵指標做到全程有效監(jiān)控，有效解決因物資供應狀態(tài)不清、實時信息溝通不暢、物資配送方案不明等情況，出現(xiàn)供應鏈流程停滯、實施工期被壓縮，施工進度受阻的問題。

以特高壓設備換流閥的制造為例，它作為交直流電能轉(zhuǎn)換的核心單元，提高換流閥的外絕緣耐壓能力成為關鍵技術難題，大到屏蔽罩小到螺栓都會影響閥內(nèi)電場分布。結(jié)合原材料的采購、到設計、制造、安裝，甚至后續(xù)的安全監(jiān)測，這都需要多個企業(yè)和部門提供相關經(jīng)驗和技術支持，他們之間整合成一體，得到一個最佳優(yōu)化；滿足在地域差異、電壓等級不同導致的外界條件變化下的各類換流閥，就亟需實現(xiàn)特高壓供應鏈一體化。不僅是制造，從該設備招標開始，履行合同、運輸存儲、配送安裝等做到全流程監(jiān)控、精細化管理，設備當前信息通過網(wǎng)絡、信息化技術手段實時傳遞至平臺，平臺就可以實時了解設備的流程狀態(tài)、數(shù)量、地理位置、運行異常等信息，能在關鍵節(jié)點上做到有效監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題，協(xié)調(diào)各部門及時推進各項工作進度。

3 特高壓智慧供應鏈一體化應用場景分析

特高壓智慧供應鏈一體化的應用場景主要包括基礎建設物資性能、規(guī)格、數(shù)量需求；設備安全高效運行的維護工具、設備老化或升級更新；設備在用情況下的可靠性動態(tài)跟蹤；物資回收及二次利用、廢舊報損的流程與節(jié)點管控。從物資的計劃、采購、生產(chǎn)、檢測、入庫、使用、在用、回收形成一個閉環(huán)的供應鏈流程，減少人工的干預和可能的差錯，通過大數(shù)據(jù)分析、模糊研判、智能預警等模塊，輸出可視化、可量化的指標。

3.1 特高壓智慧供應鏈一體化應用到檢修設備中

以某電力公司為例，根據(jù)每次檢修完成記錄的數(shù)據(jù)，對其中設備正常運行時間和故障出現(xiàn)的時間進行整理分析，掌握各種設備的熱故障率，確定檢修周期、檢修等級，起到直接防止或延遲故障的作用，在時間周期和設備實際熱故障概率、使用壽命等之間尋找最佳平衡點。通過智慧供應鏈平臺，運用概率論及其隨機處理的數(shù)字方法，來確定設備的可靠性，從而確定設備的檢修內(nèi)容和檢修時間，研判和梳理統(tǒng)計來評定待檢需求的必要程度。例如在某特高壓換流站中的戶外敞開式斷路器在連續(xù)24個檢修周期內(nèi)發(fā)生熱故障率見表1，故障率隨時間的變化遵循浴缸曲線，如圖1所示。

表1 某設備熱故障率在連續(xù)24個檢修周期的變化曲線

圖1 某設備故障率隨時間的變化曲線

在第五個檢修周期a點之前，該設備處于初始故障期，設備的故障多由設計、制造過程中的缺陷引起，隨著調(diào)試運行、各類故障的排除，設備逐漸運行正常進入a 和b 之間的階段，而在第20 個檢修周期b點之后設備逐漸老化，零部件磨損嚴重，故障又會增加。在Δt 時間范圍內(nèi)，發(fā)生故障的部件數(shù)量為c，而整個設備共包括N個設備，則故障率為：

平均無故障時間MTBF：

其中，MDT表示故障時間，則可靠性A、熱故障率σ為：

若MTBF=1 000h，MDT=0.9h，則A=99.91%。

因此，整個設備無故障需要同時考慮平均無熱故障的時間和平均熱故障時間。對于該斷路器而言，通過記錄大量檢修過程的數(shù)據(jù)對比其可靠性，在可靠性A 首次出現(xiàn)下降的時間點a 點，并在a 點之前的早期故障期加大檢修力度，有效降低故障率，達到防止或延遲故障的目的。同時，在b點之后的耗損故障期，由于設備零部件的腐蝕、疲勞、磨損和老化，故障率也出現(xiàn)了明顯提升，可在b點之前安排適用的檢修，主動淘汰老舊設備來降低故障率。

