基于云端的备品备件管理系统研究
国网宁夏电力有限公司银川供电公司、南京荣桓电力自动化有限公司的研究人员孔德全、王超等，在2019年第2期《电气技术》杂志上撰文指出，电力设备各运行维护单位之间备品备件相对独立，储备结构、设备技术层次参差不齐，物件管理流程不畅，不仅造成了严重的物资使用浪费，而且降低了运维工作效率。
本文主要针对备品备件管理亟待解决的问题，研究开发了一套基于云端的电力设备物件全寿命周期管理系统，通过系统建模和数据信息处理，实现设备物件全流程管理，旨在实现合理采购、明确库存、精准维护等功能。
近年来，电力企业已纷纷对企业内部的备品备件实施“统一采购”和“集中管理”，初步解决了以往分散重复储备的弊端，减少了部分资金的占用量。物件采购基本是在设备投入运行后自购所需的备品备件，每次按照使用设备的板卡型号和比例采购备件，采购的物件集中存放在备件库中，从物件现在的使用情况看，存在以下问题。
1）传统的粗放型配置管理模式，使物件库存信息不共享，为保证电力设备的安全稳定运行，各维护管理部门均储备了大量的备品备件，占用了大量的资金。由于采购多按工程投资建设比例列支备件采购费用，带有很大盲目性，这与实际故障率情况不吻合，导致少数备件数量不够，或部分备件长期不用，许多备品会因存放时间过长而造成老化或技术性淘汰，导致报废损失。
2）备品备件版本、保修期限等附加信息记录不全，库存备件未能及时升级而不能正常使用。许多备品备件会因存放时间过长而造成老化或技术性淘汰，导致软件升级和维修成本增加。另外，存在资料不全和物件调配方式单一等问题，不能及时发现这些已不能使用的物件，直到拿到现场才发现不能使用，这样的事经常发生，耗时耗力，导致工作效率不高。
3）当库房中的备品备件变动时，库存数据不能进行实时更新，导致备品备件的库房管理与使用脱档，无法准确掌握备品备件当前的准确数量，当备品备件不足时也不能及时发现。备品备件的库房存储和领取之间存在脱档，导致每次出工前准备备品备件时，需要咨询多人后才有可能确定该物件的大体位置，严重影响工作效率。
因此，研究一套能对备品备件进行全生命周期管理的系统显得尤为必要。通过该系统建模和数据信息处理，实现设备物件全流程管理，能够实现采购合理化、库存明确化、维护精准化。
1 基于云端的备品备件管理系统架构
云端系统架构包括应用层、传输层、感知层3个基本分类。感知层对应着利用传感器、二维码、电子标签等技术来进行数据收集。应用层对应着云端系统备品备件数据管理，如图1所示。
图1 系统架构框图
在实践中，要构建备品备件管理中心服务器，用于管理备品备件信息和变电站设备信息；构建基于云的数据中转平台，用于移动APP接入，完成服务中转和数据临时存储。备品备件通过基于Web的物件管理客户端录入系统，通过移动APP进行出库操作和现场使用确认。变电站设备信息既可通过基于Web的设备台账管理客户端进行录入和维护，也可通过移动APP现场录入和维护。备品备件生产厂家也可通过移动APP参与备品备件的管理和维护检修指导。
2 基于云端的备品备件管理系统的技术内容
2.1 系统建模
1）物件建模
备品备件的管理以两个层面来进行，第一个层面是类别，第二个层面是单体。这样可根据不同的需求对物件进行管理，如某类物件库存数量有多少，以及是否需要进行采购（依据出库频率和库存数量），物件被谁领用已经用在了何处等。
类别层面的物件建模属性包括生产厂家、型号、版本、用途、最大使用年限、数量、类别编码。单体层面的物件建模属性包括生产日期、保修期限、流转状态、进库时间、库存位置、出库时间、领用人、使用对象、物件码值及备注。
流转状态以物件的全生命周期所处的不同阶段来划分，包括从物件的采购下单开始，然后到生产厂家确认订单、发货、物流、进库、存储、出库、使用，直至报废为止的各阶段状态，其中还穿插缺陷、返修、更换、返库等状态。
2）设备建模
设备的管理也可分为两个层面来进行，第一个层面是类别，第二个层面是单体。这样可以和物件进行类别对应和单体对应，方便物件的管理。
类别层面的设备建模属性包括：生产厂家、型号、版本、对应物件类别编码（可能多个）、类别编码；单体层面的设备建模属性包括：位置、投运日期、校验码、设备参数、定值、最近检修日期、对应物件单体编码（可能多个）、设备码值。
