一种基于数字实景模型可联动的变电站、换流站备件管理研究

王彦人，樊道庆，袁明蓬

（广东电网有限责任公司汕头供电局，广东汕头,515000）

0 引言

目前变电站、换流站的备件管理主要存在以下问题：一是备件的清点、出入库均使用Excel，存在即使产品型号参数一样，也不代表是同一产品的情况；二是备件的使用位置无法在线上进行查询，也没有技术方法可直观展示。三是对于备件的使用没有有效的分析[1]，造成每年的备件采购没有针对性和有效性，间接造成资金的浪费，还无法满足班组对备件的需求。

1 新型变电站、换流站备件管理模式介绍

新型备件管理模式是在传统备件管理模式的基础上引入数字化管理和多维度实景模型分析等新型技术手段所创造出来。新模式下可以实现备件无人化管理、出入库智能登记、线上线下智能查询、实时管理、实时数据分析统计等功能。彻底解决了传统变电站、换流站备件管理模式备件的登记难、查询难、分析统计难等问题，还可以凭借智能数据分析模块提供备件是否需要补充的实时数据，提高了年度采购的准确性。

2 数字化实景模型的概念

对于备件的识别主要通过如下技术手段：

（1）智能数字化实景模型的采集方式可以通过手持摄像机倾斜摄影或无人机搭载摄像镜头或激光雷达等来实现，预先制作出备件及备件所在空间、变电站、换流站的数字实景模型[2]，形成备件模型库。

（2）在备件实体内放置数字标签，形成备件数字库，数字库与模型库相关联。

（3）安装在备件所在空间的视频采集设备，以实时采集运维人员取出备件时的视频信息，通过内置解算芯片的摄像头实时生成新的实景模型，把新生成的模型与模型库内模型和备件模型库逐级比对筛选出备选备件。这一轮生成的备件和空间模型具有厘米级的三维空间坐标，筛选结束后可实时显示备件安装位置。

（4）通过安装在备件所在空间的感应天线，扫描出处于静止状态和被移动状态的备件数字标签，与数字库、以及上一环节筛选出的备件模型比对，实现备件模型的精准识别和定位。

对于人员信息的识别，主要通过如下技术手段：

（1）安装在备件所在空间的视频采集设备采集运维人员取出备件时视频信息，通过人脸识别系统识别人员信息。

（2）通过安装在备件所在空间的感应天线，扫描出被人员佩戴的备件数字标签，与上一环节筛选出的人员信息比对校核，实现人员信息的精准识别。

通过以上流程和设备，可以对所有备件进行自动统计。该系统对变电站内所有备件进行扫描，统计其数量，通过数字标签及感应天线完成自我校核。该功能具有识别能力强、速度快、抗干扰能力强、防护性能高和安装使用方便等优点。目前该技术还在理论探索阶段，随着科学技术的发展，数字化实景模型的应用一定能够推广，最终将实现完全智能的备件管理模式。

3 新型智能备件管理方法

本文主要是研究一种变电站、换流站的新型智能备件管理方法。新备件管理方法与传统备件管理方法的不同之处主要在以下几个环节，也是新备件管理方法的创新之处：

（1）入库流程设计：对于需要入库的新备品，首先应在即时通讯应用系统上输入入库物品名称或型号，及时查询入库物品实时数据。若不存在录入物品数据，则需要及时录入备品数据信息，并要对备品进行多维度拍照保存，照片要求至少从6个角度进行全方位拍照，便于查询时能够清楚的看到备品全貌；若入库物品数据存在于系统，应设置入库物品存放地点及货架、为入库物品打印并贴上标签，并修改库存数据。入库物品在系统上登记好后需要及时将物品存于标签指定的货架上。传统入库方式只需要将入库的新备品在 Excel表格上进行登记，然后放到货架上，这种管理方式存在诸多缺点，单说信息录入就无法保证准确性和全面性。

图1 入库流程图

（2）出库流程设计：首先在即时通讯应用系统上输入要出库物品的名称或型号查询出库物 品存储的货架号或位置（查询时可查看物品的参数、多维度照片及库存数量等数据信息），然后领用人可以在指定位置取出物品，并扫描物品的二维码将物品加入出库单。系统将出库单推送给备件管理员即时通讯应用账号上进行审核确认，并将审核信息推送给填写出库单的即时通讯应用账号及领用人账号[3]。审核通过后领用人可以将物品通过rfid监测门带岀备件存储地点，完成出库流程。（当不存在出库单的物品通rfid监测门带出备件存储地点时，系统会推送告警通知到备件管理员的即时通讯平台账号）。传统出库方式只需要将要出库的备品在 Excel表格上进行登记，就可以从货架上取走，即使不登记也能够将物品带走，并且没有任何提示，未备件管理带来诸多不便。

