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倉庫管理探究1

摘要：為了解決自動化立體倉庫在出、入庫貨物時信息處理和系統(tǒng)響應(yīng)用時較長的問題，采用組態(tài)軟件結(jié)合Access數(shù)據(jù)庫并以PLC為控制器的方式，開發(fā)了一套自動立體倉庫信息管理系統(tǒng)。依托三維力控組態(tài)軟件平臺設(shè)計了管理系統(tǒng)系統(tǒng)操作界面，Access數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)存儲工具，PLC作為核心控制器，實現(xiàn)了出入庫貨物信息的自動錄入、已入庫貨物的信息化查詢、自動監(jiān)控管理貨倉狀態(tài)、準確快速找到合適倉位。運行結(jié)果表明：使用組態(tài)軟件結(jié)合Access數(shù)據(jù)庫和PLC的方法與同類系統(tǒng)相比，完成一次出、入庫平均用時較短，運輸效率提升20％左右。該系統(tǒng)可以有效地減少信息處理和系統(tǒng)響應(yīng)的時間同時使立體倉庫管理和運行起來更加便捷、快速、穩(wěn)定，滿足當今對立體倉庫智能化的要求，最終對提高工業(yè)綜合智能化具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：管理信息系統(tǒng)立體倉庫數(shù)據(jù)庫信息化PLC

第四次工業(yè)革命之后，智能化成為各個領(lǐng)域努力的方向和追求的目標，工業(yè)領(lǐng)域尤為明顯，智能化制造車間的建造就是重要體現(xiàn)之一。智能化車間不僅可以避免因人為因素帶來的誤差，還是現(xiàn)代裝備制造業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要途徑，而自動化立體倉庫是智能化制造車間任務(wù)連接的重要的組成部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。自動化立體倉庫管理系統(tǒng)是體現(xiàn)立體倉庫“智能化”的重要環(huán)節(jié)之一。在傳統(tǒng)的立體倉庫中每當有貨物存入或者取出時，需要庫管員手動記錄貨物以及倉位的相關(guān)信息，然后再進行出入庫操作，這極大地增加了因人為因素導(dǎo)致的失誤，同時也增加工人的工作量；在同類的立體倉庫管理系統(tǒng)中，大部分采用C#作為開發(fā)平臺，這導(dǎo)致系統(tǒng)的研發(fā)周期長、開發(fā)過程復(fù)雜同時對開發(fā)人員有較高的要求[1]?；谶@種情況，研究選用三維力控組態(tài)軟件結(jié)合微軟自帶的Access數(shù)據(jù)庫并以PLC為控制器的方式，設(shè)計開發(fā)全新的自動化立體倉庫信息管理系統(tǒng)，經(jīng)過模擬仿真證明，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)出入庫貨物信息的輸入、查詢、監(jiān)控等功能，減少了工人勞動強度，有效提高了貨物運輸效率。

1自動化立體倉庫系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1立體倉庫的硬件結(jié)構(gòu)根據(jù)圖1可知，實驗用的立體倉庫模型由左右兩排貨架組成，每排貨架是10列8行，貨架之間是堆垛機的巷道，堆垛機在巷道上可在X、Y、Z這3個方向上自由移動，實現(xiàn)對貨架上任意倉位的存取操作。貨物的輸入端和輸出端由AGV無人自動導(dǎo)引小車實現(xiàn)，機械臂作為連接無人小車和堆垛機的橋梁，將待出庫的貨物送到AGV小車上，同時將待入庫的貨物從小車上運輸?shù)蕉讯鈾C上。

1.2管理系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)倉庫信息管理系統(tǒng)作為系統(tǒng)的核心部分，應(yīng)該具備以下基本功能，即系統(tǒng)信息、出入庫操作、查詢管理、信息統(tǒng)計、幫助。系統(tǒng)信息功能主要是對整個管理系統(tǒng)基本信息的管理，包括登錄系統(tǒng)人員的信息管理以及在貨物進行入庫操作之前，提前輸入貨物的名稱、重量、材料等相關(guān)信息的管理等；出入庫操作主要的功能是為貨物選擇最優(yōu)的存儲方案，實現(xiàn)該功能需配合PLC完成，系統(tǒng)收到入庫申請時，作為控制器的PLC進行快速運算，規(guī)劃出最佳的路線方案，堆垛機依據(jù)方案對貨物進行出入庫操作；查詢功能主要是為庫管員提供查詢工具，可以實現(xiàn)對每個倉位的存儲狀態(tài)的監(jiān)控，也可以查詢具體某個貨倉已存儲貨物的所有信息；信息統(tǒng)計功能主要是將貨物的出入庫的信息自動生成日志信息供庫管員隨時調(diào)用查看，同時作為管理系統(tǒng)自學(xué)習的數(shù)據(jù)資料；幫助的功能主要是關(guān)于該管理系統(tǒng)的基本介紹[2]。主要的組織結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

