试验仪器智能管理系统

试验仪器智能管理系统

吴佳伟黄筱婷陈浩盟

广东电网公司东莞供电局东莞523008

摘要：电力设备预防性试验班组的仪器仓库采用以纸笔记录的传统仓储管理模式，已经无法满足数字化、智能化生产业务的需求，试验仪器仓库急需一套全新的智能仓储管理系统来提高管理水平。本文阐述了现行的一些仓储管理技术不适用于试验仪器管理的原因，基于此介绍了一套全新的仓储管理系统：此套管理系统实现了出入库智能登记和仪器货位状态的实时指示；此套系统所用的货位状态传感器采用了一种基于仓储管理的称重托盘，提高了状态识别的准确率；此套仓储智能管理系统在高压试验班组的仪器仓库中得到了应用，在实际使用的过程中提出了进一步实现大面积推广所需改进的技术和工艺方面的建议。

关键词：仓储管理；货位感知；状态指示

1引言

随着用电负荷的不断增长，电网系统设备不断增加，高压预试工作对设备的运行状态诊断显得越来重要，而高压试验仪器及工器具的出入仓是预试工作顺利开展的首要环节，因此科学智能的仪器出入仓管理及日常台账化管理显得尤为重要。

目前物联网技术、仓储管理技术在多行业中都有较成熟的应用，但其管理只局限于判断储物的存在识别层面[1-2]，缺乏对储物的全生命周期管控策略以及相关的智能配套功能。

物流和仓储等行业已应用电子化仓库管理模式，常用的识别技术是条形码和无线射频识别技术（RFID），结合手持扫描设备、数据采集设备和无线局域网等手段进行开发、应用。条形码技术比较可靠，识别精度较高，应用成本低廉，因此应用很广而且技术成熟[3]；但是条形码容易破损，管理不方便，而且采用条形码技术不能实现高层次的自动化和智能化。RFID技术是近年来物流等行业的研究热点，目前仍没有价格适宜、性能稳定的商用产品，低价格的RFID系统通常容易受噪音信号干扰，识别精度不高，可靠性不好，会导致重复工作或员工操作错误；而识别精度高的RFID系统的价格又过于昂贵[4-6]。因此现有常用的这两种管理模式均不适用于试验仪器的仓储管理，需要一套兼顾智能化与经济效益的全新智能管理系统。

试验仪器及工器具存在出入库频繁、更新换代间隔短及需要定时进行检测等客观情况，采用现行的人手登记管理模式导致仪器出入仓流程繁琐、仪器管理混乱、仪器台账不清晰等现象。随着企业信息化时代的到来，生产业务数字化、电子化是必然的趋势[7]，试验仪器及工器具的仓储管理智能化更是势在必行。针对以上情况，本文将在现有的仓储管理技术基础上，介绍一套全新的试验仪器智能管理系统，对仪器的出入仓进行智能取证，实现试验仪器出入仓的智能化登记；通过对传统货架进行改造加装传感器网络，实现对仓储状态的自动实时更新，最大限度地优化仓储管理。

2智能登记与状态指示

2.1现行登记模式弊端

现行规范化建设是基于以往传统人手纸笔记录的被动管理模式，出库、入库、故障以及定检均要通过纸笔记录，无论是登记还是查阅均耗费大量人力物力，且难免出现登记缺失、管理责任不清、仪器使用与生产业务关联度低的情况，很大程度制约了仓储管理水平的提升。

2.2智能登记模块

智能登记模块包括了管理系统、网络服务器、门禁系统以及智能取证单元四个部分组成。

管理系统负责出入库人员记录、货位状态调整的记录，新增仪器的货位分配，库存信息维护等基本的信息系统功能。

网络服务器则是将门禁系统、智能取证单元与管理系统连接起来。门禁系统通过网络服务器从管理系统中获取出入库门权限；智能取证单元在取证的同时将图片与货位状态通过网络服务器传输到管理系统，网络连接方式如图1所示。

