一种自动化检定流水线的风险预警和评估方法研究

邵淮岭

(国网河南省电力公司电力科学研究院计量中心，郑州 450001)



一种自动化检定流水线的风险预警和评估方法研究

邵淮岭

(国网河南省电力公司电力科学研究院计量中心，郑州 450001)

通过对自动化检定流水线的风险预警和评估，提高检定流水线工作的可靠性和稳定性。自动化检定流水线的风险预警和评估系统，通过对自动化检定流水线风险信息采集，对风险指标进行量化评估，根据风险量化及评估结果，结合专家系统进行自动化检定系统的分享监控和预警管理。采用ETL、OPC等标准协议与技术，实现对自动化检定流水线的风险预警系统的软件开发设计，实现系统的软硬件一体化集成。实验分析结果表明，采用该方法进行自动化检定流水线的风险预警和评估的准确预报能力较高，结果准确可靠，具有较好的应用价值。

自动化检定流水线；风险预警；风险量化；风险评估

随着自动化检定流水线在国家电网中的广泛应用，对自动化检定流水线运行的稳定性、可靠性提出了更高的要求，通过对自动化检定流水线的风险预警和评估，提高检定流水线工作的可靠性和稳定性。自动化检定流水线是建立在单相电能表自动化检定系统上的。通过对自动化检定流水线风险信息采集，对风险指标进行量化评估，根据风险量化及评估结果，结合专家系统进行自动化检定系统的分享监控和预警管理[1-4]。采用ETL、OPC等标准协议与技术，实现对自动化检定，最后进行了自动化检定流水线风险预警评估系统的软件开发设计，通过仿真实验进行了性能测试，得出有效性结论。

1 单相电能表自动化检定系统总体设计

研究单相电能表自动化检定系统的自动化检定流水线的风险预警和评估方法，首先需要进行检定系统设计分析单相电能表自动化检定系统是依据国家计量检定规程JJG596《电子式交流电能表》作为技术规范进行设计，单相电能表自动化检定系统由上下料装置、空箱缓存装置、耐压试验装置、直观和通电检查装置、输送装置、多功能检定装置、打标装置组成[5]。单相电能表的自动化检定流水线的作业流程见图1。

图1 单相电能表的自动化检定流水线的作业流程

根据图1所示的单相电能表的自动化检定流水线，制造生产调度平台下达的检测任务下达后，智能仓储系统进行表箱拆垛，采集终端分别进行耐压试验、功耗检测/外观检查。扫描电能表条码并写入工装板的RFID，读取RFID内电能表信息，各功能单元在完成检定、检测后，将数据结果存放于网络数据库。系统采用模块化设计，设计顶升平移机构、控制器、升降系统组成周转箱输送系统，采集终端完全兼容检测采集终端Ⅲ型流水线，设计的系统面向三种用电信息采集终端，主要由主输送线(包括直线输送段、顶升横移单元、工件托盘)和工件托盘仓储系统组成，用于完成被检终端在各个工位间的输送工作。根据分析得到单相电能表自动化检定系统的设计结果见图2。

图2 单相电能表自动化检定系统的设计结果

2 自动化检定流水线风险预警评估的信息采集及判别

在单相电能表自动化检定系统总体设计的基础上，进行自动化检定流水线风险预警评估的信息采集和风险预警评估研究，自动化检定流水线风险预警评估系统的总体模块分为风险定义及识别、风险量化及评估、风险控制及对策、风险监控及预测等部分。其中，风险预警评估的信息采集是实现风险量化评估的基础，风险预警评估的信息采集采用故障树分析法(FTA)，按照时间进程进行逻辑推理，计算人员伤害和财产损失等风险类型，通过操作自动化检定流水线的生产调度平台(MDS)及相关的软件系统，完成计量器具的检定。在自动化检定流水线中，风险主要包括检定装置整体运行稳定性风险、设备风险、控制及上位软件运行稳定性风险、人为因素及外部因素引起的风险。对风险进行定性分性，确定被列为风险具体因素。设自动化检定流水线风险事件的标量时间序列为x(t)(t=0，1，…，n-1)，以上表示的是流水线中的工艺、设备、环境、人员的分享发生概率，根据经验和判断能力对风险特征进行量化编码，得到风险评估的德尔斐模型可以描述为：

u=[u1，u2，…，uN]∈RmN

(1)

把风险分析的结果与风险准则相比较，求得自动化检定流水线风险预警的最大梯度差：

(2)

式中m，n——风险程度接受或可容忍的过程的向量量化自相关系数。

使用统计方法对信息资料进行指数评估，得到风险特征的关联指向性特征为：

(3)

