基于精益管理的變電站氣體絕緣開關(guān)設(shè)備高效安裝方案

[關(guān)鍵詞]變電站；GIs設(shè)備；精益管理；設(shè)備安裝

引言

變電站GIS設(shè)備的安裝過程復(fù)雜且對精確度要求極高，尤其是在空間受限的室內(nèi)環(huán)境中，如何提高安裝效率和保障安裝過程中的安全，是亟待解決的問題。精益管理作為一種以消除浪費、提高效率為核心的管理哲學(xué)，被廣泛用于制造業(yè)和服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域，并取得了顯著成效。將其理念應(yīng)用于變電站GIS設(shè)備的安裝，對于優(yōu)化現(xiàn)有的工作流程，減少不必要的操作環(huán)節(jié)，確保安裝質(zhì)量具有重要意義。改進(jìn)工具設(shè)備設(shè)計．采用自動化與模塊化技術(shù)，可有效減輕工人負(fù)擔(dān)，降低人為錯誤，同時顯著縮短工程時間，這對于提高項目經(jīng)濟效益和工程質(zhì)量具有深遠(yuǎn)影響。

一、現(xiàn)有設(shè)備安裝流程分析

（一）設(shè)備搬運與定位難題

變電站的GIS設(shè)備由于其重量大、體積龐大及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在搬運與定位過程中面臨多重挑戰(zhàn)。GIS設(shè)備通常有幾噸到十幾噸不等的重量，長度可達(dá)4米，寬度約1.5米。在一些狹小且結(jié)構(gòu)限制的室內(nèi)空間內(nèi)，由于無法直接使用大型吊裝設(shè)備進(jìn)行搬運，極大影響了GIS設(shè)備的精確搬運與定位，且傳統(tǒng)的搬運方案勞動強度大，效率低下，給搬運工作帶來了極大不便。

例如，在安徽送變電工程有限公司搬運一臺重達(dá)10噸的GIS設(shè)備時，由于設(shè)備尺寸與室內(nèi)空間的限制，只能依靠多人配合使用多臺平板移動器進(jìn)行精確就位。每次移動和轉(zhuǎn)向都需要重新調(diào)整設(shè)備方向和位置，不僅消耗了大量的時間和人力，還可能導(dǎo)致設(shè)備在移動過程中出現(xiàn)碰撞或摩擦，增加設(shè)備損傷的風(fēng)險。

（二）工作效率與安全性問題

從工作效率和安全性角度出發(fā)，現(xiàn)有的設(shè)備安裝流程存在顯著的改進(jìn)空間。在以前的案例中，安裝一臺GIS設(shè)備可能需要超過十個工作人員參與，整個過程耗時數(shù)小時甚至更長時間。此外，由于設(shè)備搬運過程中對物理空間的需求和搬運設(shè)備的限制，工作人員經(jīng)常需要在極為狹窄的空間內(nèi)進(jìn)行復(fù)雜的操作，這不僅增加了工作的難度，還會大幅提高安全風(fēng)險。雖然有些項目嘗試使用電動叉車和隨車叉車進(jìn)行搬運，但由于其載重和空間適應(yīng)性存在限制，仍然無法完全滿足戶內(nèi)GIS設(shè)備安裝的需求。

在實際操作中，安裝工作效率的低下直接影響到項目的整體進(jìn)度和成本控制。在一些緊急情況下，設(shè)備安裝的延誤還可能影響到變電站的投運時間，對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來潛在威脅。此外，安全性問題也是安裝過程中需要關(guān)注的重點。傳統(tǒng)的搬運方式由于依賴人力操作，操作不當(dāng)很容易發(fā)生如設(shè)備傾覆、人員受傷等安全事故。

二、精益管理理論與變電站GIS設(shè)備安裝的結(jié)合

（一）精益管理的基本原理

精益管理是一種旨在提高效率的管理策略，核心理念是最大限度地減少浪費，包括時間、材料和勞動力等資源的浪費。它的五大原則包括價值定義、價值流程圖繪制、創(chuàng)造流動、建立拉動系統(tǒng)和追求完美。通過這些原則，精益管理不僅能優(yōu)化產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量，還能顯著提高生產(chǎn)和操作的效率。

在變電站GIS設(shè)備安裝中，這一理論可幫助識別和消除任何非增值的活動，確保每一步操作都能直接增加客戶價值，達(dá)到減少成本并提高安裝過程整體效率和安全性的目的。

（二）精益管理在設(shè)備安裝中的具體應(yīng)用

將精益管理理論應(yīng)用于變電站GIS設(shè)備的安裝過程，首先需要通過價值流程圖繪制詳細(xì)分析現(xiàn)有的安裝流程，識別出其中的浪費環(huán)節(jié)，如不必要的設(shè)備移動、等待時間、過度處理和缺乏標(biāo)準(zhǔn)化操作等。例如，在安裝GIS設(shè)備的傳統(tǒng)流程中，需要進(jìn)行多次設(shè)備調(diào)整和安全檢查，往往會導(dǎo)致重復(fù)勞動和時間浪費。通過簡化流程，采取模塊化的設(shè)備預(yù)裝配等方式，可以在工廠或離現(xiàn)場較近的位置完成大部分預(yù)裝配工作，減少現(xiàn)場安裝時間，簡化安裝步驟。

