创新型QC成果报告《输电线路巡检系统的研发》..

北京超高压公司北京超高压公司 输变电管理部输变电管理部 QCQC 小组小组 二零零四年三月二零零四年三月 QCQC 成果交流材料成果交流材料 创新型创新型 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 目目 录录 一 一 小组概况小组概况 2 2 二 二 选定课题选定课题 2 2 三 三 设定目标设定目标 4 4 四 四 提出方案并确定最佳方案提出方案并确定最佳方案 5 5 五 五 制定对策表制定对策表 11 11 六 六 按对策表实施按对策表实施 1212 七 七 效果检查效果检查 错误 未定义书签 八 八 标准化和纳入管理规范标准化和纳入管理规范错误 未定义书签 九 九 总结回顾和今后打算总结回顾和今后打算 错误 未定义书签 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 一 一 小组概况小组概况 二 二 选定课题选定课题 北京超高压公司目前负责华北地区北京超高压公司目前负责华北地区 500 千伏输电线路千伏输电线路 1300 余余 公里 下设公里 下设 5 个运检工区 共有巡检人员个运检工区 共有巡检人员 300 多人 每月定期对线多人 每月定期对线 路进行巡检一次 输电线路由于其长期暴露在自然环境中 不仅承路进行巡检一次 输电线路由于其长期暴露在自然环境中 不仅承 受正常机械载荷和电力负荷的内部压力 而且还要经受污秽 雷击 受正常机械载荷和电力负荷的内部压力 而且还要经受污秽 雷击 强风和鸟害等外界侵害 线路的巡检是确保线路设备安全运行的一强风和鸟害等外界侵害 线路的巡检是确保线路设备安全运行的一 项重要工作 通过及时到位的巡视检查 掌握线路运行状况及周围项重要工作 通过及时到位的巡视检查 掌握线路运行状况及周围 环境的变化 发现设备缺陷和危及线路安全的隐患并及时消除 以环境的变化 发现设备缺陷和危及线路安全的隐患并及时消除 以 姓姓 名名性别性别 年龄年龄 文化文化 程度程度 职务职务组内分工组内分工 尚大伟尚大伟男男 4747 本科本科组长组长方案策划方案策划 王福军王福军男男 4747 本科本科常常务务副副组组长长方案制定方案制定 张海军张海军男男 3333 本科本科副组长副组长对策制定对策制定 王王 军军男男 4141 研究生研究生副组长副组长组织实施组织实施 李永东李永东男男 3434 大专大专副组长副组长对策实施对策实施 赵雪松赵雪松男男 2828 本科本科组员组员方案总结方案总结 沈沈 建建男男 2727 大专大专组员组员效果检查效果检查 王王 琦琦男男 2626 本科本科组员组员对策实施对策实施 刘春田刘春田男男 5757 本科本科组员组员效果检查效果检查 张广成张广成男男 3030 大专大专组员组员效果检查效果检查 杨建和杨建和男男 4242 大专大专组员组员对策实施对策实施 杨福元杨福元男男 4444 大专大专组员组员对策实施对策实施 制图人 赵雪松制图人 赵雪松 时间 时间 20032003 年年 1 1 月月 1515 日日 注册时间 注册时间 20032003 年年 1 1 月月 小小 组组 名名 称称 北北 京京 超超 高高 压压 公公 司司 输输 变变 电电 管管 理理 部部 QCQC 小小 组组 本本 次次 课课 题题 活活 动动 情情 况况 成立时间 成立时间 20012001 年年 6 6 月月小组注册号 小组注册号 ZG 2001 6ZG 2001 6 活动课题活动课题 课题注册登记号 课题注册登记号 03020302 出勤率 出勤率 97 97 课题类型 创新型课题类型 创新型 输电线路巡检系统的研发输电线路巡检系统的研发 小小 组组 成成 员员 活动时间 活动时间 20032003 年年 1 1 月月 12 12 月月 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 