基于網(wǎng)格優(yōu)化搶修的班組派單協(xié)調(diào)優(yōu)化方法

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司 王 亮 湯繼剛

本公司歷年電力搶修工作中，有關(guān)班組派單協(xié)調(diào)方面的效率問題中存在的難題及發(fā)展瓶頸包括但不限于：其一，傳統(tǒng)的電力搶修過程存在派單不及時、協(xié)調(diào)不充分等問題。當電力設(shè)備發(fā)生故障時，及時地派單和充分的協(xié)調(diào)是非常關(guān)鍵的[1]。然而，傳統(tǒng)的派單系統(tǒng)可能會因為人為因素或系統(tǒng)性延遲導致派單不及時。例如，一項研究顯示，傳統(tǒng)派單過程可能導致平均修復時間增長30%。另外，如果協(xié)調(diào)不充分可能導致派遣的工作人員或資源不足以處理故障，造成修復時間的進一步延長。

其二，傳統(tǒng)的搶修方式依賴于技術(shù)人員的經(jīng)驗和技能，影響搶修效率。例如，一個經(jīng)驗豐富的工作人員可在2h 內(nèi)完成搶修工作，而一個缺乏經(jīng)驗的工作人員可能需要3～4h。這種依賴性導致?lián)屝扌试谌藛T變動時變得不穩(wěn)定，同時也限制了搶修工作的規(guī)?；蜆藴驶?。

其三，傳統(tǒng)的搶修過程監(jiān)控與管理過程存在人工干預度高、信息傳遞效率低等問題。人工干預和信息傳遞效率都是影響搶修效率的重要因素，如果人工干預度高可能導致?lián)屝蘖鞒痰牟贿B續(xù)和不穩(wěn)定。根據(jù)一項研究，人工干預可能使平均修復時間增長10%～20%。同時，如果信息傳遞效率低可能導致工作人員缺乏必要的信息來進行搶修，從而影響搶修效率和質(zhì)量。

其四，尚未形成可靠的班組資源優(yōu)化策略模型，各班組搶修效能無法提升。一個可靠的班組資源優(yōu)化策略模型可以有效提高搶修效率和質(zhì)量。然而，傳統(tǒng)的班組資源優(yōu)化策略模型可能無法充分考慮各種因素，如班組的技能、經(jīng)驗和資源狀況。例如，一項研究發(fā)現(xiàn)，使用優(yōu)化策略模型的班組搶修效率可能提高20%～30%，而沒有使用優(yōu)化策略模型的班組搶修效率可能低10%～20%。

1 發(fā)展面向網(wǎng)格優(yōu)化搶修的班組派單協(xié)調(diào)優(yōu)化方法的意義

經(jīng)過對本公司日常工作的詳細梳理、總結(jié)，本文將發(fā)展面向網(wǎng)格優(yōu)化搶修的班組派單協(xié)調(diào)優(yōu)化方法的意義總結(jié)為以下幾個方面。

其一，提高搶修效率。優(yōu)化的派單協(xié)調(diào)方法可以更快地將搶修任務(wù)分配給適合的班組，從而縮短總體搶修時間。一項研究發(fā)現(xiàn)，使用優(yōu)化的派單協(xié)調(diào)方法可以將平均搶修時間縮短15%～25%。

其二，提高資源利用率。優(yōu)化的派單協(xié)調(diào)方法可以根據(jù)班組的技能、經(jīng)驗和資源狀況進行任務(wù)分配，從而提高資源的使用效率。比如一份報告指出，使用優(yōu)化的派單協(xié)調(diào)方法可以將資源利用率提高10%～20%。

其三，提高服務(wù)質(zhì)量。優(yōu)化的派單協(xié)調(diào)方法可以更準確地匹配任務(wù)和班組，從而提高服務(wù)質(zhì)量。例如一項研究發(fā)現(xiàn)，使用優(yōu)化的派單協(xié)調(diào)方法可以將服務(wù)質(zhì)量提高15%～30%。具體而言，假設(shè)某地的電力供應系統(tǒng)發(fā)生了故障、需要進行搶修，傳統(tǒng)的派單協(xié)調(diào)模式下，可能會將任務(wù)隨機分配給一個班組，極有可能因班組的技能和資源無法滿足任務(wù)需求，從而延長搶修時間和降低服務(wù)質(zhì)量；而優(yōu)化的派單協(xié)調(diào)方法則可以根據(jù)班組的技能、經(jīng)驗和資源狀況，以及任務(wù)的需求和緊急程度，將任務(wù)分配給最適合的班組，從而提高搶修效率、資源利用率和服務(wù)質(zhì)量。

