电力物资堆场数智化管理与应用研究
2024-01-02丁宏琳吴健超王婧
文/丁宏琳 吴健超 王婧
1.引言
电力物资是电网安全稳定运行的物质基础，现代智慧供应链体系推动物资管理转型升级，对物资存储管理提出更高要求。但目前，电力物资堆场管理模式仍以人工为主，存在着作业人员劳动强度大、货位资源利用率有待提升、堆场作业风险管理手段较为薄弱等问题。因此，提升电力物资堆场管理数智化水平，成为迫切需要研究的课题。
2.数智化相关研究
2.1 数智化概念辨析
数智化概念中的“数”代表数字，强调信息化层面的网络、技术、数据等；“智”代表智能，强调智能化的设备[1]。由此可见，数智化与数字化和智能化有着极为紧密的联系。张建锋、肖利华和许诗军[2]将数字化概括为“将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字和数据”。许多学者的观点也与之类似，认为数字化是以信息技术为基础，实现信息的数字化处理与管理。智能化则是指在云计算、大数据、人工智能等技术的加持下实现智能的分析与管理。随着数字化的深入发展，人工智能等智能化技术成为数字化变革的关键。也就是说，智能化正在成为数字化的发展方向，进而将数字化能力与智能技术进行结合，形成数智化。因此，部分学者更为直接地将数智化定义为“数字化+智能化”，认为数智化是数字化与智能化的融合。但这种融合不是简单的相加，而是在数字化基础上融入智能技术后所带来的迭代发展，意味着更高的发展诉求[3]。结合现有研究，本文将数智化定义是侧重融合数字与智能技术，以期在机器学习、人工智能等智能技术的加持下，支撑实现智慧管理和决策的一种管理理念与手段。
2.2 数智化管理的应用
近年来，随着国家数字经济发展战略的深入实施和智能技术的高速发展，越来越多的企业将数智化管理作为企业谋求转型发展的优选项，数智化管理成为产业优化、企业转型的重要手段。目前，数字化管理理念在农业、工业、服务业、金融等领域均有所应用，通过技术与平台，发挥数据对业务的反哺作用，助力各行业开展业务预测、精准监控业务过程、防范业务风险，以解决传统模式下“效率低、工作量大、风险高”的难题。在农业领域，农业互联网改变了传统的务农方式，让农民可以在手机上查看禾苗长势、管控大棚温湿度；大数据分析系统能够分析农业生产数据和市场需求状况，为农业生产提供指导意见，帮助农民应对市场浮动[4]。在工业领域，数智化管理技术成为了为智能制造持续赋能的重要手段。例如，钢研高纳借助工业物联网、大数据、人工智能等技术，将生产、科研、设备、人力资源等要素进行数字化汇聚、网络化共享和平台化协同，从而初步实现了智慧管理、智慧研发、智慧工厂、智慧互联[5]。此外，服务业借助数智化管理也迎来了数智化转型发展的加速期。例如，在物流领域，顺丰科技推出了一套完整的IoT大数据应用体系，不仅实现了自身的技术升级，也以物流为切入口为其他领域的企业实现数智化转型升级提供了新路径[6]。由此可见，随着数字化和智能化技术的深入发展，数智化管理正在为各产业的优化升级持续输送动力，而数智化管理也已经成为众多企业的转型发展的方向，对解决电网企业传统堆场管理模式下的难点与痛点具有借鉴意义。
3.电力物资堆场数智化管理架构设计
聚焦决策层、控制层、业务层，融合数智化管理理念与先进技术手段，构建以智能化决策、自动化运作、可视化管控为重点的电力物资堆场数智化管理架构体系，从策略制定、流程优化、设备应用等方面提升物资堆场管理水平，实现电力物资堆场管理的智能感知、协同交互、实时监控和信息集成。
4.电力物资堆场数智化管理与应用方案设计
4.1 智能决策策略。（1）物资装载位置智能分配。建立物资装载位置智能分配策略，通过视觉识别、坐标位置算法等手段，以存放位置与物资面积相匹配、保留合理安全距离等策略原则，对堆场物资装载位置进行识别，计算物资装货点的精确坐标，以实现物资装载位置的智能动态分配，支撑物资装载更高效。（2）存储货位自动分配。综合考虑待入库物资的尺寸、堆场当前库容与目前作业任务数量，按照库存空间最大化利用的原则，制定存储货位分配策略，并借助算法模型的计算，精准推送智能分配物资存储坐标位置，打破传统模式下人工经验判断与寻找货位效率不高的局限，实现堆场存储资源高效利用。（3）发料策略推荐。针对目前堆场主要存储的线缆类物资，制定发料策略，根据堆场库存线缆的存储分盘、段长等信息与领料需求，按先进先出、领料需求与库存段长差值最小的原则进行发料，充分利用线缆短头，实现出库环节物资资源的高度整合与高效利用。