1.3管理系統(tǒng)總體設(shè)計北京三維力控公司開發(fā)的Forcecontrolv7.1組態(tài)軟件操作簡單、功能強大，內(nèi)置很多組件、控件，可實現(xiàn)與外部數(shù)據(jù)的連接和交換，還有很多模型可供選擇，所以信息管理系統(tǒng)擬采用該軟件開發(fā)人機交互界面，要求界面既可以作為控制器的上位機又可以實現(xiàn)立體倉庫信息的管理。自動化立體倉庫的倉位多，每個需要被存儲的貨物又有若干屬性信息，還需要對登錄信息、貨物信息、出入庫記錄等信息進行匯總、統(tǒng)計[3]。這就要求管理系統(tǒng)需要快速處理成千上萬條信息，如果單使用組態(tài)軟件存儲這些信息，需要占用大量的中間變量，導(dǎo)致信息存儲和查詢的速度變慢。微軟辦公軟件自帶的Access數(shù)據(jù)庫作為專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件，可以實現(xiàn)對數(shù)量龐大貨物信息的快速處理工作，通過在組態(tài)軟件中編寫程序的方法，可以實現(xiàn)對Access數(shù)據(jù)庫的訪問、修改，滿足使用要求。立體倉庫信息管理系統(tǒng)還需要與控制器配合實現(xiàn)對堆垛機的運動控制。PLC最為工業(yè)中最常用的控制器，具有功能豐富的集中、通信能力極強、成本較低的特點，并且可按照用戶編寫的邏輯程序執(zhí)行相應(yīng)的動作，所以選擇使用西門子200SmartPLC作為控制器。

2管理系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵問題

2.1管理系統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)設(shè)計系統(tǒng)監(jiān)控部分主要實現(xiàn)的功能是首次運行系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、打開，并將數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)反饋給系統(tǒng)；提供給用戶待入庫貨物信息的輸入對話框以及對已入庫貨物信息檢索的輸出顯示框；在手動模式下，設(shè)置了供管理人員對數(shù)據(jù)庫內(nèi)信息進行插入、刪除等操作以及手動對貨物進行入庫、出庫操作的按鈕；可以實時監(jiān)控每一個貨位的存儲狀態(tài)；接收管理系統(tǒng)發(fā)送的命令和反饋信息并直接控制下位機完成動作[4]。采用Forcecontrolv7.1組態(tài)軟件開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)。軟件提供了豐富的組件，可以與多種數(shù)據(jù)庫進行鏈接訪問，支持多種通信協(xié)議，可與西門子、歐姆龍等多種控制器進行數(shù)據(jù)交換，并且軟件中也提供了C語言腳本編輯器，供開發(fā)人員完成復(fù)雜控制要求。選擇西門子200smartPLC作為系統(tǒng)的控制單元。其中需要控制的設(shè)備主要有堆垛機、機械臂、AGV小車。具體工作流程程是：AGV小車載貨到位→入庫申請→系統(tǒng)的管理層發(fā)出入庫指令→啟動機械臂→堆垛機載貨到空倉位→堆垛機返回原點。出庫與入庫的過程相似。

