穆小星,祝宇楠,徐敏銳,陳 剛,龔 丹,金 萍

(1．國網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇 南京 210019；2．國家電網(wǎng)公司電能計量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210019)

低壓電流互感器自動化檢測流水線優(yōu)化技術(shù)研究

穆小星1,2,祝宇楠1,2,徐敏銳1,2,陳 剛1,2,龔 丹1,2,金 萍1,2

(1．國網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇 南京 210019；2．國家電網(wǎng)公司電能計量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210019)

為提高互感器自動檢測流水線優(yōu)化設(shè)計水平及其性能指標(biāo)，提出了以系統(tǒng)節(jié)拍短、線體交叉少、傳輸路徑短、設(shè)備綜合投資成本低為目標(biāo)的流水線優(yōu)化設(shè)計方法。采用多目標(biāo)優(yōu)化算法，均衡協(xié)調(diào)工序、節(jié)拍、型式等復(fù)雜參數(shù)變量與約束條件，優(yōu)化流水線整體設(shè)計，從而提升互感器檢測效率，流水線體長度減少近100 m，設(shè)備數(shù)量減少1/4，設(shè)備場地有效面積減少80 m2，并實(shí)現(xiàn)設(shè)計模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，增加流水線優(yōu)化設(shè)計通用性?；ジ衅髁魉€優(yōu)化設(shè)計為工業(yè)產(chǎn)品檢測流水線提供了一種規(guī)范化通用性典型設(shè)計。其整體運(yùn)行結(jié)果及專家組成的評審組評審表明，互感器流水線的優(yōu)化設(shè)計可行，設(shè)備運(yùn)行可靠，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。在目前所建互感器流水線中，該設(shè)計設(shè)備簡潔、生產(chǎn)效率高、綜合成本低、產(chǎn)品通用性強(qiáng)。

低壓電流互感器； 電網(wǎng)； 可靠性； 檢測流水線； 多目標(biāo)優(yōu)化

0 引言

低壓電流互感器是各種低壓電力成套裝置中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)測量、控制、電能計量功能的重要配套測量元件，其配置容量達(dá)到3 000 A。低壓電流互感器性能的好壞，直接影響裝置中測量、計量的準(zhǔn)確性和保護(hù)裝置動作的可靠性。因此，互感器被列入國家強(qiáng)制性檢定計量器具，無論在生產(chǎn)階段，還是在交驗(yàn)驗(yàn)收階段，都必須實(shí)施100%檢測。隨著電力負(fù)荷需求的穩(wěn)步增長，互感器的需求量、生產(chǎn)量逐年大幅度增加。電網(wǎng)企業(yè)每年需求量為上億只，廠礦等工業(yè)用戶配電系統(tǒng)需求量為數(shù)千萬只。近年來，電網(wǎng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了集約化管理，互感器的檢定由省網(wǎng)企業(yè)集中招標(biāo)、采購、檢驗(yàn)，并統(tǒng)一配送，互感器數(shù)量及檢測規(guī)模愈來愈大，再加之產(chǎn)品的質(zhì)量與生產(chǎn)效率越來越受到人們的重視，因此電網(wǎng)企業(yè)、用電企業(yè)、互感器生產(chǎn)廠家都在積極采用自動化手段實(shí)施互感器檢測。

目前，許多互感器相關(guān)企業(yè)都陸續(xù)建立了低壓電流互感器批量自動檢測流水線。但所建系統(tǒng)相似，系統(tǒng)檢測能力、資源利用效率、檢測質(zhì)量與效益方面還有明顯不足；設(shè)備運(yùn)行時效、檢測效率、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，裝備技術(shù)亟待提升[1-3]。為此開展互感器檢測流水線的優(yōu)化與規(guī)范化設(shè)計研究，提出一種標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)用性強(qiáng)、檢測可靠性高、綜合成本低的互感器流水線優(yōu)化設(shè)計具有十分重要的意義。

