电力计量生产智能调度系统

电力计量生产智能调度系统

1谢乐天2许健3郭鹏

(1.安徽省电力公司计量中心合肥230000;2.国电南瑞科技公司南京210000;3.湖北华中电力科技开发有限责任公司武汉430080)

摘要:随着计量中心的生产设施改造和扩容，生产作业的调度复杂度将呈几何倍数的增长，单纯依靠提升操作人员能力和管理水平来保障生产效能已不可取，因此亟需研究一个对生产智能监控，自动调度的软件。安徽省电力公司计量中心在总结过往工作经验的基础上，融合先进的管理理念，调整了传统的生产调度模式，建设了一套自动化、智能化的生产调度管理系统。系统由生产任务池、作业工单集、需求分析器、作业调度器、作业执行器和生产过程采集器等组件组成，主要功能包括基础信息维护、接口管理、调度模型管理、作业调度管理、生产执行监控、综合分析和系统管理等。与计量生产调度平台紧密结合，对平台的生产调度业务进行了补充和完善。

关键词:生产调度管理系统；自动化；智能化；省级计量中心；生产调度平台

0引言

省级计量中心生产调度平台（MDS）的上线使省计量中心的生产过程变得易于管理，也使仓储、检定流水线、人工台体等生产设施之间之间的合作效率有了不小的提升，但在协调单个或多个检定任务或出库任务的时候还存在不少提高生产效率的地方：比如还存在不少过程是人工的，比如检定线要表、出库任务下发。多任务并发协调效率还可进一步优化，智能生产调度平台的功能就是针对这些可提升的地方进行优化，实现生产作业调度的最优运行系。

1系统建设的必要性

提高省级计量中心计量生产效能的需要。随着国网安徽电力公司计量中心计量生产设施改造、扩容，以及农电上化工作的快速推进，对计量生产工作提出较高的产能和质量要求，必须保证计量生产有序、合理、高效运转，才能满足新的工作形势和要求，如何提升计量生产效能，已成为摆在计量生产管理层面前的重点工作。

加强生产计划对生产任务指导性的需要。计量生产中涉及的生产计划有到货计划、检定计划、配送计划，生产任务有到货入库任务、配送出库任务、各种检定任务等。计划与计划之间存在较强的制约关系，单个计划的完成率会影响其他计划的完成情况，而提高生产任务对生产计划高服从度，是保障生产计划执行效率和完成率的重要手段，是衡量生产计划的编制是否合理，对生产工作是否具有实际的指导意义的重要标准。

降低生产人员劳动强度，降低人员操作出错率的需要。生产人员劳动强度大，一方面影响劳动积极性，另一方面体现出单位的信息化建设不能满足实际生产需求，生产过程的自动化、流程化、智能化程度不高，导致人员操作复杂度高、出错率高，不利于计量生产高效开展。

保障生产数据质量的需要。生产数据质量是生产作业是否有序、合理开展的直接体现，是衡量计量生产管理制度是否完善、是否落实的重要标准，也是单位信息化建设是否达标、规范的重要依据，提高生产数据质量可有效提升计量设备质量和运行可靠性，充分体现单位认真负责、过程规范的工作理念

2系统的整体设计方案

2.1总体架构

生产智能调度是生产调度平台的核心生产调度模块，其为生产智能计划和生产运行管理承上启下，为省级计量中心生产作业提供智能化调度功能。通过解析智能生产计划生成生产任务，结合计量生产设施生产能力和生产班组排班计划自动设置任务的调度类型、调度优先级、计划执行时间等执行参数；实时监控和预测生产班组和生产设施忙闲程度，自动完成任务的执行操作并初始化作业工单集；在任务执行阶段实时采集相关生产设备运行过程信息、监控生产任务池、作业工单集，通过设备需求预测模型实时预测各生产任务的设备需求紧迫程度，向作业工单集中补充工单、调整已有工单的迫切度或下发工单执行，并将生产任务和任务执行过程信息实时推送至生产运行管理模块，如图1所示。

图1整体架构图

2.2业务架构

生产智能调度的功能主要包括基础信息维护、接口管理、调度模型管理、作业调度管理、生产执行监控、综合分析和系统管理，如图2所示。

图2业务架构图

2.3应用架构

生产智能调度的应用架构主要分为数据层、服务层、接口层、应用层以及分析层，如图3所示。

图3应用架构图

2.4技术架构

平台架构采用多层的J2EE（Java2EnterpriseEdition）企业平台架构搭建，作为标准、成熟的企业架构标准，J2EE融合了组件复用技术、安全模型、灵活的事务控制策略、分布式应用模型等技术，充分考虑系统的可移植性，结合智能计划软件未来趋势，增强了平台的可扩展性。

