吳燕飛，盧衍海，馬曉晨

（華東天荒坪抽水蓄能有限責(zé)任公司，浙江 杭州 310000）

0 引 言

現(xiàn)代供應(yīng)鏈模式和技術(shù)日新月異，倉(cāng)儲(chǔ)管理作為供應(yīng)鏈的核心環(huán)節(jié)，對(duì)于提高供應(yīng)鏈運(yùn)作效率，降低運(yùn)作成本，保障生產(chǎn)物資供應(yīng)具有重要的作用。抽水蓄能電站地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，一般都會(huì)設(shè)置一定規(guī)模的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)倉(cāng)儲(chǔ)，存儲(chǔ)一些常用的、易損的機(jī)械材料及自動(dòng)化元器件等，以滿(mǎn)足設(shè)備日常檢修、消缺和緊急事故處理所需。企業(yè)內(nèi)部ERP系統(tǒng)物資管理功能完善了內(nèi)部管理流程，但在外部不同節(jié)點(diǎn)之間物資運(yùn)轉(zhuǎn)還需要依賴(lài)人工。在倉(cāng)儲(chǔ)管理末端出庫(kù)環(huán)節(jié)，由需求人辦理領(lǐng)用單，然后到倉(cāng)庫(kù)提貨，倉(cāng)儲(chǔ)管理人員根據(jù)需求揀選物料進(jìn)行出庫(kù)操作，此舉需消耗較多的人力、溝通及時(shí)間成本，已難以滿(mǎn)足電力生產(chǎn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的需求。尤其是國(guó)家大力發(fā)展新型能源，電網(wǎng)對(duì)抽水蓄能機(jī)組調(diào)度頻繁，要求響應(yīng)快速，這就要求在設(shè)備檢修、消缺、故障處理的過(guò)程中整合資源，優(yōu)化流程，提高效率?；谶@些問(wèn)題和需求，通過(guò)應(yīng)用信息系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研發(fā)無(wú)人值守倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，在抽水蓄能電力生產(chǎn)中得以實(shí)踐應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)物資供應(yīng)“智能、高效、安全、便捷”，具有顯著的管理效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 無(wú)人值守倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能研發(fā)

1.1 系統(tǒng)需求梳理

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的倉(cāng)庫(kù)物資存儲(chǔ)情況、生產(chǎn)管理和出入庫(kù)作業(yè)流程、倉(cāng)庫(kù)管理規(guī)范和信息系統(tǒng)建設(shè)、硬件設(shè)備等進(jìn)行梳理，并找出為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守作業(yè)而需要改善的難點(diǎn)和痛點(diǎn)，通過(guò)MUL需求分析技術(shù)[1]，形成了圖1所示的系統(tǒng)用例圖。

圖1 系統(tǒng)用例圖

在此基礎(chǔ)上與各方進(jìn)行評(píng)審，最終確定了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需求，以此需求為基礎(chǔ)展開(kāi)后續(xù)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)工作。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司建設(shè)的智能WMS已基本覆蓋了倉(cāng)庫(kù)的日常物資出入庫(kù)操作、在庫(kù)物資管理、物資盤(pán)點(diǎn)等日常操作。為了達(dá)到優(yōu)化流程，提高效率的系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的，決定在智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增面向無(wú)人值守倉(cāng)的功能模塊。引進(jìn)智能門(mén)禁、智能燈光、智能貨架、智能物料屏、智能操作終端等智能化硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的設(shè)計(jì)目標(biāo)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)

1.3 軟件系統(tǒng)研發(fā)

1.3.1 構(gòu)建無(wú)人值守倉(cāng)的日常管理信息系統(tǒng)

在智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的PC管理后臺(tái)、移動(dòng)APP兩個(gè)產(chǎn)品上新增面向無(wú)人值守倉(cāng)的功能開(kāi)發(fā)。PC后臺(tái)側(cè)更新和完善主要包括人員組織、物資定位、緊急領(lǐng)料、環(huán)境控制、遠(yuǎn)程盤(pán)庫(kù)、視頻監(jiān)控、設(shè)備管理、倉(cāng)庫(kù)大屏、異常告警的二級(jí)模塊。移動(dòng)APP側(cè)更新和完善包括物資查找、人臉采集、物資定位、消息通知、在線(xiàn)監(jiān)視查看的二級(jí)模塊。

1.3.2 構(gòu)建無(wú)人值守倉(cāng)智能硬件的控制系統(tǒng)