本文對低壓電流互感器檢測流程、檢測方案、檢測工序、檢測效率及流水線設(shè)備、被檢對象等方面開展優(yōu)化研究，優(yōu)化系統(tǒng)節(jié)拍與設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)備布局，從而提升互感器檢測流水線效率，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本，提高運(yùn)行可靠性。

1 系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)

通過建立互感器檢定流水線優(yōu)化模型[4]，以系統(tǒng)生產(chǎn)節(jié)拍短、線體交叉少、輸送路徑短、占地面積少、設(shè)備綜合投資成本低為目標(biāo)(函數(shù))，采用多目標(biāo)優(yōu)化方協(xié)同法[5]，均衡協(xié)調(diào)工序、節(jié)拍、型式等復(fù)雜參數(shù)變量與約束條件，優(yōu)化流水線整體設(shè)計，并實(shí)現(xiàn)設(shè)計的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化。以自動化擺渡穿梭車、空箱回庫緩存方式，削減大間隔、低利用率的部分傳輸線；建立設(shè)備布局模型，采用支線獨(dú)立、工位復(fù)用的設(shè)備配置優(yōu)化技術(shù)將檢測裝置、電控設(shè)備、傳輸線、上下料機(jī)械手等在有限空間內(nèi)合理分布，減少設(shè)備數(shù)量及占地空間。

2 流水線工序平衡與節(jié)拍優(yōu)化技術(shù)

2.1 互感器檢測流水線平衡

生產(chǎn)流水線由各個按工序排放的工位(工作站)組成，各自有其相應(yīng)的工作周期。生產(chǎn)節(jié)拍是指流水線各個工位上需要完成作業(yè)的最長時間，也就是瓶頸工位作業(yè)時間。如果不通過生產(chǎn)線平衡進(jìn)行工作站的設(shè)計，會造成整條生產(chǎn)線上有效工作時間變短、設(shè)備閑置等問題，從而降低生產(chǎn)線效率。為了提高流水線生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)效率，需對每個“瓶頸”進(jìn)行分析，以緩解或者消除這類影響[6]。如何減少或者盡量優(yōu)化瓶頸，就是對整條流水線(產(chǎn)能)的優(yōu)化[7]。流水線上每個生產(chǎn)工位操作時間盡可能相近，通過調(diào)整工序，進(jìn)行節(jié)拍匹配就是流水線均衡。流水線均衡是緩解或者優(yōu)化瓶頸工位的最主要方法之一。為了盡量使各個工位所需時間相同，可以對工位上的工序數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)工序同期化[8]。

互感器檢測流水線通常由8個基本工位組成，其檢測工序/工位及時間關(guān)系圖如圖1所示。

圖1 檢測工序/工位及時間關(guān)系圖

從圖1可以看出，互感器檢測流水線的瓶頸工位為試驗(yàn)1或試驗(yàn)2，分別對應(yīng)2種互感器試驗(yàn)項(xiàng)目組合方案。因此，互感器檢測流水線的檢測節(jié)拍即由“試驗(yàn)1”或“試驗(yàn)2”的工作周期來確定，需要對2組試驗(yàn)工序進(jìn)行匹配、優(yōu)化，使之工作周期盡量相等。

互感器檢測項(xiàng)目包括耐壓試驗(yàn)、絕緣電阻測定試驗(yàn)、二次繞組匝間絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)、磁飽和裕度誤差試驗(yàn)、基本誤差試驗(yàn)等5項(xiàng)，可分別按試驗(yàn)信號類型(A)、試驗(yàn)性質(zhì)(B)分為2組，并設(shè)置相應(yīng)工位?；ジ衅鳈z測項(xiàng)目及其分類如表1所示。

表1 互感器檢測項(xiàng)目及其分類

比較2個分組方案的試驗(yàn)時間，按A類分法，“試驗(yàn)1”為“電壓試驗(yàn)”、“試驗(yàn)2”為“電流試驗(yàn)”，試驗(yàn)所需時間分別為4 min、21 min；按B類分法，“試驗(yàn)1”為“預(yù)防性試驗(yàn)”、“試驗(yàn)2”為“誤差試驗(yàn)”，試驗(yàn)所需時間分別為17 min、8 min。B類分法瓶頸工位時間短，為可選方案，但電流試驗(yàn)需在2個工位進(jìn)行，則需另加一套升流裝置。但升流設(shè)備成本較低，綜合考慮成本、效率等因素，B類分法應(yīng)是優(yōu)選。

