一種縮短智能表庫批量配表時間的裝置研制分析

周蔚 王睿 梁義文 張玥劼 朱赟

關鍵詞：智能表庫；批量配表；配表時長

0引言

智能電表作為智能電網的終端，集采集、存儲與通信于一身，承擔著干家萬戶的電能計量任務。智能表庫則負責嘉興市所有合格電能表的資產管理工作，其擁有全自動的出入庫系統，依循“先進先出、智能選配”的原則高效出入庫，能夠實現表計的集約化、智能化管控。但其中的批量配表業務在目前的業務模式下過度依賴人工，工作效率難以實現躍升，“卡脖子”問題有待解決。

嘉興供電公司為達到國網浙江省電力有限公司全面落實開展智能表庫批量配表的工作要求，保障年度表計輪換和新裝工作的順利開展，響應國網浙江省電力有限公司提質增效的號召，提升智能表庫批量配表工作效率，縮短批量配表工作用時，提出將批量配表用時縮短至每表平均30s的目標。

批量配表業務是指單個流程下表計數量大于1箱的周期輪換和低壓批量新裝流程。安裝信息貼標是指將帶有安裝地址和戶號的標簽粘貼在對應的表計上，方便安裝人員現場安裝工作。

1現狀分析

通過調查研究方式，對嘉興供電公司批量配表環節、表計出庫環節和現場領用環節3項內容展開調查，調查研究結果如下。

1.1批量配表環節用時分析

現階段批量配表業務主要由任務分理、任務下發、表庫接收、表計出庫和任務反饋等環節組成，如圖1所示。

通過營銷系統統計各環節的總用時和配表數量，計算當前批量配表業務每表平均用時為72.18s。調查發現批量配表工作中表計出庫每表平均用時最長，將表計出庫作為重點關注對象，做進一步調查。

1.2表計出庫環節用時分析

表計出庫環節流程如圖2所示。調查發現表計出庫環節中，現場領用用時最長，將現場領用作為重點關注對象，做進一步調查。

1.3現場領用環節用時分析

通過上述調查分析，為找到末端原因，進一步對如圖3所示的現場領用環節流程進行深入分析，最后發現安裝信息貼標每表平均用時最長。

因此，批量配表業務用時長的癥結是安裝信息貼標用時長。

2方案制定

2.1目標設定

現狀調查表明智能表庫批量配表環節單塊電能表平均用時為72.18s，而安裝信息貼標平均用時為53.88s，占總用時的74.6%。該裝置預計可解決80%癥結，智能表庫批量配表的時間將縮短到：72.18x（1-74.6%x80%）～29.10s。嘉興供電公司對智能表庫批量配表環節單塊電能表平均用時要求為30s。因此，將目標值量化，將智能表庫批量配表時長目標值設定為29s。

2.2要因分析

經分析，找出影響安裝信息貼標時長的9個末端因素，如表1所示。

2.3確定對策

針對3項主要原因：標簽操作次數多、表位間距小、裝接單與表計對應順序偏離值大，制定對策方案。

（1）標簽操作次數多：使用噴墨工藝替代傳統標簽，如圖4a所示。配置一臺連續噴墨式（continuous inkjet，CIJ）噴碼機，要求其噴印標識分辨率達到32像素，并為噴碼機配置XY軸滾珠絲桿聯動裝置，聯動裝置行程為600mm×500mm。要求每表信息印刻平均用時小于5s。

（2）表位間距?。菏褂蒙漕l識別（radio fre-quency identification，RFID）技術獲取電臺旨表信息，如圖4b和圖4c所示。在表庫流水線安裝多個RFID讀取器，當周轉箱進入讀取范圍時，開啟射頻讀取設備進行讀取。要求每表信息讀取平均用時小于9s。

（3）裝接單與表計對應順序偏離值大：使用營銷接口讀取裝接單數據。調用營銷接口如圖4d所示。設備向營銷接口發送電能表信息，營銷網絡將裝接單內容返回給設備，直接讀取數據。要求每表匹配平均用時小于15s。