在人员、信息、时间风险参量差异度显著的情况下，从检定装置整体运行水平(检定质量稳定可靠性)、设备因素、软件因素(控制及上位软件运行稳定性风险)、人为因素及外部因素等几方面对风险进行识别和风险评估加权，加权向量表示为：

ωj=(ω0j，ω1j，…，ωk-1，j)T

(4)

通过这些描述，结合用现场观察、工作任务分析，得到自动化检定流水线风险预警评估的判决式为：

(5)

利用自动化检定流水线检定合格率、检定效率，当低于阈值时提示或报警，利用风险矩阵方法构建自动化检定流水线风险矩阵，以自动化检定质量管控风险为例，表示为：

(6)

式中τ——半定量化延迟；

pi——风险的综合等级信息量；

pj——发生频率评估系数。

通过分析得到，实现对自动化检定流水线风险预警评估，并给出自动化检定流水线风险控制对策如表1所示。

表1 自动化检定流水线风险控制对策

3 软件开发实现及实验分析

为了测试设计的风险预警和评估模型进行自动化检定流水线的风险预警和评估的性能，进行软件集成开发设计与实现，采用ETL、OPC等标准协议与技术，实现对自动化检定流水线的风险预警系统的软件开发设计，实现系统的软硬件一体化集成。根据已定义的风险指标，自动化检定流水线系统的风险指标数据通过ETL方式从MDS系统进行信息采集，对每个单元单独建立OPC服务，通过OPC技术从生产日志、系统运维记录中对控制系统设备状态、故障等信息进行工况分析和故障判断，实现风险预警管理。为了定量评估自动化检定流水线风险预警评估性能，以预警准确性为测试指标，得到结果如图3所示。实验分析结果表明，采用该方法进行自动化检定流水线的风险预警和评估的准确预报能力较高，结果准确可靠，具有较好的应用价值。

图3 自动化检定流水线的风险预警准确度分析

4 结语

通过对自动化检定流水线的风险预警和评估，提高检定流水线工作的可靠性和稳定性。自动化检定流水线是建立在单相电能表自动化检定系统上的。通过对自动化检定流水线风险信息采集，对风险指标进行量化评估，根据风险量化及评估结果，结合专家系统进行自动化检定系统的分享监控和预警管理。采用ETL、OPC等标准协议与技术，实现对自动化检定流水线的风险预警系统的软件开发设计，实现系统的软硬件一体化集成。实验分析结果表明，采用本文方法进行自动化检定流水线的风险预警和评估的准确预报能力较高，结果准确可靠，具有较好的应用价值。

[1] 程新根,马朝华.基于WSN的天然气管道运行状态安全监测系统设计[J].物联网技术,2015,5(10):23-25.

[2] 张 冀,徐科军.自动生成转速参考曲线的电动执行器定位方法[J].电子测量与仪器学报,2014,28(11):1222-1234.

ZHANG Ji, XU Ke-jun. Electric actuator positioning method based on automatically generated reference speed curve[J]. Journal of Electronic Measurement and Instrument,2014(11):1222-1234.

[3] 陆兴华,吴恩燊.基于安卓客户端的智能家居电力控制优化设计[J].电力与能源,2015,35(5):692-695.

LU Xing-hua, WU En-sang. Design of smart home power control based on android client[J]．Power & Energy，201 5，35(5)：692-695．

[4] 黄 朝,许 鑫,刘敦歌,等.基于多传感器的微弱磁异常信号提取方法研究[J].电子测量技术,2015,38(10):91-95.

HUANG Chao, XU Xin, LIU Dun-ge, et al. Extraction method of weak magnetic anomaly signal based on multi-sensor[J]．Electronic Measurement Technology，201 5，38 (10)：91-95．

[5] 郭太平,裘进浩,程 军,等.高频电磁涡流检测系统及实验研究[J].国外电子测量技术,2015,34(11):4-9.

(本文编辑：赵艳粉)

Risk Early Warning and Evaluation Method for Automatic Calibration Line

SHAO Huai-ling

(Metrology Center of HAEPC Electric Power Research Institute , Zhengzhou 450001, China)

The risk early warning and evaluation are applied to improve the reliability and stability of the automatic calibration line, which is realized through collecting the risk information, quantifying the indicators of risk assessment, and thereupon combining with expert system for automatic calibration system to share the monitoring and early warning management. The standard protocols such as ETL, OPC and technology are used for the software development and design of the risk early warning system for the automatic detection line system, and the integration of system hardware and software. Experimental analysis results show that the method can be adopted to improve the automatic detection line risk early warning and assessment with high forecasting accuracy and reliability, having good application value.

automatic calibration line; risk early warning; risk quantification; risk assessment

10.11973/dlyny201605006

邵淮岭(1977)，男，硕士，高级工程师，主要研究领域为电能计量自动化。

TP273

A

2095-1256(2016)05-0561-03

2016-06-25