B類分法瓶頸工位為預(yù)防性試驗(yàn)工位，其工作周期為17 min，相對整個系統(tǒng)工序周期仍顯得非常不平衡。由于誤差試驗(yàn)為基本試驗(yàn)單元，不能再進(jìn)行工序分割，其工作時間為基本時間。因此對B類分法“試驗(yàn)1”諸項(xiàng)試驗(yàn)時間進(jìn)行縮減，使之與誤差試驗(yàn)時間相接近。

2.2 系統(tǒng)節(jié)拍優(yōu)化技術(shù)

互感器試驗(yàn)通常對互感器按一定數(shù)目進(jìn)行分組(一般為12個)，其中預(yù)防性試驗(yàn)中的匝間絕緣試驗(yàn)如果同步進(jìn)行可大大縮短試驗(yàn)時間。但匝間開路試驗(yàn)有其特殊性，多只開路試驗(yàn)激勵有可能失效，不能仿真實(shí)際工作條件。只有逐一開路單只試驗(yàn)才是符合實(shí)際狀況的試驗(yàn)，但逐一開路單只試驗(yàn)周期約需13 min[9]。為兼顧試驗(yàn)準(zhǔn)確性與試驗(yàn)周期，需研究既能縮短試驗(yàn)周期，又能實(shí)現(xiàn)單只開路絕緣試驗(yàn)的方法。為此，本文提出將被測互感器分成2個小組同步進(jìn)行，每小組內(nèi)的被測互感器逐只串行異步試驗(yàn)，組間同步并行試驗(yàn)。

圖2為匝間絕緣與誤差試驗(yàn)原理圖。匝間試驗(yàn)與誤差試驗(yàn)分置在2個工位，匝間試驗(yàn)工位還承擔(dān)絕緣與耐壓測試試驗(yàn)任務(wù)，其主要設(shè)備包含一個共用調(diào)壓器及與之相連的2個升流器，并分別與I組互感器、II組互感器的穿心電流桿構(gòu)成2個電流回路；誤差試驗(yàn)工位主要設(shè)備包含1個調(diào)壓器和與之連接的升流器，并與該工位中的被測互感器組的穿流桿構(gòu)成電流回路。

圖2 匝間絕緣與誤差試驗(yàn)原理圖

優(yōu)化后，匝間試驗(yàn)周期由13 min縮短為6.5 min。此外對絕緣電阻測定試驗(yàn)，由異步串行試驗(yàn)變?yōu)橥皆囼?yàn)，用并聯(lián)阻抗取代單個阻抗，則絕緣電阻測試時間由原來2 min縮短為10 s左右。通過2項(xiàng)試驗(yàn)優(yōu)化后，整個預(yù)防性試驗(yàn)周期由原來17 min縮短為9 min左右；互感器誤差試驗(yàn)周期仍為8 min左右，二者試驗(yàn)周期基本匹配。系統(tǒng)節(jié)拍或瓶頸時間由原來17 min縮短為9 min左右，檢測效率提高近100%，開路試驗(yàn)結(jié)果可靠性也大大提高。

對流水線流程的其他工位，通過支線數(shù)量調(diào)整、單元劃分及支線并聯(lián)的方法，實(shí)現(xiàn)工序平衡與設(shè)備利用率最大化。

3 設(shè)備及其布局優(yōu)化技術(shù)

設(shè)備布局是流水線優(yōu)化的基礎(chǔ)，只有優(yōu)化的設(shè)備布局，才會有相應(yīng)的流水線優(yōu)化。設(shè)備布局優(yōu)化遵循優(yōu)化目標(biāo)要求，以設(shè)備最少、輸送路徑最短、交叉移載最少、綜合成本最低為目標(biāo)函數(shù)。

