基于物联网技术的输变电设备生产企业物料精细化管理平台的设计

翦象慧

摘要：输变电设备生产企业在其产品生产过程中涉及一系列物料管理，如原材料组配件的采购入库和出库、零部件内部交接、半成品完工报验、产成品包装等。为实现对其物料管理的精细化，本文从分析输变电设备生产企业的业务流程入手，设计了基于物联网技术的输变电设备生产企业物料精细化管理平台，对该平台的总体框架以及核心系统进行了描述。

关键词：输变电设备；物料管理；精细化

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）26-0229-02

输变电行业的发电、输电、变电、配电、用电等环节，都需要使用变压器类产品。这些变压器类产品往往需要针对每一个客户的不同要求、项目所处的不同地理位置、自然环境等多方面因素单独进行产品设计和生产，由此，输变电设备生产企业一般为订单式离散型生产企业。

输变电设备生产企业在其产品生产过程中涉及一系列物料管理，如原材料组配件的采购入库和出库、零部件内部交接、半成品完工报验、产成品包装等。在生产企业实施应用物料精细化管理平台，有利于提高生产效率、保障生产设备安全运行、促进节能降耗，实现生产的信息化、标准化、流程化。

1 业务流程分析

第一步，客户通过营销部门下达产品订单，营销部门将订单数据整理后发送给研发部门。

第二步，研发部门根据用户需求设计相应的产品，同时生成与产品对应的BOM表，并将BOM表提供给原材料采购部门。

第三步，原材料采购部门根据产品BOM表采购生产所需要的原材料和配件，并将采购的原材料和相应的检测报告一同交付给生产部门。

第四步，生产部门根据原材料准备情况安排生产，并全程监控生产过程，以及生产设备运行情况。

第五步，生产的产品需要通过严格的出厂检测，通过大件运输的方式交付给客户，整个运输过程需要实时对产品状态进行监测，到达目的地组装后再进行试运行检测，并最终交付给客户使用。

第六步，在客户使用的过程中，生产企业需要对产品部分运行状况进行监测或回访，为客户提供优质的售后、跟踪服务。

2 平台总体框架设计

为保证上述各步业务环节中的数据和信息传递的及时准确，则需要构建能实现精细化管理物料流转的平台。该平台能帮助生产管理者对上述业务中各个环节进行监控，及时掌握订单进度、原材料采购情况、跟踪原材料运输情况、产品生产情况、产品运输情况、产品使用情况等信息，这样生产管理者能根据实际情况对生产计划及时做出调整，能对产品使用过程中出现的特殊情况及时做出响应；此外生产管理者还可以通过该平台跟踪客户的产品使用情况和售后服务，从中获取大量的、第一手的产品运行状态数据，为后续的产品设计和改进提供更有力的基础数据支撑，也为客户产品在使用中出现的不可预见的状况及时做出响应；而客户通过该平台能够及时了解自己产品的生产进度，为后续的工作做好安排，及时掌握其产品的运行状态，及时发现问题及时做出相应的处置。

为实现上述目标，设计了基于物联网技术的生产企业物流精细化管理平台，该平台的基本框架如下图所示。该平台的核心是物联网技术的应用。

物联网是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来， 进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，具有全面感知、可靠传递和智能处理等特征。

基于物联网技术的生产企业物流精细化管理平台是指通过传感器等终端数据采集设备、无线传感网络等各类物联网技术应用，实现生产各环节物流资源状态状态的监控和跟踪，及时掌握订单进度、原材料采购情况、跟踪原材料运输情况、产品生产情况、产品运输情况、产品使用情况等信息。

3 平台核心系统设计

按照全过程流转环节，本项目基于物联网技术实现物料流转的精细化管理，物料精细化管理平台的核心系统包括原材料采购管理系统、内部流转管理系统、成品运输跟踪系统、组部件管理系统等，具体设计内容如下。

3.1原材料采购管理系统

目前，输变电设备生产企业的原材料采购往往涉及上千种组配件，原材料是否及时到位和安全存放直接影响到产品交货期，成为制约企业效率提高的瓶颈问题。设计原材料采购管理系统，该系统包括条码订单管理模块、合同管理模块、条码管理模块，报表管理模块、电子看板等，其中条码管理模块包括条码编制、条码识别等。

通过该系统，生产企业可以将原有的邮件、传真下发采购订单模式，改进为通过网络技术，为供应商提供网上订单、生产发运日报界面，同时在重要的原材料组配件厂商管理上，将条码技术、RFID技术的运用，作为资质评价依据，结合电子屏动态看板管理，以消除生产部门材料报缺为衡量指标，提高信息共享和信息的利用效率。