2.2編程完成數(shù)據(jù)庫鏈接MicrosoftOfficeAccess是微軟公司開發(fā)設(shè)計的一套關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有強大的數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析的能力，同時access數(shù)據(jù)庫還為用戶提供便于查詢的工具，可以方便快捷實現(xiàn)各種匯總、平均等統(tǒng)計操作，也可以用數(shù)據(jù)庫開發(fā)各種數(shù)據(jù)管理類軟件[5]。人機交互界面需要配合Access數(shù)據(jù)庫才能實現(xiàn)信息的快速存儲。首先按照要求創(chuàng)建一個空的Access數(shù)據(jù)庫，選擇使用組態(tài)軟件中后臺組件中的ADO組件，按照提示對組件進行相關(guān)配置，完成后實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的鏈接，完成連接后，點擊“測試”按鈕后會提示“測試連接成功”。完成組態(tài)軟件與外部數(shù)據(jù)庫的連接后，需通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)人機界面對外部數(shù)據(jù)庫的訪問。如圖3左上角所示，這些程序主要實現(xiàn)的功能是用鼠標點擊該按鈕時，將輸入對話框中的信息存儲到數(shù)據(jù)庫中。圖3右上角所示的程序主要實現(xiàn)通過點擊鼠標刪除一條已經(jīng)查詢到的信息，需配合出庫功能使用。圖3左下角所示的程序可以實現(xiàn)查找某貨位號的貨位里存在的貨物信息并顯示在輸出框當中，圖3右下角所示的程序可以實現(xiàn)當某一貨位中存入貨物時右邊矩形框內(nèi)對應(yīng)貨位會顯示紅色否則顯示黃色。

2.3最優(yōu)路徑規(guī)劃在倉庫管理系統(tǒng)中，當管理員發(fā)出入庫指令時，堆垛機需要用最短的時間把貨物放到合適的倉位中，這就要求管理系統(tǒng)在收到入庫申請的時候為每一個貨物規(guī)劃一條最優(yōu)的路徑，同時系統(tǒng)應(yīng)該具有自處理功能，如果出現(xiàn)貨物在倉庫中長時間放置沒有使用的情況，系統(tǒng)會自動將貨物放置到距堆垛機較遠的貨倉中，可極大的提高貨物運輸效率，按照要求對PLC控制器編寫邏輯程序可以實現(xiàn)[6]。根據(jù)系統(tǒng)需要，貨物需要入庫時，控制器首先需要是判斷某倉位是否有貨，進而決定是否將貨物放到該貨位中。使用PLC中的位操作表示倉位的存儲狀態(tài)，若某一貨位存入貨物則將表示該貨位狀態(tài)位置位，若取出貨物則對狀態(tài)位復(fù)位操作，當系統(tǒng)收到入庫申請時，控制器需要對貨位的狀態(tài)位進行逐一掃描，直到找到空位為止。系統(tǒng)還會自動記錄每一個貨倉的使用次數(shù)、貨物的儲存時間，如果有貨物超過設(shè)定時間沒有使用，控制器會將貨物移動到倉庫的的最遠端，提高了距離倉庫入口較近貨位的使用率，也提高系統(tǒng)的運輸效率。

3運行與仿真

采用虛實結(jié)合的技術(shù)對管理系統(tǒng)進行模擬仿真。用組態(tài)軟件結(jié)合虛擬仿真軟件以及西門子編程軟件V4.0STEP7MicroWINSP9，可以模擬真實立體倉庫的動作。其中使用虛擬仿真軟件按照真實倉庫結(jié)構(gòu)建模型并設(shè)置接口，用西門子smart200PLC編寫自動化立體倉庫控制梯形圖，下載到真實PLC中，實現(xiàn)對虛擬模型的運動控制，使用力控組態(tài)軟件既作為控制器的上位機又可以實現(xiàn)對立體倉信息的管理。聯(lián)合模擬仿真過程如圖4所示。

4結(jié)語

基于組態(tài)軟件開發(fā)的自動化立體倉庫管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)預(yù)期功能，符合工廠“智能化”理念，相比于傳統(tǒng)人工登記的立體倉庫，該系統(tǒng)可以大大提高工作效率，也節(jié)省了大量人力、物力成本。相比于同類產(chǎn)品，該系統(tǒng)具有程序響應(yīng)速度較快、存儲空間可無限拓展、開發(fā)周期較短、功能強大并且開發(fā)成本較低等一系列優(yōu)點，但是仍有可改進的地方，下一步可以將二維碼技術(shù)應(yīng)用在該存儲系統(tǒng)中，可進一步解放人工，提高效率。