3.1 車間設(shè)備布局原則

互感器檢測流水線設(shè)備分為主設(shè)備和輔助設(shè)備。主設(shè)備包括預(yù)防性試驗(yàn)臺、誤差試驗(yàn)臺；輔助設(shè)備包括上下料機(jī)械手、掃描裝置、貼標(biāo)裝置。設(shè)備應(yīng)因地制宜、按工作方式合理布局。主設(shè)備宜采用輸送線周邊布置，輔助設(shè)備宜采用立體空間交叉布置，最大化節(jié)約占地面積。

設(shè)備布局應(yīng)遵循精益化生產(chǎn)的理念，建立檢測線車間布局模型，杜絕設(shè)備資源浪費(fèi)，減少不必要的傳輸/緩存，保持物流的順暢以實(shí)現(xiàn)檢測和物流過程的精簡高效。根據(jù)精益化生產(chǎn)的要求，檢測車間的布局應(yīng)當(dāng)遵循以下原則。

①物流原則：在物流設(shè)計方面，往返及路徑交叉少，輸送線路應(yīng)盡量短，以減少輸送搬運(yùn)工件的負(fù)荷。各種工位設(shè)備應(yīng)該按照實(shí)際流程排布成線。有物流交換的輸送線之間應(yīng)該互相靠近，減少物料移動距離。

②緊湊原則：在設(shè)備容積率方面，應(yīng)充分利用場地面積，同時縮短工件運(yùn)輸距離。在保持維修通道的條件下，盡量使各條生產(chǎn)線之間保持較小的設(shè)備間距。

③共用原則：在保持系統(tǒng)可靠性、冗余性(備用)及系統(tǒng)節(jié)拍匹配的條件下，對于價格昂貴或占地面積較大的設(shè)備，應(yīng)考慮多個工作單元共用(如碼垛機(jī)/拆垛機(jī)、機(jī)械手、穿梭車等)。

④特殊位置要求：滿足特殊設(shè)備的特定擺放位置及現(xiàn)場柱體等障礙物、消防通道等建筑設(shè)施對布局的約束，形成廠房布局中的固定約束；輔助設(shè)備按照功能需求形成單元布局，并預(yù)留一定的備用空間以加強(qiáng)布局設(shè)計的柔性。

根據(jù)這些布局原則，可以建立檢測流水線車間布局的數(shù)學(xué)模型和拓?fù)淠Ｐ?。根?jù)設(shè)備分類結(jié)果，輸入單元、輸出單元應(yīng)當(dāng)分別與倉儲輸出、輸入口靠近，而中間單元設(shè)備位置應(yīng)靠近車間中部，且為碼垛機(jī)、拆跺機(jī)、外觀檢測設(shè)備、掃描設(shè)備等輔助設(shè)備預(yù)留相應(yīng)的位置。各設(shè)備的擺放位置應(yīng)接近與其物流關(guān)系較強(qiáng)的相關(guān)設(shè)備，上線周轉(zhuǎn)箱物料與已檢下線周轉(zhuǎn)箱物料有最強(qiáng)的物流關(guān)系，其接駁系統(tǒng)與上下料機(jī)械手、緩存平臺應(yīng)最為靠近[10-11]。為此采用一種穿梭車代替滾筒輸送機(jī)，可大大簡化接口系統(tǒng)，提高接駁靈活性、可靠性；檢測過程中產(chǎn)生的不合格箱應(yīng)靠近臨檢裝置對應(yīng)的輸入、輸出接口；在整個車間中設(shè)備的擺放由倉儲接駁口(坐標(biāo)原點(diǎn))開始，在倉儲物流輸出方向(X軸)，依次按結(jié)構(gòu)、按單元依次擺放相應(yīng)設(shè)備，各支線之間留有開放通道，并沿車間輸送總線(Y軸)離散布局、組合優(yōu)化。

