基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸變電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)物料精細化管理平臺的設(shè)計

翦象慧

摘要：輸變電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在其產(chǎn)品生產(chǎn)過程中涉及一系列物料管理，如原材料組配件的采購入庫和出庫、零部件內(nèi)部交接、半成品完工報驗、產(chǎn)成品包裝等。為實現(xiàn)對其物料管理的精細化，本文從分析輸變電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的業(yè)務流程入手，設(shè)計了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸變電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)物料精細化管理平臺，對該平臺的總體框架以及核心系統(tǒng)進行了描述。

關(guān)鍵詞：輸變電設(shè)備；物料管理；精細化

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）26-0229-02

輸變電行業(yè)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等環(huán)節(jié)，都需要使用變壓器類產(chǎn)品。這些變壓器類產(chǎn)品往往需要針對每一個客戶的不同要求、項目所處的不同地理位置、自然環(huán)境等多方面因素單獨進行產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)，由此，輸變電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)一般為訂單式離散型生產(chǎn)企業(yè)。

輸變電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在其產(chǎn)品生產(chǎn)過程中涉及一系列物料管理，如原材料組配件的采購入庫和出庫、零部件內(nèi)部交接、半成品完工報驗、產(chǎn)成品包裝等。在生產(chǎn)企業(yè)實施應用物料精細化管理平臺，有利于提高生產(chǎn)效率、保障生產(chǎn)設(shè)備安全運行、促進節(jié)能降耗，實現(xiàn)生產(chǎn)的信息化、標準化、流程化。

1 業(yè)務流程分析

第一步，客戶通過營銷部門下達產(chǎn)品訂單，營銷部門將訂單數(shù)據(jù)整理后發(fā)送給研發(fā)部門。

第二步，研發(fā)部門根據(jù)用戶需求設(shè)計相應的產(chǎn)品，同時生成與產(chǎn)品對應的BOM表，并將BOM表提供給原材料采購部門。

第三步，原材料采購部門根據(jù)產(chǎn)品BOM表采購生產(chǎn)所需要的原材料和配件，并將采購的原材料和相應的檢測報告一同交付給生產(chǎn)部門。

第四步，生產(chǎn)部門根據(jù)原材料準備情況安排生產(chǎn)，并全程監(jiān)控生產(chǎn)過程，以及生產(chǎn)設(shè)備運行情況。

第五步，生產(chǎn)的產(chǎn)品需要通過嚴格的出廠檢測，通過大件運輸?shù)姆绞浇桓督o客戶，整個運輸過程需要實時對產(chǎn)品狀態(tài)進行監(jiān)測，到達目的地組裝后再進行試運行檢測，并最終交付給客戶使用。

第六步，在客戶使用的過程中，生產(chǎn)企業(yè)需要對產(chǎn)品部分運行狀況進行監(jiān)測或回訪，為客戶提供優(yōu)質(zhì)的售后、跟蹤服務。

2 平臺總體框架設(shè)計

為保證上述各步業(yè)務環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)和信息傳遞的及時準確，則需要構(gòu)建能實現(xiàn)精細化管理物料流轉(zhuǎn)的平臺。該平臺能幫助生產(chǎn)管理者對上述業(yè)務中各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，及時掌握訂單進度、原材料采購情況、跟蹤原材料運輸情況、產(chǎn)品生產(chǎn)情況、產(chǎn)品運輸情況、產(chǎn)品使用情況等信息，這樣生產(chǎn)管理者能根據(jù)實際情況對生產(chǎn)計劃及時做出調(diào)整，能對產(chǎn)品使用過程中出現(xiàn)的特殊情況及時做出響應；此外生產(chǎn)管理者還可以通過該平臺跟蹤客戶的產(chǎn)品使用情況和售后服務，從中獲取大量的、第一手的產(chǎn)品運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計和改進提供更有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，也為客戶產(chǎn)品在使用中出現(xiàn)的不可預見的狀況及時做出響應；而客戶通過該平臺能夠及時了解自己產(chǎn)品的生產(chǎn)進度，為后續(xù)的工作做好安排，及時掌握其產(chǎn)品的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題及時做出相應的處置。

