電能計(jì)量設(shè)備自動檢定周轉(zhuǎn)模式研究

吳飛財(cái)

摘 要： 國網(wǎng)公司已在多個(gè)省份建成了省級電能計(jì)量設(shè)備自動檢定系統(tǒng)。為了總結(jié)前期經(jīng)驗(yàn)，建立更為高效的檢定模式，結(jié)合檢定業(yè)務(wù)工作流程，討論了基于普通紙箱、紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱和塑料周轉(zhuǎn)箱三種物料箱的周轉(zhuǎn)模式，對比了不同方案下的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)和檢定流程。并綜合考慮檢定系統(tǒng)投資成本、物料檢定頻次、區(qū)域差異等因素，分析提出了適用于不同省市的物料箱設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)最大化降低成本、節(jié)約資源、改進(jìn)工作模式的目的。最后對南方沿海地區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行分析討論，給出了周轉(zhuǎn)模式設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞： 集中檢定； 物料箱； 周轉(zhuǎn)模式； 高效節(jié)約

中圖分類號： TM 933 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號： 1671-2153（2016）04-0100-05

0 引 言

省級電網(wǎng)公司計(jì)量中心負(fù)責(zé)全省電能計(jì)量設(shè)備的檢定工作，其物料箱周轉(zhuǎn)形式?jīng)Q定了整個(gè)檢定業(yè)務(wù)的運(yùn)作流程，也影響電能計(jì)量設(shè)備的來貨、存儲、配送等環(huán)節(jié)。為了建立高效快捷、集約規(guī)范的檢定工作模式，必須對計(jì)量設(shè)備周轉(zhuǎn)模式進(jìn)行相關(guān)研究。

目前，對于計(jì)量設(shè)備自動化檢定系統(tǒng)已經(jīng)有了廣泛的技術(shù)研究與實(shí)踐應(yīng)用[1-5]，建成了不同規(guī)模不同形式的檢定平臺，各平臺對物料箱的選擇不同，產(chǎn)生不同的業(yè)務(wù)方式。文獻(xiàn)[6]中采用塑料周轉(zhuǎn)箱；文獻(xiàn)[7]中設(shè)計(jì)的貨架存儲區(qū)貨位可同時(shí)存放托盤和周轉(zhuǎn)箱，文獻(xiàn)[8]則分別設(shè)計(jì)了托盤立體庫和周轉(zhuǎn)箱立體庫，并對托盤上放置紙箱數(shù)量進(jìn)行了討論；文獻(xiàn)[9-10]中在倉儲和檢定環(huán)節(jié)采用周轉(zhuǎn)箱，配送環(huán)節(jié)采用紙箱、塑料周轉(zhuǎn)箱分別適應(yīng)農(nóng)村、城市的需求。本文針對目前幾種主要的物料箱形式，結(jié)合射頻識別[11]、自動拆箱以及條形碼技術(shù)，分析對比不同物料箱在不同業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)下的優(yōu)缺點(diǎn)，并從經(jīng)濟(jì)效益、社會效益角度給出物料箱周轉(zhuǎn)模式的選擇建議。

1 背景描述

1.1 計(jì)量設(shè)備周轉(zhuǎn)流程

根據(jù)省級電網(wǎng)公司的統(tǒng)一安排，設(shè)備供應(yīng)商將計(jì)量設(shè)備送到計(jì)量中心，計(jì)量中心驗(yàn)收后存儲，并按照規(guī)程進(jìn)行檢定，檢定不合格的設(shè)備返回供應(yīng)商，合格的設(shè)備進(jìn)行存儲等待向地市局配送。計(jì)量設(shè)備的周轉(zhuǎn)流程如圖1所示。由圖1可知，返回設(shè)備供應(yīng)商的計(jì)量設(shè)備相對較少，物料流通主要集中在計(jì)量中心的設(shè)備檢定和地市局配送環(huán)節(jié)。

1.2 物料箱種類

目前常用的物料箱有三類，分別為普通紙箱、紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱和塑料周轉(zhuǎn)箱，由于其制作工藝不同，箱體性能有較大差異。如表1所示，普通紙箱成本低、規(guī)格不統(tǒng)一、箱體易變性；紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱穩(wěn)固性較好、可重復(fù)使用；塑料周轉(zhuǎn)箱成本較高、重復(fù)使用率高、穩(wěn)固性強(qiáng)、需要維護(hù)清洗。針對計(jì)量設(shè)備的物理、電磁特性，需要根據(jù)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的要求，選用不同物料箱以達(dá)到安全高效節(jié)約的目的。