3.2 設(shè)備布局形式

設(shè)備布局就是將各工位設(shè)備按上述優(yōu)化原則，在確定的區(qū)域內(nèi)適宜地放置，它是車間流水線布局的重要組成部分。流水線與設(shè)備常用布局如圖3所示。

圖3 流水線與設(shè)備常用布局圖

圖3中：G為設(shè)備或放置設(shè)備的位置。設(shè)備線性布局的形式多種多樣，根據(jù)設(shè)備布局形狀可以分為4種：①直線型(straight-line)布局如圖3(a)所示；②U型(U-shaped)布局如圖3(b)、圖3(c)所示；③環(huán)型(loop)布局如圖3(d)所示；④蛇型(serpentine)布局如圖3(e)所示。①、②、③適用于多支線多單元組合流水線，④適用于單一單元，一般為小批量產(chǎn)品流水線。

U型布局與直線型布局相比，工件入口和出口在同一位置，工位設(shè)備按照工序的順序緊密排列在U型線的兩側(cè)或一側(cè)，布局緊湊，設(shè)備容積率低，場地利用率高，節(jié)省人員；而直線型布局工件入口和出口往往相距較遠(yuǎn)，占線過長，難以形成系統(tǒng)支線，設(shè)備巡視較困難。

圖4為8支線互感器流水線典型設(shè)計方案圖。流水線布局采用圖3(b)單邊U型、分段跨行布局形式，可滿足設(shè)備方便維護(hù)需求及X、Y方向空間比例協(xié)調(diào)原則。8條支線可設(shè)計為8、4、2、1個單元4種形式，其中2個單元、每單元4條支線的設(shè)計方案相對較為科學(xué)，可以滿足共用設(shè)備節(jié)拍匹配、提高設(shè)備利用率的優(yōu)化目標(biāo)。

圖4 8支線互感器流水線U型布局圖

3.3 設(shè)備及其布局優(yōu)化技術(shù)

3.3.1 周轉(zhuǎn)箱輸送線優(yōu)化技術(shù)

①空箱緩存設(shè)備優(yōu)化?；ジ衅鳈z測初期，在上料完成后，由于無產(chǎn)品產(chǎn)出，會生成相應(yīng)的臨時空箱，需要在現(xiàn)場設(shè)置緩存線及空箱拆碼垛設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)，采用空箱回庫緩存方案，即臨時產(chǎn)生的空箱送回倉儲貨架緩存，在檢測任務(wù)最后階段再返回。如此操作則可完全消減空箱緩存設(shè)備，大大減少設(shè)備數(shù)量及所需場地面積。

②系統(tǒng)接駁優(yōu)化。為減少線體交叉及相應(yīng)頂升移載數(shù)量，優(yōu)化檢測線與周轉(zhuǎn)箱輸送線接口系統(tǒng)，采用穿梭車代替接駁輸送線。如此操作可節(jié)省相應(yīng)設(shè)備，減少線路復(fù)雜性，提高接駁系統(tǒng)可靠性、調(diào)度靈活性以及場地視覺效果，同時穿梭車傳輸系統(tǒng)相對輸送線更為經(jīng)濟(jì)。

3.3.2 工裝設(shè)備優(yōu)化技術(shù)

①試驗(yàn)設(shè)備優(yōu)化。低壓電流互感器分穿心式和帶母排端子非穿心式2種結(jié)構(gòu)。為此，試驗(yàn)設(shè)備如需滿足這2種型式互感器檢測，則需配置這2種結(jié)構(gòu)。為優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)備、降低成本，從互感器標(biāo)準(zhǔn)化著手，對互感器工藝進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，在不降低互感器精度條件下，把母排式互感器變?yōu)榇┬氖健Ｍㄟ^優(yōu)化被檢對象實(shí)現(xiàn)相應(yīng)檢測設(shè)備的優(yōu)化，互感器增加的成本微乎其微，但性能、安全性得到了很大提高。通過互感器標(biāo)準(zhǔn)化，簡化了試驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本。