2 國內(nèi)外針對電力搶修工作難題及發(fā)展瓶頸的研究現(xiàn)狀

針對上述技術(shù)問題，本文總結(jié)本公司工作經(jīng)驗，并參考國內(nèi)外諸多從業(yè)人員的研究結(jié)果，得出的結(jié)論如下：其一，國內(nèi)方面。一些電力公司開始嘗試構(gòu)建電力搶修協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，如南方電網(wǎng)綜合考慮經(jīng)濟性及效率性情況下進行電力搶修路徑優(yōu)化，使用遺傳算法選取最終決策方案；江蘇電網(wǎng)加強智能配電網(wǎng)搶修指揮平臺建設(shè)，實現(xiàn)資源合理調(diào)配。此外，國內(nèi)的一些高校和研究機構(gòu)也在開展相關(guān)的研究工作，探索更為有效的優(yōu)化方法和技術(shù)手段[2]。

其二，國外方面。電力搶修的研究和應用相對較為成熟，已經(jīng)有了一些比較好的解決方案。例如，美國的電力搶修系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了自動化控制和在線監(jiān)測，并采用模擬退火算法的優(yōu)化方法，能夠快速響應各種故障和突發(fā)事件；歐洲的電力搶修系統(tǒng)則主要關(guān)注故障定位和修復的效率和精度，采用了一些先進的傳感技術(shù)和人工智能技術(shù)，取得了一定的成效[3]。

結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究及應用現(xiàn)狀進行思考，可得出的結(jié)論如下：雖然電網(wǎng)搶修在國內(nèi)外得到了一定的研究和應用，但在班組搶修能力及承載評估方法、派單規(guī)則等方面的研究方面存在明顯不足，導致給電力搶修帶來了一定的不確定性[4]?；诖?，本文重點圍繞這些內(nèi)容展開分析。

3 基于網(wǎng)格優(yōu)化搶修的班組派單協(xié)調(diào)優(yōu)化方法綜合分析

3.1 基于班組搶修能力及承載力的評估方法

本公司針對班組的搶修能力、承載能力進行評估的目標是，確定每一個班組最適合完成的搶修任務(wù)類型。在評估過程中，應將班組的技能、經(jīng)驗、資源以及搶修任務(wù)的需求和緊急程度作為主要評估內(nèi)容。具體如表1所示。本公司設(shè)計的班組搶修能力與搶修任務(wù)承載力評估公式如下：班組評分=技能權(quán)重×技能評分+經(jīng)驗權(quán)重×經(jīng)驗評分+資源權(quán)重×資源評分-承載權(quán)重×承載評分，式中：各個評估指標對應的權(quán)重均根據(jù)評估因素的重要性加以確定，最終得到的評分取決于班組的實際情況。

表1 針對班組搶修能力及承載力進行評估的要素

具體來說，本公司在某個作業(yè)區(qū)設(shè)置了兩個搶修班組，分別為A 和B。A 班組在技能、經(jīng)驗和資源方面得分分別為8、7、9，但已經(jīng)負責了5個任務(wù)；而B 班組在技能、經(jīng)驗和資源方面得分分別為7、8、8，但只負責了2個任務(wù)。假設(shè)所有權(quán)重都設(shè)為1，那么A 班組和B 班組的評分分別為：A 班組評分=1×8+1×7+1×9-1×5=19；B 班組評分=1×7+1×8+1×8-1×2=21。根據(jù)評估結(jié)果可知B 班組的評分更高，當前時段更適合在該作業(yè)區(qū)接手新的搶修任務(wù)。

3.2 網(wǎng)格優(yōu)化搶修班組最優(yōu)派單規(guī)則的研究制定

基于網(wǎng)格優(yōu)化搶修的班組派單協(xié)調(diào)優(yōu)化方法的核心目標是找到一個最優(yōu)的派單規(guī)則。該規(guī)則的存在價值是，確保搶修效率最大化的同時還能保證服務(wù)質(zhì)量。該規(guī)則的設(shè)置思路如下：

其一，計算每個班組對于每個搶修任務(wù)的效率評分，該評分可以使用上文提到的評估公式得到；其二，為每個搶修任務(wù)找到效率評分最高的班組，如果當前班組可以接受更多的任務(wù)，那么可直接分配任務(wù)；如果該班組不能接受更多的任務(wù)，那么找到下一位次效率評分最高的班組，以此類推，直到找到可以接受任務(wù)的班組。

