吴飞财

摘 要： 国网公司已在多个省份建成了省级电能计量设备自动检定系统。为了总结前期经验，建立更为高效的检定模式，结合检定业务工作流程，讨论了基于普通纸箱、纸质周转箱和塑料周转箱三种物料箱的周转模式，对比了不同方案下的业务环节和检定流程。并综合考虑检定系统投资成本、物料检定频次、区域差异等因素，分析提出了适用于不同省市的物料箱设计方案，实现最大化降低成本、节约资源、改进工作模式的目的。最后对南方沿海地区实际情况进行分析讨论，给出了周转模式设计方案。

关键词： 集中检定； 物料箱； 周转模式； 高效节约

中图分类号： TM 933 文献标志码： A 文章编号： 1671-2153（2016）04-0100-05

0 引 言

省级电网公司计量中心负责全省电能计量设备的检定工作，其物料箱周转形式决定了整个检定业务的运作流程，也影响电能计量设备的来货、存储、配送等环节。为了建立高效快捷、集约规范的检定工作模式，必须对计量设备周转模式进行相关研究。

目前，对于计量设备自动化检定系统已经有了广泛的技术研究与实践应用[1-5]，建成了不同规模不同形式的检定平台，各平台对物料箱的选择不同，产生不同的业务方式。文献[6]中采用塑料周转箱；文献[7]中设计的货架存储区货位可同时存放托盘和周转箱，文献[8]则分别设计了托盘立体库和周转箱立体库，并对托盘上放置纸箱数量进行了讨论；文献[9-10]中在仓储和检定环节采用周转箱，配送环节采用纸箱、塑料周转箱分别适应农村、城市的需求。本文针对目前几种主要的物料箱形式，结合射频识别[11]、自动拆箱以及条形码技术，分析对比不同物料箱在不同业务环节下的优缺点，并从经济效益、社会效益角度给出物料箱周转模式的选择建议。

1 背景描述

1.1 计量设备周转流程

根据省级电网公司的统一安排，设备供应商将计量设备送到计量中心，计量中心验收后存储，并按照规程进行检定，检定不合格的设备返回供应商，合格的设备进行存储等待向地市局配送。计量设备的周转流程如图1所示。由图1可知，返回设备供应商的计量设备相对较少，物料流通主要集中在计量中心的设备检定和地市局配送环节。

1.2 物料箱种类

目前常用的物料箱有三类，分别为普通纸箱、纸质周转箱和塑料周转箱，由于其制作工艺不同，箱体性能有较大差异。如表1所示，普通纸箱成本低、规格不统一、箱体易变性；纸质周转箱稳固性较好、可重复使用；塑料周转箱成本较高、重复使用率高、稳固性强、需要维护清洗。针对计量设备的物理、电磁特性，需要根据业务环节的要求，选用不同物料箱以达到安全高效节约的目的。

2 分析对比

针对普通纸箱、纸质周转箱和塑料周转箱的特点，结合计量中心设备周转流程，下面详细讨论不同物料箱的选择模式对于计量中心在仓库规划、业务环节操作和整体流程模式方面的影响，并进行经济效益、社会效益的对比。

2.1 对仓库规划的影响

计量中心仓库生产作业区一般划分为入库区、货架区、人工拆包区、自动装箱区和出库配送区。货架区可包含周转箱库和托盘库两种类型仓库，周转箱库以周转箱为基本单元储存电能计量设备，托盘库则以托盘为单元储存到货未拆包或者已包装待配送的电能计量设备。如果计量中心全程使用周转箱，则不需设立托盘库。

2.2 对业务环节的影响

（1） 来货环节。此环节的物料箱包括普通纸箱与纸质周转箱。塑料周转箱由于成本高，长距离运输中容易损坏，不利于重复利用，此环节一般不考虑。普通纸箱具有成本低、约束少等优点，而且在来货环节不需要考虑回收利用的问题，管理成本低，能够降低运输环节的成本。但是普通纸箱质量较差，在长距离运输过程中容易变形，不利于智能仓库的自动拆箱作业。另外，普通纸箱到货后还需暂存于托盘库，使得仓库结构复杂化。相比之下，纸质周转箱的质量较好，运输过程中不易变形，同时其外形尺寸一般由计量中心统一设计，便于智能仓库的自动化搬运和储存。

（2） 仓储环节。此环节的物料箱包括纸质周转箱和塑料周转箱。纸质周转箱到货后不需暂存于托盘库，直接存放于周转箱库中，简化仓库结构。检定时可直接进入检定线，不需要拆箱作业，提高了仓库运转效率。但是，纸质周转箱为了便于存取计量设备，一般采用无顶盖设计，箱体内没有限位结构，给拆码垛、搬运作业造成很大困难，因此需要特殊设计的机械结构，可靠性较差。塑料周转箱具有限位结构，方便机械搬运；同时便于电能设备定位，提高机器人拆盘与码盘的效率。塑料周转箱重复利用率高，在仓储环节损坏率低，但是必须增加托盘库和拆包作业，使得仓库复杂化。

