摘要：文章从智能电表自动化线的开发背景出发，分析了智能电表未来的需求量，结合当前电表生产企业的现状、水平、存在的问题及解决思路，提出了智能电表智能化线的设计思路、设计水平及研究成果。
关键词：智能电网;智能电表;电表制造;智能生产线
Smart meter automation production line research and development
Chentao YiXin konghongwe
Henan Xuji Instrument Co., Ltd. Xuchang, Henan 461000
Abstract: Based on the background of the development of smart meter automation line, this paper analyzes the future demand of smart meter. According to the current situation, level, existing problems and solutions of current meter manufacturer, this paper presents the design idea and design of smart meter automation line Level and research results.
Keywords: smart grid; smart meter; meter manufacturing; automatic production line
引言：
智能电网就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和保护用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入等。
与现有电网相比，智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点，其先进性和优势主要表现在：具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系，能够抵御各类外部干扰和攻击，能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入，电网的坚强性得到巩固和提升；信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施有机融合，可获取电网的全景信息，及时发现、预见可能发生的故障，故障发生时，电网可以快速隔离故障，实现自我恢复，从而避免大面积停电的发生；柔性交直流输电、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应用，使电网运行控制更加灵活、经济，并能适应大量分布式电源、微电网及电动汽车充放电设施的接入；通信、信息和现代管理技术的综合运用，将大大提高电力设备使用效率，降低电能损耗，使电网运行更加经济和高效；实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用，为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态图，同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案；建立双向互动的服务模式，用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息，合理安排电器使用；电力企业可以获取用户的详细用电信息，为其提供更多的增值服务。
“十二五”期间，国家电网将投资5000亿元，建成连接大型能源基地与主要负荷中心的“三横三纵”的特高压骨干网架和长距离支流输电工程，初步建成世界一流的坚强智能电网。国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》，明确了坚强智能电网技术标准路线图，是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。国网公司的规划是，到2015年基本建成具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，形成以华北、华中、华东为受端，以西北、东北电网为送端的三大同步电网，使电网的资源配置能力、经济运行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。
智能电表是智能电网的智能终端，在建设智能电网中扮演着重要角色，它已经不是传统意义上的电能表，它除了具备传统电能表基本的电量计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用，它还具有用电信息存储功能、双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化功能，智能电表代表着未来节能型智能电网用户智能化终端的发展方向。
随着智能电网的日益发展，世界各国对于智能化用户终端的需求也日益增大，据统计，在未来5年，随着智能电网在世界各国的建设，智能电表在全球安装的数量将高达2亿只。同样，在中国，随着国家坚强智能电网建设的进展，作为用户端的智能电表的需求也会大幅度地增长，保守的预计，市场将会有1.7亿只左右的需求。
智能电能表的生产制造
当前，国内90%的智能电能表的生产制造仍属于劳动密集型产业，主要的生产工序仍是由人工操作完成，包括组装、测试、包装。在当前电表市场如此大的需求下，为了满足产能需求，电能表的生产车间小则成百人，多则上千人，主要的装配工序如焊接、锁螺丝等工序全部由人工使用工具手动完成，主要的测试工序则由人工手持测试设备完成，主要的包装工序完全是手工完成。整个生产车间按不同工序进行划分，一道区域完成以后再借助手推车等流转工具流转到其他工序，流转速度极慢，而且每转至新工序，都必须首先将电表从小车上卸载下来，工序完成后再装载进小车，流入下道工序，电表的运输存在相当大浪费。在当前产能要求如此高的要求下，每天生产电能表的数量是巨大的，各个工序分散式的布局，以及手工操作的生产模式，存在着巨大浪费，已经不能满足当前产能需求。当前手工生产的模式下、装配、包装、测试、运输效率极其低下，生产效率有很大的提升空间。 同时，由于产品的功能不断增加，加工工艺越来越复杂，手工操作的质量逐渐不能满足客户的需求。伴随着智能电网的建设的步伐不断加快，客户对厂家的响应速度要求越来越高，对交货速度、产品质量提出了更高要求，当前产能不足与订单不断增加的矛盾日益凸显。
在制造行业，基于物联网等先进自动化生产技术已经逐步应用到大规模批量生产中。结合企业实际生产情况，应用先进自动化生产技术，从而达到提高生产效率、降低成本、保证产品质量的目的，已经成为智能电能表制造业未来发展的必然趋势。
智能表智能化生产线开发过程
河南许继仪表有限公司2009年开始致力于自动化生产技术的研究，于2010-2011年建成大型自动化生产线两条，实现了产品输送、检定、测试、设置的自动化。2014年3月，经过两年时间的研究、设计，许继DDZY系列单相智能电能表自动化生产线进厂安装，2014年6月正式投运。
线体设计以精益生产、智慧制造为指导思想，创新性的改进产品加工工艺流程，各个工序之间的流动、电表精准定位、电路对接、线路焊接、螺钉固定、外观检测、耐压测试、初检测试、误差校验、合格证粘贴、条码扫描、产品包装等工序均实现自动化。
开发过程先梳理智能电能表的生产工序，然后结合当前应用的比较成熟的自动化技术，设计了线体自动化方案，并根据改进后的自动化方案，对原有的生产工序进行排序，形成新的自动化生产工艺，并根据初步设计完成了线体布局及产能计算，形成最终的自动化生产线。
线体投入使用后平稳运行，线体共配置操作人员18名，智能单相电能表8小时产能为3800只，生产效率由原来的最高68只/天/人提升至200只/天/人，提升2.94倍。线体占地面积减少2/3，操作人员减少42%。在工人数量不变的情况下，即可满足当年产能需求。经许继集团组织专家鉴定,各项指标都符合产能要求.
智能表智能化生产线的经济效益与社会效益
（一）经济效益：
一条自动化生产线的价值。
（1）年产值及利润：3800只×200天×220元=1.672亿元；按照毛利20%计算，年创造利润0.3344亿元。
（2）提高生产效率；
生产效率将由原来的最高68只/天/人提升至316只/天/人，提升4.6倍。
（3）人员减少直接节约费用：
按照设备使用10年计算，可节约人力成本创造直接经济效益为10（年）×51（人）×6（万元）=3060万元。
（二）社会效益：
经过多年的研发，公司在自动化生产制造方面积累了相当多的经验，也取得了丰硕的成果。研究成果除能够应用在电能表产品生产过程中外，其基本的信息管理系统、输送系统、CCD视觉成像技术、自动化装配、自动化包装等技术还可以广泛应用于相关的电装生产过程中，可以带动一大批企业完成生产制造系统升级换代，从而从根本上解决劳动密集型企业效益与成本之间的矛盾，可以创造极大的社会综合效益，具有广泛的市场需求及应用前景。
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图一、智能表智能化线效果图
结束语：
经过近10年来的研究与探索，经过河南许继仪表有限公司自身的开发与实践，实践证明，在智能电表的生产制造中，由智能自动化生产线替代传统的手工操作流水线是完全可以实现的，现代化的自动化生产线，对提高生产效率，提高产品质量，降低劳动强度，减少厂地面积，减少用工人数都有显著的成效。
作者简介：易鑫，男，民族：汉，信阳光山人。1971年1月出生，清华大学MBA毕业，高级工程师，研究方向为智能化改造.
论文作者:陈淘,易鑫,孔宏伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6