确保线路的安全可靠运行 在传统输电线路巡检工作中 巡检人员确保线路的安全可靠运行 在传统输电线路巡检工作中 巡检人员 现场手写记录线路缺陷 然后再人工进行统计 所以在缺陷数据统现场手写记录线路缺陷 然后再人工进行统计 所以在缺陷数据统 计 缺陷标准化管理 计划下达等各工序方面存在着工作繁琐 不计 缺陷标准化管理 计划下达等各工序方面存在着工作繁琐 不 统一 容易出错的问题 统一 容易出错的问题 为此每个工区技术员在进行以上巡检数据为此每个工区技术员在进行以上巡检数据 整理时都要耗费大量的时间 既费时又费力整理时都要耗费大量的时间 既费时又费力 另外在巡检时要求巡 另外在巡检时要求巡 检人员对每基铁塔都必须到位 但现在基本靠巡检人员自觉遵守执检人员对每基铁塔都必须到位 但现在基本靠巡检人员自觉遵守执 行 所以在行 所以在人员到位方面无法有效控制人员到位方面无法有效控制 以姜顺线 以姜顺线 2002 年年 7 12 月月 巡检管理统计为例 巡检管理统计为例 姜顺线巡检管理统计表 姜顺线巡检管理统计表 2002 年年 7 12 月 月 线路名称线路名称姜顺线姜顺线线路长度线路长度154 073 公里公里 杆塔基数杆塔基数357 基基 人员到位监督管理人员到位监督管理 办法办法 无法有效监督 基无法有效监督 基 本靠自觉遵守执行本靠自觉遵守执行 巡检数据整理时间巡检数据整理时间 时时 间间整理时间 天 整理时间 天 工作人数 人 工作人数 人 效率效率 工作日 百公里 工作日 百公里 2002 年年 7 月份月份222 6 2002 年年 8 月份月份323 9 2002 年年 9 月份月份323 9 2002 年年 10 月份月份222 6 2002 年年 11 月份月份323 9 2002 年年 12 月份月份323 9 平平 均均2 6723 5 由于巡检数据整理时间较长 造成不能及时的消除缺陷 另外 由于巡检数据整理时间较长 造成不能及时的消除缺陷 另外 在在 2001 年 大房年 大房 500kV 线路某段 由于巡检人员不到位 未能及线路某段 由于巡检人员不到位 未能及 时发现树木生长造成安全距离不够 而连续放电时发现树木生长造成安全距离不够 而连续放电 6 次的事故 次的事故 在科技高速发展的今天 我们能否开发一种新的巡检系统来实在科技高速发展的今天 我们能否开发一种新的巡检系统来实 现现电子标准化录入 人员到位情况有效监督电子标准化录入 人员到位情况有效监督等问题呢 经过我们小等问题呢 经过我们小 制图人 尚大伟 时间 2003年1月15日 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 组的反复调查 研究 一致认为我们可以也必须研发出一套输电线组的反复调查 研究 一致认为我们可以也必须研发出一套输电线 路巡检系统 所以我们小组确定本次路巡检系统 所以我们小组确定本次 QC 活动课题为活动课题为 输电线路巡输电线路巡 检系统的研发检系统的研发 三 三 设定目标设定目标 针对传统线路巡检方式所存在的线路巡视人员到位管理监督困针对传统线路巡检方式所存在的线路巡视人员到位管理监督困 难 缺陷数据统计及缺陷标准化管理难度大这两个问题 我们小组难 缺陷数据统计及缺陷标准化管理难度大这两个问题 我们小组 确定课题目标 确定课题目标 1 巡检人员到位率监督如果采用仪器自动记录 完全可以实巡检人员到位率监督如果采用仪器自动记录 完全可以实 现有效监督 现有效监督 2 科技发展迅速 电子产品种类很多 巡检系统所需硬件能科技发展迅速 电子产品种类很多 巡检系统所需硬件能 一一 目标一目标一 将巡视到位率由无法有效监督提高到将巡视到位率由无法有效监督提高到100 100 的可行性分析的可行性分析 目标实现可行性分析目标实现可行性分析 活动前活动前 无法有无法有 效监督效监督 100 目标值目标值 目标一 目标一 