國(guó)網(wǎng)合肥供電公司 徐偉剛 喬 惠 胡玉慶 張 俊

近幾年各供電公司普遍實(shí)現(xiàn)了智能電能表的建設(shè)應(yīng)用。而電能計(jì)量?jī)x表自動(dòng)化庫(kù)房系統(tǒng)可以與網(wǎng)絡(luò)化相適應(yīng)的自動(dòng)化設(shè)施為物質(zhì)基礎(chǔ)，迅速、快捷的對(duì)智能電能表進(jìn)行管理，解決智能電能表應(yīng)用環(huán)境下高效率與勞動(dòng)強(qiáng)度大、計(jì)量?jī)x表存放條件與密集存儲(chǔ)之間的矛盾?；诖?，研究電能計(jì)量?jī)x表自動(dòng)化庫(kù)房系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用就具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

合肥供電公司計(jì)量存儲(chǔ)中心主要用于電能計(jì)量?jī)x表存放，占地面積大約為841.00m2，主要存儲(chǔ)物資有三相電能表、單相電能表、采集器、集中器、互感器等。該計(jì)量存儲(chǔ)中心內(nèi)已有自動(dòng)化立體存儲(chǔ)系統(tǒng)建立于2011年，在近九年的運(yùn)行過(guò)程中，多數(shù)設(shè)備出現(xiàn)陳舊老化、無(wú)法正常發(fā)揮功能的情況。比如兩個(gè)巷道堆垛機(jī)僅可使用一臺(tái)、出入庫(kù)人工掃碼錯(cuò)誤頻出等，嚴(yán)重影響了正常庫(kù)房功能的發(fā)揮?；诖?，文章以實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性為原則，以滿足6.0×104只以上單相電能表配送、周轉(zhuǎn)、存儲(chǔ)需求，且可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有全部電能計(jì)量裝置資產(chǎn)全過(guò)程管理為目標(biāo)，進(jìn)行了該計(jì)量存儲(chǔ)中心自動(dòng)化庫(kù)房系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 電能計(jì)量?jī)x表自動(dòng)化庫(kù)房系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

1.1 物料單元規(guī)劃

物料單元規(guī)劃是計(jì)量存儲(chǔ)中心自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要模塊。根據(jù)招標(biāo)文件要求，可知該電力企業(yè)計(jì)量中心內(nèi)計(jì)量器具生產(chǎn)檢定流程包括設(shè)備配置與控制、系統(tǒng)工藝流程、信息管理、系統(tǒng)能力等，其中涉及的存儲(chǔ)貨物主要有三相電能表、單相電能表、采集器、低壓電流互感器、終端計(jì)量設(shè)備等。此外還包括庫(kù)存載體——周轉(zhuǎn)箱、信息載體——Rfid射頻卡配合一維條形碼。

1.2 區(qū)域功能規(guī)劃

從區(qū)域功能設(shè)計(jì)入手，計(jì)量存儲(chǔ)中心自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括中控室、庫(kù)前區(qū)與庫(kù)后區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)等幾個(gè)區(qū)域。

中控室是整個(gè)系統(tǒng)的管理樞紐，可為任務(wù)管理、立庫(kù)庫(kù)區(qū)管理、設(shè)備監(jiān)控調(diào)度、表單打印、單據(jù)打印、信息存儲(chǔ)提供服務(wù)[1]。為保證上述功能的順利實(shí)現(xiàn)，可以為中控室配置獨(dú)立IP的內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器與條碼打印機(jī)、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與終端通信；庫(kù)前區(qū)與庫(kù)后區(qū)是整個(gè)系統(tǒng)的出入端口。前者可以為入庫(kù)電能計(jì)量器具暫存、出入庫(kù)業(yè)務(wù)管理服務(wù)，包括新品入庫(kù)、拆包組箱、成品配送出庫(kù)等。為實(shí)現(xiàn)上述功能，可以進(jìn)行手持終端、LED顯示屏、操作終端的配置，后者主要為新品入庫(kù)暫存、成品配送管理、零散出庫(kù)服務(wù)，可配置與庫(kù)前區(qū)相同的設(shè)備。