（3） 检定环节。此环节的物料箱包括纸质周转箱和塑料周转箱。这两种类型周转箱均可从仓库直接进入检定线，提高了检定效率。纸质周转箱中的表计采用竖直放置，塑料周转箱中的表计采用水平放置。因此，从纸质周转箱中存取表计时需要增加换向环节，延长了作业时间并且使得夹具复杂化。

（4） 配送环节。配送环节可采用普通纸箱、纸质周转箱和塑料周转箱。采用普通纸箱具有成本低、不需回收等优点，但需要人工进行装箱操作，作业效率低；使用纸质周转箱，能够进行自动化装箱操作，但回收利用会增加管理成本；塑料周转箱可直接进行配送，回收利用率较高，但运输过程中的污损情况需要进行清洗操作。

各工序物料箱的优缺点对比情况如表2所示。选择物料箱时，不仅要考虑此环节对物料箱的需求，还需要考虑各工序之间工作的一致性和连贯性，便于工序的推进，实现整体检定环节的高效有序。一般如果来货环节采用普通纸箱，则仓储检定环节采用塑料周转箱，并需要设置托盘立体库；如果来货环节采用纸质周转箱，则仓储检定环节仍然采用纸质周转箱。

2.3 仓储运作流程的对比

托盘立体仓库的设置与否对检定流程有较大影响，图2为普通纸箱到货流程。由图2可以看出，设备到货验收后大部分需先存入托盘库，再根据调度安排进行拆包组周转箱操作，最终存放在周转箱库内。根据生产调度系统的安排，周转箱库内的计量设备实现自动检定。已检定完毕的计量设备同样存放在周转箱库，直接配送或改装纸箱进行配送。因此本操作流程需设置托盘立体仓库并配备自动拆箱机等设备。

图2中，如果4个环节均采用纸质周转箱，则能够简化计量中心的作业流程。计量中心可省去托盘仓库、自动拆箱机和拆箱组周转箱设备，运作流程如图3所示。由图3可以看出，来货直接进行清点录入工作并存到周转箱仓库内，检定完毕后直接配送出库。

2.4 整体研究分析

除以上讨论之外，物料箱的选择方案还需要综合考虑其他方面的因素，如计量中心规模、物流运输成本、设备检定频次、地区气象及道路状况等。不同省市区建议制定符合本地区的综合方案，以适应不同的到货、检定、配送需求。根据上述讨论，表3列出了一些参考方案。

表3中，如采用方案I，则需使用拆箱机进行拆卸，并设置托盘库和周转箱库。配送环节采用塑料周转箱到二级库，同时回收二级库闲置的周转箱，或者采用不回收的普通纸箱。这种设计模式适用于配送距离短、计量设备量大、物流频繁、塑料箱污损较低的省市，如京、津、沪。如采用方案II，则仍需设置托盘库、拆箱机以及复杂的机械手装置，配送环节采用纸质周装箱需考虑其回收的可操作性。此设计方案适用于短距离高频率配送区域，要求省市区计量设备量大、运输条件较好、运输折损小。而方案III与方案II相比，可不需设置托盘库、拆箱机等设备。到货环节采用纸质周装箱，适合计量中心与设备供应商的配送距离短、运输条件好的省市。此三种方案，不同省市可根据具体情况进行选择，或者采用几种方案结合的模式自行设计。

3 设计探讨

3.1 南方沿海地区实际情况

南部沿海省份雨量充沛，气候潮湿，年平均降水量在1300～2500 mm之间；同时沿海地区经济发达，基础设施完善，交通运输条件好。

沿海地区人口密集，电能计量设备数量多，计量设备检定任务繁重。以福建省为例，预计每年检定单相表约400万只，其他计量设备约100万只，若以福州为中心，则半径200 km内的电能计量设备配送量约占全省的75%。根据电能计量设备集中检定的特点，综合以上条件可以讨论计量中心的物料周转方案。

3.2 周转模式设计方案

根据福建省实际情况，本文综合2.4中方案II和方案III的特点，具体设计如下：到货环节采用普通纸箱，仓储及检定环节采用纸质周转箱，配送环节采用纸质周转箱为主、普通纸箱为辅的方案。同时，要求计量设备生产厂商统一普通纸箱的规格，与纸质周转箱外形保持一致。计量中心仓库不需设置托盘库，简化仓库设计。