将巡视到位率将巡视到位率 由无法有效监督提高到由无法有效监督提高到 100 100 活动前活动前 3 5个个 工作日工作日 2个个 工作日工作日 目标值目标值 目标二 目标二 将巡线数据整将巡线数据整 理时间由百公里理时间由百公里 3 53 5 个个 工作日缩短到工作日缩短到 2 2 个工作个工作 日日 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 够解决 够解决 全部巡检数据通过数据线传输到计算机中 自动生成缺陷记录 全部巡检数据通过数据线传输到计算机中 自动生成缺陷记录 不存在笔误和录入错误的情况 并可对其自动进行统计分析 则可不存在笔误和录入错误的情况 并可对其自动进行统计分析 则可 以大大减少数据整理时间 以大大减少数据整理时间 四 四 提出方案并确定最佳方案提出方案并确定最佳方案 一 一 初步方案的提出初步方案的提出 确定课题目标后 小组人员集思广益 采用头脑风暴法 针对确定课题目标后 小组人员集思广益 采用头脑风暴法 针对 每条课题目标提出了两个相应的初步解决方案 每条课题目标提出了两个相应的初步解决方案 二 二 方案可行性分析及评估方案可行性分析及评估 1 对目标一解决方案的可行性分析及评估对目标一解决方案的可行性分析及评估 将巡视到位率由无法有效监督提高到将巡视到位率由无法有效监督提高到 100 目标一目标一 信息钮方式信息钮方式GPSGPS 方式方式 解决解决 方案方案 在线路上安装信息钮 如接触在线路上安装信息钮 如接触 式或射频式 式或射频式 通过读取电子 通过读取电子 标签数据 检查巡检人员是否标签数据 检查巡检人员是否 到位 到位 分分 数数 接收接收 GPSGPS 卫星定位和时卫星定位和时 间信息 精确识别巡检间信息 精确识别巡检 人员是否到位 人员是否到位 分分 数数 目标一目标一 将巡视到位率由无法将巡视到位率由无法 有效监督提高到有效监督提高到 100 100 目标二目标二 将巡线数据整理时间将巡线数据整理时间 由百公里由百公里 3 53 5 个工作个工作 日缩短到日缩短到 2 2 个工作日个工作日 方案方案 1 1 采用信息钮方式来监督人 采用信息钮方式来监督人 员到位情况员到位情况 方案方案 2 2 采用 采用 GPSGPS 方式来监督人员方式来监督人员 到位情况到位情况 方案方案 1 1 每个巡检小组使用一台安 每个巡检小组使用一台安 装了专用巡检管理系统的笔记本装了专用巡检管理系统的笔记本 电脑 进行缺陷录入电脑 进行缺陷录入 方案方案 2 2 每个巡检小组使用一台安 每个巡检小组使用一台安 装了专用巡检管理系统的掌上电装了专用巡检管理系统的掌上电 脑 进行缺陷录入脑 进行缺陷录入 输电输电 线路线路 巡检巡检 系统系统 的研的研 发发 二二 目标二目标二 将巡线数据整理时间由百公里将巡线数据整理时间由百公里3 53 5个工作日缩短到个工作日缩短到2 2个工个工 作日作日 的可行性分析的可行性分析 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 先进性先进性 需将识读器接触或靠近信息钮 需将识读器接触或靠近信息钮 同时还需笔和纸进行现场记录 同时还需笔和纸进行现场记录 工作繁杂且容易出错 效率低工作繁杂且容易出错 效率低 下 下 3 3 巡检人员到位后 塔号 巡检人员到位后 塔号 时间等信息自动生成 时间等信息自动生成 5 5 可靠性可靠性 信息钮存在自然和人为破坏的信息钮存在自然和人为破坏的 可能性 据向某使用信息钮的可能性 据向某使用信息钮的 供电公司调查 每供电公司调查 每 100100 基杆塔基杆塔 每年的丢失 损坏率为每年的丢失 损坏率为 6 7 6 7 需派专人经常检修 可 需派专人经常检修 可 靠性差 靠性差 2 2 基于基于 GPSGPS 卫星资源 随卫星资源 随 时使用 不受外界因素时使用 不受外界因素 影响 可靠性影响 