為實現(xiàn)上述目標，設(shè)計了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生產(chǎn)企業(yè)物流精細化管理平臺，該平臺的基本框架如下圖所示。該平臺的核心是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用。

物聯(lián)網(wǎng)是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來， 進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，具有全面感知、可靠傳遞和智能處理等特征。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生產(chǎn)企業(yè)物流精細化管理平臺是指通過傳感器等終端數(shù)據(jù)采集設(shè)備、無線傳感網(wǎng)絡(luò)等各類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用，實現(xiàn)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)物流資源狀態(tài)狀態(tài)的監(jiān)控和跟蹤，及時掌握訂單進度、原材料采購情況、跟蹤原材料運輸情況、產(chǎn)品生產(chǎn)情況、產(chǎn)品運輸情況、產(chǎn)品使用情況等信息。

3 平臺核心系統(tǒng)設(shè)計

按照全過程流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，本項目基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)物料流轉(zhuǎn)的精細化管理，物料精細化管理平臺的核心系統(tǒng)包括原材料采購管理系統(tǒng)、內(nèi)部流轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)、成品運輸跟蹤系統(tǒng)、組部件管理系統(tǒng)等，具體設(shè)計內(nèi)容如下。

3.1原材料采購管理系統(tǒng)

目前，輸變電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的原材料采購往往涉及上千種組配件，原材料是否及時到位和安全存放直接影響到產(chǎn)品交貨期，成為制約企業(yè)效率提高的瓶頸問題。設(shè)計原材料采購管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括條碼訂單管理模塊、合同管理模塊、條碼管理模塊，報表管理模塊、電子看板等，其中條碼管理模塊包括條碼編制、條碼識別等。

通過該系統(tǒng)，生產(chǎn)企業(yè)可以將原有的郵件、傳真下發(fā)采購訂單模式，改進為通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為供應商提供網(wǎng)上訂單、生產(chǎn)發(fā)運日報界面，同時在重要的原材料組配件廠商管理上，將條碼技術(shù)、RFID技術(shù)的運用，作為資質(zhì)評價依據(jù)，結(jié)合電子屏動態(tài)看板管理，以消除生產(chǎn)部門材料報缺為衡量指標，提高信息共享和信息的利用效率。

3.2生產(chǎn)過程物料全跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)

將產(chǎn)品外包裝和條碼標簽進入內(nèi)部使用過程，圍繞產(chǎn)品生產(chǎn)主計劃，將設(shè)計工藝、采購物流、車間作業(yè)等信息進行集成，在本系統(tǒng)中看到零部件交接流轉(zhuǎn)情況，及時對生產(chǎn)進度與零部件交接時間進行確認，確認結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)觸摸屏，為車間一線查詢圖紙、工藝定額、采購到貨、班組作業(yè)計劃及完工報驗，提供硬件上的支持，便于班組及時掌握上下道及本道工序材料到貨情況，通過合理安排班組生產(chǎn)作業(yè)最大限度配合材料到貨時間，縮短工序生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，該系統(tǒng)為消除信息孤島、數(shù)據(jù)冗余、統(tǒng)計給企業(yè)運營決策提供支持。

3.3基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的內(nèi)部半成品管理系統(tǒng)

在工作中心之間的半成品完工報驗、質(zhì)量跟蹤等業(yè)務環(huán)節(jié)，借助一卡通、條形碼、觸摸屏、射頻、無線網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)采集技術(shù)，依此實現(xiàn)內(nèi)部物流信息采集處理的全過程便捷優(yōu)化。

