【儀表網 儀表企業】作為邁向“制造強國”的主攻方向,過去的兩年時間里,智能制造成了中國制造業領域熱門的詞匯。正泰旗下各產業憑借30多年的深厚制造經驗以及借鑒、吸收先進的制造理念與方法,以“互聯網思維”不斷探索突破、重塑傳統制造業形態, 一大波由正泰出品的“互聯網 ”新制造形態、新發展動力正在形成。
近日,歷時近1年時間全新打造的正泰新能源杭州智能工廠(以下簡稱“杭州智能工廠”)塊光伏組件板下線, 標志著代表當前國內光伏行業高制造水平的組件智能工廠正式進入量產階段。杭州智能工廠基本具備了工業4.0所要求的大部分智能要素,在硬件設備、生產工藝、工業軟件等方面都展現了智能制造的強大動力,開創國內多項光伏組件高制造水平先河。
據正泰新能源晶硅制造事業部副總經理韓瑋智介紹,杭州智能工廠廠房使用面積約4700平方米,引進以及自主集成了全套國產化自動光伏生產設備,在組裝制程中集成使用大型重載機器人,以合理的方式布局整條生產線,車間作業人員從初的三百多人精簡到一百人以內,人員縮減2/3,同時實現產能230MW。
六大“智能元素”集成——“更先進工廠”
智能元素——在線激光二維打碼 通過激光注入的方法,對每一塊組件產品在生產伊始賦予終身識別的二維碼。制造過程中,這個二維碼將作為實現柔性制造的信息載體。在進入每道工序之前,都會有相應的在線掃碼槍對組件進行自動掃描。生產控制系統則根據預先設定好的信息,選擇相應的原材料進行使用,或是切換相應的工藝參數。后續,用戶可通過掃描二維碼,追溯每塊組件制造過程中的原材料、工藝、設備等信息,還可查詢每塊組件的每日發電數據記錄等,實現大數據全程追蹤。
智能元素NO.2——質量異常提前預警 所有設備的異常都不是突然發生的,而是有一個漸變的過程,通過大數據監控的方式,可以從“病癥”源頭抓起,對異常狀態提早預警。杭州智能工廠正逐步對所有設備的關鍵參數安裝傳感器進行24小時全天候的數據采集和監控。比如,對一臺串焊機來說,其中一個重要的設備參數就是機械手的真空度,一旦真空度偏離正常區間,就會放歪片子產生不良品。因此,工廠對該參數進行監控,隨時掌握漸變過程。一旦出現異常,系統將自動發送郵件和短信給負責工程師進行處理,從而提升產品的良率和質量。
智能元素NO.3——柔性制造 依托正泰IT團隊正在自主開發和優化的CCS中央控制系統,杭州智能工廠未來將實現多種不同規格產品的同時生產制造。中央控制系統可以將已有的多個系統進行互聯互通,實現從生產排單、原材料下單采購、制造過程、成品出貨整個環節的全程信息控制和管理。在制造過程中,中央控制系統還可以反向控制每一臺機器。比如在層壓工序,每塊組件掃描二維碼后,系統就會自動分配不同規格的組件到相應設備進行層壓,或隨時切換每臺設備的工藝參數,以匹配不同型號組件的工藝條件。整個過程不僅不需要人工干預,而且可滿足客戶個性化的定制需求,從而實現差異化銷售。
智能元素NO.4—— 工藝結果在線自動全檢及結果的自動判定 傳統的組件工廠,多數工藝結果只能抽檢,部分檢驗手段也是通過人工而非機器。依托先進的制造技術,杭州智能工廠可在制造過程對組件進行更為嚴格的質量控制,將逐步實現八大規定工序的全部自動在線全檢,以及結果的自動判定。以層壓后的交聯度測試為例,正泰合作引入了全自動交聯度測試儀,實現了參數的在線全檢,且測試結果受SPC系統監控,如遇異常情況,MES系統會停止當工段作業,并將立即自動發送郵件或短信給負責工程師處理。
智能元素NO.5——物料運輸無人化 物資搬運往往需要大量的人力。而在杭州智能工廠,通過AGV無人駕駛小車實現了物料運輸無人化,環節便實現了20多人的人力精簡。工廠專門開辟了一塊AGV無人駕駛小車總站,并配有自動充電樁。工廠將所有可能通過的路徑用激光的方式固定好,如果哪臺設備的原材料即將使用完畢,中央控制系統會自動發信息給AGV小車的管理系統,小車系統根據情況會下達指令給一輛AGV小車。接到任務的AGV小車從倉庫拉上原材料,自動運輸到所需設備位置,實現原材料的全自動補給。對于半成品,如果某道工序產生不良品,系統也會自動發信息給小車管理系統,接到任務的AGV小車會把不良品接運到修理間。