作者:鹿有杰 任有志 胡濤 單位:河北科技大學(xué)機械工程學(xué)院

倉庫管理探究2

針對目前集裝箱多式聯(lián)運智能化和信息化發(fā)展的迫切需求，各組織之間信息溝通不暢的瓶頸，以物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)倉庫和大數(shù)據(jù)技術(shù)為依托，面向物流各相關(guān)方，構(gòu)建一套開放、安全、可信的追蹤監(jiān)管、信息共享與應(yīng)用服務(wù)平臺。平臺可為鐵、公、水、航等不同承運載體、承運單位提供貨物在途追蹤監(jiān)測數(shù)據(jù)與定制化應(yīng)用服務(wù)，提高數(shù)據(jù)的一致性和運行效率，實現(xiàn)物流信息交換與共享，有效提升多式聯(lián)運業(yè)務(wù)銜接效率?，F(xiàn)階段，集裝箱物流管理系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，且相對成熟。集裝箱多式聯(lián)運行業(yè)相關(guān)的部門或企業(yè)如航運、鐵路、船運、代理、碼頭、倉儲和物流中心等都建立了自身獨立的信息管理系統(tǒng)。但是，不同行業(yè)和不同部門之間存在著信息化水平不一的情況，信息管理上還是較為原始的操作方法。隨著時間的推移，數(shù)據(jù)信息內(nèi)容逐漸增多，行業(yè)之間缺乏有效的信息協(xié)同和合作，導(dǎo)致不能充分利用數(shù)據(jù)信息，造成資源浪費的情況。為了從容面對激烈的市場競爭，行業(yè)需要將信息管理系統(tǒng)平臺化，將各個系統(tǒng)的行業(yè)信息等原始數(shù)據(jù)進行取樣、整合、存儲和建模，以圖表形式提供集裝箱多式聯(lián)運分析、監(jiān)測和監(jiān)督等服務(wù)，對接其他系統(tǒng)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的交換與共享，提升信息管理與決策能力。

1數(shù)據(jù)倉庫的特性

數(shù)據(jù)倉庫屬于一種數(shù)據(jù)管理技術(shù)，主要面向數(shù)據(jù)的應(yīng)用，提供了數(shù)據(jù)管理功能，能夠管理完備的、及時的、準確的和可理解的業(yè)務(wù)信息，并把這種信息提交給授權(quán)的個人，使他們有效地做出決策，支持綜合性的數(shù)據(jù)分析，尤其是對戰(zhàn)略分析。數(shù)據(jù)倉庫具有面向主題、管理大量信息、不同介質(zhì)信息存儲、跨越數(shù)據(jù)庫模式和信息的概括和聚集等特征，還具有集成性、不可更新和隨時間變化的特性[1]。數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的應(yīng)用能夠為集裝箱多式聯(lián)運的可持續(xù)發(fā)展提供積極影響，能夠根據(jù)決策者的不同需要，按照不同的應(yīng)用主題對數(shù)據(jù)信息進行組織支持，從而將分散在不同地域以及不同部門之間的信息內(nèi)容進行有機融合，然后在對其進行合理的轉(zhuǎn)換以及加工，并將其存儲到數(shù)據(jù)倉庫當中。隨后，在利用恰當?shù)姆治黾夹g(shù)，對數(shù)據(jù)倉庫內(nèi)的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行分析，其在大量的物流信息中，尋找到一定的規(guī)律，為管理人員提供有利的數(shù)據(jù)信息支持，從而做出準確合理的決策。

2系統(tǒng)總體設(shè)計

系統(tǒng)總體設(shè)計流程分為數(shù)據(jù)對接、數(shù)據(jù)倉庫建模、ETL（Extract-Transform-Load，抽取-轉(zhuǎn)換-加載）和數(shù)據(jù)展示4個部分。數(shù)據(jù)對接用于采集來自口岸辦系統(tǒng)、GPS監(jiān)管系統(tǒng)、物流園區(qū)系統(tǒng)等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)倉庫建模包括設(shè)計并搭建數(shù)據(jù)倉庫用于集成所有行業(yè)數(shù)據(jù)。ETL用于對行業(yè)原始數(shù)據(jù)進行處理并裝載至數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)展示是以數(shù)據(jù)可視化作為關(guān)鍵技術(shù)，基于數(shù)據(jù)倉庫構(gòu)造的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)了對集裝箱行業(yè)數(shù)據(jù)的展示。系統(tǒng)總體設(shè)計如圖1所示。