該系統(tǒng)包括庫存管理模塊、生產(chǎn)管理模塊、質(zhì)量管理模塊、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、報表管理等模塊。其中，庫存管理模塊實現(xiàn)對半成品的出、入、盤點、日常報表、庫存分析等進行全面的控制。

該系統(tǒng)擬實現(xiàn)在半成品拆卸包轉(zhuǎn)交接上，對生產(chǎn)車間的計劃執(zhí)行進行動態(tài)可視化管理。

3.4基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的組配件管理系統(tǒng)

對采購的組配件，在其包裝箱、托盤或集裝箱上安裝射頻識別標簽，儲存提供生產(chǎn)的企業(yè)、品名、產(chǎn)地、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、儲存條件等信息，使產(chǎn)品外包裝和射頻識別標簽隨進入內(nèi)部配送及使用過程，以保證零配件能夠追蹤溯源。保證在零配件運輸、使用的全過程可視化監(jiān)控，通過手持式RFID終端移動設(shè)備，就能快速追溯零配件的來源，確保供應渠道的安全可靠。

在運輸過程中，在承運商的運輸車輛上安裝北斗/GPS雙模定位系統(tǒng)，對運輸車輛進行定位。還可以給運輸車輛安裝電子標簽，記錄組配件目錄、配送目的地、車輛、駕駛員等信息。并在車上安裝集裝箱電子鎖監(jiān)控以及其他監(jiān)控（如貨物、車輛、駕駛員的視頻監(jiān)視等）設(shè)備，通過移動通訊WLAN、CDMA等技術(shù)，實時將采集的信息傳送給企業(yè)的管理信息系統(tǒng)，緊急情況下還可以并由管理信息系統(tǒng)通知前方的高速公路收費站、港口等交通樞紐，請求盡快直接放行。在目的地應用條碼、RFID等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對零配件進行清點、驗收。

3.5 基于GIS/GPS技術(shù)的產(chǎn)成品運輸管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)可以實時顯示出車輛的實際位置，并可任意放大、縮小、還原、查詢；可以隨目標移動，使目標始終保持在屏幕上；還可實現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤。結(jié)合企業(yè)在位置信息服務方面的需求，實現(xiàn)全程監(jiān)控和調(diào)度，可以隨目標移動，使目標始終保持在屏幕上，利用該功能可對重要車輛和貨物進行跟蹤運輸。

4 結(jié)束語

系統(tǒng)性地應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，搭建物料精細化管理平臺將使得生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)的信息化、標準化和流程化。實施本項目，將可較大幅度地減少在原材料供應、生產(chǎn)制造、成品銷售等環(huán)節(jié)中的人力成本投入，從而可將更多的人力投入到技術(shù)研發(fā)中去；可逐步實現(xiàn)JIT配送，節(jié)約原材料的倉儲成本；可提高成品、半成品的周轉(zhuǎn)效率，減少庫存面積；實現(xiàn)供應鏈的全程可視化，生產(chǎn)的產(chǎn)品及零配件實現(xiàn)可溯源，提升供應鏈層面的管理水平；實現(xiàn)工作的精細化控制，提高生產(chǎn)效率，擴大輸變電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)變壓器、電抗器產(chǎn)品的年產(chǎn)量，獲得更多的利潤值。

本平臺的設(shè)計與實施將實現(xiàn)輸變電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的精細化管理，提高生產(chǎn)效率，提高員工的工作效率與水平。將優(yōu)化從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程的管理；提升MES對制造過程發(fā)生的實時事件及時做出反應、報告，并用當前的準確數(shù)據(jù)對它們進行指導和處理，有效地指導工廠的生產(chǎn)運作過程，加強全程質(zhì)量管控，使其既能提高工廠及時交貨能力，改善物料的流通性能，提高生產(chǎn)回報率。推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生產(chǎn)制造領(lǐng)域、電網(wǎng)領(lǐng)域的應用示范，推動我國智能電網(wǎng)的建設(shè)，優(yōu)化社會資源、節(jié)能減排。

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