基于移動(dòng)智能終端和衛(wèi)星定位技術(shù)的生物質(zhì)燃料綜合管理信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：在火力發(fā)電企業(yè)的經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，燃料成本占到了經(jīng)營(yíng)成本的絕大部分，因此加強(qiáng)燃料管理是火力發(fā)電企業(yè)的重要管理內(nèi)容。相對(duì)于燃煤火力發(fā)電廠在燃料管理方面已有非常成熟的管理模式，生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)在燃料管理方面還有很多問(wèn)題需要不斷探討和完善。為此，對(duì)生物質(zhì)發(fā)電廠燃料管理中存在的問(wèn)題及原因進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的解決思路和對(duì)策，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種生物質(zhì)電廠燃料管理信息平臺(tái)，打破了空間限制，將生物質(zhì)燃料管理從廠內(nèi)擴(kuò)展到廠外料場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廠內(nèi)和廠外料場(chǎng)的統(tǒng)籌管理，極大地提高了燃料使用和調(diào)度的合理性。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)發(fā)電;燃料管理;移動(dòng)智能終端;衛(wèi)星定位

0 引言

湛江生物質(zhì)發(fā)電有限公司是目前國(guó)內(nèi)單機(jī)容量最大的生物質(zhì)電廠（2×50 MW），每年消耗農(nóng)林廢棄物生物質(zhì)燃料約100萬(wàn)t，燃料管理涉及每年數(shù)百份合同、幾十個(gè)供應(yīng)商、數(shù)百個(gè)料場(chǎng)、數(shù)萬(wàn)余車次、數(shù)千余名司機(jī)的日常經(jīng)營(yíng)和生產(chǎn)管理活動(dòng)。因此，如何提升燃料管理水平，在保證電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，最大程度地控制燃料成本是企業(yè)經(jīng)營(yíng)和生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容。

1 生物質(zhì)發(fā)電廠燃料管理概述

生物質(zhì)發(fā)電廠燃料管理主要包括燃料采購(gòu)、合同簽訂、日常調(diào)度、質(zhì)量管理、結(jié)算管理、供應(yīng)商管理等內(nèi)容，其中燃料采購(gòu)合同簽訂后的日常調(diào)度和供應(yīng)商管理工作最為煩瑣，涉及大量供應(yīng)商人員、出貨場(chǎng)地及運(yùn)輸車輛，且隨著采購(gòu)半徑的擴(kuò)大和采購(gòu)品種的增多，燃料調(diào)度和供應(yīng)商管理的工作量和難度也在增大，如何準(zhǔn)確、高效、便捷地提高燃料管理水平，是生物質(zhì)發(fā)電廠亟待解決的管理和技術(shù)問(wèn)題。

2 生物質(zhì)發(fā)電廠燃料管理中存在的問(wèn)題及原因分析

2.1? ? 存在的問(wèn)題

（1）調(diào)度計(jì)劃執(zhí)行偏差較大。日常管理中各個(gè)燃料品種的實(shí)際供貨量和調(diào)度計(jì)劃之間有時(shí)存在較大偏差，導(dǎo)致燃料品種的結(jié)構(gòu)容易偏離生產(chǎn)和成本控制的預(yù)定目標(biāo)。

（2）貨源監(jiān)控難度較大。生物質(zhì)燃料存在資源地域特性，不同區(qū)域同種燃料的成本、市場(chǎng)價(jià)格客觀上存在差異，“跨區(qū)域經(jīng)營(yíng)”和“以近充遠(yuǎn)”等情況時(shí)有發(fā)生，但往往難以通過(guò)路票、場(chǎng)地固定監(jiān)控等普通監(jiān)控方式來(lái)完全核實(shí)到廠燃料的貨源地。

（3）過(guò)程管理不夠高效、便捷。例如，在供貨質(zhì)量和供應(yīng)商管理方面，通常以常規(guī)的管理流程來(lái)反饋質(zhì)量結(jié)果并進(jìn)行管理溝通，導(dǎo)致供貨質(zhì)量結(jié)果應(yīng)用的時(shí)效性相對(duì)滯后，不便于將質(zhì)量情況及時(shí)應(yīng)用到當(dāng)期的供貨調(diào)度管理中，也不便于供應(yīng)商及時(shí)掌握質(zhì)量指標(biāo)情況并加以改進(jìn)。