存儲(chǔ)區(qū)主要負(fù)責(zé)箱垛周轉(zhuǎn)、存放，具體表現(xiàn)為立庫(kù)倉(cāng)庫(kù)形式[2]；表計(jì)出入庫(kù)輸送與整理主要是在出入庫(kù)站臺(tái)、輸送機(jī)的輔助下，完成電能計(jì)量裝置周轉(zhuǎn)箱垛、空周轉(zhuǎn)箱垛輸送任務(wù)，可以在堆垛機(jī)配置的基礎(chǔ)上，結(jié)合出入庫(kù)表計(jì)信息采集、周轉(zhuǎn)箱拆碼垛需求，進(jìn)行Rfid射頻采集裝置、折疊盤(pán)機(jī)的配置。

1.3 工作流程描述

根據(jù)電能計(jì)量?jī)x表自動(dòng)化庫(kù)房系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)任務(wù)差異，其參與業(yè)務(wù)流程情況也存在一定差別。具體包括新品入庫(kù)、成品批量配送出庫(kù)、零散件揀選出、自動(dòng)盤(pán)庫(kù)、拆回入庫(kù)及報(bào)廢處理等。

在以往電能計(jì)量裝置庫(kù)房管理中，新品入庫(kù)需要損耗大量人力、物力，且存在大量不可控風(fēng)險(xiǎn)因素，招致庫(kù)存電能計(jì)量裝置信息錯(cuò)誤、信息缺損等問(wèn)題出現(xiàn)。而電能計(jì)量?jī)x表自動(dòng)化庫(kù)房系統(tǒng)可以利用現(xiàn)代電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程下達(dá)、實(shí)時(shí)通知，在減輕庫(kù)房工作者工作負(fù)擔(dān)的同時(shí)，提高裝置庫(kù)存管理精準(zhǔn)度。

新品入庫(kù)流程主要為：電力營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)下達(dá)新品入庫(kù)計(jì)劃（或手工錄入入庫(kù)計(jì)劃）→倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)獲得新表資產(chǎn)信息→通知人工卸貨并將新品搬運(yùn)至庫(kù)前區(qū)→單箱逐次放置在入庫(kù)站臺(tái)并申請(qǐng)入庫(kù)→Rfid射頻采集入庫(kù)信息→入庫(kù)疊盤(pán)機(jī)完成疊盤(pán)碼垛并將箱垛關(guān)系上傳給管理系統(tǒng)→系統(tǒng)指定貨位→輸送機(jī)、堆垛機(jī)完成周轉(zhuǎn)箱垛→完成新品入庫(kù)。若整個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)系統(tǒng)異常，則需返回至出庫(kù)站臺(tái)待工作人員處理后恢復(fù)運(yùn)行。

拆回入庫(kù)流程為：MDS/SG186營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)下達(dá)拆回表入庫(kù)計(jì)劃→人工經(jīng)手持終端逐一掃描表計(jì)→人工組箱并將周轉(zhuǎn)箱搬運(yùn)至入庫(kù)站臺(tái)→系統(tǒng)生成入庫(kù)任務(wù)→自動(dòng)分配貨位（或人工選擇）→在堆垛機(jī)、疊盤(pán)機(jī)、輸送機(jī)的幫助下，將周轉(zhuǎn)箱輸送至指定貨位→完成拆回入庫(kù)。

成品批量配送出庫(kù)流程主要為：SG186/MDS下達(dá)出庫(kù)指令→依據(jù)先進(jìn)先出原則由系統(tǒng)選擇最優(yōu)表計(jì)（或人工選定）→對(duì)堆垛機(jī)下達(dá)出庫(kù)指令→堆垛機(jī)到達(dá)貨架取出對(duì)應(yīng)表計(jì)→經(jīng)輸送機(jī)出庫(kù)→將出庫(kù)表計(jì)編號(hào)反饋至MDS/SG186系統(tǒng)→完成成品批量配送出庫(kù)。

零散揀選出流程為：SG186/MDS下達(dá)出庫(kù)指令→目標(biāo)表計(jì)所在周轉(zhuǎn)箱進(jìn)入零散取表揀選工位、卡位→圖像采集系統(tǒng)采集表計(jì)圖像并識(shí)別目標(biāo)表計(jì)→三維模組機(jī)械手取出目標(biāo)表計(jì)→將目標(biāo)表計(jì)放置在皮帶輸送機(jī)上→完成零散揀選出庫(kù)。

