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打造数字化车间企业案例

来源:本站  作者:匿名  发布:2020/4/6  浏览次数:1062

一、企业简介

    湖南红太阳光电科技有限公司成立于2009年6月,注册资金3.28亿元,是中国电子科技集团有限公司(CETC)重要三级成员单位,是国内领先的光伏新能源先进装备制造、光伏产品规模生产企业。公司位于湖南长沙高新技术产业园,占地321.3亩,年营业额18亿,现有员工600余人。公司前身是中国电子科技集团第四十八研究所产业化基地,建有“省级企业技术中心”,目前公司已建成先进装备及光伏产品的开发和验证平台,凝聚了一批高素质的创新人才队伍,拥有研发人员117人,拥有核心技术知识产权95件,承担国家及省市项目15项,是一家以光伏装备的国产化、智能化为使命,专业从事太阳能光伏装备和系列光伏产品的研发、生产制造与系统集成服务的高新技术企业。是工信部首批《光伏制造行业规范条件》企业、“中国光伏行业创新力100强企业”、“国家智能制造试点示范点企业”、“绿色供应链管理示范企业”。作为湖南省太阳能光伏产业链龙头单位,曾获“国家火炬计划重点高新技术企业”、“中国太阳能光伏设备技术创新奖”、“中国电子信息百强企业”、“全国电子信息行业标杆企业”、“湖南省百强企业”等荣誉称号。

湖南红太阳光电科技有限公司 

图1 湖南红太阳光电科技有限公司

二、企业在智能制造方面的现状

    2016年起,公司积极践行“中国制造2025”行动计划,率先在业内将“智能制造”引入高效电池制造体系研究。利用自主研制的五管低压扩散炉、高产能管式PECVD、全自动测试分选机等高端光伏装备,应用了工业机器人、AGV小车等自动化装备以及工业互联网等新一代信息技术,建设了国内首条高效太阳能电池智能制造示范线及国内自动化、信息化水平最高的高效太阳能电池智能制造数字化车间。车间通过自动化装备实现了制绒清洗、背面钝化、丝网印刷工序的自动插取片、自动上下料和质量在线检测;通过自主研发的智能物料传输系统实现了工序间物料的自动传输和分配,应用工业机器人、AGV小车、输送线、缓存架等多种技术方式,彻底避免人工搬运花篮,实现了工序间的全自动化运行;设备配备了数据采集接口,与MES系统、能源管理系统实现了互联互通。目前,已成功实现量产单晶太阳能电池平均转换效率达>22.5%,制造过程和生产管理达到自动化、信息化、智能化。作为光伏行业智能制造的系统集成商,公司是光伏行业最早掌握高效光伏电池+智能制造整线集成解决方案的厂商。现已掌握高效光伏电池智能制造整线集成解决方案,为行业主流客户提供智能化改造、建设方案,向行业提供降本增效的新思路。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

    1. 项目背景介绍

    1)项目背景

    随着国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视,加快开发利用以光伏发电为代表的可再生能源已成为世界各国的普遍共识和一致行动。光伏发电一直是我们国家重点扶持发展的领域,光伏产业已成为我国少有的在国际上占据主导优势的产业之一。能源随着全球能源短缺和环境问题日益突出,光伏产业作为具有发展前景的可再生能源产业之一,日益受到世界各国的高度重视并快速发展。近年来,我国光伏产业发展迅速,成为能够同步参与国际竞争并取得优势的产业之一。近几年,我国光伏产品出货量、光伏发电新增装机及累计装机容量均为世界第一,未来市场前景巨大,这就对光伏发电中起到决定性作用的光伏电池提出了越来越高的要求。

    按照最新发布的国际光伏技术路线图,高效光伏电池会逐步取代常规电池,占据市场的主要地位,尤其是背面钝化电池(Passivated Emitter and Rear Cell,简称PERC 电池),具有转换效率高、量产成本降低等优点,未来三年,在光伏市场份额将超过60%,市场规模在600 亿元以上。目前,光伏电池制造车间生产过程的自动化、信息化程度不高,工艺过程管控乏力,产品良率有待提升,高效光伏电池关键工艺设备主要依赖进口的状态急需改变。

