電力物資堆場數智化管理與應用研究

文/丁宏琳 吳健超 王婧

1.引言

電力物資是電網安全穩定運行的物質基礎，現代智慧供應鏈體系推動物資管理轉型升級，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，存在著作業人員勞動強度大、貨位資源利用率有待提升、堆場作業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智化水平，成為迫切需要研究的課題。

2.數智化相關研究

2.1 數智化概念辨析

數智化概念中的“數”代表數字，強調信息化層面的網絡、技術、數據等；“智”代表智能，強調智能化的設備[1]。由此可見，數智化與數字化和智能化有著極為緊密的聯系。張建鋒、肖利華和許詩軍[2]將數字化概括為“將許多復雜多變的信息轉變為可以度量的數字和數據”。許多學者的觀點也與之類似，認為數字化是以信息技術為基礎，實現信息的數字化處理與管理。智能化則是指在云計算、大數據、人工智能等技術的加持下實現智能的分析與管理。隨著數字化的深入發展，人工智能等智能化技術成為數字化變革的關鍵。也就是說，智能化正在成為數字化的發展方向，進而將數字化能力與智能技術進行結合，形成數智化。因此，部分學者更為直接地將數智化定義為“數字化+智能化”，認為數智化是數字化與智能化的融合。但這種融合不是簡單的相加，而是在數字化基礎上融入智能技術后所帶來的迭代發展，意味著更高的發展訴求[3]。結合現有研究，本文將數智化定義是側重融合數字與智能技術，以期在機器學習、人工智能等智能技術的加持下，支撐實現智慧管理和決策的一種管理理念與手段。

2.2 數智化管理的應用

近年來，隨著國家數字經濟發展戰略的深入實施和智能技術的高速發展，越來越多的企業將數智化管理作為企業謀求轉型發展的優選項，數智化管理成為產業優化、企業轉型的重要手段。目前，數字化管理理念在農業、工業、服務業、金融等領域均有所應用，通過技術與平臺，發揮數據對業務的反哺作用，助力各行業開展業務預測、精準監控業務過程、防范業務風險，以解決傳統模式下“效率低、工作量大、風險高”的難題。在農業領域，農業互聯網改變了傳統的務農方式，讓農民可以在手機上查看禾苗長勢、管控大棚溫濕度；大數據分析系統能夠分析農業生產數據和市場需求狀況，為農業生產提供指導意見，幫助農民應對市場浮動[4]。在工業領域，數智化管理技術成為了為智能制造持續賦能的重要手段。例如，鋼研高納借助工業物聯網、大數據、人工智能等技術，將生產、科研、設備、人力資源等要素進行數字化匯聚、網絡化共享和平臺化協同，從而初步實現了智慧管理、智慧研發、智慧工廠、智慧互聯[5]。此外，服務業借助數智化管理也迎來了數智化轉型發展的加速期。例如，在物流領域，順豐科技推出了一套完整的IoT大數據應用體系，不僅實現了自身的技術升級，也以物流為切入口為其他領域的企業實現數智化轉型升級提供了新路徑[6]。由此可見，隨著數字化和智能化技術的深入發展，數智化管理正在為各產業的優化升級持續輸送動力，而數智化管理也已經成為眾多企業的轉型發展的方向，對解決電網企業傳統堆場管理模式下的難點與痛點具有借鑒意義。

3.電力物資堆場數智化管理架構設計

聚焦決策層、控制層、業務層，融合數智化管理理念與先進技術手段，構建以智能化決策、自動化運作、可視化管控為重點的電力物資堆場數智化管理架構體系，從策略制定、流程優化、設備應用等方面提升物資堆場管理水平，實現電力物資堆場管理的智能感知、協同交互、實時監控和信息集成。

