智能电网量测领域NQI 云平台服务场景研究

文/郑安刚 徐英辉 尚怀嬴 刘岩 张五磊

1 引言

目前，对于智能电能表的质量控制与管理，在生产企业、电网公司分别建立了相应的信息系统，如生产企业的生产执行系统（MES）、产品全寿命周期管理系统（PLM）、质量管理系统等，电网公司的MDS、SG186 等系统。这些系统利用物联网、大数据等技术，通过对各环节的数据采集和分析，为产品及过程质量监管提供了有效的手段。但目前的质量管理大多局限在各业务环节内部，制约了应用的进一步发展，迫切需要打通各环节的质量信息孤岛，整合各环节质量数据，开展全生命周期质量分析和监管，建立服务政府及第三方机构、电网公司、生产企业的技术平台。

智能电网量测领域NQI 云平台要实现总体目标是提升行业整体质量水平，促进产业平衡科学发展，建立联系各方的沟通机制，形成质量品级评价体系，提高国际竞争力。

服务政府及第三方机构主旨：辅助政府行业监督管理和政策制定，引导行业更好发展。服务电网公司主旨：促进质量体系建设的完善，提升电力公司的质量管控水平，支撑业务的良性有序发展。服务生产企业主旨：促进产品质量改进，提升企业能力水平，增强企业创新力和竞争力。

2 云平台服务场景规划原则

对云平台服务场景进行规划时，遵循以下原则：

（1）要能够贯穿整个行业，从整体行业的角度呈现质量、物料供需关系等的特征、规律及趋势等。

（2）场景要能够根据观察的角度、层次的不同，对不同价值进行体现。

（3）要涵盖包括电网公司、生产企业、政府、第三方机构及其他用户的需要，进行总体的规划和设计。

（4）场景的规划按照逐层细化原则进行。从不同用户、不同场景、不同主题分层次进行规划设计。

（5）在设计场景的具体内容时，要根据业务需要和价值探索的目标，从生产企业的所有业务环节和电网公司的所有业务环节入手，保证底层数据的完整和准确。

（6）场景的价值应至少在研发设计及生产质量提升、招标辅助、寿命评价辅助、质量综合评价、政府政策出台辅助、国家质量基础整体水平反映及评估等方面有所体现。

（7）不同场景服务的对业务时序的影响是不同的，有些可以达到事前预防的效果，有些则是可以完成事中的辅助监控，有些则是对事后的控制补救提供指导。

（8）场景分析的过程应遵循如下过程，即“数据采集”、“数据分析”、“价值发现”、“决策辅助”。

（9）每一场景的设计都要考虑到呈现内容、形式、所依赖的底层数据等核心因素。

3 云平台服务场景设计

服务场景的规划按照面向的服务对象不同分为三类即面向政府及第三方机构、面向电网公司、面向生产企业。

3.1 面向政府及第三方机构服务场景

面向政府及第三方机构服务场景规划如图1所示。

3.1.1 计量准确性监督

根据政府部门对电表的抽样检测情况，结合电网公司检测数据，分析误差来源，追溯问题原因，为政府部门提供数据支撑，同时可有效提升电网公司检测水平和生产管理水平。

根据政府部门对电网公司标准器具检测情况，结合电网公司标准和要求，分析标准器具存在问题和待优化方向，为政府部门提供数据支撑，有助于提升电网公司检测水平。

3.1.2 政府管理决策辅助

图1：政府及第三方机构服务场景规划图

通过汇集、分析全国电表故障情况合寿命使用情况等，展示行业质量水平，为政府电表轮换政策的制定提供数据支撑，辅助设计出既符合电表使用情况又节约成本的电表轮换政策。

分析智能电能表用户投诉数据、电表运行质量数据、故障分析数据、行业认证情况等，提前开展处理工作，防治社会舆情，辅助相关政府部门开展行业规范制定、认证互认建设、人员责任确定等工作，有利于提升法治管理水平。

统计智能电能表领域生产制造水平、电表寿命、故障率等基础数据，与国际标准对比，评估国内智能电能表领域整体水平，有助于建立智能电网量测产业产品质量品级评价标准。

3.1.3 智能电能表领域年鉴

展示国内智能电能表体系建设规划和成果。统计国内电网量测领域发展总量与速度、主要单位机构情况、计量器具类型构成和平均寿命等总体数据，展示在研发设计、物料采购、生产制造、出厂供货、验收检测、仓储配送、安装运行、拆除报废八大环节质量品级评价结果和优秀企业的质量水平。分析国内外行业质量水平对比情况，明确未来发展方向。使公众、第三方机构等了解智能电能表领域的发展情况，辅助加快质量管理体系建设和优化提高产业质量水平和效益，有助于进一步提升国内表计整体质量，加快高端产品的研发与生产，开拓国际高端市场。

3.2 面向电网公司服务场景

面向电网公司服务场景规划如图2所示。

3.2.1 检测质量域

分别从生产企业、检测项目、网省公司角度分析智能电能表检测质量，包括招标前检验、供货前检测、到货后验收检测，建立权威的生产企业产品质量的等级评价，制定完善相关检测检定方法技术规范，横向预警检验检测装置故障隐患。