    可见,传统的光伏电池车间工艺装备、产品制造过程管理等已不能适应光伏产业的快速发展。为满足光伏发电平价上网对技术发展和成本控制的迫切需求,以高效光伏电池制造自动化、数字化、网络化、智能化为抓手,从装备、工艺、制造、检验、物流等环节探索光伏电池智能制造应用,已成为行业升级发展的必然要求。

    2)项目目标

    本项目针对光伏电池制造提质增效和转型升级的迫切需求,围绕光伏电池产品设计、工艺、生产制造、检测、物流及仓储等产品全生命周期的主要过程,以提升智能制造核心装备、短板装备的创新能力和完善工业互联网网络体系建设为抓手,形成一系列自主安全可控的智能制造装备、制造执行系统(ManufacturingExecution System,简称MES)、仓储管理系统(Warehouse Management System,简称WMS)等软件系统;基于园区现有厂房及外围配套设施,建设高效PERC电池智能制造数字化车间,实现提高生产效率、降低运营成本、缩短产品研制周期、降低产品不良品率、降低单位产值能耗的目的,实现车间产品设计、工艺、制造、检测、物流、管理等各环节智能化。总结和探索高效光伏电池智能制造新模式,掌握高效电池智能制造整体解决方案,并向行业内推广应用,推动光伏行业降本增效、转型升级,助力能源供给侧结构性改革。

    2. 项目实施与应用情况详细介绍

    新一代高效光伏电池智能制造新模式应用项目建设内容包括:数字化车间总体设计、高效PERC电池关键短板装备研制、智能生产线检测系统研发,数据采集控制网络系统、数字化车间智能管控系统以及数字化车间物流配送系统建设等。

    光伏电池智能制造数字化车间具体建设包括五个层面内容:

    (1)数字化车间装备层面,开展平板PECVD等关键短板装备研制和减压扩散炉、大口径管式PECVD等关键装备智能化升级,创新应用工业机器人、AGV小车、智能传感器、电子标签、在线无损检测等智能化装备。

    (2)数字化车间设备互联层面,构建面向光伏电池生产线、在线检测系统、物流传输系统、管理终端等设备互联互通网络及数据采集系统。

    (3)数字化车间管理层面,建设制造执行系统(MES)、仓储管理系统(WMS)、能源管理及厂务监控等系统,管理光伏电池制造过程中的计划、生产、质量、设备、人力、物料、成本等业务对象,并与计划层和控制层进行信息交互,实现精益制造。

    (4)系统集成层面,基于工厂模型和总线技术,实现数据集成、流程集成、门户集成。解决异构系统互连、跨部门业务协作等问题。MES、WMS、ERP等业务系统之间高效协同与集成。构建信息安全防护体系,保护企业信息安全。

    (5)决策支持层面,建设智能管控中心,实现流程可视化、3D可视化、移动可视化;基于工业互联网数据平台,开展数据挖掘分析、设备智能运维、工艺优化、质量改进探索。

    项目具体从数字化车间总体规划设计、关键装备研制、智能制造核心技术装备集成应用、工业互联网建设以及全流程管控系统建设与集成等方面具体阐述项目实施完成情况。

    1)光伏电池数字化车间总体规划设计

    项目基于现有厂房和相关基建设施基础,进行高效PERC电池数字化车间总体规划设计,针对高效PERC电池工艺流程和生产需求,结合智能制造数字化车间建设方案,对车间工艺流程、设备配置和生产节拍、工艺布局及物流设计等进行了详细设计和论证,最终完成了光伏电池数字化车间总体设计,并基于该总体设计成功完成了光伏电池数字化车间建设。

    本项目通过运用模拟仿真软件,在数字虚拟环境中,构建了数字化模型,开展了生产过程仿真、物流仿真、工厂布局仿真和优化,提升了工厂规划布局的合理性;通过对平板PECVD、扩散炉等智能装备产品结构建模仿真分析,有效提升设备结构设计合理性、可制造和可维护性;通过对PERC电池工艺建模和掺杂及膜层结构仿真,提前熟悉了工艺原理和工艺过程。通过数字化建模仿真,提升了车间规划的合理性和可行性,加快了车间设计速度,优化了车间设计性能,为车间成功建设投产,奠定了坚实的基础。