3）仓库建模
仓库的存储单元为货架及其单元格，为了便于物件存放位置的管理，应对其进行编号：①货架应按照统一的规则进行编号，并在货架醒目的位置标识编号；②对货架的单元格应按照统一的规则进行编号，并在单元格醒目的位置标识编号。物件存放位置即以货架编号与单元格编号组合来标识。
4）码值生成
物件码值的组成以类别层面的物件属性的类别编码加上顺序号来组成，类别编码的生成方式主要以生产厂家、物件型号和物件版本的惟一组合来组成。
设备码值的组成以类别层面的设备属性相应类别编码加上顺序号来组成。类别编码的生成方式主要以生产厂家、设备型号和设备版本的惟一组合来组成。
物件编码和设备编码可使用条形码，也可使用RFID卡来标识。条形码和RFID卡对编码长度都有限制，需要对生成厂家、设备型号、设备版本、物件型号、物件版本进行惟一性编码，以满足物件编码和设备编码的长度要求。
5）用户权限
系统用户权限分为4类：①授权，用于其他用户权限的授权，出可进行所有操作；②库管，用于库房管理维护，如物件的进库操作、存储位置变更、出库操作等；③运检，用于物件的使用和缺陷跟踪，生成物件类别，设备类别和单体设备，亦可对物件进行除存储位置之外的其他维护操作；④厂家，用于物件的远程维护和订单处理。
授权类用户的创建过程不开放，在架设系统时提供独立应用来创建，其他类用户的创建过程开放，但需要授权类用户确认方可生效。用户以实名制方式进行，辅以其他必要的基本信息，如联系方式、通信地址等。
2.2 数据处理流程
备品备件信息的流转处理流程分为3个阶段：①从采购下单开始，生产厂家确认订单、发货、物流，到进库之前称为采购阶段；②从进库开始，存储，到出库为止称为存储阶段；③从使用开始，缺陷、返修、更换，到报废或返库为止称为使用阶段。
图2 数据处理流程图
采购阶段的关注重点是采购下单的合理性，力争做到资源利用最大化，即在不影响物件使用需求的情况下做到最小库存。采购下单依据物件库存数量、出库频率、返修频率以及采购阶段的平均时长，同时考虑采购频率等因素来确定。
存储阶段的关注重点是库存明晰，明确物件的库存数量和位置，做到来之能领。同时依据相关规则推荐需要领用的物件，例如依据库存时长进行推荐，即存储最久的，可在领用之前先进行查询，以确定最合适的物件的库存位置，并在出库操作时提醒。
使用阶段的关注重点是物件质量和缺陷问题的跟踪，依据设备台账信息确保物件相关参数的准确设置和完善备份。同时，通过导通物件与厂家的沟通渠道，通过文字、图像以及视频等手段达到物件远程维护与检修指导。
3 基于云端的备品备件管理系统使用效果
3.1 系统登录
第一类用户在系统搭建时进行内建，其用户名和密码的修改需要不开放使用的专用工具来进行。其他类用户可在系统内创建，但需要第一类用户授权才可正式使用。系统登录界面如图3所示。
图3 系统登录界面
3.2 备品备件管理
搭建系统时，首先需要对仓库的存储单元进行统一标识，存储单元一般为货架和单元格，使用数字即可对其进行标识，也可使用其他方式，如二维表格形式（行与列），这可根据实际的仓库条件灵活制定标识，并依据这个标识创建仓库模型。
图4 备品备件管理图
目前备品备件的产品识别码在出厂时一般为条形码，在进行入库操作时可直接使用，也可在备品备件上粘贴更加先进高效的电子标签来代替条形码。
录入时，需要将备品备件分类，即选择或创建备品备件的类别，然后对每一个备品备件创建一个单体，并选择存储的仓库标识。
3.3 备品备件出库领用
在领用时，可根据备品备件的类别来查找该类备品备件所在的仓库，并在系统内登记领用人和领用目的（使用在哪里，为何要使用等）。领用后，必须由领用人在系统内记录备品备件最终的使用状态（在现场安装、报废、归还等），如最终状态未记录（如领用一周后依然未进行记录），系统会自动进行提醒（提醒到第一类用户和领用人）。
总体来看，各维护单位之间储备备品、备件相对独立，储备结构、设备技术层次参差不齐，导致物件管理流程不畅，不便于审计，并带来严重的浪费，极大地影响工作效率。随着移动应用技术的普及和日益成熟，为了提升物件管理的水平，避免采购、库房管理、物件使用等环节联系不紧密造成的不便，本文研究基于云端的备品备件管理系统，以期实现备品备件的全流程管理，达到合理采购、明确库存、精准维护的目的。