電力計(jì)量設(shè)備自動化倉儲設(shè)計(jì)研究

［關(guān)鍵詞］電力計(jì)量設(shè)備；自動化；倉儲設(shè)計(jì)

［中圖分類號］TP273 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）10–0128–03

目前，我國電力企業(yè)的計(jì)量管理方式還存在著管理/技術(shù)和工作標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備配置不平衡、生產(chǎn)倉儲設(shè)施地域差別大、統(tǒng)一配送范圍受限等問題。上述問題不僅造成工作流程效率低、成本高，而且很難保證校驗(yàn)規(guī)范與校驗(yàn)結(jié)果的一致性，不能適應(yīng)智能儀表快速發(fā)展的要求。文章從計(jì)量事業(yè)發(fā)展對計(jì)量工作的要求出發(fā)，對計(jì)量中心的建設(shè)進(jìn)行了探討，并提出了一種新的、適合我國國情的、具有較高應(yīng)用價(jià)值的計(jì)量設(shè)備自動存儲系統(tǒng)。

1項(xiàng)目概述

吳江同里示范型數(shù)字化計(jì)量庫房占地52m2，分為存儲區(qū)、自動化作業(yè)區(qū)和人工作業(yè)區(qū)。存儲區(qū)約27.2m2，主要是貨架存儲，包括成品區(qū)和拆舊區(qū)，能存放多種設(shè)備如單相表、三相表等，單相表庫容1920只。自動化作業(yè)區(qū)約15.2m2，配備料箱機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人和輸送線，實(shí)現(xiàn)自動存取搬運(yùn)和分揀。人工作業(yè)區(qū)面積約9.6m2，有大屏和自助終端，便于業(yè)務(wù)人員操作出入庫、盤點(diǎn)等[1]。

2自動化立體倉儲系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1項(xiàng)目倉儲概況

2.1.1倉儲出入庫輸送設(shè)備的選擇

電力計(jì)量中心倉儲系統(tǒng)用于運(yùn)輸裝滿表計(jì)的整垛周轉(zhuǎn)箱，輸送設(shè)備尺寸根據(jù)周轉(zhuǎn)箱垛尺寸和重量選定，保證高效安全運(yùn)輸。立體貨架內(nèi)使用雙立柱單深雙貨叉的堆垛機(jī)，穩(wěn)定性好，能同時(shí)叉取兩垛貨物，提高作業(yè)效率，滿足高流量需求。貨架外部采用輥道輸送機(jī)、升降臺等高效貨物輸送設(shè)備，輥筒表面特殊處理，耐磨耐用；升降臺靈活升降，便捷存取周轉(zhuǎn)箱。提升式輸送機(jī)用來改變物料輸送方向，巧妙地嵌入輥道輸送機(jī)的輥道間隙中，待物料抵達(dá)后，提升式輸送機(jī)抬起旋轉(zhuǎn)，方便地完成貨物的轉(zhuǎn)彎。往復(fù)式升降機(jī)主要是將周轉(zhuǎn)箱從較低的位置豎直運(yùn)送到較高的位置，以達(dá)到從較低位置向較高位置平穩(wěn)過渡的目的。周轉(zhuǎn)箱碼分機(jī)是自動物流系統(tǒng)的核心設(shè)備，可以把整堆的塑料盒準(zhǔn)確地分成一個(gè)周轉(zhuǎn)盒，或者把一個(gè)周轉(zhuǎn)箱按照一定的順序堆放成一堆，然后平穩(wěn)地送往下一個(gè)區(qū)域。

2.1.2信息識別系統(tǒng)

