一種基于數字實景模型可聯動的變電站、換流站備件管理研究

王彥人，樊道慶，袁明蓬

（廣東電網有限責任公司汕頭供電局，廣東汕頭,515000）

0 引言

目前變電站、換流站的備件管理主要存在以下問題：一是備件的清點、出入庫均使用Excel，存在即使產品型號參數一樣，也不代表是同一產品的情況；二是備件的使用位置無法在線上進行查詢，也沒有技術方法可直觀展示。三是對于備件的使用沒有有效的分析[1]，造成每年的備件采購沒有針對性和有效性，間接造成資金的浪費，還無法滿足班組對備件的需求。

1 新型變電站、換流站備件管理模式介紹

新型備件管理模式是在傳統備件管理模式的基礎上引入數字化管理和多維度實景模型分析等新型技術手段所創造出來。新模式下可以實現備件無人化管理、出入庫智能登記、線上線下智能查詢、實時管理、實時數據分析統計等功能。徹底解決了傳統變電站、換流站備件管理模式備件的登記難、查詢難、分析統計難等問題，還可以憑借智能數據分析模塊提供備件是否需要補充的實時數據，提高了年度采購的準確性。

2 數字化實景模型的概念

對于備件的識別主要通過如下技術手段：

（1）智能數字化實景模型的采集方式可以通過手持攝像機傾斜攝影或無人機搭載攝像鏡頭或激光雷達等來實現，預先制作出備件及備件所在空間、變電站、換流站的數字實景模型[2]，形成備件模型庫。

（2）在備件實體內放置數字標簽，形成備件數字庫，數字庫與模型庫相關聯。

（3）安裝在備件所在空間的視頻采集設備，以實時采集運維人員取出備件時的視頻信息，通過內置解算芯片的攝像頭實時生成新的實景模型，把新生成的模型與模型庫內模型和備件模型庫逐級比對篩選出備選備件。這一輪生成的備件和空間模型具有厘米級的三維空間坐標，篩選結束后可實時顯示備件安裝位置。

（4）通過安裝在備件所在空間的感應天線，掃描出處于靜止狀態和被移動狀態的備件數字標簽，與數字庫、以及上一環節篩選出的備件模型比對，實現備件模型的精準識別和定位。

對于人員信息的識別，主要通過如下技術手段：

（1）安裝在備件所在空間的視頻采集設備采集運維人員取出備件時視頻信息，通過人臉識別系統識別人員信息。

（2）通過安裝在備件所在空間的感應天線，掃描出被人員佩戴的備件數字標簽，與上一環節篩選出的人員信息比對校核，實現人員信息的精準識別。

通過以上流程和設備，可以對所有備件進行自動統計。該系統對變電站內所有備件進行掃描，統計其數量，通過數字標簽及感應天線完成自我校核。該功能具有識別能力強、速度快、抗干擾能力強、防護性能高和安裝使用方便等優點。目前該技術還在理論探索階段，隨著科學技術的發展，數字化實景模型的應用一定能夠推廣，最終將實現完全智能的備件管理模式。

3 新型智能備件管理方法

本文主要是研究一種變電站、換流站的新型智能備件管理方法。新備件管理方法與傳統備件管理方法的不同之處主要在以下幾個環節，也是新備件管理方法的創新之處：

（1）入庫流程設計：對于需要入庫的新備品，首先應在即時通訊應用系統上輸入入庫物品名稱或型號，及時查詢入庫物品實時數據。若不存在錄入物品數據，則需要及時錄入備品數據信息，并要對備品進行多維度拍照保存，照片要求至少從6個角度進行全方位拍照，便于查詢時能夠清楚的看到備品全貌；若入庫物品數據存在于系統，應設置入庫物品存放地點及貨架、為入庫物品打印并貼上標簽，并修改庫存數據。入庫物品在系統上登記好后需要及時將物品存于標簽指定的貨架上。傳統入庫方式只需要將入庫的新備品在 Excel表格上進行登記，然后放到貨架上，這種管理方式存在諸多缺點，單說信息錄入就無法保證準確性和全面性。

圖1 入庫流程圖

（2）出庫流程設計：首先在即時通訊應用系統上輸入要出庫物品的名稱或型號查詢出庫物 品存儲的貨架號或位置（查詢時可查看物品的參數、多維度照片及庫存數量等數據信息），然后領用人可以在指定位置取出物品，并掃描物品的二維碼將物品加入出庫單。系統將出庫單推送給備件管理員即時通訊應用賬號上進行審核確認，并將審核信息推送給填寫出庫單的即時通訊應用賬號及領用人賬號[3]。審核通過后領用人可以將物品通過rfid監測門帶岀備件存儲地點，完成出庫流程。（當不存在出庫單的物品通rfid監測門帶出備件存儲地點時，系統會推送告警通知到備件管理員的即時通訊平臺賬號）。傳統出庫方式只需要將要出庫的備品在 Excel表格上進行登記，就可以從貨架上取走，即使不登記也能夠將物品帶走，并且沒有任何提示，未備件管理帶來諸多不便。

