電力物資堆場數(shù)智化管理與應(yīng)用研究

文/丁宏琳 吳健超 王婧

1.引言

電力物資是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的物質(zhì)基礎(chǔ)，現(xiàn)代智慧供應(yīng)鏈體系推動物資管理轉(zhuǎn)型升級，對物資存儲管理提出更高要求。但目前，電力物資堆場管理模式仍以人工為主，存在著作業(yè)人員勞動強(qiáng)度大、貨位資源利用率有待提升、堆場作業(yè)風(fēng)險管理手段較為薄弱等問題。因此，提升電力物資堆場管理數(shù)智化水平，成為迫切需要研究的課題。

2.數(shù)智化相關(guān)研究

2.1 數(shù)智化概念辨析

數(shù)智化概念中的“數(shù)”代表數(shù)字，強(qiáng)調(diào)信息化層面的網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)、數(shù)據(jù)等；“智”代表智能，強(qiáng)調(diào)智能化的設(shè)備[1]。由此可見，數(shù)智化與數(shù)字化和智能化有著極為緊密的聯(lián)系。張建鋒、肖利華和許詩軍[2]將數(shù)字化概括為“將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字和數(shù)據(jù)”。許多學(xué)者的觀點也與之類似，認(rèn)為數(shù)字化是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)信息的數(shù)字化處理與管理。智能化則是指在云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的加持下實現(xiàn)智能的分析與管理。隨著數(shù)字化的深入發(fā)展，人工智能等智能化技術(shù)成為數(shù)字化變革的關(guān)鍵。也就是說，智能化正在成為數(shù)字化的發(fā)展方向，進(jìn)而將數(shù)字化能力與智能技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，形成數(shù)智化。因此，部分學(xué)者更為直接地將數(shù)智化定義為“數(shù)字化+智能化”，認(rèn)為數(shù)智化是數(shù)字化與智能化的融合。但這種融合不是簡單的相加，而是在數(shù)字化基礎(chǔ)上融入智能技術(shù)后所帶來的迭代發(fā)展，意味著更高的發(fā)展訴求[3]。結(jié)合現(xiàn)有研究，本文將數(shù)智化定義是側(cè)重融合數(shù)字與智能技術(shù)，以期在機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等智能技術(shù)的加持下，支撐實現(xiàn)智慧管理和決策的一種管理理念與手段。

2.2 數(shù)智化管理的應(yīng)用

近年來，隨著國家數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略的深入實施和智能技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的企業(yè)將數(shù)智化管理作為企業(yè)謀求轉(zhuǎn)型發(fā)展的優(yōu)選項，數(shù)智化管理成為產(chǎn)業(yè)優(yōu)化、企業(yè)轉(zhuǎn)型的重要手段。目前，數(shù)字化管理理念在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)、金融等領(lǐng)域均有所應(yīng)用，通過技術(shù)與平臺，發(fā)揮數(shù)據(jù)對業(yè)務(wù)的反哺作用，助力各行業(yè)開展業(yè)務(wù)預(yù)測、精準(zhǔn)監(jiān)控業(yè)務(wù)過程、防范業(yè)務(wù)風(fēng)險，以解決傳統(tǒng)模式下“效率低、工作量大、風(fēng)險高”的難題。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)改變了傳統(tǒng)的務(wù)農(nóng)方式，讓農(nóng)民可以在手機(jī)上查看禾苗長勢、管控大棚溫濕度；大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)能夠分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和市場需求狀況，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供指導(dǎo)意見，幫助農(nóng)民應(yīng)對市場浮動[4]。在工業(yè)領(lǐng)域，數(shù)智化管理技術(shù)成為了為智能制造持續(xù)賦能的重要手段。例如，鋼研高納借助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，將生產(chǎn)、科研、設(shè)備、人力資源等要素進(jìn)行數(shù)字化匯聚、網(wǎng)絡(luò)化共享和平臺化協(xié)同，從而初步實現(xiàn)了智慧管理、智慧研發(fā)、智慧工廠、智慧互聯(lián)[5]。此外，服務(wù)業(yè)借助數(shù)智化管理也迎來了數(shù)智化轉(zhuǎn)型發(fā)展的加速期。例如，在物流領(lǐng)域，順豐科技推出了一套完整的IoT大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系，不僅實現(xiàn)了自身的技術(shù)升級，也以物流為切入口為其他領(lǐng)域的企業(yè)實現(xiàn)數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級提供了新路徑[6]。由此可見，隨著數(shù)字化和智能化技術(shù)的深入發(fā)展，數(shù)智化管理正在為各產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級持續(xù)輸送動力，而數(shù)智化管理也已經(jīng)成為眾多企業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展的方向，對解決電網(wǎng)企業(yè)傳統(tǒng)堆場管理模式下的難點與痛點具有借鑒意義。