在電力計(jì)量中心的自動化倉儲系統(tǒng)中，主要采用條形碼和RFID技術(shù)進(jìn)行信息識別。條形碼技術(shù)因其簡單靈活在多個(gè)場景廣泛應(yīng)用，但存在記錄有限信息、依賴激光掃描等局限性。RFID系統(tǒng)則可重復(fù)使用、無需對準(zhǔn)、需批量識別且更耐用。電力行業(yè)為了確保計(jì)量資產(chǎn)的全生命周期管理，為每個(gè)資產(chǎn)分配唯一編號，并通過條形碼和RFID電子標(biāo)簽雙重固定，以適應(yīng)不同場景下的信息識別方式。自動化倉儲信息識別系統(tǒng)負(fù)責(zé)對表計(jì)、周轉(zhuǎn)箱進(jìn)行標(biāo)識和追蹤，入庫時(shí)讀取表計(jì)信息并與周轉(zhuǎn)箱信息關(guān)聯(lián)，出庫時(shí)進(jìn)行讀取與核對，實(shí)現(xiàn)物料管理的精細(xì)化。其中，在進(jìn)出通道上配置有固定的條形碼掃描器，用于對周轉(zhuǎn)集裝箱的信息進(jìn)行識別。手持式終端主要是對資產(chǎn)進(jìn)行手工掃描，并對RFID、條形碼進(jìn)行讀取及資產(chǎn)信息的構(gòu)建。RFID批量資產(chǎn)鑒別射頻門禁由門框、屏蔽裝置、讀寫器、LED顯示屏、天線及工業(yè)電腦等構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)移動環(huán)境下的批量讀取，讀取率達(dá)到99.96%，保證每個(gè)標(biāo)簽可被讀取40次以上。文章介紹了一種基于OPC協(xié)議的無線射頻網(wǎng)關(guān)，其可以和自動倉庫中的可編程控制器進(jìn)行通信。電能表的數(shù)據(jù)通過TCP/IP方式與上位機(jī)進(jìn)行通信，無需通過OPC協(xié)議的中轉(zhuǎn)。驗(yàn)證規(guī)則可與實(shí)物實(shí)時(shí)同步，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

2.2立體倉庫的工作流程

2.2.1入庫作業(yè)流程

（1）新表入庫作業(yè)流程。當(dāng)新表配車抵達(dá)時(shí)，周轉(zhuǎn)箱由工作人員按LED顯示出貨指示將其推進(jìn)到拆箱站。拆堆機(jī)器人完成周轉(zhuǎn)箱的拆分，并利用射頻識別的射頻門禁完成對物料的識別及數(shù)據(jù)的獲取。若檢驗(yàn)不合格，則會被自動剔除，然后由碼分機(jī)將其拆成周轉(zhuǎn)箱，重新進(jìn)行射頻識別。檢驗(yàn)不合格的周轉(zhuǎn)箱將被送到手工加工區(qū)域，由人工進(jìn)行操作。周轉(zhuǎn)箱經(jīng)手工調(diào)試后，再次進(jìn)行碼垛，并將其送入堆垛機(jī)的揀貨臺，堆垛機(jī)將其搬運(yùn)到指定的位置，并將其存儲在倉庫中，由倉庫管理系統(tǒng)對其進(jìn)行更新，并將其報(bào)告給生產(chǎn)調(diào)度平臺。若審核通過，則周轉(zhuǎn)箱垛將被直接送入到堆垛機(jī)的取貨臺，由堆垛機(jī)將其搬運(yùn)到指定的位置，將其存儲在倉庫中，并將其存儲在生產(chǎn)調(diào)度平臺上。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了物料的高效精確管理。

（2）檢定入庫作業(yè)流程。單相電度表、三相電度表、低壓互感器和采集終端通過一系列的檢測程序后，從2樓到5樓的檢查接口處，由入庫和傳送系統(tǒng)將這些設(shè)備從2樓到5樓的接駁口高效地送到各樓層的取貨臺上。然后，堆碼機(jī)將其準(zhǔn)確地叉起，并將其安全運(yùn)至指定位置存放。同時(shí)，倉庫系統(tǒng)可以對存貨進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，并向生產(chǎn)調(diào)度平臺報(bào)告，保證存貨的及時(shí)、準(zhǔn)確。這個(gè)過程不但提高了庫房的運(yùn)行效率，也使存貨管理變得更透明、更可靠。