可靠性 100 100 5 5 经济性经济性 需在每个巡视点都安装上信息需在每个巡视点都安装上信息 钮 还有后续大量的补装 维钮 还有后续大量的补装 维 修工作 增加了使用费用 修工作 增加了使用费用 3 3 卫星资源是免费的 且卫星资源是免费的 且 不存在工程安装费 一不存在工程安装费 一 次投入 终身受益 次投入 终身受益 4 4 实用性实用性 体积小 但安装复杂 应用成体积小 但安装复杂 应用成 本高 不便管理 本高 不便管理 2 2 低成本 体积小 使用低成本 体积小 使用 方便 不需要额外安装方便 不需要额外安装 和维护 具有广阔应用和维护 具有广阔应用 前景 前景 4 4 操作难操作难 易程度易程度 结构简单 操作容易 结构简单 操作容易 4 4 由于基于先进技术 操由于基于先进技术 操 作存在一定难度 作存在一定难度 3 3 综合综合 得分得分 14142121 由上表得出分析评估结论 由上表得出分析评估结论 计划采用计划采用 GPS 方式控制巡检到位率方式控制巡检到位率 2 对目标二解决方案的可行性分析及评估 对目标二解决方案的可行性分析及评估 将巡线数据整理时间由百公里将巡线数据整理时间由百公里 3 5 个工作日缩短到个工作日缩短到 2 个工作日个工作日 目标二目标二 现场使用笔记本电脑现场使用笔记本电脑现场使用掌上电脑现场使用掌上电脑 解决解决 方案方案 笔记本电脑安装专用巡检笔记本电脑安装专用巡检 管理系统软件 每个巡检管理系统软件 每个巡检 小组一台 现场录入 小组一台 现场录入 分分 数数 掌上电脑安装专用巡检管掌上电脑安装专用巡检管 理系统软件 每个巡检小理系统软件 每个巡检小 组一台 现场录入组一台 现场录入 分分 数数 先进性先进性 速度快 容量大 可安装速度快 容量大 可安装 多种软件 多种软件 5 5 速度快 容量较小 需安速度快 容量较小 需安 装专用软件装专用软件 4 4 可靠性可靠性 容易损坏 防水 防震性容易损坏 防水 防震性 能不能满足现场使用要求能不能满足现场使用要求 1 1 不易损坏 防水 防震性不易损坏 防水 防震性 能不能满足现场使用要求能不能满足现场使用要求 4 4 表中单项得分满分为表中单项得分满分为 5 5 分 综合得分满分为分 综合得分满分为 2525 分分 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 采用采用 GPSGPS 方方 式来监督人式来监督人 员到位情况员到位情况 与软件支持设备采取数据线连接方式的与软件支持设备采取数据线连接方式的 GPSGPS 与软件支持设备可组装为一体方式的与软件支持设备可组装为一体方式的 GPSGPS 经济性经济性 前期购置费用较高 后期前期购置费用较高 后期 维护复杂 配件价格高 维护复杂 配件价格高 2 2 前期购置费用不高 后期前期购置费用不高 后期 维护简单配件价格低 维护简单配件价格低 4 4 实用性实用性 体积大 不便携带 启动体积大 不便携带 启动 速度慢速度慢 2 2 体积小巧 便于携带 启体积小巧 便于携带 启 动速度快动速度快 5 5 操作难操作难 易程度易程度 采用鼠标键盘输入 操作采用鼠标键盘输入 操作 容易 容易 4 4 采用触摸屏输入 操作容采用触摸屏输入 操作容 易 易 4 4 综合综合 得分得分 14142323 由上表得出分析评估结论 由上表得出分析评估结论 计划利用掌上电脑实现电子标准化管理计划利用掌上电脑实现电子标准化管理 三 三 方案进一步分解方案进一步分解 找到初步解决方案后 我们继续对两个方案进行分解 提出各找到初步解决方案后 我们继续对两个方案进行分解 提出各 自不同的进一步解决方案 自不同的进一步解决方案 1 第一种方案的分解及可行性分析 第一种方案的分解及可行性分析 a 方案分解 方案分解 b 方案可行性分析 方案可行性分析 方案方案 项目项目 与软件支持设备采取数与软件支持设备采取数 