3數(shù)據(jù)倉庫主題

數(shù)據(jù)倉庫的主要特點之一是面向主題，所以在數(shù)據(jù)倉庫的設(shè)計工作中，確定主題域是一項很重要的工作[2]。集裝箱多式聯(lián)運信息管理平臺是為各個子系統(tǒng)提供信息服務(wù)的，主要面向的對象有用戶（如，貨主、貨代、承運人、集裝箱租賃公司、港口堆場、貨運站）、政府監(jiān)管部門以及金融保險相關(guān)行業(yè)，為其提供基于不同數(shù)據(jù)要素、數(shù)據(jù)維度、時間跨度與表現(xiàn)形式的系列化服務(wù)與數(shù)據(jù)展現(xiàn)，如集裝箱跟蹤、集裝箱調(diào)度、供應(yīng)鏈管理、市場運行監(jiān)測、行業(yè)預(yù)測、效能評估等綜合性服務(wù)。集裝箱多式聯(lián)運信息管理平臺主要面向的主題如圖2所示。

4具體模塊設(shè)計

本平臺采用維度數(shù)據(jù)倉庫，它由一系列星型模型組成，并由它們獲取盡可能詳盡的數(shù)據(jù)。我們從其他行業(yè)信息系統(tǒng)中抽取出維度數(shù)據(jù)，獲取事實數(shù)據(jù)，例如可以從各集裝箱物流園區(qū)系統(tǒng)抽取集裝箱車輛的作業(yè)時間等來形成車輛作業(yè)事實表。通過各種維度表和事實表的創(chuàng)建，可以形成多個星型模型，從而實現(xiàn)對集裝箱行業(yè)數(shù)據(jù)的面向主題的集成，方便對于數(shù)據(jù)的查詢、展示與分析[3]。

4.1數(shù)據(jù)倉庫建模數(shù)據(jù)倉庫建模主要分為選取業(yè)務(wù)流程、定義粒度和維度、確定事實三個部分。（1）結(jié)合對業(yè)務(wù)需求和原始數(shù)據(jù)的理解，確定建模的業(yè)務(wù)處理內(nèi)容。集裝箱多式聯(lián)運涉及委托運輸、訂立合同、提箱報關(guān)裝箱、簽發(fā)多式聯(lián)運單據(jù)、交付貨物、裝車發(fā)運、短駁和訂艙送箱等。（2）數(shù)據(jù)倉庫的粒度大小是數(shù)據(jù)倉庫設(shè)計中需要考慮的重點問題，其不但影響到數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)存儲量的大小和存儲架構(gòu)，而且還會影響到其與數(shù)據(jù)倉庫應(yīng)用者的交互方式和問答類型。由于原子型數(shù)據(jù)可為分析提供最大限度的靈活性，所以應(yīng)優(yōu)先考慮用業(yè)務(wù)流程記錄最細粒度的信息開發(fā)維度模型。粒度確定后形成基本維度。選擇年度分布維、貨物類型維、地域分布維和攬貨方式維四個維度，其中貨物類型維度是由貨物類別和貨物名稱構(gòu)成的復(fù)合維度，地域分布維是由地、市、辦事處構(gòu)成的復(fù)合維度[4]。（3）確定事實，即要分析的度量。在數(shù)據(jù)倉庫粒度分割中需要考慮的因素主要包括數(shù)據(jù)對象和數(shù)據(jù)量的大小、數(shù)據(jù)分割標準的難易程度以及數(shù)據(jù)分割標準與數(shù)據(jù)粒度劃分策略的統(tǒng)一程度等。事實表和維度表的物流作業(yè)星形邏輯模塊結(jié)構(gòu)模式如圖3所示。最后，在信息表和事實表的基礎(chǔ)之上，采用MOLAP的方式建立數(shù)據(jù)立方體，即包含度量值和維的數(shù)據(jù)包，如圖4所示，并根據(jù)該立方體創(chuàng)建不同主題的計算成員，從而能夠為業(yè)務(wù)的開展提供更多的決策支持信息。

4.2抽取—轉(zhuǎn)換—加載將數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)使用一定的要求和規(guī)則來予以過濾和清理。將完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的目標數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)倉庫中，并實時更新數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)，如圖5所示。數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的應(yīng)用，能夠根據(jù)決策者的不同需要，按照不同的應(yīng)用主題對不同的數(shù)據(jù)信息進行組織支持，按照種類不同，進行重新分類組合，從而將分散在不同地域以及不同部門之間的信息內(nèi)容進行有機融合，然后在對其進行合理的轉(zhuǎn)換以及加工，并將其存儲到數(shù)據(jù)倉庫當中。隨后，在利用恰當?shù)姆治黾夹g(shù)，對數(shù)據(jù)倉庫內(nèi)的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行分析，建立數(shù)學(xué)評價模型，為決策者進行決策提供有利數(shù)據(jù)支持[5]。