门禁系统从主控计算机中获取出入权限，在人员进入库门时记录进出仓库事件。

智能取证单元由货位状态传感器与摄像机配合实现。通过传感器识别仪器货位状态，当仪器被领走或归还的时候传感器会感知到这一事件，并激活摄像头的拍摄功能进行取证，取证后由通信网络将取证照片与出入仓事件进行记录，以此形成智能取证的一个基本单元，取证单元各元件连接方式如图2所示。将各个基本单元进行连接，形成智能取证管理网络，在仪器出入库时就会进行智能取证。智能取证不仅能大大提高仪器出入库记录的效率，也提高了其出入库记录的准确性，若存疑调取系统中的照片即可清晰可见。

图2取证单元元件连接方式

2.3状态指示模块

状态指示模块是为了让拿仪器的人能快速的得知各个仪器的状态。指示模块正面有四盏颜色各异的LED指示灯，分别表示正常、故障、外用以及选择四个状态。状态指示模块可通过传感器识别货位状态，并据此给出“良好”或“外用”两个状态指示。指示器背面安装有报障按钮，若试验人员发现仪器有故障，按下该键指示器即会显示“故障”，并将故障信息告知管理系统。除此之外，指示模块还会通过管理系统链接的工作计划获取每个入库人员需要的仪器，并在试验人员入库时将这些仪器的状态指示切换为“选择”，方便试验人员快速找到需要的仪器[8-9]，指示器如图3所示。

货位状态指示模块提高了试验仪器出入仓的效率，试验人员无需在众多仪器中寻找当天工作所需的仪器，除此之外仪器报障功能可有效避免因携带故障仪器导致试验无法开展的情况。

图3状态指示器

3货位状态传感器

货位传感器其本质是一种仓储管理的称重托盘。目前仓库仪器一般分为两种货品形式：整件与散件，整件指的是一个货位存放一个完整的个体，即单一独立使用的的仪器；散件指的是一个货位存放着多个个体，即由多个部件组成的一套试验设备。整件仪器可通过简单的红外传感器即可准确判断其状态，而散件仪器若仅靠红外传感器则可能出现仅有一个散件而管理系统认为仪器状态良好的错误信息。称重托盘传感器则成功解决了这一问题。

称重托盘包括称重底盘、托盘框架、货物状态智能管理模块以及电源及通信线。整体原理是应用重力传感器获取散件的初始总体重量，再将实时的重量与初始重量数据比较，从而判断各仪器的货位状态。

货位状态传感器通过智能测算货物的重量信息并传送到上位的管理系统；具体测算原理如下：通过压力传感器能获取托盘上重物压力所产生微量形变，通过信号变送器将信号转换成线性的模拟量，单片机通过采集便能到托盘上重物的重量值，工作原理如图4所示。

此货位状态传感器与现在常见的RFID传感器区别在于状态识别的方式不同。RFID是以光信号识别，而称重传感器则是以重力信号识别。这样不仅节约了成本，对于试验仪器这种有整有零的仪器识别准确率也会大大提高。

图5状态指示器的安装图

图6摄像头机位取景图

5结论

本文介绍了一套基于货位传感器的智能仓储管理系统，对其智能登记模块、状态指示模块以及传感器的工作原理进行了阐述。此套管理系统在投入了实际应用后大大提高了仪器出入仓的效率，提升了仓储管理的质量。但在实用过程发现仍存在一些有待解决的问题。

货位状态传感器的稳定性不足，货位状态误报现象偶有发生，下一步将为试验仪器量身设计具备货位感知与状态识别功能的智能货架，以解决现存的稳定性及推广性方面存在的缺陷。

参考文献

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作者简介：

吴佳伟（1991），男，工学学士，从事电力系统电气试验工作，Email：407960325@qq.com。

职创项目：试验仪器智能货架的研发

项目编号：（GDZC-031920160261）