此外，精益管理中的建立拉動系統(tǒng)原則要求生產(chǎn)只在需求發(fā)生時才啟動，這可以應(yīng)用于安裝調(diào)度中，確保資源（如人力和設(shè)備）的分配正好滿足項目的實際需要，避免資源的空閑或過度緊張。例如，可以根據(jù)項目進(jìn)度自動調(diào)度設(shè)備和技術(shù)人員，確保他們的工作與材料供應(yīng)和其他安裝活動同步進(jìn)行，避免等待和延誤。

在具體技術(shù)應(yīng)用上，精益管理還鼓勵采用自動化和半自動化的設(shè)備搬運工具，以減少人工操作，提高作業(yè)的精確度和重復(fù)性。例如，研究開發(fā)可在狹小空間內(nèi)操作的自動化搬運車輛，這種車輛可以通過遙控或自動導(dǎo)航，精確地將GIS設(shè)備移至預(yù)定位置，顯著提高工作效率和降低操作風(fēng)險。

通過這些措施，精益管理不僅能夠優(yōu)化變電站GIS設(shè)備的安裝流程，還能提高整個項目的時間效率和成本效益，同時確保安裝質(zhì)量，降低安全風(fēng)險。這種管理策略的應(yīng)用有助于推動電力行業(yè)向更高效、更安全的方向發(fā)展。

三、高效安裝方案設(shè)計

（一）設(shè)計原則與方法

為提高變電站GIS設(shè)備的安裝效率與安全性，研究采用了一系列設(shè)計原則和方法。首先，方案設(shè)計以人機工程學(xué)和安全工程為基礎(chǔ)，確保所有設(shè)備和工具都符合操作安全的最高標(biāo)準(zhǔn)，同時減少對操作人員的身體負(fù)擔(dān)。其次，采用模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計原則，通過預(yù)裝配和現(xiàn)場快速組裝的方式，大幅減少現(xiàn)場安裝所需時間和潛在風(fēng)險。最后，利用先進(jìn)的數(shù)字化工具，如三維模擬和虛擬現(xiàn)實，進(jìn)行安裝前的全面模擬，以識別可能的問題并優(yōu)化安裝流程。

這些設(shè)計原則的實施，依賴于精益管理理論的深入整合，特別是在消除浪費、提高流程效率方面，可以通過詳細(xì)的價值流分析，研究確定關(guān)鍵的操作步驟和可能的瓶頸環(huán)節(jié)，從而設(shè)計出能夠針對性解決這些問題的具體方法和工具。

（二）設(shè)備與工具的改良提案

設(shè)備與工具的改良提案主要有以下幾點。一是自動化搬運裝置的設(shè)計與應(yīng)用。研究開發(fā)了一種新型的自動化搬運裝置，該裝置能夠在狹小空間內(nèi)自動導(dǎo)航和定位，具備高載重能力和良好的機動性。這種裝置使用電動液壓系統(tǒng)，可實現(xiàn)精準(zhǔn)的升降和平移操作，從而大大減少人工調(diào)整GIS設(shè)備的需求。二是模塊化安裝工具包。為了加快現(xiàn)場安裝速度和提高安裝精確性，研究設(shè)計了一套模塊化工具包，包括預(yù)調(diào)整的裝配固定架、快速連接件和自鎖裝置。這些工具的設(shè)計旨在減少安裝過程中的螺絲擰緊和對接工作，實現(xiàn)“即插即用”的效果。三是使用增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)支持的安裝輔助系統(tǒng)。研究利用AR技術(shù)，開發(fā)了一種安裝輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r顯示設(shè)備的精確位置、安裝角度和必要的調(diào)整指令。工作人員通過佩戴AR眼鏡，可以看到設(shè)備安裝的虛擬指導(dǎo)，達(dá)到減少錯誤和提高安裝速度的效果。

（三）工作流程優(yōu)化

在設(shè)備與工具改良的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化整個安裝工作流程是提高效率的關(guān)鍵，工作流程優(yōu)化措施包括以下幾點。一是前期工程準(zhǔn)備的優(yōu)化。在實際安裝之前，進(jìn)行全面的現(xiàn)場評估和三維空間測量，保障所有數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；利用這些數(shù)據(jù)，通過計算機模擬來優(yōu)化設(shè)備的具體放置位置和路徑規(guī)劃，以避免實際操作中的空間限制問題。二是設(shè)計分階段安裝流程，將整個安裝流程分解為多個小階段，每個階段設(shè)定具體目標(biāo)和時間節(jié)點。這種分階段方法不僅可以使問題更易于管理和監(jiān)控，還可以及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整，避免問題的累積和放大。三是建立跨部門協(xié)調(diào)機制。由于GIS設(shè)備安裝涉及多個工種和技術(shù)領(lǐng)域，建立一個有效的跨部門協(xié)調(diào)機制至關(guān)重要。建立項目管理辦公室，可以實現(xiàn)不同團隊之間的信息共享和問題快速響應(yīng)，確保安裝工作的順利進(jìn)行。四是搭建實時監(jiān)控與反饋系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實施設(shè)備安裝的實時監(jiān)控系統(tǒng)。通過傳感器收集安裝過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如位置、壓力和溫度等），并通過中央控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，確保安裝過程在控制之中，同時快速響應(yīng)任何偏離預(yù)定參數(shù)的情況。