生产计划智能管理系统分为基础架构层、数字资源层、公共服务层、应用逻辑层、页面控制层和界面展现层。生产计划管理、生产计划调优、生产分析等核心内容在应用逻辑层。

图4技术架构图

2.5关键技术

（1）面向服务的SOA架构技术。SOA(service-orientedarchitecture)是面向服务的体系结构，将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。这种具有中立的接口定义（没有强制绑定到特定的实现上）的特征称为服务之间的松耦合。松耦合的好处有两点，一点是它的灵活性，另一点是，组成整个应用程序的每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时，它能够继续存在。

（2）J2EE技术标准。按照“SG186”工程建设的技术要求和信息技术发展趋势，采用技术先进性与成熟性相结合的J2EE的多层技术构架，以提高系统的灵活性、可扩展性、安全性以及并发处理能力，同时，通过一体化平台实现与企业内部业务应用系统全面集成。

（3）分布式、面向接口访问。实现组件的分布透明访问机制。组成系统的组件实例可以部署在一台或多台主机上。组件提供的服务访问对分布地点、位置透明，服务使用者通过组件的逻辑名称即可获取服务而与组件所在主机的物理位置无关。

3系统特点

系统具有如下特点：

（1）自动化的生产智能调度方法：

针对各生产任务的作业工单来源不一、各检定设施要料人员信息不对称等问题，系统按照“实时获取物流设备状态、自动生成作业工单、智能调度工单执行”的工作机制，自动协调智能仓储、检定流水线、人工台体等生产设施之间无缝、有序、高效合作，保障持续性任务连续作业、脉冲式任务按需及时上料，达到生产作业调度的最优运行。

（2）实现生产调度的智能化：实时监控生产任务池和作业工单集、接收生产过程采集器传递的生产实时信息，结合生产计划信息，通过设备需求预测模型分析结果向作业调度器和作业执行器发送作业操作指令，从而实现工单合理分配，有效利用物流资源，提高生产效率。

（3）与计量生产调度平台无缝衔接：系统在遵守生产调度管理流程的基础上，对计量生产调度平台业务进行了仔细的业务分析，在生产调度平台起到了对生产智能计划模块和生产运行管理模块之间的承接作用，使得两者之间的业务流程完美的贯通，进而达到了对计量生产调度平台补充和完善的目的。

（4）鲜明的电力行业特色：在已有业务的基础上不断的开展精细化研究，并充分利用国内外信息化的成果，提升现有管理水平和信息化水平是电力行业信息系统的特色。本系统在充分肯定企业传统生产管理模式的基础上，恰当的融入了现代化的企业管理理念，符合电力行业计量业务特殊要求，具有明显的电力行业计量业务特色。

5结语

生产智能调度作为生产调度平台的一个核心模块进行建设，其上承生产智能计划模块，下接生产运行管理模块，成为了省级计量中心整个生产体系的调度指挥大脑。生产智能调度按照“实时获取物流设备状态、自动生成作业工单、智能调度工单执行”的工作机制，协调智能仓储、检定流水线、人工台体等生产设施之间无缝、有序、高效合作，保障持续性任务连续作业、脉冲式任务按需及时上料，达到生产作业调度的最优运行，实现计量生产“单任务连续作业，整体无资源浪费”的生产调度目标，切实提升计量中心生产效率、减轻生产人员劳动强度。

参考文献:

[1]李兵,陶鹏,贾永良,韩桂楠.计量生产调度平台系统存在的问题及完善措施[J].河北电力技术.2016,35(3).

[2]郭佳亮.省级电力计量中心生产调度辅助决策系统设计与研究[J].西北大学,2014.

[3]柯昌稳,郭佳亮,马军红.生产调度模型及算法设计[J].电脑编程技巧与维护,2015(15):29-30.

[4]余建军,张定超,周铭新.生产调度研究综述[J].中国制造业信息化,2009年17期.

[5]何蓓,郑朗,陶敏,但斌.基于闭环供应链的电能计量资产全寿命周期成本控制策略[J].物流技术,2013年15期.

[6]陈立.省级计量中心生产调度平台架构研究[J].通讯世界,2014,12(21):166-167.

[7]翟丽丽,王欢,祁凯,吴飞.面向大规模定制的柔性生产计划研究[J].计算机应用研究,2012年07期