2 分析對比

針對普通紙箱、紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱和塑料周轉(zhuǎn)箱的特點(diǎn)，結(jié)合計(jì)量中心設(shè)備周轉(zhuǎn)流程，下面詳細(xì)討論不同物料箱的選擇模式對于計(jì)量中心在倉庫規(guī)劃、業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)操作和整體流程模式方面的影響，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益、社會效益的對比。

2.1 對倉庫規(guī)劃的影響

計(jì)量中心倉庫生產(chǎn)作業(yè)區(qū)一般劃分為入庫區(qū)、貨架區(qū)、人工拆包區(qū)、自動裝箱區(qū)和出庫配送區(qū)。貨架區(qū)可包含周轉(zhuǎn)箱庫和托盤庫兩種類型倉庫，周轉(zhuǎn)箱庫以周轉(zhuǎn)箱為基本單元儲存電能計(jì)量設(shè)備，托盤庫則以托盤為單元儲存到貨未拆包或者已包裝待配送的電能計(jì)量設(shè)備。如果計(jì)量中心全程使用周轉(zhuǎn)箱，則不需設(shè)立托盤庫。

2.2 對業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的影響

（1） 來貨環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)的物料箱包括普通紙箱與紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱。塑料周轉(zhuǎn)箱由于成本高，長距離運(yùn)輸中容易損壞，不利于重復(fù)利用，此環(huán)節(jié)一般不考慮。普通紙箱具有成本低、約束少等優(yōu)點(diǎn)，而且在來貨環(huán)節(jié)不需要考慮回收利用的問題，管理成本低，能夠降低運(yùn)輸環(huán)節(jié)的成本。但是普通紙箱質(zhì)量較差，在長距離運(yùn)輸過程中容易變形，不利于智能倉庫的自動拆箱作業(yè)。另外，普通紙箱到貨后還需暫存于托盤庫，使得倉庫結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。相比之下，紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱的質(zhì)量較好，運(yùn)輸過程中不易變形，同時(shí)其外形尺寸一般由計(jì)量中心統(tǒng)一設(shè)計(jì)，便于智能倉庫的自動化搬運(yùn)和儲存。

（2） 倉儲環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)的物料箱包括紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱和塑料周轉(zhuǎn)箱。紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱到貨后不需暫存于托盤庫，直接存放于周轉(zhuǎn)箱庫中，簡化倉庫結(jié)構(gòu)。檢定時(shí)可直接進(jìn)入檢定線，不需要拆箱作業(yè)，提高了倉庫運(yùn)轉(zhuǎn)效率。但是，紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱為了便于存取計(jì)量設(shè)備，一般采用無頂蓋設(shè)計(jì)，箱體內(nèi)沒有限位結(jié)構(gòu)，給拆碼垛、搬運(yùn)作業(yè)造成很大困難，因此需要特殊設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，可靠性較差。塑料周轉(zhuǎn)箱具有限位結(jié)構(gòu)，方便機(jī)械搬運(yùn)；同時(shí)便于電能設(shè)備定位，提高機(jī)器人拆盤與碼盤的效率。塑料周轉(zhuǎn)箱重復(fù)利用率高，在倉儲環(huán)節(jié)損壞率低，但是必須增加托盤庫和拆包作業(yè)，使得倉庫復(fù)雜化。

（3） 檢定環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)的物料箱包括紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱和塑料周轉(zhuǎn)箱。這兩種類型周轉(zhuǎn)箱均可從倉庫直接進(jìn)入檢定線，提高了檢定效率。紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱中的表計(jì)采用豎直放置，塑料周轉(zhuǎn)箱中的表計(jì)采用水平放置。因此，從紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱中存取表計(jì)時(shí)需要增加換向環(huán)節(jié)，延長了作業(yè)時(shí)間并且使得夾具復(fù)雜化。

（4） 配送環(huán)節(jié)。配送環(huán)節(jié)可采用普通紙箱、紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱和塑料周轉(zhuǎn)箱。采用普通紙箱具有成本低、不需回收等優(yōu)點(diǎn)，但需要人工進(jìn)行裝箱操作，作業(yè)效率低；使用紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱，能夠進(jìn)行自動化裝箱操作，但回收利用會增加管理成本；塑料周轉(zhuǎn)箱可直接進(jìn)行配送，回收利用率較高，但運(yùn)輸過程中的污損情況需要進(jìn)行清洗操作。