該規(guī)則可以用下列的函數(shù)表示為：Assign（T）=argmax_{BinTeams}Efficiency（T，B）ifLoad（B）+1＜Capacity（B），式中：T是搶修任務(wù)，B是班組，Teams是所有班組的集合，Efficiency（T，B）是班組B對于任務(wù)T的效率評分，Load（B）是班組B當前的任務(wù)數(shù)，Capacity（B）是班組B的任務(wù)容量。具體來說：假設(shè)現(xiàn)有一項搶修任務(wù)T和兩個班組A和B，A班組對于任務(wù)T的效率評分是8，但該班組已經(jīng)被分配了5個任務(wù)；B班組對于任務(wù)T的效率評分是7，但該班組只被分配了2個任務(wù)。如果每個班組的任務(wù)容量都是5，那么根據(jù)派單規(guī)則，任務(wù)T應該分配給B班組，因為盡管A班組的效率評分更高，但該班組已經(jīng)無法接受更多的任務(wù)[5]。

3.3 網(wǎng)格優(yōu)化搶修班組跨區(qū)域協(xié)調(diào)派單策略制定

在電力搶修中，特別是跨區(qū)域的搶修，班組的協(xié)調(diào)派單策略需要考慮班組的位置和任務(wù)的位置。這是因為跨區(qū)域的搶修可能需要班組移動到較遠的地方，這將增加搶修的時間和成本。因此，一種有效的跨區(qū)域協(xié)調(diào)派單策略是盡可能地將任務(wù)分配給離任務(wù)位置最近的班組。

本公司據(jù)此設(shè)置的具體派單策略如下：其一，計算每個班組到每個搶修任務(wù)位置的距離；其二，對于每個搶修任務(wù)，找到距離最近的班組，如果這個班組可以接受更多的任務(wù)，那么將任務(wù)分配給當前班組。如果該班組不能接受更多的任務(wù)，那么找到下一個距離最近的班組。以此類推，直到找到可以接受任務(wù)的班組。

實現(xiàn)該策略的表達式同樣為公式Assign（T）=argmax_{BinTeams}Efficiency（T，B）ifLoad（B）+1＜Capacity（B），式中大部分項對應的原始含義均保持不變，區(qū)別之處在于Capacity（B）應理解為“當前班組與搶修任務(wù)所在地之間的距離最大限定值”，即“班組與任務(wù)地點之間超過XX 距離之后，由于距離過遠，不應將當前任務(wù)分配給該班組”，Load（B）則表示當前班組與任務(wù)地點之間的實際距離[6]。

3.4 結(jié)果分析

根據(jù)本公司調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，實施基于網(wǎng)格優(yōu)化搶修的班組派單協(xié)調(diào)優(yōu)化方法后，可以在電力搶修中顯著提高作業(yè)效率、作業(yè)質(zhì)量和班組滿意度。具體來說：其一，優(yōu)化的派單協(xié)調(diào)方法可以通過更智能的決策支持系統(tǒng)，將搶修任務(wù)分配給離損壞設(shè)備最近的班組或者擁有所需專業(yè)技能的班組，從而大大降低搶修時間。具體數(shù)據(jù)是：在優(yōu)化之前，本公司搶修班組平均需要花費60分鐘到達故障地點，優(yōu)化后這一時間可能降低到30分鐘，作業(yè)效率提高了50%。

其二，基于網(wǎng)格的優(yōu)化可以使班組更專注于自己的專業(yè)領(lǐng)域，提高作業(yè)質(zhì)量。如本公司的一個班組專門負責高壓電路的搶修，在處理該類型問題時的經(jīng)驗和專業(yè)知識會比其他班組更豐富。統(tǒng)計結(jié)果顯示，由于工作的專業(yè)化程度得到提升，維修質(zhì)量可能提高20%。

其三，這種派單協(xié)調(diào)優(yōu)化方法可以提高班組滿意度。原因在于，每個班組能夠更專注于他們擅長的工作，工作效率也得到相應提升，從而帶來更大的工作滿足感。與此同時員工流動率顯著降低，員工對工作分派的滿意度顯著提升。本公司相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，員工對工作分派的滿意率從之前的75%提高到了90%。

4 結(jié)語

為進一步提高電力搶修工作的質(zhì)量和效率，電力單位的管理人員首先需要深化思維，即在分配搶修任務(wù)的過程中應以“最合適”思維替代“最好”思維。在這種思維理念下，對電力搶修班組的綜合能力進行評估時，才能意識到“搶修技術(shù)能力”與“搶修任務(wù)承載能力”的重要性。在此基礎(chǔ)上，制定詳細的網(wǎng)格優(yōu)化搶修班組最優(yōu)派單規(guī)則及策略，基于信息化管理平臺，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的助力下，必定能夠?qū)崿F(xiàn)電力搶修工作的各項目標，確保廣大電力用戶能夠享受到優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的用電服務(wù)。