4.3數(shù)據(jù)展示數(shù)據(jù)可視化技術(shù)將大型數(shù)據(jù)集中起來以圖形、圖像形式加以表示，并利用數(shù)據(jù)分析和開發(fā)工具發(fā)現(xiàn)其中未知的信息，清晰有效地傳達信息。數(shù)據(jù)可視化有助于促進全員圍繞關(guān)鍵數(shù)據(jù)分享協(xié)作以及管理層以全局性視角觀察問題，從而最終形成數(shù)據(jù)驅(qū)動工作、數(shù)據(jù)支撐管理決策的良性循環(huán)。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)還與手機終端相結(jié)合，方便用戶隨時隨地查看生產(chǎn)作業(yè)情況，實現(xiàn)多層次的數(shù)據(jù)上鉆和下鉆，強化分析功能，數(shù)據(jù)可視化從生產(chǎn)領(lǐng)域延伸至財務(wù)、人力資源等領(lǐng)域。除了可視化服務(wù)外，平臺還可以提供數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)、數(shù)據(jù)在線分析處理服務(wù)、控制面板服務(wù)和數(shù)據(jù)報告等服務(wù)。

5結(jié)語

基于數(shù)據(jù)倉庫的集裝箱多式聯(lián)運信息管理平臺通過對數(shù)據(jù)倉庫的建模，抽取原始數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換并加載到倉庫中，實現(xiàn)了對集裝箱多式聯(lián)運行業(yè)數(shù)據(jù)的有機整合，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享，使數(shù)據(jù)具有可視化價值，視覺元素多元化，信息傳遞更直觀，提高相關(guān)部門的決策能力。

作者:王玲 單位:重慶電子工程職業(yè)學(xué)院

倉庫管理探究3

隨著新老設(shè)備的增多，電氣試驗班組作為以注重數(shù)據(jù)運用的班組，試驗數(shù)據(jù)也越來越多；以往的數(shù)據(jù)通常采用紙質(zhì)化記錄，但是試驗新數(shù)據(jù)常常需要比對舊數(shù)據(jù)，不但翻閱查找麻煩，容易遺失，而且在數(shù)據(jù)傳遞過程中容易失真，也不方便對設(shè)備進行科學(xué)分析和評價。電氣試驗班組倉庫儀器和試驗的管理同樣缺乏科學(xué)手段，嚴重影響了電氣試驗班組的運轉(zhuǎn)效率。本文通過問題剖析，得出變電設(shè)備倉庫管理困境的原因在于試驗數(shù)據(jù)多，班組人員減少，人員老齡化加劇，App存在固有弊端，紙質(zhì)數(shù)據(jù)管理存在顯著弊端，倉庫的智能化建設(shè)起步晚、突破少?；诖耍P者提出“以數(shù)字化建設(shè)”進行變電設(shè)備和倉庫儀器管理的設(shè)想，并對如何深入推進電氣試驗班組的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了系統(tǒng)的分析和解決方案，以更好地實現(xiàn)電氣試驗班組的提質(zhì)增效。

1面臨問題

1.1海量試驗數(shù)據(jù)成為沉重的管理負擔以國網(wǎng)岳陽變電檢修公司為例，投運超過20年的變電站有35座，變電一次設(shè)備為1963組，這些變電一次設(shè)備以5年試驗一次為例，過去20年間，這些一次設(shè)備就有近8000份試驗報告，以一組變電一次設(shè)備假定需要平均做3項試驗，每項試驗需要摘錄3個數(shù)據(jù)為例，就有多達72000個數(shù)據(jù)。而且每次做試驗，都需要翻閱過去幾次的試驗數(shù)據(jù)，進行縱向?qū)Ρ?，以求最真實地反映設(shè)備的運行狀況。這就要求班組投入人力資源對試驗數(shù)據(jù)進行妥善維護，還要防止在生產(chǎn)和調(diào)閱數(shù)據(jù)的過程中遺失試驗報告，并且在每次去現(xiàn)場進行試驗前，需要將過去幾次的試驗數(shù)據(jù)調(diào)出來，將試驗數(shù)據(jù)調(diào)出來后還要進行人工計算和比對分析。這不但造成了很大的數(shù)據(jù)管理負擔，而且對設(shè)備真實狀況的診斷也不符合科學(xué)性要求。