2.2.2出庫作業(yè)流程

（1）配送出庫。當(dāng)上層管理電腦給出表格、出庫作業(yè)時(shí)，堆垛機(jī)會將對應(yīng)的周轉(zhuǎn)箱從架子上取出來，并將其運(yùn)到堆垛機(jī)的卸貨臺上。接著，底層的運(yùn)輸線路會將要出倉的周轉(zhuǎn)箱通過RFID射頻掃描門進(jìn)行驗(yàn)證。在檢查時(shí)，若發(fā)現(xiàn)有錯誤的數(shù)據(jù)，則需進(jìn)行手工更正。檢驗(yàn)合格的表垛，會被自動送往周轉(zhuǎn)箱裝卸站，完成拆卸工作。周轉(zhuǎn)箱裝卸機(jī)按照計(jì)量器具的種類，準(zhǔn)確地將其堆放在周轉(zhuǎn)車上。之后，工作人員會將裝載有計(jì)量表的推車，按照LED屏幕上的指示，推到出貨緩存區(qū)暫時(shí)存放，也可以直接將其推進(jìn)到送貨車上，這樣就可以完成全部的送貨工作。

（2）檢定出庫。當(dāng)上層管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向堆垛機(jī)發(fā)出“計(jì)定出庫”任務(wù)時(shí)，堆垛機(jī)會立刻做出反應(yīng)，將存放在架子上的、裝有待檢表的周轉(zhuǎn)箱垛自動取出，并精確地送到每一層的卸貨臺。然后，出庫傳送系統(tǒng)會根據(jù)特定的出庫任務(wù)，將被存儲在待檢表計(jì)中的周轉(zhuǎn)箱堆，智能地送往2～5層的自動化檢驗(yàn)流水線的接口處。這種自動出庫過程可保證計(jì)量員快速準(zhǔn)確地進(jìn)入檢定過程，大幅提高了檢定工作的效率與準(zhǔn)確度。

2.3自動化立體倉庫控制系統(tǒng)總體架構(gòu)

總而言之，通過集成GIS系統(tǒng)與配電自動化系統(tǒng)，利用CIM模型、SVG圖形以及ESB總線等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的同步共享和來源的唯一性，顯著提高了配電網(wǎng)的運(yùn)行管理效率和供電可靠性。此設(shè)計(jì)不僅解決了電網(wǎng)模型及拓?fù)潢P(guān)系在兩套系統(tǒng)中分別建立導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不一致問題，還避免了重復(fù)工作，降低了人力、物力成本。同時(shí)，GIS技術(shù)的引入使得配電網(wǎng)的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)信息得以有機(jī)結(jié)合，提升了電力配網(wǎng)管理水平和工作效率。

3應(yīng)用成效

3.1無感出庫

利用先進(jìn)的智能化倉儲和物流技術(shù)與設(shè)備，使資產(chǎn)計(jì)量的出庫業(yè)務(wù)得以無接觸地進(jìn)行。通過對業(yè)務(wù)訂單進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并配合自動設(shè)備如料箱機(jī)器人、協(xié)同機(jī)器人和傳送線，創(chuàng)造了“無感出庫”的測量設(shè)備。這種模式包括配置出庫、預(yù)領(lǐng)出庫等操作，大幅提高了工作效率，減少了錯誤率，給用戶提供了較大的方便。

3.2自動入庫

工人只需把機(jī)器放在傳送線規(guī)定的范圍內(nèi)，按一下按鈕就可以啟動進(jìn)倉。然后，生產(chǎn)線上的視覺系統(tǒng)能夠快速地對設(shè)備進(jìn)行識別，并準(zhǔn)確地將其與對應(yīng)的貨架進(jìn)行匹配。在此過程中，運(yùn)輸線、協(xié)作機(jī)器人、集裝箱機(jī)器人等相互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的高效存儲。在入庫過程中，無需人為介入，智能裝置會自行協(xié)同完成每一步工作，同時(shí)，入庫的數(shù)據(jù)也會與營銷2.0系統(tǒng)實(shí)時(shí)同步，從而達(dá)到真正的智能化和自動化。

3.3無人化盤點(diǎn)

自動化立體倉儲系統(tǒng)利用堆垛機(jī)的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了對物料的周期性、自動化盤點(diǎn)。該系統(tǒng)可根據(jù)貨架的具體位置，靈活地調(diào)節(jié)其移動路徑，并將其精確地運(yùn)送到可視化的生產(chǎn)線上。接著，視覺系統(tǒng)將快速鑒別出存貨資料，以保證存貨的準(zhǔn)確性。這種智能的清點(diǎn)過程，不但大幅減少了人工開支，而且明顯提升了清點(diǎn)的效率，并保證了資產(chǎn)帳戶的精確一致。

