案例1 基于电工装备智慧物联平台，实现电力电缆制造智能化——国网上海市电力公司
（一）基本情况
国网上海市电力公司（以下简称“上海电力”）隶属于国家电网公司（以下简称“国家电网”），负责上海地区电力输、配、售、服务业，统一调度上海电网，参与制定上海电力、电网发展规划，实施农村电气化等工作。
国家提出“碳达峰、碳中和”的战略目标，国家电网在推动能源清洁低碳转型方面承担着重要责任，面临着由电网向能源互联网转型的重大挑战。上海电力以落实高质量发展为主题，以深化供给侧结构性改革为主线，率先建成了国家电网特色现代智慧供应链体系，实现了采购精益规范、供应精准高效、质量稳定可靠、全链条数据融通、内外部高效协同，提升了产业链、供应链的稳定性和竞争力，加快调整了产业结构，优化了能源结构。
（二）背景需求
电缆的质量与电网安全运行有着紧密的联系。上海某工程220kV电缆在敷设后发现质量问题导致总体损失达2000万元，其中重新生产电缆的金额高达1600多万元，由此产生的相关重复施工、场地占用等损失费用近300万元，在给供需双方带来了巨大经济损失的同时，也对电力供应造成了影响。上海电力作为上海地区电网建设的承担方，电缆的采购量在公司物资总体采购量中的占比一直位居前列，电缆有质量缺陷发生问题将直接造成不可估量的经济损失和社会影响。
电缆被喻为国民经济的“神经”和“血管”，是国民经济健康发展的重要配套产业，也是仅次于汽车制造业的第二大机械电工产业。我国电缆产业整体具有较高的生产能力，但当前面临行业集中度低、中低端产品竞争激烈、企业科研投入少的局面，导致电缆质量参差不齐。由于电缆连续生产的特性，生产过程中出现的问题难以实时识别，需要对成品进行检验才能发现问题，公司传统的抽检、监造等电缆生产质量监督方式，无法实现对供应商生产制造过程质量管控的全覆盖，同时电缆类物资订单生产进度可视化及供需实时协同缺乏相关信息系统的支撑，以线下为主的业务模式无法满足供应链高速发展的需求。
（三）案例实施方案
上海电力构建供需双方开放互信的电工装备智慧物联平台-线缆品类管理中心（以下简称“平台”，见图1），打通了供需双方的数据壁垒，构筑了供应链供需协同、数据共生共享的新生态，消除了电缆类物资生命周期管理中生产制造阶段的盲区。目前，基于工业互联网技术的平台已经接入25家电缆供应商、119条生产流水线，连接了供给侧企业的生产系统和需求侧企业的采购系统，能跟踪订单产品的每一道生产工艺，实现了“电缆物联一张网”。
图1 平台首页
1.技术架构
平台以电工装备制造业数据全网互联共享为核心，利用大数据、边缘计算、物联网和区块链等新技术，实现对电缆供应商物联数据和业务数据的智能感知、协同交互、共享汇聚和分析应用。技术架构（见图2）分为展示层、业务层、公共服务层和数据持久层。
图2 技术架构
2.功能架构
在具体功能架构（见图3）方面，平台具备数据台、告警中心、监控中心、物联管理四大模块功能。
（1）数据台：包括实时总览、智能监造、同业对标、物联运维、运维日报等功能。
实时总览：用户通过总览实时监控各项数据，包括供应商接入情况统计、质量告警统计、进度告警统计及系统运行情况统计。
智能监造：用户通过智能监造模块可以监控订单及任务统计情况，同时还可以监督问题处理的情况。
同业对标：同业对标模块反映了数据接入的情况对标，同时还可以查看数据质量对标及产品质量对标。
物联运维：对平台接入供应商的情况进行跟踪，包括物联网关情况、接入生产工序完成情况、物联设备接入情况、接入视频摄像头情况等。
运维日报：运维日报模块主要对运维告警进行统计分析。
（2）告警中心：包括质量告警、进度告警、运维告警等功能。
质量告警：跟踪生产过程中各工序的质量数据情况，若数值超出预设上下限则进行质量告警。
进度告警：跟踪订单的进度状态，当订单进度晚于计划进度，如发生发货延期、开工延期等情况时，进行进度告警。
运维告警：跟踪供应商数据的接入情况，当出现相关数据错误、缺失，如业务数据错误、物联数据缺失等情况时，进行运维告警。
（3）监控中心：包括订单监控、成品试验等功能。
订单监控：跟踪每一笔生产订单的情况，可以查询不同订单的状态、物资类别、供应厂商等。
