基于RFID技术的省市电力公司电能计量器具物流信息系统构建与设计

2013-10-24浙江工商大学杭州商学院邬旭亮

物流技术 2013年6期

浙江工商大学杭州商学院邬旭亮

国家电网正在大力推进“三集五大”体系的建设，不断加强对人力、物力、财力所有资源的全面集约、优化配置和高效利用，纵深推进对核心业务管理体制、运转机制、业务流程的全面优化和系统整合，建立科学规范的新体制、新机制，提高企业效率和效益。江苏电力公司去年作为“三集五大”的试点单位，对电能计量器具的管理实现了“整体式授权、智能化仓储、物流化配送”的目标，2013年1月7日被国家电网公司授予“国家电网公司‘三集五大’体系建设示范单位”荣誉奖牌。在支撑电能计量器具集约化管理模式方面，江苏电力公司整体设计企业信息架构，建成柔性集约化、可配置的一体化信息平台，深入开展电能计量器具新型业务定位下的运维一体化。其中建立电能计量器具物流信息系统是“三集五大”体系建设的重要部分，是确保人力资源、财务、物资集约化管理的重要一环。在电能计量器具物流信息管理环节中引入RFID技术的核心支撑点关键在于RFID能够提高数据收集的准确性和效率，并且能够对数据进行可靠、海量、快速、安全的处理。基于RFID的电能计量器具物流管理系统，可以借助RFID技术对电能计量器具在流通过程中和每一个流通节点进行监控管理。通过建立集中化、科学化、规范化、标准化的管理体系，实现电能计量器具物流管理的信息化、网络化，对于合理配置和利用资源、降低人力成本、增加投入产出效益、提高公司管理水平和效率等有着重大的意义。

1 电能计量器具物流信息系统需求

（1）电能计量器具采购数量大、种类多。电能计量器具包括智能电能表、互感器、终端、采集器以及集中器共五大类，其中电能表又分为四种类型，互感器分为五种类型，终端分为三种类型，采集器分为两种类型。以电能表为例可以估计每年所需电能表数量，目前全国约有5亿电力用户，电能表每五年轮换一次，每年的电能表轮换量为一亿只，考虑经济增长、智能电网建设和电力公司业务扩展增销等因素导致的电力用户数增加，每年需生产、配送约1.2亿只电能表。因此电能计量器具数量巨大，需要采用RFID技术对电能计量器具进行物流管理。

（2）电能计量器具物流环节众多。电力系统在2003年以来不断加强集约化和精益化管理，各省市电力公司在电能计量器具管理方面进行经验总结，形成独特的管理方法与经验。比如江苏电力公司采用的是“集中采购、集中检定、统一配送” 的原则。电能计量器具管理中具有采购、运输、验货、入库、库存待检、工区待检、报废等20多个状态。这些状态的改变均需要特定的操作，即要对每只电能计量器具进行至少一次的识读操作。目前江苏电力公司每年面临上千万电能计量器具的检定工作，其工作量之大可想而知。因此基于RFID技术的物流信息系统能够实现对采购的电能计量器具进行采购、运输、验收等管理，验收的电能计量器具的基础信息进入公司信息系统，能查询电能计量器具基础信息和状态信息。物流信息系统支持RFID技术配送等相关业务，制定配送计划，并对配送历史、在途电能计量器具等多种信息进行查询。

（3）电能计量器具与周转箱的逆向物流混乱。国家电网作为负责任的企业，根据《国家电网公司电能计量器具管理办法》需要对报废的电能计量器具以及周转箱加以回收利用。然而在实际操作中，由于人为因素，回收存在很大难度。计量器具、周转箱丢失现象严重，有的省电力公司周转箱回收率仅有20%。电能计量器具物流管理信息系统要完善支撑回收与报废管理业务流程，与实际回收和报废流程一致，支持及时回收电能计量器具和周转箱，对回收与报废的进度进行查询，支持统计分析。

2 电能计量器具物流信息系统建设目标

在电能计量器具物流供应链管理、生产管理与控制、资产管理的关键环节上建立先进的RFID应用系统，提高电能计量器具管理的信息化、自动化、网络化、智能化。该系统的目标是依托RFID的技术优势，通过周转箱和电能计量器具上的UHF标签，利用先进的RFID设备对数据自动采集，经过后台应用软件的智能决策，快速实现对电能计量器具的管理。通过查询系统可以明确地查到每台电能计量器具的各种状态。但是基于RFID的电能计量器具管理是一个涉及系统平台、信息流、供应链管理、产品生命周期管理的大系统中的一部分。对电能计量器具物流各个节点的功能加以明确，并根据公司实际情况进行功能模块分析，见表1。