②一次接線設(shè)備優(yōu)化?；ジ衅饕淮位芈方泳€由一套穿桿機(jī)構(gòu)完成，是實(shí)現(xiàn)電路閉合、實(shí)施互感器自動檢測的關(guān)鍵裝置?；ジ衅鞔U方式分“互感器穿桿”、“桿穿互感器”2種。目前已建的互感器檢測流水線多采用桿動互感器不動的“桿穿互感器”方式[12-13]。此方案需設(shè)置相應(yīng)穿桿臺及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，占地面積大、成本高。為優(yōu)化設(shè)備、降低成本，采用“互感器穿桿”方案可大大節(jié)省場地面積。該方案對互感器標(biāo)準(zhǔn)化要求較高，穿桿過程時間稍長，對節(jié)拍稍有影響。但綜合考慮節(jié)拍、成本、占地面積等多個因素，其仍為優(yōu)選方案。

3.3.3 設(shè)備布局優(yōu)化

通過單用、共用設(shè)備合理配置及物流、工序流程流向的科學(xué)設(shè)置，借助相應(yīng)布局模型、優(yōu)化模型，精心設(shè)計設(shè)備布局方式、線體路線形式，以設(shè)備少、占地面積小、物流路徑短、線體節(jié)點(diǎn)少為優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化設(shè)備布局、優(yōu)化流水線體結(jié)構(gòu)。8支線互感器流水線整體優(yōu)化布局如圖5所示。

圖5 整體優(yōu)化布局圖

周轉(zhuǎn)箱物流輸送系統(tǒng)的組成為接駁輸送線、穿梭車軌道，線上設(shè)有置碼垛機(jī)、拆垛機(jī)、周轉(zhuǎn)箱初檢裝置等周轉(zhuǎn)箱操作處理設(shè)備；設(shè)備在空間上立體交叉分布，充分利用高度空間及設(shè)備與流水線關(guān)系，優(yōu)化布局，使設(shè)備占地面積最小化。

工裝托盤輸送流水線結(jié)構(gòu)由2組“日”型總線及到各工位設(shè)備的8組“U”型支線組成。支線間沿總線方向(Y軸)離散布局，并留足巡檢維護(hù)通道；托盤支線、單元數(shù)量采用偶數(shù)配置，結(jié)構(gòu)采用對稱分布，以便根據(jù)產(chǎn)能靈活變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、方便設(shè)計。支線采用單排U型排布，可以避免支線形成大圍圈而造成設(shè)備巡檢、維護(hù)的不便，提高場地利用率，節(jié)約重型設(shè)備投資。沿托盤輸送總線設(shè)置有相關(guān)條碼掃描、貼標(biāo)等檢測共用設(shè)備；沿工裝托盤分支小線設(shè)置各功能檢測設(shè)備。進(jìn)線流和出線流兩者組合后，沿順時針或逆時針方向形成一個閉環(huán)流水線路徑，形成工件上料到下料的完整的檢測流程。

工裝托盤輸送流水線中支線長度為功能設(shè)備空間長度與托盤緩存區(qū)長度之和，并與車間橫向間距相匹配，無效長度為0，其回線長度與之等長，作為必備的下線成品緩存線；托盤總線長度為本單元托盤總數(shù)緩存所需最小長度，并與接駁平臺、機(jī)械手空間距離相匹配，無效長度為0；支線與總線連接為直接垂直連接，因此，過渡長度為0。

支線在水平X、Y方向無效長度皆為0，線體總長為系統(tǒng)線路總長度的最小值，線路充分優(yōu)化，使線體長度最小化。

支線與總線交叉點(diǎn)為兩總線與各支線交叉點(diǎn)，數(shù)量為4×3=12；支線轉(zhuǎn)向交匯點(diǎn)數(shù)量為4×2=8；總線中上下料接駁支線轉(zhuǎn)向交匯點(diǎn)2×1=2。每單元總計節(jié)點(diǎn)數(shù)為22，為平面交叉輸送線的最小數(shù)，線支交叉數(shù)量充分優(yōu)化，使線體交叉數(shù)最小化。