1.2傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)運維不適應(yīng)節(jié)能減排要求每次去現(xiàn)場進行試驗，不但要打印記錄紙，還要打印作業(yè)卡。每年電氣試驗組需要消耗超過50包打印紙，耗費超過20個硒鼓，損壞或維修超過2臺打印機。隨著國家出臺的一系列節(jié)能減排舉措，公司對無紙化辦公的要求也越來越高，這就要求電氣試驗人員在數(shù)據(jù)運維上追求綠色辦公方向，而且試驗報告的整理歸檔和存儲也是一個難題。

1.3倉庫儀器、零部件的紙質(zhì)化管理存在天然缺陷以岳陽電氣試驗一班為例，試驗倉庫有各類儀器200多套，各種工器具20多種，像螺絲、電池等備品，備件計20種左右。儀器的出入庫管理也只是紙質(zhì)化登記，常常出現(xiàn)借出去登記了，還回來的時候忘記登記，時間一久就忘記了儀器是否歸還，造成部分儀器丟失的現(xiàn)象。而且以往消耗備品備件都不會進行登記，由于缺乏有效的預(yù)警機制，常常造成備品備件短缺。而且每年儀器都需要送檢，部分損壞的儀器還需要返廠維修，常常造成不知什么時候送檢了什么儀器，也不清楚儀器是否校驗超期，儀器返廠維修1至2年卻不知道與廠家聯(lián)系催還。

1.4倉庫臨時試驗管理問題突出電氣試驗班組倉庫試驗大廳需要進行安全工器具試驗、油耐壓、油介損試驗、物資抽檢試驗和一些交接和診斷性試驗。但是倉庫的試驗記錄往往是隨意記在一張紙或一個本子上，原始數(shù)據(jù)經(jīng)常丟失。而且每次試驗都需要出電子檔的試驗報告，從紙質(zhì)檔到電子檔，常常也出現(xiàn)錄入錯誤情況。

2問題剖析

試驗數(shù)據(jù)和倉庫管理混亂的原因從表面看，是由于班組管理不細致，班組成員執(zhí)行力不強，從而造成試驗數(shù)據(jù)管理的混亂和倉庫運維的漏洞。但是深究其內(nèi)因，是變電設(shè)備和試驗數(shù)據(jù)增多和設(shè)備精益化管理水平提高，對數(shù)據(jù)價值的挖掘要求也越來越高。雖然設(shè)備增多，但是班組人員短缺和老齡化的程度卻逐漸加深，因此現(xiàn)場和倉庫的管理困難也是常理之中的事情。

2.1基層班組縮員嚴重，班組年齡層次老化逐漸加深以國網(wǎng)岳陽變電檢修公司為例，20年前，整個岳陽僅有35座110kV及以上的變電站，但是當時公司正式人員就有200多人。而在20年后的今天，雖然變電專業(yè)管理的變電站增加至84座，每個變電站設(shè)備數(shù)量都有不同程度增加，但是公司人員卻縮減到了150多人。而且班組的年輕人越來越少，老同志越來越多，在資料管理工作上缺乏精力和動能。

2.2數(shù)據(jù)改革理念沒有深入基層班組雖然目前各種App和小程序開發(fā)越來越多，但是在基層的運用和推廣卻阻力重重。首要原因是大部分App實用性差且存在各種漏洞，沒有形成體系，沒有充分經(jīng)過市場檢驗，程序成熟度還不夠；其次很多App不夠人性化，學(xué)習起來較為吃力，且缺乏持續(xù)的培訓(xùn)；另外老員工對軟件運用興趣較低，而且理解和包容接納性較低，造成App的推廣困難，使用率低。2.3倉庫的智能化建設(shè)仍未實施目前在眾多的App中，對于倉庫智能化、數(shù)字化建設(shè)相關(guān)的App還較少。這是由于大部分開發(fā)者都未充分意識到倉庫智能化改造的重要性，而且智能倉庫管理系統(tǒng)考慮和涉及的面較廣，研發(fā)需投入經(jīng)費較多，靈活性較大，因此存在開發(fā)方面的問題。隨著試驗數(shù)據(jù)和倉庫管理的問題層出不窮，探索科學(xué)的管理方法，構(gòu)建智能化的設(shè)備倉庫管理模式勢在必行。

