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)人員勞動強度大、貨位資源利用率有待提升、堆場作業(yè)風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)”。許多學者的觀點也與之類似，認為數(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，進而將數(shù)字化能力與智能技術(shù)進行結(jié)合，形成數(shù)智化。因此，部分學者更為直接地將數(shù)智化定義為“數(shù)字化+智能化”，認為數(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)，以期在機器學習、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、精準監(jiān)控業(yè)務(wù)過程、防范業(yè)務(wù)風險，以解決傳統(tǒng)模式下“效率低、工作量大、風險高”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行識別，計算物資裝貨點的精確坐標，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，精準推送智能分配物資存儲坐標位置，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，按先進先出、領(lǐng)料需求與庫存段長差值最小的原則進行發(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）物資標準化包裝。對于線纜類物資而言，由于其特殊的物理性狀，標準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)范書里進行明確，通過招標采購向供應(yīng)商明確標準化包裝要求，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行進叉定位，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“人工進叉工作量大效率低、現(xiàn)場操作風險大”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指令至智能行吊管理系統(tǒng)，進行大場景視覺掃描、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)下達出庫指令，由其進行大場景視覺掃描、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，管控堆場風險。通過智能區(qū)分標識物資保管員、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“員工勞動強度大、資源利用率不高、風險管理手段薄弱”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