走進位于蘇州高新區的蘇州協鑫光伏科技有限公司,車間里機聲隆隆,一片繁忙。在切片車間,各種生產數據,跳躍在不同屏幕;僅一臺分選機,就連接著6臺服務器。這里是全球最大的硅片生產基地,去年從這里“走出”了12億片硅片,預計今年將繼續以超10%的速度增長。
盡管近年來,硅片價格從高峰時期的20塊降到了4塊左右,蘇州協鑫仍然牢牢占據著全球10%的市場份額。通過持續推進實施智能制造,蘇州協鑫不僅在業內開創了自動化智能化制造的先河,首創了多個項目,同時也在國內首次與阿里合作應用工業大數據,自動化和信息化方面走在行業前列,持續保持著全球最大硅片生產基地的行業地位。
打造全流程自動化生產線
在蘇州協鑫的智能生產車間里,記者看到工人們正在大型的機器前忙碌著,墻上的屏幕上快速地閃動著每一臺機器生產硅片的數據。作為全球最大的硅片生產基地,今年一季度,在春節長假等因素下,仍產出硅片3.1億片。這樣的成績離不開協鑫科研人員在每個工藝環節的鉆研。其中,推廣金剛線切多晶技術,讓硅片良品率提升到92%,切割效率達到6.5刀/天,斷線率下降至3.5%。這意味著每臺金剛線切機每天可以切出1.68萬片A級片,這一生產速度是使用傳統砂漿切片機的近兩倍。
一年多前,當聽說蘇州協鑫要打造一個全自動智能車間時,大多數人都表示懷疑。車間生產屬于勞動密集型,而且工序復雜,要想實現自動化難于登天。所以,當第一批清洗插片一體機被運進車間的時候,所有員工都充滿了好奇和期待。
但真正等到現場安裝調試的時候,卻發現機器的故障特別多,搞得員工苦不堪言。科研人員經過幾個月的磨合與精心調試,最終讓設備與現場越來越契合,不僅實現了插片清洗回流全自動,而且產量也比以前足足增長了25%。
如今,在智能生產系統方面,蘇州協鑫以切片自動化生產為核心,已經實現了從錠檢到最后分選的全流程自動化,相比2011年,人均月產出提升506%,生產周期縮短50%,萬片電耗下降37%,直接人力下降45%。
智能自動運輸提升生產效率
嘗到自動化生產的甜頭,越來越多的智能設備出現在蘇州協鑫光伏車間。其實早在2015年,蘇州協鑫光伏就已經引入了自動傳輸線,將檢驗工序與包裝工序連在一起,減少員工運輸浪費,跨出了自動化生產的第一步。
隨著硅片產能迅速提升,出貨需求也與日俱增。自動傳輸線上整整齊齊望不到頭的硅片盒堆砌成一條長龍,現有的包裝方式已然跟不上生產的節奏。經過多次研發與改善,分選車間自動傳輸線已經升級到第三代,2017年年底,蘇州協鑫光伏歷時9個月與廠家聯合,傾力打造的業內首條硅片自動包裝碼垛流水線正式運行。
“幾個月前我們包裝的產能才40萬/班,現在已經可以沖刺190萬/班了,這在以前想都不敢想啊!”盡管已經試用了幾個月,蘇州協鑫光伏分選車間主管助理王萍每次看著機器還是忍不住驚嘆它的神奇。
通過全流程拉動式配送系統、無人化立體庫,不僅節省了人力,而且大幅提升了生產效率。粘膠區域的自動粘棒流水線每天可轉運600余噸硅棒,讓員工省去了搬運之苦;會拐彎、會排隊,繞著車間跑100圈都不喊累的AGV小車,將生產所需的物料運送至切片、清洗等指定工序;全自動硅棒裝卸機器人,能夠和車間所有切片機無縫對接,把硅棒送到切片機內部,清洗機出料端出料之后,它能第一時間反應,并且根據感應器判斷將硅片抓入分選機或放入回流線,大大節省了人力和時間。
首開先河引入阿里云大數據
在信息系統智能化方面,蘇州協鑫和阿里云系統的合作成為中國工業制造領域大數據創新示范。
“在蘇州協鑫,機器裝備投入要占到70%,如何運用現代化手段來管理、降低成本,一直是我們迫切需要解決的課題。而自去年引入阿里云大數據分析以來,通過大數據在生產中的運用,已使我們硅片的良品率提升了1%。”蘇州協鑫光伏科技有限公司總經理鄭雄久告訴記者,“事實上,要將工廠里的生產信息集成在一起,分析這些機臺的運行狀態,是非常困難的。這也是制造企業的一個痛點。而阿里云的痛點是什么呢?他們擁有強大的運行與計算能力,但缺乏來自工業一線的大數據。這就為我們的合作提供了契機。”
公司設備管理部負責人金小俊向記者介紹,在光伏切片的生產過程中,有數千個生產參數會影響到切片良品率,例如砂漿溫度、導輪溫度等,任何一個變量的細微變化都會直接影響到生產結果。而通過阿里云的大數據分析算法,就可以對生產過程中采集到的全部變量進行分析,找出與良品率最為相關的60個關鍵變量。“根據這些關鍵變量,為我們蘇州協鑫搭建起了生產參數曲線模型,一旦變量超出模型范圍,監測系統就會及時預警。” 金小俊說。
記者走進該公司的三車間,公司制造部負責人周學鋒向記者介紹,一臺切片機,一分鐘就會產生700多個數據。“通過數字化甄別,來選出優等品;同時,這些數據傳輸到我們后臺服務器,連接到阿里云,由大數據分析,尋找到最佳工藝流程、最佳操作模式與檢測方法,推進生產效率的提升。若不靠云采集計算,人是根本不可能完成的。”
記者了解到,通過半年多的運行,也讓蘇州協鑫在信息化生產中嘗到了甜頭,不但提高了良品率,還能追溯到異常的根源。前不久,在看似生產全部正常的情況下,一個新建車間的不良率一直比其他車間高出7個百分點。經過一個月的大數據分析,才發現原因竟出在那批備件上——備件精度相差了零點幾毫米。“若不通過大數據對比,如此小誤差人工根本發現不了。后來,我們對備件進行了調整,很快就將良品率提升了5個百分點。”工業工程部經理王林剛表示,“未來,阿里云在我們新建車間的運用將會更加深入。將會向兩個方向發展,一是設備核心部件的隱形缺陷發現,降低設備維保成本;二是質量趨勢變化的提前判斷,構建更佳的工藝參數與流程,提升良品率,從而讓云的大數據分析更好地服務于我們的智能制造。”
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