通過一體化傳遞信息和數(shù)據(jù)分析，根據(jù)全面質(zhì)量管理的要求和設備綜合工程學的基本知識，確定檢修工作流程及操作步驟。同時追蹤多個戶外敞開式斷路器的檢修數(shù)據(jù)，通過與同類型設備的歷史數(shù)據(jù)比對，科學預測下個周期的故障率，在故障率異常時及時做出防范措施，做好檢修工作。既要使電網(wǎng)設備盡可能長時間處于健康運行狀態(tài)，又要使供電可靠性保持在最佳狀態(tài)。充分利用智能硬件、軟件和信息集成技術，對諸多歷史參數(shù)、實時運行狀態(tài)參數(shù)進行定性、定量分析，根據(jù)設備的壽命理論歷史地、科學地分析設備壽命周期內(nèi)故障可能性及使用存在安全隱患。進一步綜合分析、優(yōu)化組合，自動生成出設備警戒狀態(tài)、變化趨勢、檢修成本，推薦設備的最佳檢修時間和檢修項目。例如對于換流站換流變壓器，若采用解端子斷引預試的方式進行預防性試驗，來確認電氣設備在長期運行中是否保持良好狀態(tài)，由于變壓器的數(shù)量眾多（特高壓每站24臺在運），試驗的工作量極大，且施工過程隱含設備損壞風險，因此通過以上硬件和軟件獲得的各類歷史數(shù)據(jù)、運行參數(shù)等分析生成得到最佳檢修時間和優(yōu)先檢查項目，按生成的變壓器的檢修時間和檢修項目排序，依次進行檢修，提升效率的同時也降低了變壓器被損壞的風險。

3.2 特高壓智慧供應鏈一體化應用到搶修中

電網(wǎng)設備設施檢修是關系電網(wǎng)安全穩(wěn)定的工作，所涉及的物資與工器具門類繁多。設備檢修必須有足夠的備件，以保證設備檢修特別是應急搶修的需要。檢修物資和工器具集中存儲，一方面有利于統(tǒng)一管理和調(diào)配，提高周轉(zhuǎn)與利用效率；另一方面由于區(qū)域跨度大、配送路徑遠，會在一定程度上影響工作效率，增加運輸成本，尤其是在應急搶修情況下，如遇所在站點倉庫備品備件不足或不齊，遠距離調(diào)配耗時過長。

如在某輸電線路上，出現(xiàn)事故需要應急搶修，需更換電壓等級1 000KV的某型號的跳線間隔棒8支，而所在轄區(qū)的倉庫僅有庫存5支，傳統(tǒng)跨區(qū)域配送的解決方案需花費大量的時間溝通、協(xié)商和配送，執(zhí)行周期過長、工作效率過慢。其他倉庫通過智慧供應鏈一體化管理，將運行設備和備品備件、工器具進行集中管理，各站點、各業(yè)務板塊均能夠?qū)ο嚓P信息互通互享，及時協(xié)作、精確支撐，在本質(zhì)上將設備與物資管理納入整個生產(chǎn)、運行機制中。共享的信息就能使領料人在系統(tǒng)上觀察到就近倉庫可配送的跳線間隔棒，及時進行配送。而且從跳線間隔棒進入生產(chǎn)計劃開始賦予唯一碼，生產(chǎn)制作、運輸銷售、存儲、配送、安裝、回收、報廢等過程全程跟蹤，唯一碼上更新物資狀態(tài)，使該物資的實時信息推送至后臺動態(tài)，確保物資供應執(zhí)行全過程的跟蹤，并且全過程做到了痕跡化，確保跳線間隔棒被準確安裝至現(xiàn)場。同時，以“WMS+TMS”為核心的特高壓智慧供應鏈一體化，在各區(qū)域倉庫的備品備件達到設定的安全庫存時，系統(tǒng)會及時提醒相應人員補足所缺備品備件，若仍存在所需搶修物資不足，根據(jù)系統(tǒng)提供的共享數(shù)據(jù)，優(yōu)先調(diào)配滿足條件就近倉庫的物資。在應急搶修中，將各類物資的備品備件和工器具等統(tǒng)一管理，各個站點信息共享，能夠按現(xiàn)場需要盡快匹配到最佳方案，體現(xiàn)智慧供應鏈一體化管理所帶來的效率上的提升和生產(chǎn)運輸成本的降低。

4 結(jié)語

特高壓智慧供應鏈一體化以“WMS+TMS”系統(tǒng)運轉(zhuǎn)為中心，特高壓智慧供應鏈一體化平臺通過物聯(lián)網(wǎng)和信息技術獲取產(chǎn)品的數(shù)據(jù)和信息[4]，優(yōu)化當前物資計劃、采購、運輸、到庫、在庫、領用、安裝驗收、安全運行、退役、報廢、殘值回收等全生命周期管理；并在這個系統(tǒng)上分析數(shù)據(jù)、規(guī)劃業(yè)務、預測需求，形成供應鏈策略優(yōu)化機制[5]。特高壓智慧供應鏈的一體化管理能整合物資資源，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)了物資需求、合同、倉儲、配送、供應商、廢舊物資處置等信息資源，統(tǒng)計、分析物資供應全過程信息，為特高壓電力安全、穩(wěn)定運行提供物資保障和決策支持。