据线连接方式的据线连接方式的 GPS 与软件支持设备可组装与软件支持设备可组装 为一体方式的为一体方式的 GPS 现场适用性现场适用性 携带不方便 携带不方便 连线及接口容连线及接口容 易损坏易损坏 不适宜不适宜 接口不易损接口不易损 坏坏 适宜适宜 可靠性可靠性 容易出现损坏容易出现损坏 及接触不良及接触不良 不可靠不可靠 不易损坏且不易损坏且 接触良好接触良好 可靠可靠 表中单项得分满分为表中单项得分满分为 5 5 分 综合得分满分为分 综合得分满分为 2525 分分 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 每个巡检小组使每个巡检小组使 用一台安装了专用一台安装了专 用巡检管理系统用巡检管理系统 的掌上电脑 进的掌上电脑 进 行缺陷录入行缺陷录入 掌上电脑掌上电脑 软件开发软件开发 康柏掌上电脑康柏掌上电脑 奔迈掌上电脑奔迈掌上电脑 软件公司开发软件公司开发 与软件公司联合开发与软件公司联合开发 自行开发自行开发 经济性经济性 一次投入少 一次投入少 但损坏后需维但损坏后需维 修或更换修或更换 一般一般 需专用模具 需专用模具 一次投入大 一次投入大 但一般不需但一般不需 维修费用维修费用 一般一般 综合评价综合评价差差好好 由此得出 采用由此得出 采用 与软件支持设备可组装为一体方式的与软件支持设备可组装为一体方式的 GPS 为最为最 佳 佳 2 第二种方案的分解及可行性分析 第二种方案的分解及可行性分析 a 方案分解 方案分解 b 方案可行性分析 方案可行性分析 我小组对市场上比较流行的各种掌上电脑进行调查 最后选择我小组对市场上比较流行的各种掌上电脑进行调查 最后选择 康柏及奔迈两种掌上电脑进行现场试用 其对照结果如下 康柏及奔迈两种掌上电脑进行现场试用 其对照结果如下 方案方案康柏掌上电脑康柏掌上电脑奔迈掌上电脑奔迈掌上电脑 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 项目项目 使用环境温度使用环境温度 线路所经地区气温一般 线路所经地区气温一般 为 为 10 40 偶尔最低 偶尔最低 达 达 15 10 40 在 在 15 时可使用约时可使用约 3030 分钟左右分钟左右 10 40 低于 低于 10 使用不正使用不正 常常 性能稳定性性能稳定性性能稳定性能稳定性能稳定性能稳定 操作难易程度操作难易程度操作简单操作简单操作简单操作简单 操作界面操作界面彩屏 亮丽清晰彩屏 亮丽清晰黑白 不够清晰黑白 不够清晰 经济性经济性价格较高价格较高价格较低价格较低 综合评价综合评价好好一般一般 由此 小组决定选用康柏掌上电脑 由此 小组决定选用康柏掌上电脑 对于软件开发的三种方式 我小组进行深入分析对比 以确定对于软件开发的三种方式 我小组进行深入分析对比 以确定 最佳开发方式 不同方式的特点对照如下 最佳开发方式 不同方式的特点对照如下 方案方案 项目项目 由软件公司开发由软件公司开发 方式方式 自行开发方式自行开发方式 与软件公司联合开发与软件公司联合开发 方式方式 能否独立开发能否独立开发否否否否有有 人员是否具有人员是否具有 输电线路巡检输电线路巡检 专业知识专业知识 否否有有有有 软件制作能力软件制作能力强强弱弱强强 我公司是否具我公司是否具 有知识产权有知识产权 无无有有有有 比较结果比较结果一般一般一般一般最佳最佳 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 很明显 与软件公司联合开发方式为最佳方案 很明显 与软件公司联合开发方式为最佳方案 通过分析及评估 小组找出了实现目标的最终最佳方案 通过分析及评估 小组找出了实现目标的最终最佳方案 五 五 制定对策表制定对策表 序号序号要素要素对策对策措施措施目标目标时间时间负责人负责人 1 GPS 仪仪 和和 掌上电脑掌上电脑 配置适合配置适合 巡检现场巡检现场 