4.電力物資堆場數智化管理與應用方案設計

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，以實現物資裝載位置的智能動態分配，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任務數量，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，打破傳統模式下人工經驗判斷與尋找貨位效率不高的局限，實現堆場存儲資源高效利用。（3）發料策略推薦。針對目前堆場主要存儲的線纜類物資，制定發料策略，根據堆場庫存線纜的存儲分盤、段長等信息與領料需求，按先進先出、領料需求與庫存段長差值最小的原則進行發料，充分利用線纜短頭，實現出庫環節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、智能化作業的開展。一方面，按線纜類物資小類，統一線纜盤尺寸與材質；另一方面，在技術規范書里進行明確，通過招標采購向供應商明確標準化包裝要求，以提高堆場自動化作業效率和安全性。（2）智能作業設備應用。在線纜類物資包裝統一的基礎上，結合電網企業現有企業資源計劃系統（ERP）、倉儲管理系統（WMS）、倉儲控制系統（WCS）的應用，探索應用智能行吊設備與管理系統，借助智能識別技術，從不同角度對線纜盤進行進叉定位，并自動調整吊臂方位，實現吊具與線纜盤叉口的精準適配，實現堆場纜類物資的無人化智能裝卸及搬運作業，解決了傳統模式下“人工進叉工作量大效率低、現場操作風險大”的痛點問題。（3）一體化流程設計。新設備的應用改變了傳統的人工作業模式，必然也對相應的業務流程有所要求。圍繞“入庫、移庫、出庫”電力物資主要作業環節，圍繞入庫、質檢等業務情形，優化了堆場物資的作業流程，以發揮智能設備的效用。一是卸車入庫流程。倉管員通過WMS系統創建入庫單、打印物料標簽并指揮車輛停入裝卸車位；WCS系統接收入庫信息并下達指令至智能行吊管理系統，進行大場景視覺掃描、逐盤自動入庫作業。入庫作業完成后，倉管員完成物資ERP系統入庫操作。二是裝車出庫流程。倉管員通過WMS系統創建出庫單，并指揮車輛停入裝卸車位；WCS系統接收出庫信息并向智能行吊管理系統下達出庫指令，由其進行大場景視覺掃描、逐盤自動出庫作業。出庫作業完成后，倉管員完成物資ERP系統出庫操作。三是移庫流程。倉管員在WMS系統中創建移庫單，WCS系統接收移庫信息后，調動智能行吊逐盤執行自動移庫作業。四是平調流程。平調流程主要用于其他場地內的物資移往智能行車堆場。倉員在WMS系統中創建平調移庫單，并由人工將線纜移動到指定貨位，WCS系統接收WMS系統的平調移庫信息后，調動智能行吊逐盤作業。五是定位取樣流程。送檢流程主要用于方便裁切且現場作業空間不足的情況，通過行車的自動跑位，幫助倉管員尋找對應的線纜。倉管員在WMS系統中創建送檢單，WCS系統接收WMS系統的送檢單信息，調動智能行吊移動到預定位置進行作業，完成樣品取樣。

4.3 可視化管控措施。（1）貨位可視化管理。借助視頻監視系統、3D建模技術和可視化技術，可實現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中建立貨位映射關系，形成貨位平面布置圖，并在系統中依據實際貨位劃分對各個貨位的相關信息進行分別統計。在實際作業中，倉管人員可以通過該系統直接查詢到指定貨物所在的區域或位置，并迅速獲取貨位資源利用情況。（2）作業過程透明化管控。通過3D技術，全方位、等比例展示堆場實景，模擬堆場人員、作業設備移動軌跡，實現對堆場作業過程的透明化管控，監控預警堆場異常情況，打破室內與室外的空間管理壁壘，管控堆場風險。通過智能區分標識物資保管員、作業人員、供應商、項目單位人員等角色，一方面，識別堆場人員可疑或違規行為，預警非作業人員闖入作業區域情況，保障作業安全；另一方面，對駛離停放點的作業設備與堆場內的非作業人員進行安全距離的管控預警，保障人員安全。（3）存儲環境實時監控。通過在堆場內安裝紅外熱感傳感器、熱成像傳感器、煙霧濃度傳感器、火災報警器以及蜂鳴器等電子元器件，將設備終端采集到的堆場環境數據實時傳入管控平臺，對火災、安防等特殊情況進行及時報警，以此實現對堆場存儲環境的實時監控和管理，保障堆場物資的存儲安全。

本研究在界定數智化概念的基礎上，將數智化理念引入應用于電力物資堆場管理中，圍繞決策層、控制層、業務層，構建以智能化決策、自動化運作、可視化管控為重點的電力物資堆場數智化管理架構體系，并針對性進行策略設計、體系流程優化等，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意義。目前電力公司堆場物資以線纜為主，本文提出的數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。后續的研究可結合電力堆場各類物資的特性，對電力物資堆場數智化管理手段進行更加全面的設計，為電力物資堆場管理提供更加寬泛的解決方案。

5.總結與展望