4.2 自动化运作体系。（1）物资标准化包装。对于线缆类物资而言，由于其特殊的物理性状，标准化的包装会更加方便自动化、智能化作业的开展。一方面，按线缆类物资小类，统一线缆盘尺寸与材质；另一方面，在技术规范书里进行明确，通过招标采购向供应商明确标准化包装要求，以提高堆场自动化作业效率和安全性。（2）智能作业设备应用。在线缆类物资包装统一的基础上，结合电网企业现有企业资源计划系统（ERP）、仓储管理系统（WMS）、仓储控制系统（WCS）的应用，探索应用智能行吊设备与管理系统，借助智能识别技术，从不同角度对线缆盘进行进叉定位，并自动调整吊臂方位，实现吊具与线缆盘叉口的精准适配，实现堆场缆类物资的无人化智能装卸及搬运作业，解决了传统模式下“人工进叉工作量大效率低、现场操作风险大”的痛点问题。（3）一体化流程设计。新设备的应用改变了传统的人工作业模式，必然也对相应的业务流程有所要求。围绕“入库、移库、出库”电力物资主要作业环节，围绕入库、质检等业务情形，优化了堆场物资的作业流程，以发挥智能设备的效用。一是卸车入库流程。仓管员通过WMS系统创建入库单、打印物料标签并指挥车辆停入装卸车位；WCS系统接收入库信息并下达指令至智能行吊管理系统，进行大场景视觉扫描、逐盘自动入库作业。入库作业完成后，仓管员完成物资ERP系统入库操作。二是装车出库流程。仓管员通过WMS系统创建出库单，并指挥车辆停入装卸车位；WCS系统接收出库信息并向智能行吊管理系统下达出库指令，由其进行大场景视觉扫描、逐盘自动出库作业。出库作业完成后，仓管员完成物资ERP系统出库操作。三是移库流程。仓管员在WMS系统中创建移库单，WCS系统接收移库信息后，调动智能行吊逐盘执行自动移库作业。四是平调流程。平调流程主要用于其他场地内的物资移往智能行车堆场。仓员在WMS系统中创建平调移库单，并由人工将线缆移动到指定货位，WCS系统接收WMS系统的平调移库信息后，调动智能行吊逐盘作业。五是定位取样流程。送检流程主要用于方便裁切且现场作业空间不足的情况，通过行车的自动跑位，帮助仓管员寻找对应的线缆。仓管员在WMS系统中创建送检单，WCS系统接收WMS系统的送检单信息，调动智能行吊移动到预定位置进行作业，完成样品取样。
4.3 可视化管控措施。（1）货位可视化管理。借助视频监视系统、3D建模技术和可视化技术，可实现电力物资堆场货位的可视化管理，从而更为清晰直观地展现货位物资库存情况和库位使用情况，提高堆场货位资源的利用率。货位的可视化管理需要在系统中建立货位映射关系，形成货位平面布置图，并在系统中依据实际货位划分对各个货位的相关信息进行分别统计。在实际作业中，仓管人员可以通过该系统直接查询到指定货物所在的区域或位置，并迅速获取货位资源利用情况。（2）作业过程透明化管控。通过3D技术，全方位、等比例展示堆场实景，模拟堆场人员、作业设备移动轨迹，实现对堆场作业过程的透明化管控，监控预警堆场异常情况，打破室内与室外的空间管理壁垒，管控堆场风险。通过智能区分标识物资保管员、作业人员、供应商、项目单位人员等角色，一方面，识别堆场人员可疑或违规行为，预警非作业人员闯入作业区域情况，保障作业安全；另一方面，对驶离停放点的作业设备与堆场内的非作业人员进行安全距离的管控预警，保障人员安全。（3）存储环境实时监控。通过在堆场内安装红外热感传感器、热成像传感器、烟雾浓度传感器、火灾报警器以及蜂鸣器等电子元器件，将设备终端采集到的堆场环境数据实时传入管控平台，对火灾、安防等特殊情况进行及时报警，以此实现对堆场存储环境的实时监控和管理，保障堆场物资的存储安全。
本研究在界定数智化概念的基础上，将数智化理念引入应用于电力物资堆场管理中，围绕决策层、控制层、业务层，构建以智能化决策、自动化运作、可视化管控为重点的电力物资堆场数智化管理架构体系，并针对性进行策略设计、体系流程优化等，对于解决电力物资堆场“员工劳动强度大、资源利用率不高、风险管理手段薄弱”的难点问题具有实践指导意义。目前电力公司堆场物资以线缆为主，本文提出的数智化管理手段也更针对线缆盘这类以体积大、重量大为特点的物资，对于电力物资堆场中其他物资类别智能化管理的通用性还有待进一步探讨。后续的研究可结合电力堆场各类物资的特性，对电力物资堆场数智化管理手段进行更加全面的设计，为电力物资堆场管理提供更加宽泛的解决方案。
