基于RFID技術的省市電力公司電能計量器具物流信息系統構建與設計

浙江工商大學杭州商學院 鄔旭亮

國家電網正在大力推進“三集五大”體系的建設，不斷加強對人力、物力、財力所有資源的全面集約、優化配置和高效利用，縱深推進對核心業務管理體制、運轉機制、業務流程的全面優化和系統整合，建立科學規范的新體制、新機制，提高企業效率和效益。江蘇電力公司去年作為“三集五大”的試點單位，對電能計量器具的管理實現了“整體式授權、智能化倉儲、物流化配送”的目標，2013年1月7日被國家電網公司授予“國家電網公司‘三集五大’體系建設示范單位”榮譽獎牌。在支撐電能計量器具集約化管理模式方面，江蘇電力公司整體設計企業信息架構，建成柔性集約化、可配置的一體化信息平臺，深入開展電能計量器具新型業務定位下的運維一體化。其中建立電能計量器具物流信息系統是“三集五大”體系建設的重要部分，是確保人力資源、財務、物資集約化管理的重要一環。在電能計量器具物流信息管理環節中引入RFID技術的核心支撐點關鍵在于RFID能夠提高數據收集的準確性和效率，并且能夠對數據進行可靠、海量、快速、安全的處理。基于RFID的電能計量器具物流管理系統，可以借助RFID技術對電能計量器具在流通過程中和每一個流通節點進行監控管理。通過建立集中化、科學化、規范化、標準化的管理體系，實現電能計量器具物流管理的信息化、網絡化，對于合理配置和利用資源、降低人力成本、增加投入產出效益、提高公司管理水平和效率等有著重大的意義。

1 電能計量器具物流信息系統需求

（1）電能計量器具采購數量大、種類多。電能計量器具包括智能電能表、互感器、終端、采集器以及集中器共五大類，其中電能表又分為四種類型，互感器分為五種類型，終端分為三種類型，采集器分為兩種類型。以電能表為例可以估計每年所需電能表數量，目前全國約有5億電力用戶，電能表每五年輪換一次，每年的電能表輪換量為一億只，考慮經濟增長、智能電網建設和電力公司業務擴展增銷等因素導致的電力用戶數增加，每年需生產、配送約1.2億只電能表。因此電能計量器具數量巨大，需要采用RFID技術對電能計量器具進行物流管理。

（2）電能計量器具物流環節眾多。電力系統在2003年以來不斷加強集約化和精益化管理，各省市電力公司在電能計量器具管理方面進行經驗總結，形成獨特的管理方法與經驗。比如江蘇電力公司采用的是“集中采購、集中檢定、統一配送” 的原則。電能計量器具管理中具有采購、運輸、驗貨、入庫、庫存待檢、工區待檢、報廢等20多個狀態。這些狀態的改變均需要特定的操作，即要對每只電能計量器具進行至少一次的識讀操作。目前江蘇電力公司每年面臨上千萬電能計量器具的檢定工作，其工作量之大可想而知。因此基于RFID技術的物流信息系統能夠實現對采購的電能計量器具進行采購、運輸、驗收等管理，驗收的電能計量器具的基礎信息進入公司信息系統，能查詢電能計量器具基礎信息和狀態信息。物流信息系統支持RFID技術配送等相關業務，制定配送計劃，并對配送歷史、在途電能計量器具等多種信息進行查詢。

（3）電能計量器具與周轉箱的逆向物流混亂。國家電網作為負責任的企業，根據《國家電網公司電能計量器具管理辦法》需要對報廢的電能計量器具以及周轉箱加以回收利用。然而在實際操作中，由于人為因素，回收存在很大難度。計量器具、周轉箱丟失現象嚴重，有的省電力公司周轉箱回收率僅有20%。電能計量器具物流管理信息系統要完善支撐回收與報廢管理業務流程，與實際回收和報廢流程一致，支持及時回收電能計量器具和周轉箱，對回收與報廢的進度進行查詢，支持統計分析。

2 電能計量器具物流信息系統建設目標

在電能計量器具物流供應鏈管理、生產管理與控制、資產管理的關鍵環節上建立先進的RFID應用系統，提高電能計量器具管理的信息化、自動化、網絡化、智能化。該系統的目標是依托RFID的技術優勢，通過周轉箱和電能計量器具上的UHF標簽，利用先進的RFID設備對數據自動采集，經過后臺應用軟件的智能決策，快速實現對電能計量器具的管理。通過查詢系統可以明確地查到每臺電能計量器具的各種狀態。但是基于RFID的電能計量器具管理是一個涉及系統平臺、信息流、供應鏈管理、產品生命周期管理的大系統中的一部分。對電能計量器具物流各個節點的功能加以明確，并根據公司實際情況進行功能模塊分析，見表1。

表1 電能計量器具物流節點功能

省市電力公司在國家電網的“集中招標”之后，向各個廠商發放各種電能計量器具對應的RFID條碼標簽，電能計量器具廠商根據要求將標簽貼至相應的電能計量器具和周轉箱位置。在各個電能計量器具廠商出庫時將相應的數據傳遞到電力營銷系統，之后所有電能計量器具數據在電力營銷系統中運行，物流管理信息系統最終實施目標以及相應的電能計量器具物流流程如圖1所示。