3.2生产过程物料全跟踪监控系统

将产品外包装和条码标签进入内部使用过程，围绕产品生产主计划，将设计工艺、采购物流、车间作业等信息进行集成，在本系统中看到零部件交接流转情况，及时对生产进度与零部件交接时间进行确认，确认结果通过网络触摸屏，为车间一线查询图纸、工艺定额、采购到货、班组作业计划及完工报验，提供硬件上的支持，便于班组及时掌握上下道及本道工序材料到货情况，通过合理安排班组生产作业最大限度配合材料到货时间，缩短工序生产周期，提高生产效率，该系统为消除信息孤岛、数据冗余、统计给企业运营决策提供支持。

3.3基于物联网技术的内部半成品管理系统

在工作中心之间的半成品完工报验、质量跟踪等业务环节，借助一卡通、条形码、触摸屏、射频、无线网络等数据采集技术，依此实现内部物流信息采集处理的全过程便捷优化。

该系统包括库存管理模块、生产管理模块、质量管理模块、基础数据管理、报表管理等模块。其中，库存管理模块实现对半成品的出、入、盘点、日常报表、库存分析等进行全面的控制。

该系统拟实现在半成品拆卸包转交接上，对生产车间的计划执行进行动态可视化管理。

3.4基于物联网技术的组配件管理系统

对采购的组配件，在其包装箱、托盘或集装箱上安装射频识别标签，储存提供生产的企业、品名、产地、生产日期、保质期、储存条件等信息，使产品外包装和射频识别标签随进入内部配送及使用过程，以保证零配件能够追踪溯源。保证在零配件运输、使用的全过程可视化监控，通过手持式RFID终端移动设备，就能快速追溯零配件的来源，确保供应渠道的安全可靠。

在运输过程中，在承运商的运输车辆上安装北斗/GPS双模定位系统，对运输车辆进行定位。还可以给运输车辆安装电子标签，记录组配件目录、配送目的地、车辆、驾驶员等信息。并在车上安装集装箱电子锁监控以及其他监控（如货物、车辆、驾驶员的视频监视等）设备，通过移动通讯WLAN、CDMA等技术，实时将采集的信息传送给企业的管理信息系统，紧急情况下还可以并由管理信息系统通知前方的高速公路收费站、港口等交通枢纽，请求尽快直接放行。在目的地应用条码、RFID等物联网设备对零配件进行清点、验收。

3.5 基于GIS/GPS技术的产成品运输管理系统

该系统可以实时显示出车辆的实际位置，并可任意放大、缩小、还原、查询；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。结合企业在位置信息服务方面的需求，实现全程监控和调度，可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上，利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪运输。

4 结束语

系统性地应用物联网技术，搭建物料精细化管理平台将使得生产企业实现生产的信息化、标准化和流程化。实施本项目，将可较大幅度地减少在原材料供应、生产制造、成品销售等环节中的人力成本投入，从而可将更多的人力投入到技术研发中去；可逐步实现JIT配送，节约原材料的仓储成本；可提高成品、半成品的周转效率，减少库存面积；实现供应链的全程可视化，生产的产品及零配件实现可溯源，提升供应链层面的管理水平；实现工作的精细化控制，提高生产效率，扩大输变电设备生产企业变压器、电抗器产品的年产量，获得更多的利润值。

本平台的设计与实施将实现输变电设备生产企业的精细化管理，提高生产效率，提高员工的工作效率与水平。将优化从订单下达到产品完成的整个生产过程的管理；提升MES对制造过程发生的实时事件及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理，有效地指导工厂的生产运作过程，加强全程质量管控，使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，提高生产回报率。推动物联网技术在生产制造领域、电网领域的应用示范，推动我国智能电网的建设，优化社会资源、节能减排。

参考文献：

[1] 赵均.构建基于云计算的物联网运营平台[J].电信科学，2010，26（6）：48-52.

[2] 邬贺铨.物联网的应用与挑故综述[J].重庆邮电大学学报：自然科学版，2010（5）：526-531.

[3] 吴晓钊，王继祥.物联网技术在物流业的应用-物联网技术在物流业的应用现状与发展前景[J].物流技术与应用，2011（2）：52-56.

[4] 顾晶晶，陈松灿，庄毅.基于无线传感器网络拓扑结构的物联网定位模型[J].计算机学报，2010，33（9）：1548-1555.

[5] 杨志和，梁云.物流联盟企业的云计算公共技术平台的体系结构[J].上海电机学院学报，2009，12（3）：212-215.

[6] 朱文和.基于物联网技术实现供应链全过程的智能化物流配送服务[J].物流技术，2010，220（7）.

[7]杨斌，张卫东等.基于SOA 的物联网应用基础框架[J].计算机工程，2010，36（17）：95-97.

[8] 肖亮，琚春华.支持配送任务协同管理的情境知识服务模型及机制[J].管理世界，2010（12）：174-176.