这里结合福建实际情况，并与浙江省采用的方案III相比，说明本方案的特点：

由于全国计量设备生产厂商主要集中在长三角区域，福建的到货运输距离相比于浙江约增加6倍。因此浙江采用纸质周转箱便于回收利用，而对于福建，计量设备到货运输距离长，不合格设备返厂数量少、周装箱在到货环节的重复利用率低；同时运输条件好，对箱体磨损较少，普通纸箱也能以较低成本满足安全输送的要求。因此到货环节采用普通纸箱。

由于普通纸箱的特殊设计，计量中心可省去托盘库而直接将来货纸箱存放于周转箱库。因此在仓储检定环节，采用成本相对较低、便于连续性工作的纸质周装箱。

在地市局配送环节，浙江的大部分配送范围在150 km之内，福建的配送范围在200 km左右，因此对于配送量大、距离短的地市局采用回收纸质周转箱的管理模式。对于配送距离较远的地方，其配送量较少、配送周期长、箱体回收成本较高，采用不回收纸质周转箱的管理模式。这样既能实现远距离配送的可靠性问题，又能实现经济高效的目标。

计量中心整体流程如图4所示。图4中，设计充分考虑了福建的地域特点、地区气象及道路状况、计量中心规模、物流运输成本、物料检定频次及区域经济状况等因素，能够实现高效节约的检定目的。

3.3 效益对比

本文设计方案自动化程度高，与仓储检定环节采用塑料周转箱、配送采用普通纸箱相比，具有较大经济优势。以年检400万只为例，若采用塑料周转箱人工组箱配送的方式，按每年250个工作日、每日工作7 h计算，需8人同时工作才能满足需求，而本方案则减少了人工费；同时本方案无需设置托盘库及洗箱机等设备，前期投资较少；根据表1数据，在成本控制方面，相比塑料周转箱，采用纸质周转箱回收利用率高、回收可操作性强、成本较低，而在到货环节，采用普通纸箱，更能大大降低成本。

4 结束语

计量中心物料箱的选择影响检定业务流程规范和系统工作模式。本文针对目前几种主要的物料箱形式，对比了各业务环节下不同物料箱的优缺点，同时综合考虑计量中心运行规模、设备检定频次、区域运输状况等因素，给出了适用于不同省市计量中心的物料周转模式的选择建议，并针对福建省的实际情况进行分析探讨，设计出适应于福建省的计量中心模式，实现最大化节约成本、改善工序、高效节约运行的目的。

参考文献：

[1] 张燕，黄金娟. 电能表智能化检定流水线系统的研究与应用[J]. 电测与仪表，2009，46（12）：74-77.

[2] 李月恒，翟维枫，孙德辉. 三相仿真电能表综合检定系统的设计[J]. 自动化与仪表，2011（4）：17-19.

[3] 高利明，陈卓娅，张欲晓，等. 一种智能化全自动流水线电能表检定系统[J]. 河南电力，2011（4）：38-41.

[4] 龙贵山，刘磊，刘颖，等. 电能表自动化检定及智能仓储系统研究[J]. 电测与仪表，2013，50（5）：95-100.

[5] 孟磊，谢烽，毛一丰. 电能表智能仓储与智能检定一体化系统的设计和应用[J]. 浙江电力，2010（12）：18-21.

[6] 郭宇，钱玉凯，骆金华，等. 智能仓储管理及物流系统在电能计量中心的应用[J]. 物流技术与应用，2011（1）：71-73

[7] 章鹿华，王思彤，胡涵清. 应用于计量器具集约化管理的智能仓储系统设计与实现[J]. 物流技术，2012（2）：39-44.

[8] 田丽娜，徐菱. 智能表库物流系统设计—以内江电业局计量中心为例[J]. 制造业自动化，2011，33（7）：11-14.

[9] 杨立行，范志夫，汤振华. 江西省电力公司计量中心智能仓储系统的设计与实现[J]. 江西电力，2012，5：66-69.

[10] 常涛，侯兴哲. 电能计量中心自动化物流系统的规划设计[C]. 第三届（2008年）全国电力营销技术与管理交流研讨会论文集，2008.

[11] 肖勇，孙勇，孔政敏，等. 基于UHF RFID技术的电能智能计量系统电力设备的全生命周期管理研究[J]. 科技管理研究，2013（2）：213-217.

Abstract： Auto-verification system has been widely applied in provincial electric metrology centers. This paper analyses the verification processes using different material boxes （e.g. ordinary cardboard， paper turnover box and plastic turnover box） in order to establish more intensive and efficient mode. Considering the investment cost， verification frequency and regional difference， this paper proposes several schemes under different situations with the goal of building a low-cost and high-efficiency center. As an example， this paper studies the situation in Guangdong province and proposes a turnover solution.

Keywords： centralized verification； material box； turnover mode； efficiency

（责任编辑：徐兴华）