本倉(cāng)庫(kù)中新增了多種不同的智能硬件，智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)原有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)法滿(mǎn)足新增硬件的時(shí)效控制。為了更好地協(xié)調(diào)和調(diào)度底層的各種智能化硬件設(shè)備[2]，通過(guò)提供標(biāo)準(zhǔn)的硬件控制接口來(lái)方便上層應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用，并控制各種硬件設(shè)備來(lái)完成業(yè)務(wù)操作。通過(guò)本地部署硬件控制系統(tǒng)解決通信問(wèn)題，從而確保硬件設(shè)備具備通信的低延時(shí)和可靠性。

1.4 智能硬件研發(fā)

1.4.1 智能門(mén)禁

智能門(mén)禁主要由人員模塊、門(mén)禁控制、倉(cāng)儲(chǔ)ID掃描模塊及警示模塊組成。人員認(rèn)證模塊支持人員通過(guò)刷臉、刷卡及指紋方式實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的識(shí)別，如果當(dāng)前人員允許進(jìn)入，就可通過(guò)門(mén)禁控制模塊開(kāi)門(mén)放行。門(mén)禁會(huì)通過(guò)傳感器檢測(cè)人員進(jìn)出，觸發(fā)倉(cāng)儲(chǔ)ID掃描模塊對(duì)攜帶的物資進(jìn)行掃描，出庫(kù)物資異常時(shí)會(huì)進(jìn)行異常出庫(kù)提醒。

1.4.2 智能安防

智能安防主要由攝像頭及硬盤(pán)錄像機(jī)（DVR）構(gòu)成，可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控倉(cāng)庫(kù)的現(xiàn)場(chǎng)情況，并支持回放，方便后續(xù)追溯[3]。

1.4.3 智能出庫(kù)操作終端

為方便領(lǐng)料人員的出庫(kù)操作，配置電容觸摸屏、掃碼槍、人員識(shí)別模塊、語(yǔ)音提示模塊。領(lǐng)料人員通過(guò)人員識(shí)別確認(rèn)是否具有操作權(quán)限，允許后可以在終端進(jìn)行物資查找、物資掃碼領(lǐng)取等操作。

1.4.4 智能貨架

智能貨架在傳統(tǒng)隔板貨架的基礎(chǔ)上新增了聲光揀選模塊[4]、倉(cāng)儲(chǔ)ID掃描模塊、物資定位模塊、多媒體貨架指示牌。支持通過(guò)聲光引導(dǎo)人員走到指定的貨位拿取物資，支持檢測(cè)當(dāng)前物資是否在位，支持通過(guò)貨位顯示屏對(duì)當(dāng)前貨架上的物資進(jìn)行分類(lèi)管理、標(biāo)識(shí)[5]。

1.4.5 智能物料屏

智能物料屏主要由低功耗電子水墨屏、通信模塊、電池供電模塊、專(zhuān)用貨架支架構(gòu)成。支持IP65級(jí)防水防塵。

2 系統(tǒng)作業(yè)流程

2.1 人員權(quán)限管理

（1）作業(yè)辦理權(quán)限申請(qǐng)經(jīng)審核通過(guò)后，倉(cāng)管員通過(guò)APP進(jìn)行人員信息采集并錄入系統(tǒng)。

（2）對(duì)于取消授權(quán)進(jìn)入的人員，倉(cāng)管員可以通過(guò)APP或者PC后臺(tái)對(duì)人員進(jìn)行禁入處理，禁入人員將無(wú)法通過(guò)智能門(mén)禁進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)。

2.2 物資入庫(kù)作業(yè)

（2）倉(cāng)管員對(duì)入庫(kù)物資進(jìn)行拍照，采集規(guī)格參數(shù)、使用說(shuō)明書(shū)、物資分類(lèi)、存儲(chǔ)貨位、供應(yīng)商、有效期、設(shè)備樹(shù)等物資信息，并錄入系統(tǒng)，完成物資信息的數(shù)字化信息轉(zhuǎn)化工作。

（3）將物資放到指定的貨位上，完成物資的入庫(kù)操作。系統(tǒng)將物料信息自動(dòng)推送到存放貨位的智能物料屏上[6]。

入庫(kù)作業(yè)流程如圖3所示。

圖3 入庫(kù)作業(yè)流程

2.3 領(lǐng)料出庫(kù)作業(yè)

2.3.1 開(kāi)單領(lǐng)料

（1）領(lǐng)料人員在WMS開(kāi)領(lǐng)料單。

（2）領(lǐng)料人員通過(guò)人臉識(shí)別進(jìn)行身份認(rèn)證進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)燈光自動(dòng)亮起。系統(tǒng)同步將進(jìn)入人員的信息和時(shí)間自動(dòng)推送到倉(cāng)管員APP上和值班室工作大屏上。