3方案實施

3.1設計制作噴碼設備

3.1.1設計噴墨高度支架和支架運動機構

根據電能表紙箱的尺寸對噴碼運動機構位置進行定位，根據噴碼機尺寸設計噴碼機外機，為了保證噴碼運動機構運行時的穩定性，決定機構的傳動裝置使用滾珠絲桿。

3.1.2制作支架運動機構

為滿足貨架及周轉箱尺寸要求，噴碼機主體制作規格為（329.3～345）mmx504mm;制作加工噴碼運動機的滾珠絲桿；根據圖紙組裝噴碼機外機、噴碼機主體、電氣裝置等設備，并進行電氣、軟件調試。

3.1.3驗證噴碼設備性能

對組裝完成的完整噴碼設備進行試驗，檢驗其性能參數，分別對5批電能表進行打印測試，與RFID進行通信的噴碼設備打印準確率達到100%。

3.2制作RFID讀取裝置

3.2.1設計RFID讀取平臺

根據測量的射頻天線及讀寫器尺寸數據設計識別設備。為了順利將射頻天線、讀寫器放入表箱并使表箱通過識別配套裝置，同時考慮到無源讀取設備對讀寫距離有較高要求，須保證要有一定的設備下探空間。因此，射頻天線及讀寫器的載體平臺設計尺寸為973mm×693mm×893mm，讀寫探針與傳送帶的高度差為297mm。將電氣元件布置在載貨臺面板下以節省空間。

3.2.2編寫RFID作業程序

編寫代碼使用Python語言。與傳統的C/C++、Java、C#等語言相比，Python語言對代碼格式的要求寬松，便于用戶編寫代碼。根據識別設備性能，通過軟件對識別探針的下放深度進行控制。

3.2.3驗證RFID性能參數

采用Fixtool軟件進行測試，為提高讀取成功率，調節射頻功率的功率值為15dbm。測試采用2臺海康威視讀取器及15塊射頻天線，通過測量和實驗，RFID讀取率為99.95%。

3.3編寫營銷接口調用代碼

3.3.1設計接口調用方式

接口使用簽名加密的方式進行調用。首先生成簽名與密鑰，在發送數據前將簽名、密鑰、數據、隨機數生成MD5算法的數據摘要。

3.3.2驗證營銷接口成功率

根據代碼對營銷接口進行壓力試驗。計算得出：調用營銷接口正確率為100%。

3.4整體組裝調試驗證

各部件制作完成后，進行裝置整體聯合調試工作。聯合調試前，嚴格地單獨測試各部分功能。組裝時，安裝工藝須符合有關規范要求。

為保證投入使用的裝置安全、可靠，將裝置送至第三方專業檢測機構檢測認證，對各裝置的各項數據進行檢測，各項數據合格率均為100%。

4效果檢查

通過統計2022年5-10月改進后的安裝信息標注工作的批量配表平均用時，智能表庫批量配表平均用時降至16.80s，低于目標值29s。

5結語與展望

智能表庫批量配表裝置的研制與使用，推動了資產管理工作的發展，有效解決了一線員工的工作難點，帶來了以下效益。

（1）直接效益：改進了批量配表業務，提高了電能表安裝信息貼標的效率，減少了人為因素導致的差錯，工作效率顯著提升，節約了裝接前的準備工作成本，大大提升了客戶的滿意度。

（2）安全風險效益：使用該裝置進行表計批量出庫，避免了因堆垛不合理、搬運過程失手等原因導致的周轉箱傾覆、表計墜地等人身傷害及設備損壞事件，降低了營銷作業風險，提升科技賦能水平。

（3）潛在效益：表計上噴印的用電地址等信息，能供裝接人員進行有效識別，無須再與裝接單進行二次核對，提升效率的同時減少了表計串戶問題，提升了客戶電力獲得感和滿意度。

未來將針對課題研究成果存在的缺點與不足，進一步深入研究批量配表智能識別一體化裝置。將RFID與噴墨打印技術集成在同一套設備中，進一步提升工作效率，降低故障率，并在表計上加噴二維碼，在保護客戶信息私密的前提下，為客戶、用電檢查人員和抄表人員提供實時數據查詢，提高供電服務水平。