图2 出库流程图

（3）数据展示及查询:新型智能备件管理方法开发出即时通讯应用系统，该系统可以应用于公司内网的电网管理系统手机端也可以应用于elink手机端等，系统包含备品的详细数据信息，不仅可以看到物品的基本信息，还能够看到实物照片，实现了实物与备件的实时比对。而且即时通讯应用系统用户权限明确，普通用户可登入系统查询物品库存状态，填写出库单，查看自己的出库单及出库单状态；管理员可登入系统查看物品库存状态以及出入库记录、对物品信息进行修改、推送信息，还可以在内网登录服务器对备品备件以及人员权限批量管理[4]。传统物品查询方式只能到备品存放处进行现场确认，没有线上查询的功能，而且如果只通过Excel表格上来查询备品信息经常会查询错误，因为很多备件即使型号一样也不代表设备完全一样，必须看到实物才能够确定。

（4）数据统计及分析：新型智能备件管理方法的即时通讯应用系统拥有大数据分析的功能。该系统完全可以根据备品的消耗情况来进行大数据分析，通过分析变化趋势生成该种备品下一年度的采购计划或采购建议，例如根据一种物品一年内消耗数量或一个季度的消耗数量的趋势制定下一年度的采购计划，是该增加采购，还是减少采购。传统物品的采购只能根据班组需要或者采购管理员的工作经验来制定采购计划，完全没有科学的参考方法来制定采购计划。

图3 查询流程图

4 智能数字化备件管理方法的优点

智能数字化备件管理方法彻底解决了传统备件管理方法的诸多问题，在入库、出库、数据查询以及数据统计分析方面进行了创新，例如采用智能数字化备件管理模式，优化管理流程，解决了传统备件管理方法管理混乱的问题；建立即时通讯应用系统，可以在公司内网的电网管理系统手机端或者elink手机端进行线上查询，解决了传统备件管理方法只能线下查询的弊端；拥有大数据分析功能，能够对备品消耗情况进行分析，并制定采购计划或提供采购建议，这是传统备件管理方法完全不具备的优点。

智能数字化备件管理方法的优点主要集中在以下几点：

4.1 提高工作效率

传统备件管理方法中备品领用登记完全靠备件管理员手动记录Excel表单，记录中经常难以记录领用备件的详细信息，存在记错、记漏等情况，而且每次领用都需要管理员到场，如果管理员没到场进行领用，就会存在记录缺失的情况，入库登记也是如此。长期记录不规范、不合理，导致每隔一段时间就要对备件进行清点，备件清点的工作量往往是非常巨大的。而且工作人员想要查询备品信息时只能选择现场查询，没有任何辅助工具，这给查询人员增加了很多的工作负担。这种备件管理模式严重降低了工作效率，急需要研究新的备件管理方法。

新的智能备件管理系统建立了数据库，彻底规范了入库、出库的流程，凡是进入仓库和从仓库出来的备品都会在系统中自动进行登记，不存在记错、漏记等情况，工作人员领用和使用备件时，无需通过繁琐的手续，全过程无需额外做其它事项，从而节省了大量时间，而且没经过管理员同意将备件拿出仓库会引起系统告警，完全杜绝了登记错误的问题，而且新系统可以接入公司的内网的电网管理系统手机端或者elink手机端中使用，随时随地进行查询工作，查看所需备件的详细信息，这样就可以更快地找到对应的备件，大幅度缩减我们了解和查找备件的时间，提高了工作效率。

4.2 增加大数据分析功能

新的智能备件管理系统最重要的一个特点就是增加的大数据分析功能，相比传统备件管理方法可以更加丰富，更加智能化。传统备件管理方法无法提示我们哪种备品不足，哪种备品需要采购，无法通过备品数量变化趋势提供给我们有效信息。而新的智能备件管理系统增加了大数据分析功能，可以根据备品的数量变化提供给我们有用的信息，比如当备件存量不足时或消耗速度过快时，系统会发出提示信息，提示我们进行补充，大数据分析还可以根据备品的数量的年度变化情况或者季度变化情况来制定下一年度的采购计划或者提供采购建议，大大提高了工作效率，真正实现了智能化管理

4.3 推广价值高

本文所述方法还可以应用于其他企业备件管理工作中。该备件管理方法相比于传统备件管理方法拥有诸多优势，通过它可以节约人力成本、减少人为错误、规范备件管理流程，还可以方便工作人员的使用和查询。引入大数据分析功能，加强了备件数量管理能力，根据大数据分析结果可以更有针对性的进行采购工作，大大提高了资金的利用率。因此，具有很大的推广价值。

4.4 识别能力强、准确性高

场景模型库中的模型仅具有厘米级的误差。还可在备件实体内安置数字标签，形成备件数字库，数字库与备件模型库相关联。这两套系统相辅相成，识别能力强更强，准确率高更高，而且更加智能，将会是备件管理的终极目标。

5 结语

数字化智能备件管理系统结合数字化和智能化元素，打破了传统的思维，对变电站、换流站备件管理模式带来重大的变革。该系统具有管理流程规范、数据信息准确、查询方便、识别能力强、大数据分析自动分析统计等优点，是变电站、换流站备件管理模式的重大创新，体现了数字化、智能化、网络化的建设发展思想，顺应了电网企业未来管理智能化、数字化的发展方向。