2.2? ? 原因分析

（1）供應(yīng)商執(zhí)行調(diào)度計(jì)劃不夠嚴(yán)謹(jǐn)，存在隨意調(diào)整出貨數(shù)量或者不掌握供貨場(chǎng)地實(shí)時(shí)情況的問(wèn)題，而處罰只能起到事后的經(jīng)濟(jì)考核作用，效果不夠理想，需要通過(guò)有效的技術(shù)手段對(duì)供應(yīng)商場(chǎng)地調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行事前控制。

（2）各種燃料運(yùn)輸?shù)某霭l(fā)點(diǎn)、運(yùn)輸路徑都是由送料人申報(bào)，且每日運(yùn)料車輛數(shù)量龐大，電廠燃料人員無(wú)法通過(guò)常規(guī)技術(shù)手段全面核查、真實(shí)掌握各種燃料運(yùn)輸?shù)某霭l(fā)地點(diǎn)、行駛路徑。

（3）常規(guī)的管理流程和信息溝通方式已經(jīng)難以適應(yīng)生物質(zhì)燃料品種和數(shù)量眾多的管理需求。當(dāng)進(jìn)廠燃料質(zhì)量存在問(wèn)題時(shí)，一般靠燃料管理人員通過(guò)電話或微信反饋燃料質(zhì)量情況，難以做到向所有供應(yīng)商及時(shí)反饋當(dāng)日燃料進(jìn)廠質(zhì)量情況。同時(shí)，供應(yīng)商在日常管理中也難以詳細(xì)把握所屬的各個(gè)場(chǎng)地燃料質(zhì)量的真實(shí)情況。信息不及時(shí)、不對(duì)稱，導(dǎo)致過(guò)程管理不夠高效、便捷。

3 解決思路和策略

基于燃料管理中存在的問(wèn)題和原因分析，為提高燃料管理水平，我們擬采取以下策略：

（1）通過(guò)移動(dòng)智能終端，由電廠每日根據(jù)生產(chǎn)需要，設(shè)定供應(yīng)商各燃料品種的可供貨數(shù)量，由供應(yīng)商選擇具體的料場(chǎng)實(shí)施供貨，如供應(yīng)商料場(chǎng)所編制的供貨批次計(jì)劃超出電廠限制的調(diào)度數(shù)量，則不能生成調(diào)度批次計(jì)劃，無(wú)法執(zhí)行后續(xù)供貨既定程序，從而保證調(diào)度執(zhí)行可控，達(dá)到事前把關(guān)的效果。

（2）通過(guò)“電子圍欄”匹配供應(yīng)商燃料裝車的當(dāng)前地理位置是否與注冊(cè)的料場(chǎng)位置相符，若超出注冊(cè)位置，則無(wú)法完成后續(xù)裝車等既定程序，從而實(shí)現(xiàn)貨源監(jiān)控的目的。通過(guò)利用移動(dòng)智能終端、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（北斗或GPS）等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)送料車輛從出發(fā)到電廠的行駛過(guò)程的實(shí)時(shí)跟蹤和事后回溯，保證燃料運(yùn)輸路徑的真實(shí)性。

（3）通過(guò)移動(dòng)智能終端實(shí)時(shí)反映燃料的進(jìn)廠質(zhì)量情況。電廠質(zhì)檢人員針對(duì)燃料進(jìn)廠質(zhì)量問(wèn)題，及時(shí)上傳照片和處罰情況，可在移動(dòng)智能終端顯示，便于供應(yīng)商及時(shí)掌握燃料進(jìn)廠質(zhì)量情況，對(duì)所屬具體供貨場(chǎng)地及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)。同時(shí)，當(dāng)質(zhì)量超標(biāo)次數(shù)達(dá)到設(shè)定的限制條件時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)限制該供應(yīng)商申報(bào)調(diào)度計(jì)劃，將供貨質(zhì)量結(jié)果及時(shí)應(yīng)用到當(dāng)期的供貨調(diào)度管理中，促進(jìn)供應(yīng)商主動(dòng)提高質(zhì)量。

4 生物質(zhì)電廠燃料管理信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

4.1? ? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

生物質(zhì)電廠燃料管理信息平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。網(wǎng)絡(luò)層面添加了交換機(jī)與雙向隔離網(wǎng)閘，保證了系統(tǒng)與數(shù)據(jù)的安全可靠性。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)用戶只能訪問(wèn)DMZ區(qū)特定的主機(jī)，DMZ區(qū)主機(jī)與廠內(nèi)機(jī)器通過(guò)隔離網(wǎng)閘通信，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)的安全性。