3.電力物資堆場數(shù)智化管理架構(gòu)設(shè)計

聚焦決策層、控制層、業(yè)務(wù)層，融合數(shù)智化管理理念與先進(jìn)技術(shù)手段，構(gòu)建以智能化決策、自動化運作、可視化管控為重點的電力物資堆場數(shù)智化管理架構(gòu)體系，從策略制定、流程優(yōu)化、設(shè)備應(yīng)用等方面提升物資堆場管理水平，實現(xiàn)電力物資堆場管理的智能感知、協(xié)同交互、實時監(jiān)控和信息集成。

4.電力物資堆場數(shù)智化管理與應(yīng)用方案設(shè)計

4.1 智能決策策略。（1）物資裝載位置智能分配。建立物資裝載位置智能分配策略，通過視覺識別、坐標(biāo)位置算法等手段，以存放位置與物資面積相匹配、保留合理安全距離等策略原則，對堆場物資裝載位置進(jìn)行識別，計算物資裝貨點的精確坐標(biāo)，以實現(xiàn)物資裝載位置的智能動態(tài)分配，支撐物資裝載更高效。（2）存儲貨位自動分配。綜合考慮待入庫物資的尺寸、堆場當(dāng)前庫容與目前作業(yè)任務(wù)數(shù)量，按照庫存空間最大化利用的原則，制定存儲貨位分配策略，并借助算法模型的計算，精準(zhǔn)推送智能分配物資存儲坐標(biāo)位置，打破傳統(tǒng)模式下人工經(jīng)驗判斷與尋找貨位效率不高的局限，實現(xiàn)堆場存儲資源高效利用。（3）發(fā)料策略推薦。針對目前堆場主要存儲的線纜類物資，制定發(fā)料策略，根據(jù)堆場庫存線纜的存儲分盤、段長等信息與領(lǐng)料需求，按先進(jìn)先出、領(lǐng)料需求與庫存段長差值最小的原則進(jìn)行發(fā)料，充分利用線纜短頭，實現(xiàn)出庫環(huán)節(jié)物資資源的高度整合與高效利用。

4.2 自動化運作體系。（1）物資標(biāo)準(zhǔn)化包裝。對于線纜類物資而言，由于其特殊的物理性狀，標(biāo)準(zhǔn)化的包裝會更加方便自動化、智能化作業(yè)的開展。一方面，按線纜類物資小類，統(tǒng)一線纜盤尺寸與材質(zhì)；另一方面，在技術(shù)規(guī)范書里進(jìn)行明確，通過招標(biāo)采購向供應(yīng)商明確標(biāo)準(zhǔn)化包裝要求，以提高堆場自動化作業(yè)效率和安全性。（2）智能作業(yè)設(shè)備應(yīng)用。在線纜類物資包裝統(tǒng)一的基礎(chǔ)上，結(jié)合電網(wǎng)企業(yè)現(xiàn)有企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）、倉儲管理系統(tǒng)（WMS）、倉儲控制系統(tǒng)（WCS）的應(yīng)用，探索應(yīng)用智能行吊設(shè)備與管理系統(tǒng)，借助智能識別技術(shù)，從不同角度對線纜盤進(jìn)行進(jìn)叉定位，并自動調(diào)整吊臂方位，實現(xiàn)吊具與線纜盤叉口的精準(zhǔn)適配，實現(xiàn)堆場纜類物資的無人化智能裝卸及搬運作業(yè)，解決了傳統(tǒng)模式下“人工進(jìn)叉工作量大效率低、現(xiàn)場操作風(fēng)險大”的痛點問題。（3）一體化流程設(shè)計。新設(shè)備的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式，必然也對相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程有所要求。圍繞“入庫、移庫、出庫”電力物資主要作業(yè)環(huán)節(jié)，圍繞入庫、質(zhì)檢等業(yè)務(wù)情形，優(yōu)化了堆場物資的作業(yè)流程，以發(fā)揮智能設(shè)備的效用。一是卸車入庫流程。倉管員通過WMS系統(tǒng)創(chuàng)建入庫單、打印物料標(biāo)簽并指揮車輛停入裝卸車位；WCS系統(tǒng)接收入庫信息并下達(dá)指令至智能行吊管理系統(tǒng)，進(jìn)行大場景視覺掃描、逐盤自動入庫作業(yè)。入庫作業(yè)完成后，倉管員完成物資ERP系統(tǒng)入庫操作。二是裝車出庫流程。倉管員通過WMS系統(tǒng)創(chuàng)建出庫單，并指揮車輛停入裝卸車位；WCS系統(tǒng)接收出庫信息并向智能行吊管理系統(tǒng)下達(dá)出庫指令，由其進(jìn)行大場景視覺掃描、逐盤自動出庫作業(yè)。出庫作業(yè)完成后，倉管員完成物資ERP系統(tǒng)出庫操作。三是移庫流程。倉管員在WMS系統(tǒng)中創(chuàng)建移庫單，WCS系統(tǒng)接收移庫信息后，調(diào)動智能行吊逐盤執(zhí)行自動移庫作業(yè)。四是平調(diào)流程。平調(diào)流程主要用于其他場地內(nèi)的物資移往智能行車堆場。倉員在WMS系統(tǒng)中創(chuàng)建平調(diào)移庫單，并由人工將線纜移動到指定貨位，WCS系統(tǒng)接收WMS系統(tǒng)的平調(diào)移庫信息后，調(diào)動智能行吊逐盤作業(yè)。五是定位取樣流程。送檢流程主要用于方便裁切且現(xiàn)場作業(yè)空間不足的情況，通過行車的自動跑位，幫助倉管員尋找對應(yīng)的線纜。倉管員在WMS系統(tǒng)中創(chuàng)建送檢單，WCS系統(tǒng)接收WMS系統(tǒng)的送檢單信息，調(diào)動智能行吊移動到預(yù)定位置進(jìn)行作業(yè)，完成樣品取樣。