高效PERC电池智能车间虚拟建模 

图2 高效PERC电池智能车间虚拟建模

    2)核心装备研制

    项目研制出了具有国际先进水平的平板式PECVD设备。通过动态均匀气流场控制,保证工艺气体分布和混合均匀性,在一次进料的同一硅片上制备出致密、均匀、性能优良的三氧化二铝和氮化硅钝化膜。产品的一致性高,设备产能达3400片/h以上。

    项目在远程等离子体放电、大载板真空传送、快速真空与常压切换以及大面积均匀成膜工艺等方面,开展关键技术攻关,突破技术瓶颈,成功研制出产业化装备,设备性能及技术指标达到国外同等水平。解决了设备稳定性、镀膜厚度均匀性、镀膜钝化效果、设备产能等系列性关键问题。项目自主开发的平板式PECVD装备的技术指标达到国内先进水平,设备运行稳定,产能达到4138片/时。

平板式PECVD智能装备实物图 

图3 平板式PECVD智能装备实物图

    经现场验证,设备产能、硅片镀膜质量等技术指标达到预期设计要求,并实现长时间稳定运行。具体技术指标经过第三方检测机构检测,已经科技成果鉴定,整机技术达到国际先进水平,其微波等离子体技术达到国际领先水平。

    3)智能制造核心技术装备集成应用

    (1)工艺装备智能化

    工艺装备智能化主要针对管式PECVD/减压扩散炉两种光伏电池制备核心装备,完成设备内信息采集传感器布置,完成设备自动上下料集成、工艺设备和智能生产线对接、设备网格化以及可优化系统构建等方面内容,实现可实时收集设备运行情况的信息,硅片无人化插取、镀膜质量在线监测、工艺数据自动上传、工艺自动优化等功能,PECVD工艺设备和现有的电池片生产线的智能对接。

    (2)在线无损检测系统:市场对光伏电池产品的品质要求越来越高,要求按照外观颜色、电池转换效率等级进行细分,以满足封装组装工厂的要求。同时因为硅片易碎,探针接触式的测试方式,制程中将增加硅片隐性破片的风险。传统检测设备多采用接触式、离线、抽检工作方式来实现电池外观检测和分档,存在数据实时性差、漏检率高等问题。本项目在入料检测、扩散工序、电池片分选环节应用多种检测功能的智能化测试分选设备以及在线无损监测系统,构建过程产品工艺和品质监控点,对产品制程进行过程管控,实现光伏电池外观和电性能在线自动检测和分档。目前应用在线无损检测系统,实现在线全检,完全解决了漏检问题。

EL检测档位分布 

图4 EL检测档位分布

SPC分析 

图5 SPC分析

    (3)基于RFID的物料追踪系统

    按照光伏电池工艺流程,整个制程需要进行一系列的化学腐蚀、高温加工、镀膜等物理和化学过程,且硅片脆薄易碎,单独标识困难。项目选取100片花篮盒作为标准载具及追溯载体,在花篮盒两侧安装定制的耐高温、耐腐蚀的RFID标签,并开发出了传感、识别及解析系统,在行业内首次实现了电池片生产全流程过程跟踪和追溯。

    (5)车间智能物流系统

    项目以制程工艺设备为核心,应用六轴及桁架机器人、AGV小车、输送线及自动化设备等,建成了连接所有工艺设备、测试设备的物料智能化传输系统,解决了过去硅片插取、花篮搬运全部依赖人工的问题,实现车间设备、人、信息系统的互联和互通。仓储系统在完成公司层面的WMS系统建设基础上,针对PERC高效电池片生产的成品仓库,通过开发与WMS系统配套的AGV物流调度系统,实现车间仓库基础数据管理、出入库管理、盘点、查询等管理过程信息化。