3創(chuàng)新思路

電氣試驗班組要大力開展智能化和數(shù)據(jù)化建設(shè)，充分調(diào)動數(shù)據(jù)優(yōu)勢，充分挖掘數(shù)據(jù)潛力，逐步建立專家分析系統(tǒng)和智能預(yù)警系統(tǒng)，逐步推行綠色無紙化移動終端作業(yè)，數(shù)據(jù)云存儲和云調(diào)用，節(jié)省日趨緊張的勞動力資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞過程中失真度低，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的省時省力運維。電氣試驗班組要注重智慧化倉庫的建設(shè)，為儀器、備品備件、安全工器具等的科學(xué)管理和倉庫試驗的推行提供更好的便利化服務(wù)。

3.1作業(yè)卡和試驗報告可以采用移動作業(yè)App錄入現(xiàn)場紙質(zhì)化試驗報告和作業(yè)卡不但容易臟污、丟失，回來后往往需要將紙質(zhì)化的試驗報告錄成電子檔的試驗報告，然后再將紙質(zhì)版的試驗報告錄入到PMS中，存在繁重的重復(fù)性試驗報告錄入勞動。采用移動作業(yè)App后，不但能節(jié)省紙張，避免紙質(zhì)化記錄存在的各種弊病，還能直接判斷試驗數(shù)據(jù)錄入是否錯誤，并給出智能結(jié)果的判斷；還能直接生成電子檔，如開通生產(chǎn)過程控制管理系統(tǒng)PMS權(quán)限接口后，還可以直接生成PMS報告，省去反復(fù)錄入試驗數(shù)據(jù)這一件苦差事。

3.2將試驗數(shù)據(jù)通過移動作業(yè)App上傳至數(shù)據(jù)云現(xiàn)場通過移動作業(yè)App，可以直接將現(xiàn)場的試驗數(shù)據(jù)上傳到大數(shù)據(jù)云平臺，還能直接調(diào)用歷史的試驗數(shù)據(jù)。通過建立專家云分析系統(tǒng)，形成直觀的設(shè)備數(shù)據(jù)分析曲線，可以自動給出所試驗設(shè)備的狀態(tài)診斷，并為檢修決策提供支撐。

3.3建立變電一、二次設(shè)備的二維碼臺賬信息，從而實現(xiàn)變電設(shè)備全壽命周期的科學(xué)管理每個二維碼都是設(shè)備唯一的名片，該二維碼涵蓋了從設(shè)計、生產(chǎn)、型號、廠家、具體參數(shù)、運輸、安裝、調(diào)試等各個環(huán)節(jié)的信息。在現(xiàn)場做試驗時，只需要采用移動作業(yè)App掃描設(shè)備二維碼，就能方便地錄入設(shè)備銘牌，省去了銘牌抄錄錯誤，錄入不全等問題，還能直接查看設(shè)備各個環(huán)節(jié)的信息和出廠試驗報告，從而不但方便了現(xiàn)場試驗人員比對，還能方便公司的資產(chǎn)管理。

3.4進行倉庫、試驗大廳電子化智慧管理在倉庫和試驗大廳裝設(shè)智慧管理軟件，此軟件有以下功能：（1）班組倉庫儀器的出入庫信息記錄和歸還提醒。（2）試驗儀器臺賬錄入、維護。（3）試驗儀器、安全防護用品等檢驗周期信息錄入、過期提醒等。（4）大廳試驗數(shù)據(jù)記錄、智能統(tǒng)計和分析，同步上數(shù)據(jù)云。（5）安全工器具送檢記錄、試驗記錄、智能統(tǒng)計等。（6）相關(guān)試驗所需儀器清單查看、各類現(xiàn)場注意事項查看等查詢功能。（7）倉庫衛(wèi)生、儀器清理、工具箱整理等工作自動排班。（8）儀器設(shè)備二維碼出入庫系統(tǒng)臺賬信息。

作者:傅杰林 張聞璽 單位:吉林建筑大學(xué)電氣與計算機學(xué)院 國網(wǎng)岳陽供電公司