各工序物料箱的優(yōu)缺點(diǎn)對比情況如表2所示。選擇物料箱時(shí)，不僅要考慮此環(huán)節(jié)對物料箱的需求，還需要考慮各工序之間工作的一致性和連貫性，便于工序的推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)整體檢定環(huán)節(jié)的高效有序。一般如果來貨環(huán)節(jié)采用普通紙箱，則倉儲檢定環(huán)節(jié)采用塑料周轉(zhuǎn)箱，并需要設(shè)置托盤立體庫；如果來貨環(huán)節(jié)采用紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱，則倉儲檢定環(huán)節(jié)仍然采用紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱。

2.3 倉儲運(yùn)作流程的對比

托盤立體倉庫的設(shè)置與否對檢定流程有較大影響，圖2為普通紙箱到貨流程。由圖2可以看出，設(shè)備到貨驗(yàn)收后大部分需先存入托盤庫，再根據(jù)調(diào)度安排進(jìn)行拆包組周轉(zhuǎn)箱操作，最終存放在周轉(zhuǎn)箱庫內(nèi)。根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的安排，周轉(zhuǎn)箱庫內(nèi)的計(jì)量設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動檢定。已檢定完畢的計(jì)量設(shè)備同樣存放在周轉(zhuǎn)箱庫，直接配送或改裝紙箱進(jìn)行配送。因此本操作流程需設(shè)置托盤立體倉庫并配備自動拆箱機(jī)等設(shè)備。

圖2中，如果4個(gè)環(huán)節(jié)均采用紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱，則能夠簡化計(jì)量中心的作業(yè)流程。計(jì)量中心可省去托盤倉庫、自動拆箱機(jī)和拆箱組周轉(zhuǎn)箱設(shè)備，運(yùn)作流程如圖3所示。由圖3可以看出，來貨直接進(jìn)行清點(diǎn)錄入工作并存到周轉(zhuǎn)箱倉庫內(nèi)，檢定完畢后直接配送出庫。

2.4 整體研究分析

除以上討論之外，物料箱的選擇方案還需要綜合考慮其他方面的因素，如計(jì)量中心規(guī)模、物流運(yùn)輸成本、設(shè)備檢定頻次、地區(qū)氣象及道路狀況等。不同省市區(qū)建議制定符合本地區(qū)的綜合方案，以適應(yīng)不同的到貨、檢定、配送需求。根據(jù)上述討論，表3列出了一些參考方案。

表3中，如采用方案I，則需使用拆箱機(jī)進(jìn)行拆卸，并設(shè)置托盤庫和周轉(zhuǎn)箱庫。配送環(huán)節(jié)采用塑料周轉(zhuǎn)箱到二級庫，同時(shí)回收二級庫閑置的周轉(zhuǎn)箱，或者采用不回收的普通紙箱。這種設(shè)計(jì)模式適用于配送距離短、計(jì)量設(shè)備量大、物流頻繁、塑料箱污損較低的省市，如京、津、滬。如采用方案II，則仍需設(shè)置托盤庫、拆箱機(jī)以及復(fù)雜的機(jī)械手裝置，配送環(huán)節(jié)采用紙質(zhì)周裝箱需考慮其回收的可操作性。此設(shè)計(jì)方案適用于短距離高頻率配送區(qū)域，要求省市區(qū)計(jì)量設(shè)備量大、運(yùn)輸條件較好、運(yùn)輸折損小。而方案III與方案II相比，可不需設(shè)置托盤庫、拆箱機(jī)等設(shè)備。到貨環(huán)節(jié)采用紙質(zhì)周裝箱，適合計(jì)量中心與設(shè)備供應(yīng)商的配送距離短、運(yùn)輸條件好的省市。此三種方案，不同省市可根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇，或者采用幾種方案結(jié)合的模式自行設(shè)計(jì)。

3 設(shè)計(jì)探討

3.1 南方沿海地區(qū)實(shí)際情況

南部沿海省份雨量充沛，氣候潮濕，年平均降水量在1300～2500 mm之間；同時(shí)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，基礎(chǔ)設(shè)施完善，交通運(yùn)輸條件好。

沿海地區(qū)人口密集，電能計(jì)量設(shè)備數(shù)量多，計(jì)量設(shè)備檢定任務(wù)繁重。以福建省為例，預(yù)計(jì)每年檢定單相表約400萬只，其他計(jì)量設(shè)備約100萬只，若以福州為中心，則半徑200 km內(nèi)的電能計(jì)量設(shè)備配送量約占全省的75%。根據(jù)電能計(jì)量設(shè)備集中檢定的特點(diǎn)，綜合以上條件可以討論計(jì)量中心的物料周轉(zhuǎn)方案。