  车间智能物流系统 车间智能物流系统 

车间智能物流系统 车间智能物流系统 

图6 车间智能物流系统

    针对过去在插取片和工序间搬运等简单重复劳动需要消耗大量的人力的情况,综合运用六轴工业机器人、桁架机械手对花篮进行搬运,运用AGV小车、花篮托盘、缓存站点、传输线实现工序间花篮的流转和缓存(详见下图的车间布局图);通过智能调度中心完成各工序之间物料传送的调度,保证各工序的生产节拍稳定高效运转。智能调度中心是整个车间物流系统的核心,主要用于各个工序间AGV小车物料传送的调度,保证各工序的生产节拍稳定高效运转。运用系统后减少了车间生产人员70%以上,杜绝了人工误操作与人为原因碎片,实现了与车间信息系统互联互通,实现了车间传输智能化、高效化,对关键工艺环节的改善提升都提供了有利的技术支撑。

    4)工业互联网建设

    本项目在装备智能控制、运营优化和生产组织方式的变革中,运用了对生产数据的全面深度感知、实时传输交换、快速计算和高级建模分析等方法。在工业互联网建设的过程中,是以各设备、系统之间网络互联为基础来实现。

    本项目的工业互联网建设从“网络”、“数据”、“安全”三方面着手,进行了现场级、工厂级、企业级共三级划分,包括总线网络、以太网以及无线网络,并通过专线连接外部网络。

    本项目还进行了企业级数据管理与计算平台的建设,对生产过程以及设备进行数据采集、存储,并利用该数据进行分析,挖掘数据潜在价值,提高生产效率,解决生产问题,提供决策支持等。

    在工业安全防护体系的建设过程中,以工业安全隔离网关、工业防火墙、工业安全管理平台为依托,采用了分层、分域的隔离和边界防护的思路,确保了设备安全、应用安全以及数据安全。

    5)全流程管控系统建设与集成

    本项目中所建设的全流程管控系统,是以流程化、体系化思维,以实现数字化车间以及智能工厂为长远目标而进行规划和设计的。

    本项目通过工业控制软件、业务管理软件、数据管理软件三项工业软件支撑产线全流程管控系统,通过横向与纵向数据延伸,最终完成系统间的集成以及互联互通的相关建设任务,实现了对生产全过程系统的管控。三项工业软件具体涵盖内容如下: 

表 1 三项工业软件及建设系统

工业软件类别 工业软件涵盖系统
工业控制软件 SCADA数据采集系统
业务管理软件 MES系统、WMS系统、EMS能源管理系统、综合可视化平台
数据管理软件 系统集成与互联互通、数据分析与智能决策等数据管理软件

    在全流程管控系统的建设过程中,以生产过程要素数据全程抓取为底层基础,以过程智能管理为处理手段,以透明化管理为最终目标,从而构建了整体的智能制造业务架构综合体系。该体系的确立,从根本上把握了项目的建设方向,并最终顺利的完成了该全流程管控系统的建设与集成。

    (1)SCADA数据采集系统建设

    本项目所建设的SCADA系统,针对光伏电池生产工艺特点,采用了分布式系统架构,实现光伏制造车间对数据进行采集、存储、传输、转发以及应用的目标。数据的采集建设是全流程管控系统建设以及公司实现管理透明化、信息化的关键步骤之一,并为智能制造的实现打下了坚实的基础。系统整体采用了自顶向下的设计,实现了对数据模型和业务模型的抽象。系统对生产车间设备数据、工艺数据、生产数据、能耗数据、厂务系统数据进行了集中采集,并把采集的数据通过webservice接口传输至了MES系统、能源管理系统以及综合可视化系统,实现了数据的跨系统、全流程贯通。

 SCADA数据采集系统建设 

图7 SCADA数据采集系统建设

    工业采集网关负责实现对底层设备、系统的数据接入。系统通过对每个工艺段设备数据的采集,将设备在生产过程中的信息:设备运行状态(开关机、空闲)、运行时间数据、生产过程数据、产量数据等,进行了集中的采集和处理,从而实现了对数据的调度以及对过程的监控。

  • 数据采集监控全覆盖

    SCADA数据采集与监控系统对生产线设备控制器及控制软件进行通讯采集,对整个生产过程以及设备状态进行集中管控,对车间底层设备以及视频设备进行数据采集,汇总至数据平台,实现了数据调度、过程监控、设备远程操作等目标。