4.3 可視化管控措施。（1）貨位可視化管理。借助視頻監(jiān)視系統(tǒng)、3D建模技術(shù)和可視化技術(shù)，可實現(xiàn)電力物資堆場貨位的可視化管理，從而更為清晰直觀地展現(xiàn)貨位物資庫存情況和庫位使用情況，提高堆場貨位資源的利用率。貨位的可視化管理需要在系統(tǒng)中建立貨位映射關(guān)系，形成貨位平面布置圖，并在系統(tǒng)中依據(jù)實際貨位劃分對各個貨位的相關(guān)信息進(jìn)行分別統(tǒng)計。在實際作業(yè)中，倉管人員可以通過該系統(tǒng)直接查詢到指定貨物所在的區(qū)域或位置，并迅速獲取貨位資源利用情況。（2）作業(yè)過程透明化管控。通過3D技術(shù)，全方位、等比例展示堆場實景，模擬堆場人員、作業(yè)設(shè)備移動軌跡，實現(xiàn)對堆場作業(yè)過程的透明化管控，監(jiān)控預(yù)警堆場異常情況，打破室內(nèi)與室外的空間管理壁壘，管控堆場風(fēng)險。通過智能區(qū)分標(biāo)識物資保管員、作業(yè)人員、供應(yīng)商、項目單位人員等角色，一方面，識別堆場人員可疑或違規(guī)行為，預(yù)警非作業(yè)人員闖入作業(yè)區(qū)域情況，保障作業(yè)安全；另一方面，對駛離停放點的作業(yè)設(shè)備與堆場內(nèi)的非作業(yè)人員進(jìn)行安全距離的管控預(yù)警，保障人員安全。（3）存儲環(huán)境實時監(jiān)控。通過在堆場內(nèi)安裝紅外熱感傳感器、熱成像傳感器、煙霧濃度傳感器、火災(zāi)報警器以及蜂鳴器等電子元器件，將設(shè)備終端采集到的堆場環(huán)境數(shù)據(jù)實時傳入管控平臺，對火災(zāi)、安防等特殊情況進(jìn)行及時報警，以此實現(xiàn)對堆場存儲環(huán)境的實時監(jiān)控和管理，保障堆場物資的存儲安全。

本研究在界定數(shù)智化概念的基礎(chǔ)上，將數(shù)智化理念引入應(yīng)用于電力物資堆場管理中，圍繞決策層、控制層、業(yè)務(wù)層，構(gòu)建以智能化決策、自動化運作、可視化管控為重點的電力物資堆場數(shù)智化管理架構(gòu)體系，并針對性進(jìn)行策略設(shè)計、體系流程優(yōu)化等，對于解決電力物資堆場“員工勞動強(qiáng)度大、資源利用率不高、風(fēng)險管理手段薄弱”的難點問題具有實踐指導(dǎo)意義。目前電力公司堆場物資以線纜為主，本文提出的數(shù)智化管理手段也更針對線纜盤這類以體積大、重量大為特點的物資，對于電力物資堆場中其他物資類別智能化管理的通用性還有待進(jìn)一步探討。后續(xù)的研究可結(jié)合電力堆場各類物資的特性，對電力物資堆場數(shù)智化管理手段進(jìn)行更加全面的設(shè)計，為電力物資堆場管理提供更加寬泛的解決方案。

5.總結(jié)與展望