（3）領(lǐng)料人在智能操作終端上掃描領(lǐng)料單上的二維碼，系統(tǒng)將自動(dòng)顯示當(dāng)前領(lǐng)料單上需要領(lǐng)取的物資，點(diǎn)擊每個(gè)待領(lǐng)取物資的“一鍵定位”功能，開(kāi)啟自?huà)x（Pick-to-Light）功能，智能貨架通過(guò)聲光引導(dǎo)來(lái)引導(dǎo)領(lǐng)料人準(zhǔn)確走到物資所在貨位。

部分公民環(huán)保意識(shí)薄弱，碳信息披露可以促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，但企業(yè)對(duì)此認(rèn)識(shí)不夠深刻，這些都使碳披露難以發(fā)揮其對(duì)經(jīng)營(yíng)管理的指導(dǎo)作用。這就需要社會(huì)廣泛宣傳低碳經(jīng)濟(jì)理念，提高公民的環(huán)保意識(shí)，進(jìn)而逐步上升到企業(yè)管理層面，使管理者提高環(huán)保責(zé)任意識(shí)，加大對(duì)碳信息的重視。通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握必要的碳披露知識(shí)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

（4）領(lǐng)料人員揀貨后掃碼出庫(kù)，系統(tǒng)將自動(dòng)比對(duì)領(lǐng)取物資，如果非當(dāng)前領(lǐng)料單上待領(lǐng)取物資，將進(jìn)行異常提醒。完成出庫(kù)操作的物資系統(tǒng)將自動(dòng)推送物料卡信息給智能物料屏，智能物料屏自動(dòng)更新當(dāng)前物資的物料卡信息[7]。

（5）領(lǐng)料人完成出庫(kù)操作后按下開(kāi)門(mén)按鈕，倉(cāng)庫(kù)門(mén)禁自動(dòng)打開(kāi)，智能門(mén)禁將掃描領(lǐng)料人員所攜帶的出庫(kù)物資，并比對(duì)是否都已完成正常的領(lǐng)料手續(xù)。如果出現(xiàn)多拿、誤拿的情況，大屏就會(huì)發(fā)出語(yǔ)音提示報(bào)警，提醒領(lǐng)料人員進(jìn)行出庫(kù)處理，同時(shí)將異常出庫(kù)信息上報(bào)給倉(cāng)管員[8]。

（6）當(dāng)所有人員離開(kāi)倉(cāng)庫(kù)后，智能照明將延遲1 min關(guān)閉倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的所有照明器具。

開(kāi)單領(lǐng)料操作流程如圖4所示。

圖4 開(kāi)單領(lǐng)料操作流程

2.3.2 緊急領(lǐng)料

（1）若機(jī)組發(fā)生故障需緊急消缺領(lǐng)料時(shí)，事故處理人員可以直接去無(wú)人值守倉(cāng)領(lǐng)料。

（2）領(lǐng)料人員進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)后通過(guò)智能操作終端/智能倉(cāng)儲(chǔ)APP進(jìn)行緊急領(lǐng)料操作，支持通過(guò)物料描述、物資分類(lèi)、設(shè)備樹(shù)信息等條件進(jìn)行搜索，搜索到所需物資后，點(diǎn)擊每個(gè)待領(lǐng)取物資，按“一鍵定位”功能開(kāi)啟自?huà)x（Pick-to-Light）功能，智能貨架通過(guò)聲光引導(dǎo)來(lái)引導(dǎo)領(lǐng)料人準(zhǔn)確走到物資所在貨位[9]。

（3）領(lǐng)料人員揀取物資后，通過(guò)智能操作終端進(jìn)行掃碼登記，領(lǐng)取物資。

（4）系統(tǒng)將顯示緊急領(lǐng)料信息，生成待辦領(lǐng)料事項(xiàng)，故障處理工作完成后可以辦理領(lǐng)料開(kāi)單手續(xù)。

緊急領(lǐng)料操作流程如圖5所示。

圖5 緊急領(lǐng)料操作流程

2.4 盤(pán)點(diǎn)

（1）倉(cāng)管員通過(guò)智能WMS創(chuàng)建盤(pán)庫(kù)任務(wù)，設(shè)置盤(pán)庫(kù)的貨位及盤(pán)庫(kù)開(kāi)始時(shí)間，滿(mǎn)足盤(pán)庫(kù)開(kāi)始時(shí)間后，無(wú)人值守倉(cāng)智能硬件控制系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)操作[10]。

（2）智能硬件控制系統(tǒng)將驅(qū)動(dòng)智能貨架掃描在架物資情況，并將所有物資信息上傳智能WMS。

（3）智能WMS對(duì)上傳的在庫(kù)物資信息與系統(tǒng)物資信息進(jìn)行對(duì)比分析，生成盤(pán)庫(kù)結(jié)果報(bào)表。如果存在差異，倉(cāng)管員前往無(wú)人值守倉(cāng)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。