智能元素NO.6——透明工廠 杭州智能工廠在整個車間安裝了71個360度旋轉的高清攝像頭,實現了整個工廠無死角覆蓋。所有監控的圖像會上傳到云端,通過安裝專用APP,管理者可以在電腦、PAD、手機等任何終端隨時看到車間里每個角落的動向。未來,杭州智能工廠還計劃引入視頻畫面分析系統和作業人員位置監控系統,每個進入車間的人員衣服都將會植入RFID芯片。通過大數據分析,可指導工廠進一步優化作業路徑和精簡人力。
五大“智能軟件”集成 ——“ 更聰明工廠”
在探索智能制造的道路上,正泰逐步積累并具備了軟硬件方面的多重優勢。硬件方面,正泰擁有智能自動化設備制造子公司;軟件方面,正泰是光伏行業擁有8年以上系統開發和使用經驗的企業。智能制造的核心要素是賦予機器等非人生產要素以“智能化”,使得機器在制造過程中可以擔當指揮者(監管者)的角色,人甚至無需在整個生產過程中做任何監管和干預。杭州智能工廠的內核便是其強大的系統軟件——智能制造集成系統。
智能制造集成系統是一種集自動化、柔性化、集成化和智能化于一體的先進制造模式。其中,MES、SPC、ERP、WMS、CCS等工業軟件是智能制造集成系統的“大腦”和“靈魂”。工業軟件使得傳統機械化、電氣化、自動化的工業裝備具有了數字化、網絡化、智能化特征,是提高光伏組件生產線穩定性,減少人為因素干擾,增強企業自身競爭力的重要途徑。
杭州智能工廠涵蓋智能裝備、工業互聯網(RFID射頻識別、以太網、傳感器等)、工業軟件以及自動化集成與生產線集成。工業互聯網是整個杭州工廠的“智能神經”,通過各種信息采集和感知技術,將生產中的信息轉為數字信號,通過無線傳輸、總線技術、工業以太網等技術將信號傳遞給計算機系統或者展示給操作人員,而后再經過數據分析處理,實施更加和的工業生產操作。
在強大的硬件支撐及精密的軟件集成下,從備料開始,經過自動上玻璃、激光刻碼、自動擺串、自動包裝等整整二十七道工序,終完成入庫,整個過程、可靠、智慧,實現了人與機器、機器與機器間的對話。
產業鏈同步升級——“共同的智能未來”
杭州智能工廠在實現自我優化、智慧升級的同時,也帶動了工廠員工及上下游產業鏈智能裝備和產品的整體升級。據了解,在整個杭州智能工廠建設過程中,產線生產人員及管理人員從以往的單一作業逐步向多技能工和多技能管理人員轉變。以管理人員為例,以往的管理模式主要針對“人”或現實物理設備,現在的管理則重點針對生產數據指標。在關注生產數據的同時,更深層次考慮生產安全及設備安全。
而對于上下游產業鏈的協作方,受益于智能工廠產生的新動能、帶來的新改變,他們也樂于主動跟隨先進、同步升級。比如,杭州智能工廠的玻璃供應商和邊框供應商。在得知杭州智能工廠機械手調試中存在不平整玻璃有掉落風險后,玻璃供應商主動對產品進行改良,在其制造過程中加入轉片臺,大幅提高了玻璃的平整度。此舉不僅在正泰及其他光伏組件生廠商中獲得好評,更使其在其他行業的供貨量大幅增長。
而針對杭州智能工廠使用自動邊框檢測儀器后,更加敏感、及時地發現組件邊框的問題,相關供應商了解后,主動將安裝孔、接地孔、接地標、卯點、漏水孔全部一次性沖壓完成,如此改良不僅提高了生產效率,使得整條生產線變得更加順暢,同時也為協作方積累了適應未來智造趨勢的先行經驗。
下一步,杭州智能工廠將在全自動化的基礎上,利用物聯網、監控可視、數據集成等持續加強信息化管理服務,集智能工具和智能系統于一體,構建、節能、綠色、環保、舒適的人性化工廠,終達到安全環保、優生產、佳效益、高勞動生產率。
正泰新能源副總裁黃海燕表示,正泰新能源一直致力于推進化制造,杭州組件智能工廠在設計過程中充分借鑒和吸收了先進制造經驗,標志著正泰新能源的制造平臺達到了一個新高度。此外,智能制造能夠有效豐富企業在生產過程中的質量管控手段,使得產品獲得更為優異的質量結果。杭州組件智能工廠的建成,標志著正泰新能源的產品質量邁上了一個新臺階。
在當前新舊動力轉換期,杭州智能工廠將持續探索積累智能制造經驗,助推、帶動產業鏈上下游實現整體“智能升級”,為示范先進制造、釋放發展新動能,發揮積極的樣本作用。
(原標題:創新發展理念 正泰全力打造新能源智能工廠)