圖1 電能計量器具物流流程圖

3 電能計量器具物流信息系統組成和架構

基于RFID的電能計量器具管理系統，主要功能是借助RFID技術對電能計量器具在流通過程中和每一個流通節點進行監控管理。通過建立集中化、科學化、規范化、標準化的管理體系，實現電能計量器具管理的信息化、網絡化。因此，電能計量器具廠商與省市電力公司以及下屬部門的物流管理信息系統如圖2所示。

圖2 電能計量器具企業間物流信息系統架構圖

在電力系統內部，電能計量器具物流信息系統需要由數據庫服務器、自動化庫房應用服務器組成；另外由廣域網服務器將電能計量器具數據向電力公司發送；同時系統中的RFID終端通過WiFi連接到應用服務器，固定式RFID讀頭通過有線局域網連入，全部通過應用服務器統一管理。如圖3所示。

圖3 省市電力公司內部物流信息系統架構圖

4 RFID操作流程和功能實現

4.1 RFID操作流程

（1）拆包入庫。從托盤區提取的原廠包裝經過人工拆包后，將電能計量器具放置到相應的周轉箱中，把周轉箱放在傳輸線上，由輸送機送入周轉箱庫。當經過入庫RFID門時，將相應的電能計量器具和周轉箱號一次性讀出，交付WMS進行判斷。WMS將匹配的結果發送回Portal。

（2）檢測出庫。系統根據計劃抽出一定的電能計量器具進行檢測，抽檢時系統將驅動自動化設備挑出送檢的電能計量器具周轉箱，并且自動傳輸至檢測室門口。檢測室門口的Portal負責讀取相應的周轉箱和電能計量器具信息，并且將讀到的信息傳輸至WMS系統，系統給予是否放行的指令。同樣檢測完成的周轉箱將再次通過該道口進行校驗，確定是否有沒有通過檢測的電能計量器具混入，并且在該道口進行信息的綁定。所有的邏輯判斷均由WMS系統完成。Portal提供信息采集、出入判斷、屏幕提示等功能。

（3）檢測入庫。檢定合格的電能計量器具放入周轉箱中，通過輸送設備送入庫區。當周轉箱經過實驗室RFID門時，RFID Portal實時讀取電能計量器具及周轉箱的信息并傳輸到WMS系統，WMS系統邏輯判定此箱表是否是合格的。假如合格，系統自動綁定周轉箱及電能計量器具的信息。假如中間有不合格或者未測試的電能計量器具，WMS系統會發出信息到現場，通過屏幕，聲音或者其它方式提醒，并做出下一步動作。所有的邏輯判斷均由WMS系統完成。Portal提供信息采集、出入判斷、屏幕提示等功能。

（4）出庫和出庫揀出。當電能計量器具需要出庫時，首先根據出庫計劃制定檢定計劃，根據此計劃自動揀出相應數量的電能計量器具及周轉箱，并準備執行檢查。出庫口的Portal將讀取的周轉箱和電能計量器具信息傳輸至系統進行判斷，判斷結果進行顯示和聲光提示，以確保所有輸出的電能計量器具是否通過檢測。系統將配備少量的無線終端進行補充，對于流程中出現的差錯進行人為查詢和處理。

4.2 操作界面示例

以入庫為例來展示電能計量器具物流管理信息系統界面，用戶可以通過掃描入庫計劃，查看系統列出的電能計量器具詳細信息，核對或者掃描無誤后進行入庫確認，具體界面如圖4所示。由于周轉箱與電能計量器具的數據信息已經進行鏈接，因此入庫時需要檢查二者的對應關系。用戶可首先掃描周轉箱，并掃描電能計量器具ID之后，確認經過掃描的電能計量器具放入指定周轉箱，具體界面如圖5所示。

5 電能計量器具物流信息系統應用效果

基于RFID的電能計量器具物流信息管理系統借助了RFID技術對電能計量器具在流通過程中和每一個流通節點進行監控管理。通過建立集中化、科學化、規范化、標準化的管理體系，實現電能計量器具管理的采購、倉儲、生產以及配送等物流環節的自動化、智能化、信息化和網絡化。系統的應用有利于合理配置和利用資源，降低人力成本，增加投入產出效益，提高員工工作效率，降低差錯率，同時也使電能計量器具作業流程綜合自動化水平邁上新臺階。該電能計量器具物流信息管理系統的應用效果體現在以下幾方面：

圖4 入庫確認界面示例

圖5 檢查裝箱界面示例

（1）通過電能計量器具物流信息系統實現電能計量器具物流指令快速、準確執行，以及海量信息的快速處理。實現了電能計量器具的采購、運輸、倉儲以及配送等各個物流環節的無縫鏈接，使決策者及時、準確地了解電能計量器具全程的運營情況，為企業信息決策支持系統提供所需的物流數據和輔助決策信息。

（2）通過采用電能計量器具物流管理系統，實現了電能計量器具數據的自動存取、輸送， 大幅提高了作業效率，減少人為干預，保證了庫存管理的準確性。

（3）通過電能計量器具物流信息系統減少了省市電力公司的電能計量器具庫存壓力，提高了企業資金利用率。

（4）通過采用電能計量器具物流信息系統，電能計量器具的安全得以有效保障，減少了資產丟失、損壞現象。