圖2 出庫流程圖

（3）數據展示及查詢:新型智能備件管理方法開發出即時通訊應用系統，該系統可以應用于公司內網的電網管理系統手機端也可以應用于elink手機端等，系統包含備品的詳細數據信息，不僅可以看到物品的基本信息，還能夠看到實物照片，實現了實物與備件的實時比對。而且即時通訊應用系統用戶權限明確，普通用戶可登入系統查詢物品庫存狀態，填寫出庫單，查看自己的出庫單及出庫單狀態；管理員可登入系統查看物品庫存狀態以及出入庫記錄、對物品信息進行修改、推送信息，還可以在內網登錄服務器對備品備件以及人員權限批量管理[4]。傳統物品查詢方式只能到備品存放處進行現場確認，沒有線上查詢的功能，而且如果只通過Excel表格上來查詢備品信息經常會查詢錯誤，因為很多備件即使型號一樣也不代表設備完全一樣，必須看到實物才能夠確定。

（4）數據統計及分析：新型智能備件管理方法的即時通訊應用系統擁有大數據分析的功能。該系統完全可以根據備品的消耗情況來進行大數據分析，通過分析變化趨勢生成該種備品下一年度的采購計劃或采購建議，例如根據一種物品一年內消耗數量或一個季度的消耗數量的趨勢制定下一年度的采購計劃，是該增加采購，還是減少采購。傳統物品的采購只能根據班組需要或者采購管理員的工作經驗來制定采購計劃，完全沒有科學的參考方法來制定采購計劃。

圖3 查詢流程圖

4 智能數字化備件管理方法的優點

智能數字化備件管理方法徹底解決了傳統備件管理方法的諸多問題，在入庫、出庫、數據查詢以及數據統計分析方面進行了創新，例如采用智能數字化備件管理模式，優化管理流程，解決了傳統備件管理方法管理混亂的問題；建立即時通訊應用系統，可以在公司內網的電網管理系統手機端或者elink手機端進行線上查詢，解決了傳統備件管理方法只能線下查詢的弊端；擁有大數據分析功能，能夠對備品消耗情況進行分析，并制定采購計劃或提供采購建議，這是傳統備件管理方法完全不具備的優點。

智能數字化備件管理方法的優點主要集中在以下幾點：

4.1 提高工作效率

傳統備件管理方法中備品領用登記完全靠備件管理員手動記錄Excel表單，記錄中經常難以記錄領用備件的詳細信息，存在記錯、記漏等情況，而且每次領用都需要管理員到場，如果管理員沒到場進行領用，就會存在記錄缺失的情況，入庫登記也是如此。長期記錄不規范、不合理，導致每隔一段時間就要對備件進行清點，備件清點的工作量往往是非常巨大的。而且工作人員想要查詢備品信息時只能選擇現場查詢，沒有任何輔助工具，這給查詢人員增加了很多的工作負擔。這種備件管理模式嚴重降低了工作效率，急需要研究新的備件管理方法。

新的智能備件管理系統建立了數據庫，徹底規范了入庫、出庫的流程，凡是進入倉庫和從倉庫出來的備品都會在系統中自動進行登記，不存在記錯、漏記等情況，工作人員領用和使用備件時，無需通過繁瑣的手續，全過程無需額外做其它事項，從而節省了大量時間，而且沒經過管理員同意將備件拿出倉庫會引起系統告警，完全杜絕了登記錯誤的問題，而且新系統可以接入公司的內網的電網管理系統手機端或者elink手機端中使用，隨時隨地進行查詢工作，查看所需備件的詳細信息，這樣就可以更快地找到對應的備件，大幅度縮減我們了解和查找備件的時間，提高了工作效率。

4.2 增加大數據分析功能

新的智能備件管理系統最重要的一個特點就是增加的大數據分析功能，相比傳統備件管理方法可以更加豐富，更加智能化。傳統備件管理方法無法提示我們哪種備品不足，哪種備品需要采購，無法通過備品數量變化趨勢提供給我們有效信息。而新的智能備件管理系統增加了大數據分析功能，可以根據備品的數量變化提供給我們有用的信息，比如當備件存量不足時或消耗速度過快時，系統會發出提示信息，提示我們進行補充，大數據分析還可以根據備品的數量的年度變化情況或者季度變化情況來制定下一年度的采購計劃或者提供采購建議，大大提高了工作效率，真正實現了智能化管理

4.3 推廣價值高

本文所述方法還可以應用于其他企業備件管理工作中。該備件管理方法相比于傳統備件管理方法擁有諸多優勢，通過它可以節約人力成本、減少人為錯誤、規范備件管理流程，還可以方便工作人員的使用和查詢。引入大數據分析功能，加強了備件數量管理能力，根據大數據分析結果可以更有針對性的進行采購工作，大大提高了資金的利用率。因此，具有很大的推廣價值。

4.4 識別能力強、準確性高

場景模型庫中的模型僅具有厘米級的誤差。還可在備件實體內安置數字標簽，形成備件數字庫，數字庫與備件模型庫相關聯。這兩套系統相輔相成，識別能力強更強，準確率高更高，而且更加智能，將會是備件管理的終極目標。

5 結語

數字化智能備件管理系統結合數字化和智能化元素，打破了傳統的思維，對變電站、換流站備件管理模式帶來重大的變革。該系統具有管理流程規范、數據信息準確、查詢方便、識別能力強、大數據分析自動分析統計等優點，是變電站、換流站備件管理模式的重大創新，體現了數字化、智能化、網絡化的建設發展思想，順應了電網企業未來管理智能化、數字化的發展方向。