4.2? ? 移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)的總體架構(gòu)

我們一直關(guān)注移動(dòng)終端技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，在結(jié)合大量項(xiàng)目實(shí)踐的基礎(chǔ)上，搭建了自己的移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)總體框架，如圖2所示。該框架是通過(guò)原生技術(shù)與Web技術(shù)的緊密協(xié)作實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端應(yīng)用的快速開(kāi)發(fā)。支持的終端設(shè)備包括iPad、iPhone、Android手機(jī)及平板、Windows Phone、Symbian、Palm等。在本框架上，軟件應(yīng)用的業(yè)務(wù)界面和業(yè)務(wù)邏輯只需開(kāi)發(fā)一次，就可以部署到iOS、Android等主流移動(dòng)終端平臺(tái)。開(kāi)發(fā)人員可以選擇原生與Web兩條技術(shù)路線進(jìn)行移動(dòng)終端應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。使用本框架開(kāi)發(fā)出的應(yīng)用，具備與各平臺(tái)原生應(yīng)用無(wú)差別的用戶體驗(yàn)。

4.3? ? 燃料管理

燃料管理全過(guò)程主要包含計(jì)劃、裝車、燃料運(yùn)輸、燃料車輛排隊(duì)、燃料卸車和燃料使用等。其中的計(jì)劃過(guò)程管理如圖3所示。

4.4? ? 供應(yīng)商行為管理

供應(yīng)商通過(guò)手機(jī)發(fā)出料場(chǎng)的裝車與發(fā)貨信息，實(shí)時(shí)獲取每個(gè)環(huán)節(jié)的定位信息，保證了電廠對(duì)供應(yīng)商出發(fā)點(diǎn)的有效監(jiān)管。同時(shí)，運(yùn)輸過(guò)程中每隔3 min（時(shí)間間隔可配置）獲取一次車輛的定位信息，保證了對(duì)運(yùn)輸路徑的有效監(jiān)管，從這兩方面杜絕“以近充遠(yuǎn)”等違約行為，保證了供應(yīng)商管理的公平、公正性。供應(yīng)商行為管理如圖4所示。

4.5? ? 燃料的庫(kù)存和進(jìn)銷存管理

（1）系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示燃料的庫(kù)存情況，包括廠區(qū)內(nèi)的庫(kù)存和廠區(qū)外的料場(chǎng)（作為二級(jí)庫(kù)存）庫(kù)存情況。

（2）由燃料調(diào)度使用工作機(jī)構(gòu)根據(jù)機(jī)組的負(fù)荷、燃料的庫(kù)存情況等，制定各值次、時(shí)間段的燃料使用（上料）方案，具體到料場(chǎng)位置、取哪種燃料、數(shù)量多少等。

（3）上料方案經(jīng)審核并正式發(fā)布后，運(yùn)行人員原則上要按既定方案執(zhí)行。

（4）根據(jù)進(jìn)料、用料情況，系統(tǒng)實(shí)時(shí)刷新料場(chǎng)的庫(kù)存情況，以保證庫(kù)存的真實(shí)性和時(shí)效性。

5 結(jié)語(yǔ)

為了提高生物質(zhì)發(fā)電廠的燃料管理水平，我們綜合運(yùn)用運(yùn)行軟件、無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星定位、移動(dòng)智能終端等技術(shù)，構(gòu)建了一套生物質(zhì)燃料管理系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)打破了空間的限制，將生物質(zhì)燃料管理從廠內(nèi)擴(kuò)展到廠外料場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廠內(nèi)和廠外料場(chǎng)的統(tǒng)籌管理，極大地提高了燃料使用和調(diào)度的合理性。在此基礎(chǔ)上，生物質(zhì)發(fā)電廠通過(guò)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃料的統(tǒng)一使用管理，根據(jù)機(jī)組的負(fù)荷情況合理使用燃料，提高機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性;借助衛(wèi)星定位技術(shù)，對(duì)燃料的運(yùn)輸路徑實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤和回溯，杜絕了供應(yīng)商弄虛作假的行為，加強(qiáng)了對(duì)場(chǎng)外燃料調(diào)度運(yùn)輸?shù)恼瓶啬芰Α?/p>

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收稿日期：2020-07-08

作者簡(jiǎn)介：吳輝（1973—），男，廣東吳川人，汽輪發(fā)電機(jī)工程師，從事生物質(zhì)燃料管理工作。