  • 数据多维度分析对比,提高应用分析效率

    工程师根据趋势曲线对设备未来情况进行预测、进行故障分析、工况对比等操作。有利于技术人员和管理人员对工艺参数及生产管理及时做出调整,确保生产效率、产品性能在限定的范围内波动。

  • 基于报警管理优化生产过程与管控

    利用报警数据进行辅助决策功能的开发,对报警数据进行分析,寻找过程短板,对提出改进建议,进行风险提醒和有效干预,确保制程稳定和高效。对预警值的设置,对过程影响要素进行分解并赋值,实际上是从人、机、料、法、环、测等出发,建立工艺、设备、质量、条件保障等方面重点监控点的正常运行标准的过程,实现对重点监控指标项的精细化管理。

    (2)MES制造执行系统建设

    MES系统是全流程管控系统中至关重要的一环,该MES系统围绕计划、实时、历史三个层次进行了建设,计划是制定的生产流程计划,实时是对计划的执行情况进行追踪,历史是对整个生产过程信息进行追溯。通过对生产过程中的设备、人员、物资实现精细化、精准化、精益化管理,最终达成生产管理过程化、生产过程协同化、决策支持智能化的智能制造目标。

    通过MES系统的实施,可以实时对电池片生产过程进行多维度的管理,使得生产过程透明化、高效化,事前预防和事中控制结合,车间精益化管理能力大幅提升,带来生产效率、良率提升。

    系统实现了无纸化办公体验,以往通过纸质记录统计,现通过MES系统进行自动和人工录入的方式进行收集,并用信息化系统进行数据存储,可存储多年历史记录,便于经验和知识的积累,为数据分析提供依据;并与ERP、WMS等系统集成,有利于业务流程的梳理和改善,快速给出问题解决建议。将生产部门的所有人员纳入系统,全部以MES系统的数据作为生产依据,提高了生产效率,数据的准确性、及时性得到了保证,实现无纸化生产管理模式。

质量数据录入界面 

图8 质量数据录入界面

  •     通过SPC过程质量分析,改进产品品质

    MES系统实现了完整的SPC统计分析,利用数理统计原理,通过检测资料的收集和分析,达到了“事前预防”的效果,从而有效控制生产过程、不断改进品质。

  •     报表统计展示,减少人工统计

    MES系统实现了独立的可自主开发的报表开发平台,管理员可以控制报表数据的查看权限,可配置数据库的连接,维护数据源,也可对数据报表的各类参数进行管理,为企业的各业务部门提供数据查询和报表支撑。

  •    分级权限管理,权责明确,提高工作效率

    MES系统实现了用户信息、权限的系统管理。为不同用户分配了不同的权限,达到了个性化配置的效果。

    对工艺、物料、设备的精细化管理,将工艺信息、设备, , 信息、物料信息都进行了精细化的分类管理,使整个生产制造执行过程达到了精细化管理的效果。

  •     通过设备管理,提高设备运维效率

    MES系统实时记录设备的台账信息。对现场所有的设备做管理,记录设备的生命周期、使用周期、保养周期、点检周期、维修记录等信息,提供设备的稼动率、设备实时状态,让设备的全生命周期和设备的实时信息以最直观的形式展现在管理人员面前,便于管理人员对设备做计划和管理,提供设备的使用效率,减少人工统计时间40%。

  •      生产数据共享,提升数据价值

    对车间所有的设备建立了规范的接口标准,并通过SCADA系统实时采集各工序生产和质检设备的参数数据,同时自动转入到MES系统的应用中,实现了与MES系统的无缝衔接。

    MES系统搭建了生产信息一体化平台,在企业内部建立统一的信息化标准模型。所有的数据流转都通过生产加工数据信息存储中心进行交互,把生产相关的各种资源信息都建立在一个统一的平台中,为企业建立一个内容丰富、信息明确的数据仓库。