盤(pán)庫(kù)操作流程如圖6所示。

圖6 盤(pán)庫(kù)操作流程

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

3.1 高效

無(wú)人值守倉(cāng)實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)無(wú)人值守運(yùn)作，隨到隨領(lǐng)，領(lǐng)料人員無(wú)需倉(cāng)管員陪同即可在系統(tǒng)的引導(dǎo)下輕松完成領(lǐng)料操作，省去了溝通、等待時(shí)間，領(lǐng)料人員和倉(cāng)庫(kù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低[11]。

3.2 智能

依托現(xiàn)代信息技術(shù)，通過(guò)智慧物聯(lián)有效整合資源，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)驅(qū)動(dòng)倉(cāng)庫(kù)業(yè)務(wù)的新模式，使日常物資管理業(yè)務(wù)操作更加智能化。

3.3 安全

智能門(mén)禁進(jìn)行人臉識(shí)別身份驗(yàn)證，防止人員非法闖入；智能門(mén)禁對(duì)通過(guò)的人員及物資進(jìn)行自動(dòng)掃描，防止錯(cuò)拿、誤拿和多拿。智能監(jiān)控時(shí)刻記錄倉(cāng)庫(kù)內(nèi)發(fā)生的一切，方便后續(xù)追溯。倉(cāng)管員遠(yuǎn)程進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的物資盤(pán)點(diǎn)，實(shí)時(shí)掌握物資在位情況。

3.4 便捷

系統(tǒng)支持一鍵掃碼、關(guān)鍵字、物資分類(lèi)、設(shè)備樹(shù)分類(lèi)等多維度搜索條件，可快速查找所需物料。在搜索結(jié)果中可以展示物資的圖片、規(guī)格參數(shù)、供應(yīng)商、設(shè)備樹(shù)信息等，方便快捷確認(rèn)所需物資。倉(cāng)管員遠(yuǎn)在辦公室中就可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)后臺(tái)、手機(jī)APP查看倉(cāng)庫(kù)的實(shí)時(shí)視頻、溫濕度數(shù)據(jù)、人員進(jìn)出情況、物資在位情況，提高倉(cāng)庫(kù)的管理效率。

4 管理效益和經(jīng)濟(jì)效益

4.1 成果展示

經(jīng)過(guò)6個(gè)月的系統(tǒng)建設(shè)、調(diào)試，目前無(wú)人值守倉(cāng)已在國(guó)網(wǎng)新源控股天荒坪抽水蓄能電站生成現(xiàn)場(chǎng)得到成功運(yùn)用。倉(cāng)庫(kù)24小時(shí)全天候無(wú)人值守，生產(chǎn)人員領(lǐng)料快速便捷，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)范有序，初步達(dá)到了通過(guò)信息化手段和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)提升物資管理質(zhì)效、服務(wù)安全生產(chǎn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

4.2 管理效益

改變了傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)管理通過(guò)人工進(jìn)行各項(xiàng)業(yè)務(wù)操作、倉(cāng)儲(chǔ)智能化水平低、各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)不互通等管理模式。在無(wú)人值守倉(cāng)的場(chǎng)景下，已將倉(cāng)庫(kù)業(yè)務(wù)固化到系統(tǒng)中，通過(guò)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)完成管理方法的信息化提升，以信息系統(tǒng)和智能設(shè)備輔助物資管控，提升管理的標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、智能化水平。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益

（1）無(wú)人值守減少了電站倉(cāng)庫(kù)值班人員數(shù)量，降低了倉(cāng)儲(chǔ)管理人員的用工成本；

（2）極大縮短了領(lǐng)料時(shí)間，以及設(shè)備檢修、消缺時(shí)間，尤其是縮短了夜間機(jī)組運(yùn)行緊急故障處理時(shí)間，能夠快速恢復(fù)機(jī)組運(yùn)行，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定；

（3）提高了智能決策和分析能力，為科學(xué)合理儲(chǔ)備備品提供數(shù)據(jù)依據(jù)，提高物資的周轉(zhuǎn)率和利用率。

5 結(jié) 語(yǔ)

無(wú)人值守倉(cāng)通過(guò)應(yīng)用信息化技術(shù)和智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，與物資倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)行管理方式相結(jié)合，解決了抽水蓄能電站生產(chǎn)和現(xiàn)有物資管理方式之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)了智能、高效、安全、便捷的物資倉(cāng)儲(chǔ)管理模式，為抽水蓄能電站安全生產(chǎn)和保障電網(wǎng)安全運(yùn)行提供了物資支撐，是智慧供應(yīng)鏈建設(shè)的實(shí)踐性探索和創(chuàng)新。