新时代新作为新篇章 | 大数据驱动,释放光伏制造业新活力 ...

光伏制造业

走进位于苏州高新区的苏州协鑫光伏科技有限公司，车间里机声隆隆，一片繁忙。在切片车间，各种生产数据，跳跃在不同屏幕；仅一台分选机，就连接着6台服务器。这里是全球最大的硅片生产基地，去年从这里“走出”了12亿片硅片，预计今年将继续以超10%的速度增长。

尽管近年来，硅片价格从高峰时期的20块降到了4块左右，苏州协鑫仍然牢牢占据着全球10%的市场份额。通过持续推进实施智能制造，苏州协鑫不仅在业内开创了自动化智能化制造的先河，首创了多个项目，同时也在国内首次与阿里合作应用工业大数据，自动化和信息化方面走在行业前列，持续保持着全球最大硅片生产基地的行业地位。







打造全流程自动化生产线

在苏州协鑫的智能生产车间里，记者看到工人们正在大型的机器前忙碌着，墙上的屏幕上快速地闪动着每一台机器生产硅片的数据。作为全球最大的硅片生产基地，今年一季度，在春节长假等因素下，仍产出硅片3.1亿片。这样的成绩离不开协鑫科研人员在每个工艺环节的钻研。其中，推广金刚线切多晶技术，让硅片良品率提升到92%，切割效率达到6.5刀/天，断线率下降至3.5%。这意味着每台金刚线切机每天可以切出1.68万片A级片，这一生产速度是使用传统砂浆切片机的近两倍。


一年多前，当听说苏州协鑫要打造一个全自动智能车间时，大多数人都表示怀疑。车间生产属于劳动密集型，而且工序复杂，要想实现自动化难于登天。所以，当第一批清洗插片一体机被运进车间的时候，所有员工都充满了好奇和期待。

但真正等到现场安装调试的时候，却发现机器的故障特别多，搞得员工苦不堪言。科研人员经过几个月的磨合与精心调试，最终让设备与现场越来越契合，不仅实现了插片清洗回流全自动，而且产量也比以前足足增长了25%。
如今，在智能生产系统方面，苏州协鑫以切片自动化生产为核心，已经实现了从锭检到最后分选的全流程自动化，相比2011年，人均月产出提升506%，生产周期缩短50%，万片电耗下降37%，直接人力下降45%。




智能自动运输提升生产效率

尝到自动化生产的甜头，越来越多的智能设备出现在苏州协鑫光伏车间。其实早在2015年，苏州协鑫光伏就已经引入了自动传输线，将检验工序与包装工序连在一起，减少员工运输浪费，跨出了自动化生产的第一步。

随着硅片产能迅速提升，出货需求也与日俱增。自动传输线上整整齐齐望不到头的硅片盒堆砌成一条长龙，现有的包装方式已然跟不上生产的节奏。经过多次研发与改善，分选车间自动传输线已经升级到第三代，2017年年底，苏州协鑫光伏历时9个月与厂家联合，倾力打造的业内首条硅片自动包装码垛流水线正式运行。

“几个月前我们包装的产能才40万/班，现在已经可以冲刺190万/班了，这在以前想都不敢想啊！”尽管已经试用了几个月，苏州协鑫光伏分选车间主管助理王萍每次看着机器还是忍不住惊叹它的神奇。

通过全流程拉动式配送系统、无人化立体库，不仅节省了人力，而且大幅提升了生产效率。粘胶区域的自动粘棒流水线每天可转运600余吨硅棒，让员工省去了搬运之苦；会拐弯、会排队，绕着车间跑100圈都不喊累的AGV小车，将生产所需的物料运送至切片、清洗等指定工序；全自动硅棒装卸机器人，能够和车间所有切片机无缝对接，把硅棒送到切片机内部，清洗机出料端出料之后，它能第一时间反应，并且根据感应器判断将硅片抓入分选机或放入回流线，大大节省了人力和时间。



首开先河引入阿里云大数据
在信息系统智能化方面，苏州协鑫和阿里云系统的合作成为中国工业制造领域大数据创新示范。

“在苏州协鑫，机器装备投入要占到70％，如何运用现代化手段来管理、降低成本，一直是我们迫切需要解决的课题。而自去年引入阿里云大数据分析以来，通过大数据在生产中的运用，已使我们硅片的良品率提升了1%。”苏州协鑫光伏科技有限公司总经理郑雄久告诉记者，“事实上，要将工厂里的生产信息集成在一起，分析这些机台的运行状态，是非常困难的。这也是制造企业的一个痛点。而阿里云的痛点是什么呢？他们拥有强大的运行与计算能力，但缺乏来自工业一线的大数据。这就为我们的合作提供了契机。”
公司设备管理部负责人金小俊向记者介绍，在光伏切片的生产过程中，有数千个生产参数会影响到切片良品率，例如砂浆温度、导轮温度等，任何一个变量的细微变化都会直接影响到生产结果。而通过阿里云的大数据分析算法，就可以对生产过程中采集到的全部变量进行分析，找出与良品率最为相关的60个关键变量。“根据这些关键变量，为我们苏州协鑫搭建起了生产参数曲线模型，一旦变量超出模型范围，监测系统就会及时预警。” 金小俊说。

记者走进该公司的三车间，公司制造部负责人周学锋向记者介绍，一台切片机，一分钟就会产生700多个数据。“通过数字化甄别，来选出优等品；同时，这些数据传输到我们后台服务器，连接到阿里云，由大数据分析，寻找到最佳工艺流程、最佳操作模式与检测方法，推进生产效率的提升。若不靠云采集计算，人是根本不可能完成的。”

记者了解到，通过半年多的运行，也让苏州协鑫在信息化生产中尝到了甜头，不但提高了良品率，还能追溯到异常的根源。前不久，在看似生产全部正常的情况下，一个新建车间的不良率一直比其他车间高出7个百分点。经过一个月的大数据分析，才发现原因竟出在那批备件上——备件精度相差了零点几毫米。“若不通过大数据对比，如此小误差人工根本发现不了。后来，我们对备件进行了调整，很快就将良品率提升了5个百分点。”工业工程部经理王林刚表示，“未来，阿里云在我们新建车间的运用将会更加深入。将会向两个方向发展，一是设备核心部件的隐形缺陷发现，降低设备维保成本；二是质量趋势变化的提前判断，构建更佳的工艺参数与流程，提升良品率，从而让云的大数据分析更好地服务于我们的智能制造。”

记者 蔡 逸

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