    通过对生产过程中沉淀的信息资源进行搜集、整合、深度挖掘与应用,借助大数据分析技术,洞察生产过程中存在的隐患和问题,并总结业务过程内在发生规律,达到了辅助生产优化决策的效果。

    (3)WMS仓储管理系统建设

    本项目中的WMS系统,将MES以及ERP进行了互联,实现生产、成本、管理等多维度的紧密联系。WMS系统应用条码和自动识别技术,对仓库物料、流程和空间进行统一的管理,最终实现了批次管理、快速出入库和动态盘点等功能。

    WMS的成功应用,帮助仓储物流管理人员实现了对物质的入库、出库、移动、盘点、配料等操作的全面控制和管理,并有效利用仓库的存储空间,提高了仓库的仓储能力。在物料的使用方面,系统遵循先进先出的管理原则,以数字化的手段提高了企业仓库存储空间的利用率及企业物料管理的质量和效率。

    (4)EMS能源管理系统建设

    本项目中的EMS系统,主要对车间重点耗能设备及外围水、电、气等能源介质统一管理,将消耗能源的实际指标与能源成本的预算、计划指标进行对比,考核能源节约目标的完成情况、评价成本管理系统的实效,通过加强精细化、动态化管理,从管理角度辅助节能。

能源管理 

图9 能源管理

污水工艺 

图10 污水工艺

  • 以对标分析为技术手段,实现节能降耗

    对标先进,通过能源对比分析、能源成本分析、能源总览,能源报表等技术手段,进行多维度的分析,挖掘能源数据的潜在价值。通过数据的对标,核查企业关键能耗设备的耗能情况,通过关键设备的工艺维护保养,数据监测,管理节能等手段以降低工艺整体能源消耗。

  • 加强能源考核,提高能源的利用效率

    利用能耗限额对标功能发现能源利用过程中的问题,监控重点耗能设备,量化工艺段耗能,指导工序节能方向,并从中寻求节能减排的措施。

    (5)综合可视化平台建设

    本项目综合可视化平台建设通过统一的界面让不同角色的人能够获取其需要的准确信息,协助使用者及时发现问题,缩短解决问题的时间,对进程有可追溯的进度报告。

  • 以流程可视化,实现生产全流程管控

    以系统流程图的方式实时监控生产线参数,对整个生产过程进行直观的把控。系统将车间生产线工艺设备(制绒、扩散、二次清洗、管式PECVD、平板PECVD、激光消融、丝网印刷、效率分选、机器人等)、电池车间外围厂务辅助设备、车间环境监测仪表等实时数据进行采集后,并以图形化界面呈现,流程可视化实现了对生产工艺设备状态数据、工艺数据、质量数据、产量数据等进行实时监测及预警;对厂务辅助设备状态数据、工艺数据进行实时监测与预警;对车间温湿度环境数据进行实时监测与预警。

    流程可视化通过对设备故障信息、维护信息等参数监测,有效分析判断设备使用效率以及设备生命周期,对生产及运维带来便利。结合MES系统与EMS系统数据来源,把控原料以及公用工程用量实现物料平衡,提高产品能源利用效率的效果。

  •  以三维可视化,方便展示和巡检

    三维可视化的实现,方便管理者从多个角度了解的生产全貌,提供如临现场般的实地体验。管理人员能够借由该功能及时、准确发现问题,并快速进行处理和跟踪,使生产更加透明化、实时化、可视化与协同化。

    以三维监控的方式将整个工厂、车间、产线进行展现,可以实现车间的快速定位,设备的快速定位以及综合数据的快速查询;实现车间设备、工艺、数据相结合的三维展现效果,实现车间虚拟现实呈现。

制绒工序 

图11 制绒工序

退火工序 

图12 退火工序

  • 以移动可视化,满足跨越时空限制的管理需要

    移动可视化平台的开发,实现跨区域产线工作状态查看、异常消息推送、移动巡检、移动办公,打破了传统生产管理过程中地域因素对生产管理的限制,使管理人员能够更加及时、准确地了解整个生产过程状态,快速定位和处理生产问题,提高效率。