3.2.2 运行质量域

图2：电网公司服务场景规划图

图3：生产企业服务场景规划图

对智能电能表运行抽检的抽样过程进行监督，并根据运行抽检结果分析辅助制定合理的运行抽检计划；对运行抽检的检测结果进行分析，寻找故障规律，在全网范围内进行横向预警，更大范围保障在运电能表的运行质量。

分析电能表现场运行故障，发现故障规律，在对典型故障批量隐患进行横向预警，更大范围保障在运电能表的运行质量。

对电能表现场运行的采集故障、计量故障进行分析，统计出多发典型故障的生产企业、生产批次，对相同生产企业、生产批次不同区域的电网公司进行预警，使该电网公司及时进行应急处理。

3.2.3 拆除报废域

通过运行故障数据、拆回表检测故障数据进行统一分析，发现故障的分布情况、各类故障与生产企业、表计型号、元器件之间的关联性，根据关联性特征向特定生产企业、特定电网公司发出预警通知。包括各类故障与生产企业关联性分析、各类故障与表计型号关联性分析、各类故障与元器件关联性分析。

分析接近、达到轮换周期的电能表的整体故障率、故障率时间变化趋势，辅助电能表轮换工作决策；统计拆回无故障再利用电能表的总运行年限、超出轮换周期各运行年限的该类设备占比，辅助电能表轮换政策的完善。

统计拆回电能表的故障情况，分析出多发故障电能表的生产企业、生产批次，对相同生产企业、生产批次的在运电能表进行运行抽检，减低在运电能表的故障风险；对超出轮换周期的在运电能表，统计故障情况，发现故障规律，加大对同品规电能表的运行抽检。

3.2.4 供应链管理

电网公司以需求方角度，从供货通知、生产制造监督、到货评价等方面管控生产企业的供货能力，保障供应链的有序衔接。

电网公司根据各单位用表需求、库容库存、检定产能尽早下发供货通知；在生产企业生产制造过程中，全程监督生产企业的物料储备能力、生产能力，评估是否满足电网公司的供货需求；在生产企业供货后，对生产企业供货率和供货及时率进行综合评价，对问题企业进行警告，严重企业将会影响今后投标评价。

3.2.5 质量认证评价体系

认证评价体系的建设是对其质量要素评价的关键环节，建立标准的认证体系，规范准入门槛制度，确认质量的符合性，达到提升质量的目标。

以产品特性及ISO9001 为基础结合国网、南网、华为、KEMA、MID、SGS 等先进的评价体系，建立1 个产品认证及6 个资质能力认证，进行评价认证。

质量认证评价体系包含产品认证及资质认证，设置认证质量控制点的目的是为规范其质量要求。其中产品认证的质量控制点为：标准要求、硬件性能性测试、软件符合性测试。资质认证质量控制分为以下方面：管理体系、研发及新型产品导入、采购及来料管理、生产制程管理、仓储管理、售后管理。

3.2.6 远程监造服务

本服务定位于电网公司对生产企业驻厂监造、关键点见证和专家巡检中的驻厂监造。

根据监造的工作要求，收集相关的数据，包括资质、物料、生产工艺、出厂检验、成品抽样检验项目数据，将这些数据以易懂的可视的形式进行展现，，对已展现的需要文件见证的监造要点给出系统参考评价，人工核查过后确认最终评价，需要现场见证的关键控制点通过视频监控进行监造，其他需要现场见证的通过远程视频交互进行监造。

3.2.7 供应商评价

在现在电网公司侧的供应商评价体系，新增生产企业侧的供应商评价提标，按照质量评价、能力评价、信用评价三个评价方面设计的供应商评价指标。

3.2.8 生产企业质量水平（等级）评估

生产企业质量水平（等级）评估是电网公司对生产企业的研发设计、生产制造方面的质量水平进行综合评估，掌握行业整体质量水平和各生产企业所处的质量位置。

通过将生产企业研发设计阶段的相关业务数据进行规格化预处理（定性描述转为数字化描述、连续量数据的离散化等），分类处理，形成不同的指标，并计算相关指标的结果值。由所有企业的指标值计算出各指标的平均值（标准值、标准水平值），反映整个行业的整体水平。最后以整体水平为基准，评估单一企业的质量水平（各生产企业的行业水平及所处位置）。