表1 电能计量器具物流节点功能

省市电力公司在国家电网的“集中招标”之后，向各个厂商发放各种电能计量器具对应的RFID条码标签，电能计量器具厂商根据要求将标签贴至相应的电能计量器具和周转箱位置。在各个电能计量器具厂商出库时将相应的数据传递到电力营销系统，之后所有电能计量器具数据在电力营销系统中运行，物流管理信息系统最终实施目标以及相应的电能计量器具物流流程如图1所示。

图1 电能计量器具物流流程图

3 电能计量器具物流信息系统组成和架构

基于RFID的电能计量器具管理系统，主要功能是借助RFID技术对电能计量器具在流通过程中和每一个流通节点进行监控管理。通过建立集中化、科学化、规范化、标准化的管理体系，实现电能计量器具管理的信息化、网络化。因此，电能计量器具厂商与省市电力公司以及下属部门的物流管理信息系统如图2所示。

图2 电能计量器具企业间物流信息系统架构图

在电力系统内部，电能计量器具物流信息系统需要由数据库服务器、自动化库房应用服务器组成；另外由广域网服务器将电能计量器具数据向电力公司发送；同时系统中的RFID终端通过WiFi连接到应用服务器，固定式RFID读头通过有线局域网连入，全部通过应用服务器统一管理。如图3所示。

图3 省市电力公司内部物流信息系统架构图

4 RFID操作流程和功能实现

4.1 RFID操作流程

（1）拆包入库。从托盘区提取的原厂包装经过人工拆包后，将电能计量器具放置到相应的周转箱中，把周转箱放在传输线上，由输送机送入周转箱库。当经过入库RFID门时，将相应的电能计量器具和周转箱号一次性读出，交付WMS进行判断。WMS将匹配的结果发送回Portal。

（2）检测出库。系统根据计划抽出一定的电能计量器具进行检测，抽检时系统将驱动自动化设备挑出送检的电能计量器具周转箱，并且自动传输至检测室门口。检测室门口的Portal负责读取相应的周转箱和电能计量器具信息，并且将读到的信息传输至WMS系统，系统给予是否放行的指令。同样检测完成的周转箱将再次通过该道口进行校验，确定是否有没有通过检测的电能计量器具混入，并且在该道口进行信息的绑定。所有的逻辑判断均由WMS系统完成。Portal提供信息采集、出入判断、屏幕提示等功能。

（3）检测入库。检定合格的电能计量器具放入周转箱中，通过输送设备送入库区。当周转箱经过实验室RFID门时，RFID Portal实时读取电能计量器具及周转箱的信息并传输到WMS系统，WMS系统逻辑判定此箱表是否是合格的。假如合格，系统自动绑定周转箱及电能计量器具的信息。假如中间有不合格或者未测试的电能计量器具，WMS系统会发出信息到现场，通过屏幕，声音或者其它方式提醒，并做出下一步动作。所有的逻辑判断均由WMS系统完成。Portal提供信息采集、出入判断、屏幕提示等功能。

（4）出库和出库拣出。当电能计量器具需要出库时，首先根据出库计划制定检定计划，根据此计划自动拣出相应数量的电能计量器具及周转箱，并准备执行检查。出库口的Portal将读取的周转箱和电能计量器具信息传输至系统进行判断，判断结果进行显示和声光提示，以确保所有输出的电能计量器具是否通过检测。系统将配备少量的无线终端进行补充，对于流程中出现的差错进行人为查询和处理。

4.2 操作界面示例

以入库为例来展示电能计量器具物流管理信息系统界面，用户可以通过扫描入库计划，查看系统列出的电能计量器具详细信息，核对或者扫描无误后进行入库确认，具体界面如图4所示。由于周转箱与电能计量器具的数据信息已经进行链接，因此入库时需要检查二者的对应关系。用户可首先扫描周转箱，并扫描电能计量器具ID之后，确认经过扫描的电能计量器具放入指定周转箱，具体界面如图5所示。

5 电能计量器具物流信息系统应用效果

基于RFID的电能计量器具物流信息管理系统借助了RFID技术对电能计量器具在流通过程中和每一个流通节点进行监控管理。通过建立集中化、科学化、规范化、标准化的管理体系，实现电能计量器具管理的采购、仓储、生产以及配送等物流环节的自动化、智能化、信息化和网络化。系统的应用有利于合理配置和利用资源，降低人力成本，增加投入产出效益，提高员工工作效率，降低差错率，同时也使电能计量器具作业流程综合自动化水平迈上新台阶。该电能计量器具物流信息管理系统的应用效果体现在以下几方面：