3.4智能化監(jiān)控

利用視頻監(jiān)控、業(yè)務(wù)監(jiān)控、智能設(shè)備監(jiān)控等手段，建立倉庫多維度的智能化監(jiān)控系統(tǒng)，保證監(jiān)控的全面性、準(zhǔn)確性和高效性。在此基礎(chǔ)上，利用高清攝像頭和視頻分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對人體運(yùn)動軌跡的實(shí)時(shí)監(jiān)測，提高了工作效率和安全性。同時(shí)，通過業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)監(jiān)測，可以實(shí)時(shí)追蹤存貨、業(yè)務(wù)訂單，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。另外，通過對智能裝備的深入整合，可以對倉庫設(shè)施進(jìn)行全方位的可視化監(jiān)測。

4優(yōu)化改進(jìn)措施

4.1完善物流整體環(huán)節(jié)

首先，在新產(chǎn)品入庫環(huán)節(jié)，將統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)化的周轉(zhuǎn)箱，并應(yīng)用智能識別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速入庫與精準(zhǔn)追蹤。其次，在檢驗(yàn)出入庫階段，引入自動化檢測生產(chǎn)線，對電力計(jì)量設(shè)備進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的校驗(yàn)，并根據(jù)檢測結(jié)果即時(shí)反饋，合格品將被送入成品庫，不合格品則退回供貨商處理。在成品出庫過程中，利用倉儲管理系統(tǒng)進(jìn)行智能調(diào)度，結(jié)合自動化設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效出庫，同時(shí)嚴(yán)格把控不合格品的流出。此外，還將加強(qiáng)倉儲與物流團(tuán)隊(duì)的專業(yè)技能培訓(xùn)，優(yōu)化倉庫布局以提升空間利用率與存取效率，并引入先進(jìn)的倉儲與物流管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)共享與智能決策。

4.2增設(shè)報(bào)表管理模塊

報(bào)告管理模塊具有多維的統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)告等功能。主要有出入庫統(tǒng)計(jì)日、月、年報(bào)表等，對日、月、年的進(jìn)出庫進(jìn)行了詳盡的記錄，為管理人員提供了明確的數(shù)據(jù)支撐。另外，該模塊還提供了每日、月度、年度的存貨狀況統(tǒng)計(jì)報(bào)告，充分反映了存貨的實(shí)時(shí)狀況及以往的變動，幫助經(jīng)營者準(zhǔn)確地掌握存貨狀況。

4.3增設(shè)用戶權(quán)限管理模塊

為保證系統(tǒng)的安全和效率，還對各個(gè)部門的員工進(jìn)行了具體授權(quán)。這意味著每個(gè)商業(yè)員工只能接觸到他們授權(quán)的區(qū)域中倉庫和材料的信息，且只能對他們授權(quán)的功能和接口進(jìn)行操作。這種方式不但可以保證資料的機(jī)密性，而且還能讓那些專注于自己所負(fù)責(zé)的領(lǐng)域的商務(wù)人員更有效率。

4.4提高堆垛機(jī)運(yùn)行效率

在已有的工作環(huán)境與設(shè)施基礎(chǔ)上，通過對作業(yè)過程的合理設(shè)計(jì)與不斷優(yōu)化，使測量設(shè)備的貨架布局得以最優(yōu)。該優(yōu)化方案既保留了原入、出庫作業(yè)流程，又使其功能與性能得到了最大程度的發(fā)揮。文章提出一種新的立體貨架設(shè)計(jì)方法，通過對立體貨架進(jìn)行合理的布置與排程，極大地提高了立體貨架的作業(yè)效率，并有效地縮短了貨架的存取時(shí)間。

5結(jié)束語

在吳江同里樣板式數(shù)字計(jì)量倉庫中，自動化立體倉儲系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了計(jì)量資源的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)了更大規(guī)模的使用，而且大幅增強(qiáng)了計(jì)量工作的透明度、公正性和準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中的運(yùn)用，極大地提高了企業(yè)對測量工作的控制力與影響力，在行業(yè)中起到了很好的示范與引領(lǐng)作用。另外，這種高效率、高精度的物流系統(tǒng)，不但提高了公司的核心競爭力，而且對產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也起到了積極的作用。吳江同里數(shù)字化計(jì)量倉庫的成功運(yùn)用，對同類工程的順利開展具有一定的參考價(jià)值。