這些優(yōu)化措施的實施，不僅提高了安裝工作的效率和安全性，也為未來變電站建設(shè)項目提供了可復(fù)制的高效工作模式。

四、方案實施與效果評估

（一）實施步驟

實施高效安裝方案涉及以下關(guān)鍵步驟：一是前期準(zhǔn)備與培訓(xùn)，即在正式實施前，對所有參與人員進(jìn)行必要的技術(shù)和安全培訓(xùn)，確保他們熟悉新工具和裝備的操作方法及安裝流程；二是設(shè)備和工具的準(zhǔn)備，主要是根據(jù)設(shè)計方案，準(zhǔn)備所有必需的自動化設(shè)備和模塊化工具，進(jìn)行設(shè)備的調(diào)試以確保其在現(xiàn)場能夠正常運作；三是安裝過程的監(jiān)控。即通過實時監(jiān)控系統(tǒng)跟蹤安裝過程中的關(guān)鍵指標(biāo)，如時間、成本、安全性以及設(shè)備運行狀態(tài)，確保及時調(diào)整方案以適應(yīng)實際情況；四是質(zhì)量檢驗與調(diào)整，安裝完成后進(jìn)行系統(tǒng)的質(zhì)量檢驗，包括設(shè)備功能測試和安全檢查，確保所有設(shè)備按照設(shè)計規(guī)范正確安裝并能安全運行；五是項目總結(jié)與反饋，具體是指項目完成后，收集所有參與人員和監(jiān)測系統(tǒng)的反饋，評估項目實施的效果，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，并對方案進(jìn)行必要的調(diào)整和優(yōu)化。

（二）成本——效益分析

成本—效益分析的方法涉及計算方案實施前后的直接成本（如材料成本、人工成本）和間接成本（如時間成本、機會成本），以及通過減少安裝時間和提高設(shè)備運行效率帶來的效益。

評估指標(biāo)包括以下幾個：一是成本節(jié)約，包括節(jié)省的人工成本、減少的設(shè)備閑置時間及其相關(guān)成；二是時間節(jié)約，對比方案實施前后完成同一安裝任務(wù)所需的時間；三是效率提高，計算通過減少設(shè)備停機時間及提前投運產(chǎn)生的額外收益。

（三）安全性與穩(wěn)定性評估

安全性與穩(wěn)定性評估通過以下方法進(jìn)行：一是安全事故記錄，記錄實施新方案期間發(fā)生的所有安全事故，包括其性質(zhì)和后果，與歷史數(shù)據(jù)比較，評估安全性的改進(jìn)；二是設(shè)備穩(wěn)定性測試，對安裝的GIS設(shè)備進(jìn)行長期運行測試，監(jiān)測其性能的一致性和可靠性，確保設(shè)備穩(wěn)定運行；三是風(fēng)險評估模型，使用風(fēng)險評估模型計算實施新方案的潛在風(fēng)險，評估風(fēng)險管理措施的有效性。評估指標(biāo)包括：安全事故率，即比較實施新方案前后的安全事故率變化；設(shè)備故障率，即記錄并分析設(shè)備安裝后的故障率。

（四）評估結(jié)果

實施高效方案半年后，項目方對方案實施的效果進(jìn)行了評估，數(shù)據(jù)來源于財務(wù)部門的實際支出記錄和項目前的預(yù)算報告、項目安全監(jiān)控部門的安全數(shù)據(jù)、技術(shù)部門的設(shè)備測試報告。具體的結(jié)果如表1所示。

由表格數(shù)據(jù)可以清楚地看到，高效安裝方案在成本、時間、安全性和設(shè)備穩(wěn)定性方面帶來的顯著改進(jìn)。這些數(shù)據(jù)不僅驗證了新方案的有效性，還提供了未來進(jìn)一步優(yōu)化和應(yīng)用的依據(jù)。

結(jié)語

通過深入分析與實施，本研究成功開發(fā)了一套基于精益管理的變電站GIS設(shè)備高效安裝方案。實施結(jié)果表明，該方案顯著提高了安裝效率，降低了成本，并顯著提高了工程的安全性與設(shè)備的穩(wěn)定性。這些成就展示了精益管理理念在電力行業(yè)特定領(lǐng)域的廣泛適用性和深遠(yuǎn)影響，為今后類似項目的開展提供了寶貴的實踐經(jīng)驗和理論依據(jù)。