成品试验：追溯每一次成品试验的情况，并可以直接查询试验报告。
（4）物联管理：包括网关汇聚、视频监控、生产装备、技术标准等功能。
网关汇聚：跟踪接入平台各供应厂商的网关情况。
视频监控：供管理人员通过视频实时查看订单的生产情况。
生产装备：对接入平台的生产设备进行统一管理，并采集相关的生产码点数据。
技术标准：平台相关的技术标准要求，包括质量告警的相关要求，如某工序的标准码点及其上下限值。
3.应用场景
（1）订单监控（见图4）。以项目的采购订单为主线，跟踪产品制造全过程。平台的管理人员可以在该功能下查询所有历史订单的状态及明细，做到订单排产、生产、检测执行轨迹的可视可分析、实时可查询，出现问题时及时解决并进行问题追溯；同时借助平台，监测供给侧的库存信息、生产能力等履约行为，跟踪设备生产饱和度、产品生产周期、供货周期、交货计划与到货进度等供应商产能信息，与供应商在线沟通项目进度计划，调整优化项目到货计划及供应商交货计划，实现项目计划调配和供给侧产能调配的深度可视化双向协同。
图3 功能架构
图4 订单监控
（2）智能监造（见图5）。通过物联网和智能感知技术，实现对项目所需设备在制造和生产过程中的工艺流程、制造质量及设备制造单位的质量体系进行在线监控和监督。在监造过程中，平台的管理人员可实时获取原材料信息和生产、检测及试验设备信息，远程监控生产及检验流程、各设备的排产计划及执行情况，结束了生产状态只能到车间现场跟踪落实的历史，打造出“透明工厂”（见图6、图7）。
图5 智能监造
图6 透明工厂（一）
图7 透明工厂（二）
（3）问题告警（见图8）。将电缆生产的拉丝、绞线、导体成缆、三层共挤、绝缘线芯去气、缓冲层绕包、金属护套和护套挤塑等工序中采集的数据与平台模型库进行参数对比。当超出作业指导书和工艺规范书中的范围时，平台自动识别异常数据，提示相关的生产人员，实现生产过程实时整改，并同步自动生成工单推送给质量管理人员，从多维度确保问题闭环处理。
图8 问题告警
（4）质量评价。平台采集了电缆产品生产制造各个环节所产生的相关数据，包括生产过程、工艺、生产设备等数据，依靠行业专家设计不同产品质量评价模型，结合大数据技术实现对供应商的工艺质量评价（见图9）及行业水平分析（见图10），并自动生成项目监造质量评价报告，其中包括绝缘偏心度、导体屏蔽层平均厚度、导体屏蔽层最小厚度、绝缘屏蔽层平均厚度、绝缘屏蔽层最小厚度等关键参数指标的样本数、均方差，并通过可视化图表的形式绘制码点图和分布图，便于质量管理人员进行汇总。
图9 工艺质量评价
图10 行业水平分析
（四）项目实施收益
上海电力通过平台将供给侧和需求侧紧密相连，强化在线质量监督，确保产业链、供应链的稳定和安全，推动电工装备产业向全球价值链中高端迈进。
（1）质量水平全面提升。通过14项电缆关键参数全过程监测，平台截至2021年6月抓取物联数据超过132亿700万条，合计4.4万次异常提醒，产生1326条质量告警，质量问题在线消缺率达到91.2%，电缆品类质量问题同比下降66%。供应上海电网的高压电缆偏心度目前控制在2%～4%（国标要求≤8%，国网通用技术要求≤6%），达到国际领先水平。
（2）业务革新降本增效。一是实现了电缆远程智能监造，业务模式由全线下向线上线下协同转变，驻厂监造人力资源投入减少40%，预计节省费用约200万元/年；二是实现了出厂试验的全过程可追溯，预计每年可以节省100多万元电缆产品常规抽检费用。
（3）供需协同共享共赢。依托信息贯通，形成了供需匹配“资源池”，为产能、运能、协议匹配等资源统筹调配提供了保障，实现了资源高效利用，保障了电网的供电可靠。
（4）行业评价标准建立。平台归集海量的生产、试验等数据，完成多项物联数据采集标准建设，并积极推动中电联团体标准评审，全面支撑了电缆质量评价体系的建立。
（5）试点复制成效推广。平台已经实现所有电缆品类数据标准的统一，同时国网公司总部参照上海公司的建设基础，目前已经建成线圈、电缆、开关、二次、表计、铁塔等十大品类管理中心，计划2021年接入供应商总数量超过900家。
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