  移动可视化 移动可视化 

图13 移动可视化

    通过微信、APP实时推送生产数据,监控设备及能耗实时状态及数据;实现PC端功能向移动端的有效移植,通过移动端,可以查询设备的能源数据、运维数据和报警数据。

    (6)系统集成与互联互通

    本项目中的系统集成所完成的任务是将各个分离的设备、软件系统和信息等集成到相互关联、统一协调的系统中,使资源充分的利用与共享,实现了集中、高效、便利的管理目标。

    系统集成在实现过程中采用网络集成、软件集成、功能集成等多种集成技术,从而完成了对系统间的互连与互操作,并采用多厂商、多协议和面向各种应用的架构,对各类设备、子系统、协议、系统平台、应用软件等内容的集成进行了强有力的支持。系统集成以及互联互通的建设主要包括现场设备与控制系统集成、现场数据与生产管理系统的集成、MES和ERP的集成等内容。

信息集成框架 

图14 信息集成框架

    系统互联接口为各个系统间的互联互通提供了基础,实现了生产数据在各个系统之间的关联,明确数据的来源和路径,确保相关独立业务功能在所选系统中实现逻辑的完整性、可追溯性,最终达到了对生产数据的综合利用,提高了管理效率的效果。

总生产驾驶舱 

图15 总生产驾驶舱

    (7)数据分析与智能决策探索

    本项目基于工业数据平台,进行数据提取、分析,开展智能化应用探索,通过对生产过程大量数据的分析和处理,形成合理预测。本项目主要从工艺、设备、质量三个方面开展智能化应用探索,其中质量部分的内容与工艺及设备紧密关联。

智能决策示意图 

图16 智能决策示意图

    系统对各类数据(如设备、原辅材料、工艺质量、环境)进行自动评估,并自动调取工艺设备专家系统工艺数据对相应设备的工艺曲线进行微调指导。

3. 效益分析

    1)项目所取得的显性效益

    (1)直接经济效益

    本项目在核心智能装备、短板装备、智能制造整线解决方案、高效电池产品等方面的产品和解决方案已成功推向市场。截止2019年12月底,智能设备、高效PERC电池产品以及智能制造解决方案均已成功向市场推广应用,并累计形成销售收入超过16亿元,面向行业提供高效光伏电池片智能制造整体解决方案销售收入851.97万元。

    项目实施后,项目团队通过“抽象化、标准化、模块化、系统化”的指导思想积极总结经验教训,整理优化解决方案,形成了较为完善的可直接复制推广的高效光伏电池智能制造解决方案。并通过行业学术论坛、展会、推介会、技术交流、客户拜访等多种渠道与光伏行业和智能制造产业同行进行方案研讨与应用推广。多次参加中国长沙智能制造大会、南京世界智能制造大会、SNEC展会、CSPV论坛、中国光伏行业协会论坛、亚洲光伏协会高峰论坛、湖南省智能制造推介大会、公司新产品推介会等会议和论坛,重点介绍和推介公司在高效光伏电池智能制造方面的经验教训和解决方案,并得到各界人士的高度认可。目前已与隆基、通威、正泰、东磁、力诺等诸多行业知名企业开展了智能制造项目合作,成为了光伏电池智能制造领跑者。

    2)项目所取得的隐性效益

  • 打破光伏装备制备国外垄断格局,替代进口。

    通过掌握短板装备关键技术,成功研制平板PECVD设备并推广应用,提高国产高端光伏装备的制造能力,打破光伏装备制备国外垄断格局,实现国产装备替代进口。

  • 形成行业智能制造示范,带动行业转型升级。

    通过项目建设,成功掌握新一代光伏电池智能制造数字化车间的解决方案,并向行业推广应用,带动光伏上下游企业智能化升级,形成示范带动作用,促进光伏行业智能制造模式的转型升级。

  • 智能制造人才建设。

    通过项目建设,组建了一百余人的智能制造团队,其中培养了高水平先进光伏装备、电池工艺研发、工业软件和整体解决方案的科技人才累计达85人,组建专业的智能制造研发团队23人,形成了光伏智能制造领域的先锋队伍,打造国家光伏产业的升级换代和可持续的中坚力量,不断向行业输出智能制造专业服务。

 

 

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