要求的要求的 GPS 仪和仪和 康柏掌上康柏掌上 电脑电脑 选择与康柏选择与康柏 掌上电脑一掌上电脑一 体式配合的体式配合的 GPS 卫星信卫星信 号接收器并号接收器并 能满足定位能满足定位 要求要求 a 处理器速度达到处理器速度达到 166MH 以以 上 上 32M 以上内存 以上内存 b 其水平定位精度小于其水平定位精度小于 15m 2003 年年 2 月月 尚大伟尚大伟 王福军王福军 输电输电 线路线路 巡检巡检 系统系统 的研的研 发发 目标一目标一 将巡视到位率由无法将巡视到位率由无法 有效监督提高到有效监督提高到 100 100 目标二目标二 将巡线数据整理时间将巡线数据整理时间 由百公里由百公里 3 53 5 个工作个工作 日缩短到日缩短到 2 2 个工作日个工作日 采用与软件支持设备可组装采用与软件支持设备可组装 为一体方式的为一体方式的 GPSGPS 与软件公司联合开发专用巡与软件公司联合开发专用巡 检软件检软件 使用康柏掌上电脑 进行缺使用康柏掌上电脑 进行缺 陷录入陷录入 北京超高压公司输变电管理部 QC 小组 六 六 按对策表实施按对策表实施 实施一 配置适合巡检现场要求的实施一 配置适合巡检现场要求的 GPS 仪和康柏掌上电脑仪和康柏掌上电脑 2003 年年 2 月份本小组与康柏掌上电脑经销商协定好 以比较优月份本小组与康柏掌上电脑经销商协定好 以比较优 惠的价格批量购置惠的价格批量购置 iPAQ 3950 型掌上电脑 并配置与之配套的外壳型掌上电脑 并配置与之配套的外壳 型一体式型一体式 GPS 仪 其主要技术参数如下 仪 其主要技术参数如下 处处理理器器 2 20 06 6M MH Hz z I In nt te el l S St tr ro on ng gA AR RM M S SA A 1 11 11 10 0 操操作作系系统统 P Po oc ck ke et t P PC C W Wi in nC CE E3 3 0 0 2 手持机机手持机机 载巡检管载巡检管 理软件理软件 开发手持开发手持 机专用巡机专用巡 检管理软检管理软 件件 eMbedded Visual C 3 0 为开发平台 为开发平台 联合软件开联合软件开 发公司制作发公司制作 手持机软件手持机软件 a 能够与后台管理计算机进行能够与后台管理计算机进行 通讯连接 通讯连接 b 能够以不同的巡检人员名称能够以不同的巡检人员名称 进入 对不同的线路进行巡检进入 对不同的线路进行巡检 操作 操作 c 能以原有基准数据为依据 能以原有基准数据为依据 对杆塔进行定位 以实现到位对杆塔进行定位 以实现到位 管理 管理 d 能够对线路设备缺陷按标准能够对线路设备缺陷按标准 格式进行记录 格式进行记录 2003 年年 2 月月 4 月月 赵雪松赵雪松 张海军张海军 3 后台管理后台管理 机巡检管机巡检管 理软件理软件 开发后台开发后台 管理机巡管理机巡 检管理软检管理软 件件 以以 VC InterD EV Power Bulder 为开为开 发平台 联发平台 联 合软件开发合软件开发 公司制作后公司制作后 台管理软件台管理软件 a 可以把现有杆塔信息 经纬可以把现有杆塔信息 经纬 度等 批量导入系统 度等 批量导入系统 b 建立标准缺陷库 对输电线建立标准缺陷库 对输电线 路缺陷实行标准分类与描述 路缺陷实行标准分类与描述 并可应实际需要随时修改缺陷并可应实际需要随时修改缺陷 库内容 库内容 c 可设立不同的用户 并对不可设立不同的用户 并对不 同类别的用户设置不同的访问同类别的用户设置不同的访问 此系统权限 此系统权限 d 可制定工作计划 并生成巡可制定工作计划 并生成巡 检计划单 处理缺陷任务单 检计划单 处理缺陷任务单 e 对巡线数据整理 汇总 查对巡线数据整理 汇总 查 询 对错误信息能够修改 生询 对错误信息能够修改 生 成巡视记录和缺陷记录 显示成巡视记录和缺陷记录 显示 巡检到位数据 巡检到位数