3.2.9 生产企业能力水平（等级）评估

对生产企业在能力水平进行评估，使电网公司掌握行业整体能力水平，健全企业能力水平评估体系，建立企业排名，树立标杆企业，行业平均水平、劣质企业。

通过对生产企业的规模、人员整体素质、生产制造设备能力、物料储备能力、检测设备能力、流程管理规范先进性等情况对生产企业的生产能力进行评估。

3.3 面向生产企业服务场景

面向生产企业服务场景规划如图3所示。

3.3.1 检测质量域

通过对供货批次或生产批次的智能电能表的厂家检测数据（以后简称厂检）、全检前的抽检数据（以后简称抽检）、电力企业全检数据（以后简称全检）、运行态抽检数据（以后简称运检）的收集和对比分析，探究厂检、抽检、全检和运检数据的一致性、变差和故障率变化趋势和规律，映射该批次电能表质量变化规律和趋势，为电力企业整体评价该批次或厂家电能表质量提供数据和理论支撑，为厂家多维度分析该批次电能表整体质量提供数据基础；通过对抽检、全检和运检的故障类型、故障表象、故障原因的分析，抽象提炼出计量设备检测故障特征库，建立典型故障分析模型，为电力企业和厂家提供快速故障诊断分析平台和工具，满足网省、厂家及现场快速、统一的故障诊断的运维需要，为智能运维提供行业统一的标准规范和诊断手段。

3.3.2 运行质量域

通过将生产企业研发设计阶段的工具使用、过程管理和质量控制等核心数据，进行标准化和指标化，把研发各环节进行量化和分类，编制相应的研发能力评价标准规范，根据该标准，评测不同厂家提供的研发能力证明材料，并通过自动计算和人工确认的方法，确定不同厂家的研发能力及相应分值，整合出行业平均值和最优值，为电力行业标准制定和招标技术规范编制提供依据，为企业研发能力提升提供引导分析，推进整个行业研发水平和开发能力的整体提升。

根据企业提供的研发能力证明材料和行业研发能力评测标准规范，从研发工具使用、研发管理能力、研发能力三个维度，全面评测生产企业综合研发能力、单品综合研发能力、行业整体研发能力和行业单品研发能力，为电力企业提供行业综合研发能力评测、厂家综合研发能力评测、厂家和行业单品研发能力评测等服务，为行业和企业整体研发能力提升提供导引图，不停补全短板，提高行业和厂家整体研发设计能力和水平。

3.3.3 企业能力域

通过对供货批次或生产批次的智能电能表的运行态质量数据进行收集、整合和提炼，评估本批次及表型的总体质量水平及故障预计爆发期，进一步评测该批次电能表的运行寿命，为电力企业批量轮换提供支撑依据，为电力企业评价厂家供货产品质量提供数据依据，为厂家批次质量管理和评价提供数据基础，为厂家设计改进、工艺改进、质量处理、质量召回和应急生产配套提供理论支撑。

通过建立和监测批次供货电能表的生产检测数据、电力企业全检数据、安装运行环境数据、运行态故障数据及拆除报废故障分析数据，抽象提炼出影响电能表质量的电应力模型参数库、环境应力模型参数库、典型故障模型库，根据故障表数量、故障发生时间、运行环境参数等维度，可综合评测厂家供货批次、电力企业招标批次的电能表质量及故障爆发趋势。

3.3.4 供应链

能够根据批次和表型提供供应链目录树和供需关系，并对电能表运行质量给出客观评价，比如：招标批次、需求省份、表型列表、中标厂家、中标数量、占比、运行故障率等关键信息，为电力企业理清电能表供需关系提供手段。

能够提供电能表供应链目录树和各级合格供应商名录，并对电能表核心器件给出客观真实评价，比如：使用厂家数、使用批次数、占比、运行故障率、关键技术指标等关键信息，为电能表生产企业器件选型提供技术参考。

能够为电能表产业链提供供需关系交流平台，器件供应商可以发布器件供应信息和新器件研发及推广信息，电能表生产厂家可以进行技术咨询和交流；电能表生产企业可以发布器件需求信息，器件供应商可以咨询交流。

3.3.5 生产辅助域

可以把电力公司全检、抽检和运检的数据推送给相应厂家，供生产企业分析和研究供货电能表质量。整合批次所有厂家供货产品的全检、抽检和运检的故障数据，进行故障原因分析及解决措施研究，选择故障占比高、潜在质量风险大的故障类型及故障应对措施，以故障预警服务的方式，在云平台上公示，供所有生产企业自查自纠，起到提前预警的作用，进一步提高行业整体产品质量的目的。

4 结论

本文提出了智能电网量测领域NQI 云平台服务场景的规划原则，基于规划原则设计了针对政府与第三方机构、电网公司、生产企业的不同需求的服务场景。智能电网量测领域NQI 云平台可以提高公众的知情权，提升政府监管机构和电网企业的公信力。也可以提升电力行业计量设备技术、质量水平，使其与国际计量、标准、检验检测、认证认可接轨，促进电力行业技术发展。还可以建立中国电力计量设备在国际上的质量信任，提升中国在国际标准制定过程中的话语权，提升相关产业水平和效益，促进行业迈向国际中高端水平，促成海外市场由第三世界走向发达国家，扩大海外市场占有率。下一步的工作中，将结合各方的需求对云平台的服务场景进行进一步的细化，打造智能电网量测领域NQI 服务云生态，实现以各方需求为基础，结合先进的信息化技术，利用智能电能表全生命周期质量数据等行业数据，设计更为丰富和有特色的服务场景。