3.2 周轉(zhuǎn)模式設(shè)計(jì)方案

根據(jù)福建省實(shí)際情況，本文綜合2.4中方案II和方案III的特點(diǎn)，具體設(shè)計(jì)如下：到貨環(huán)節(jié)采用普通紙箱，倉儲及檢定環(huán)節(jié)采用紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱，配送環(huán)節(jié)采用紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱為主、普通紙箱為輔的方案。同時(shí)，要求計(jì)量設(shè)備生產(chǎn)廠商統(tǒng)一普通紙箱的規(guī)格，與紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱外形保持一致。計(jì)量中心倉庫不需設(shè)置托盤庫，簡化倉庫設(shè)計(jì)。

這里結(jié)合福建實(shí)際情況，并與浙江省采用的方案III相比，說明本方案的特點(diǎn)：

由于全國計(jì)量設(shè)備生產(chǎn)廠商主要集中在長三角區(qū)域，福建的到貨運(yùn)輸距離相比于浙江約增加6倍。因此浙江采用紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱便于回收利用，而對于福建，計(jì)量設(shè)備到貨運(yùn)輸距離長，不合格設(shè)備返廠數(shù)量少、周裝箱在到貨環(huán)節(jié)的重復(fù)利用率低；同時(shí)運(yùn)輸條件好，對箱體磨損較少，普通紙箱也能以較低成本滿足安全輸送的要求。因此到貨環(huán)節(jié)采用普通紙箱。

由于普通紙箱的特殊設(shè)計(jì)，計(jì)量中心可省去托盤庫而直接將來貨紙箱存放于周轉(zhuǎn)箱庫。因此在倉儲檢定環(huán)節(jié)，采用成本相對較低、便于連續(xù)性工作的紙質(zhì)周裝箱。

在地市局配送環(huán)節(jié)，浙江的大部分配送范圍在150 km之內(nèi)，福建的配送范圍在200 km左右，因此對于配送量大、距離短的地市局采用回收紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱的管理模式。對于配送距離較遠(yuǎn)的地方，其配送量較少、配送周期長、箱體回收成本較高，采用不回收紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱的管理模式。這樣既能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離配送的可靠性問題，又能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的目標(biāo)。

計(jì)量中心整體流程如圖4所示。圖4中，設(shè)計(jì)充分考慮了福建的地域特點(diǎn)、地區(qū)氣象及道路狀況、計(jì)量中心規(guī)模、物流運(yùn)輸成本、物料檢定頻次及區(qū)域經(jīng)濟(jì)狀況等因素，能夠?qū)崿F(xiàn)高效節(jié)約的檢定目的。

3.3 效益對比

本文設(shè)計(jì)方案自動化程度高，與倉儲檢定環(huán)節(jié)采用塑料周轉(zhuǎn)箱、配送采用普通紙箱相比，具有較大經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。以年檢400萬只為例，若采用塑料周轉(zhuǎn)箱人工組箱配送的方式，按每年250個(gè)工作日、每日工作7 h計(jì)算，需8人同時(shí)工作才能滿足需求，而本方案則減少了人工費(fèi)；同時(shí)本方案無需設(shè)置托盤庫及洗箱機(jī)等設(shè)備，前期投資較少；根據(jù)表1數(shù)據(jù)，在成本控制方面，相比塑料周轉(zhuǎn)箱，采用紙質(zhì)周轉(zhuǎn)箱回收利用率高、回收可操作性強(qiáng)、成本較低，而在到貨環(huán)節(jié)，采用普通紙箱，更能大大降低成本。

4 結(jié)束語

計(jì)量中心物料箱的選擇影響檢定業(yè)務(wù)流程規(guī)范和系統(tǒng)工作模式。本文針對目前幾種主要的物料箱形式，對比了各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)下不同物料箱的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)綜合考慮計(jì)量中心運(yùn)行規(guī)模、設(shè)備檢定頻次、區(qū)域運(yùn)輸狀況等因素，給出了適用于不同省市計(jì)量中心的物料周轉(zhuǎn)模式的選擇建議，并針對福建省的實(shí)際情況進(jìn)行分析探討，設(shè)計(jì)出適應(yīng)于福建省的計(jì)量中心模式，實(shí)現(xiàn)最大化節(jié)約成本、改善工序、高效節(jié)約運(yùn)行的目的。

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Abstract： Auto-verification system has been widely applied in provincial electric metrology centers. This paper analyses the verification processes using different material boxes （e.g. ordinary cardboard， paper turnover box and plastic turnover box） in order to establish more intensive and efficient mode. Considering the investment cost， verification frequency and regional difference， this paper proposes several schemes under different situations with the goal of building a low-cost and high-efficiency center. As an example， this paper studies the situation in Guangdong province and proposes a turnover solution.

Keywords： centralized verification； material box； turnover mode； efficiency

（責(zé)任編輯：徐興華）