自動(dòng)盤(pán)庫(kù)流程主要為：MDS系統(tǒng)下達(dá)盤(pán)庫(kù)指令→系統(tǒng)控制庫(kù)存周轉(zhuǎn)箱垛下架→配合輸送機(jī)出庫(kù)路徑中高位射頻門(mén)禁完成表計(jì)信息核對(duì)→記錄由入庫(kù)通道重新入庫(kù)的周轉(zhuǎn)箱垛信息并更新數(shù)據(jù)庫(kù)→完成自動(dòng)盤(pán)庫(kù)。若盤(pán)庫(kù)信息異常，則需要標(biāo)記對(duì)應(yīng)表計(jì)資產(chǎn)信息的情況并將周轉(zhuǎn)箱垛直接輸送至出庫(kù)口，等待人工核實(shí)后上傳MDS。

報(bào)廢處理流程為：MDS/SG186營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)下達(dá)報(bào)廢表計(jì)出庫(kù)計(jì)劃→倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)下達(dá)報(bào)廢電能計(jì)量?jī)x表出庫(kù)指令→堆垛機(jī)將指定貨位表計(jì)取出→在拆盤(pán)機(jī)、輸送機(jī)的輔助下出庫(kù)→人工將出庫(kù)后表箱搬運(yùn)至出庫(kù)暫存區(qū)并掃碼確認(rèn)→完成報(bào)廢出庫(kù)。

2 電能計(jì)量?jī)x表自動(dòng)化庫(kù)房系統(tǒng)實(shí)施效率估算

2.1 基礎(chǔ)參數(shù)

電能計(jì)量?jī)x表自動(dòng)化庫(kù)房系統(tǒng)輸送線涉及了輸送機(jī)、射頻門(mén)、三維揀選模組、堆垛機(jī)、疊盤(pán)機(jī)幾個(gè)主要設(shè)備[3]。其中輸送機(jī)運(yùn)行速度、長(zhǎng)度分別為0.33m/s、32.10m，射頻門(mén)單箱、整垛掃描耗時(shí)分別為4.00s、15.00s，三維揀選模組單表揀選耗時(shí)6.00s，疊盤(pán)機(jī)單箱、四箱疊盤(pán)耗時(shí)32.00s。則單垛通過(guò)輸送機(jī)、射頻門(mén)、疊盤(pán)機(jī)所需時(shí)間分別為96.00s（32.10/0.33）、16.00s（4.00×4.00）、36.00s（4.00×9.00）。而單臺(tái)堆垛機(jī)綜合作業(yè)效率為74托/小時(shí)，兩臺(tái)為148托/小時(shí)。

2.2 效率估算

由于該系統(tǒng)庫(kù)房計(jì)量?jī)x表采用流水線式作業(yè)，整體耗時(shí)最長(zhǎng)為疊盤(pán)機(jī)，每疊48只單相表耗時(shí)36.00s，每小時(shí)入庫(kù)為4800只（3600/36×48），按每天工作8小時(shí)計(jì)算，全天可以實(shí)現(xiàn)38400只單相電能表入庫(kù)。同理，庫(kù)房電能計(jì)量?jī)x表出庫(kù)箱垛不需經(jīng)射頻門(mén)、疊盤(pán)機(jī)，堆垛機(jī)耗時(shí)最長(zhǎng)，兩臺(tái)堆垛機(jī)每小時(shí)堆垛儀表12088只。

盤(pán)庫(kù)箱垛流程中耗時(shí)最長(zhǎng)的也為堆垛機(jī)，但其需經(jīng)過(guò)高位射頻門(mén)，兩條堆垛機(jī)的單一工作效率為6044只，全天可完成48352（6044×8）只單相電能表盤(pán)庫(kù)。對(duì)于揀選作業(yè)而言，揀選箱垛需經(jīng)過(guò)三維揀選模組、拆盤(pán)機(jī)等設(shè)備，損耗時(shí)間最長(zhǎng)的為三維揀選模組，單一工作作業(yè)能力為600只（3600/6），全天可完成4800只單相電能表零散揀選出庫(kù)。

綜上，根據(jù)電能計(jì)量?jī)x表庫(kù)房管理需求，單位可以在物料單元規(guī)劃、功能單元規(guī)劃的基礎(chǔ)上，對(duì)成品批量配送出庫(kù)、新品入庫(kù)、盤(pán)庫(kù)等方面進(jìn)行工作流程的逐一描述，并預(yù)先對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效率進(jìn)行檢測(cè)，為預(yù)期系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)的達(dá)成提供保障。