4 流水線整體優(yōu)化設(shè)計

按上述優(yōu)化原則，設(shè)計具有8條支線的互感器檢測流水線。

流水線整體結(jié)構(gòu)由周轉(zhuǎn)箱物流配送單元、互感器工裝輸送單元、互感器自動檢測裝備單元組成，周轉(zhuǎn)箱物流配送單元由周轉(zhuǎn)箱拆碼垛機(jī)及周轉(zhuǎn)箱穿梭車車載系統(tǒng)組成。

新流水線結(jié)構(gòu)規(guī)整緊湊、線路流暢、流轉(zhuǎn)清晰、視覺美觀；線支交叉、移載機(jī)構(gòu)少；巡檢無需搭建人字梯，維護(hù)便捷無障礙；各支線相互獨(dú)立，根據(jù)產(chǎn)能、被檢產(chǎn)品種類、可靠性分散系數(shù)等因素靈活設(shè)置支線與單元數(shù)量；系統(tǒng)通用性強(qiáng)，可適用于以周轉(zhuǎn)箱為載體的任何工件/產(chǎn)品流水線檢測，只要變換支線中的互感器檢測設(shè)備，就可形成另一種工件/產(chǎn)品檢測線。

互感器檢測流水線測試驗(yàn)收結(jié)果表明：優(yōu)化后系統(tǒng)節(jié)拍為12 min(檢測效率提升)，線體長度減少近100 m，設(shè)備數(shù)量減少1/4，設(shè)備占地面積減少5%，設(shè)備成本降低約800萬元，系統(tǒng)可靠性指標(biāo)從8 319 h提高到了8 993 h，達(dá)到了預(yù)期優(yōu)化目標(biāo)。

整體工位設(shè)置及工作時間圖如圖6所示。

圖6 整體工位設(shè)置及工作時間圖

5 結(jié)束語

互感器流水線優(yōu)化方法為工業(yè)流水線設(shè)計提供了一種模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計思路，簡化了流水線設(shè)計工作，提高了設(shè)計效率與經(jīng)濟(jì)效益，同時也為未來中壓互感器自動化檢測系統(tǒng)提供了借鑒[14-15]?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，隨著智能電控技術(shù)的發(fā)展，工裝托盤輸送效率、互感器檢測自動接線效率或工件檢測置位、定位效率還可以繼續(xù)提高，從而提升被檢產(chǎn)品檢測效率。

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ResearchontheOptimizationTechnologyofAutomaticTestingLineforLow-VoltageCurrentTransformers

MU Xiaoxing1,2，ZHU Yunan1,2，XU Minrui1,2，CHEN Gang1,2，GONG Dan1,2，JIN Ping1,2

(1.State Grid Jiangsu Electrical Power Company Research Institute,Nanjing 210019,China；2.State Grid Key Laboratory of Electrical Power Metering,Nanjing 210019,China)

In order to improve the optimal design level of automatic detection line for low-voltage current transformers,and improve the performance indicators,the optimization method of detection line with short step,less line intersections,short transmission path,and low investment costs as the target is proposed.By using the multi-objective optimization algorithm,the complex parameter variables and constraints,the step,and the type of the automatic line are coordinated,the overall design is optimized,thus the detection efficiency of current transformer is promoted; the length of the automatic line is reduced by 100 m; the number of equipment is reduced by 1/4; and the effective area of equipment site is reduced by 80 m2.It realizes the modularization and standardization of the automatic line,to step up its level of versatility.The optimization design method provides a standardized and versatile idea for designing automatic line of industrial products.The running of the line and the evaluation by an expert group both show that the optimal design is feasible,and the equipment runs reliably,also the design achieves the expected targets.The automatic detection line of current transformer features concise equipment,high efficiency,versatility,and low integrated cost.

Low-voltage current transformer; Power grid; Reliability; Detection line; Multi-objective optimization

TH-39;TP23

： A

10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201709004

修改稿收到日期:2017-03-30

穆小星(1963—)，男，碩士，研究員級高級工程師，主要從事電氣自動化方向的測試與研發(fā)工作。E-mail:m139129@163.com。