帅呆了!正泰竟建了一个会“思考”的工厂

正泰2019-01-15 14:59:39


→ 2010年开始,美国相继公布了重振制造业框架,启动“先进制造业伙伴计划”、“先进制造业国家战略计划”,推进国家版的“再工业化”战略;
→ 2013年,德国在汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”,并上升为德国国家级战略;
→ 2015年,《中国制造2025》由国务院正式发布,这是我国为实现“从制造业大国向强国转变,缩短在高端领域与国际差距”的“三个10年”战略中的第一步,以两化深度融合为主线,以智能制造为主攻方向。
作为迈向“制造强国”的主攻方向,过去的两年时间里,智能制造成了中国制造业领域最热门的词汇。正泰旗下各产业凭借30多年的深厚制造经验以及借鉴、吸收国际先进的制造理念与方法,以“互联网思维”不断探索突破、重塑传统制造业形态,一大波由正泰出品的“互联网+”新制造形态、新发展动力正在形成
近日,历时近1年时间全新打造的正泰新能源杭州智能工厂(以下简称“杭州智能工厂”)第一块光伏组件板下线,标志着代表当前国内光伏行业最高制造水平的组件智能工厂正式进入量产阶段。杭州智能工厂基本具备了工业4.0所要求的大部分智能要素,在硬件设备、生产工艺、工业软件等方面都展现了智能制造的强大动力,开创国内多项光伏组件最高制造水平先河。
据正泰新能源晶硅制造事业部副总经理韩玮智介绍,杭州智能工厂厂房使用面积约4700平方米,引进以及自主集成了全套国产化自动光伏生产设备,在组装制程中集成使用大型重载机器人,以最合理的方式布局整条生产线,车间作业人员从最初的三百多人精简到一百人以内,人员缩减2/3,同时实现产能230MW。
六大“智能元素”集成
——“更先进工厂”

 智能元素NO.1——在线激光二维打码
通过激光注入的方法,对每一块组件产品在生产伊始赋予终身唯一识别的二维码。制造过程中,这个二维码将作为实现柔性制造的信息载体。在进入每道工序之前,都会有相应的在线扫码枪对组件进行自动扫描。生产控制系统则根据预先设定好的信息,选择相应的原材料进行使用,或是切换相应的工艺参数。后续,用户可通过扫描二维码,追溯每块组件制造过程中的原材料、工艺、设备等信息,还可查询每块组件的每日发电数据记录等,实现大数据全程追踪。

  智能元素NO.2——质量异常提前预警
所有设备的异常都不是突然发生的,而是有一个渐变的过程,通过大数据监控的方式,可以从“病症”源头抓起,对异常状态提早预警。杭州智能工厂正逐步对所有设备的关键参数安装传感器进行24小时全天候的数据采集和监控。比如,对一台串焊机来说,其中一个重要的设备参数就是机械手的真空度,一旦真空度偏离正常区间,就会放歪片子产生不良品。因此,工厂对该参数进行监控,随时掌握渐变过程。一旦出现异常,系统将自动发送邮件和短信给负责工程师进行处理,从而提升产品的良率和质量。

 智能元素NO.3——柔性制造
依托正泰IT团队正在自主开发和优化的CCS中央控制系统,杭州智能工厂未来将实现多种不同规格产品的同时生产制造。中央控制系统可以将已有的多个系统进行互联互通,实现从生产排单、原材料下单采购、制造过程、成品出货整个环节的全程信息控制和管理。在制造过程中,中央控制系统还可以反向控制每一台机器。比如在层压工序,每块组件扫描二维码后,系统就会自动分配不同规格的组件到相应设备进行层压,或随时切换每台设备的工艺参数,以匹配不同型号组件的工艺条件。整个过程不仅不需要人工干预,而且可满足客户个性化的定制需求,从而实现差异化销售。
 
  智能元素NO.4——
  工艺结果在线自动全检及结果的自动判定
传统的组件工厂,多数工艺结果只能抽检,部分检验手段也是通过人工而非机器。依托先进的制造技术,杭州智能工厂可在制造过程对组件进行更为严格的质量控制,将逐步实现八大规定工序的全部自动在线全检,以及结果的自动判定。以层压后的交联度测试为例,正泰合作引入了全自动交联度测试仪,实现了参数的在线全检,且测试结果受SPC系统监控,如遇异常情况,MES系统会停止当工段作业,并将立即自动发送邮件或短信给负责工程师处理。

  智能元素NO.5——物料运输无人化
物资搬运往往需要大量的人力。而在杭州智能工厂,通过AGV无人驾驶小车实现了物料运输无人化,仅此环节便实现了20多人的人力精简。工厂专门开辟了一块AGV无人驾驶小车总站,并配有自动充电桩。工厂将所有可能通过的路径用激光的方式固定好,如果哪台设备的原材料即将使用完毕,中央控制系统会自动发信息给AGV小车的管理系统,小车系统根据情况会下达指令给一辆AGV小车。接到任务的AGV小车从仓库拉上原材料,自动运输到所需设备位置,实现原材料的全自动补给。对于半成品,如果某道工序产生不良品,系统也会自动发信息给小车管理系统,接到任务的AGV小车会把不良品接运到修理间。

  智能元素NO.6——透明工厂
杭州智能工厂在整个车间安装了71个360度旋转的高清摄像头,实现了整个工厂无死角覆盖。所有监控的图像会上传到云端,通过安装专用APP,管理者可以在电脑、PAD、手机等任何终端随时看到车间里每个角落的动向。未来,杭州智能工厂还计划引入视频画面分析系统和作业人员位置监控系统,每个进入车间的人员衣服都将会植入RFID芯片。通过大数据分析,可指导工厂进一步优化作业路径和精简人力。

五大“智能软件”集成
——“更聪明工厂”
在探索智能制造的道路上,正泰逐步积累并具备了软硬件方面的多重优势。硬件方面,正泰拥有高端智能自动化设备制造子公司;软件方面,正泰是光伏行业首家拥有8年以上系统开发和使用经验的企业。智能制造的核心要素是赋予机器等非人生产要素以“智能化”,使得机器在制造过程中可以担当指挥者(监管者)的角色,人甚至无需在整个生产过程中做任何监管和干预。杭州智能工厂的内核便是其强大的系统软件——智能制造集成系统。
智能制造集成系统是一种集自动化、柔性化、集成化和智能化于一体的先进制造模式。其中,MES、SPC、ERP、WMS、CCS等工业软件是智能制造集成系统的“大脑”和“灵魂”。工业软件使得传统机械化、电气化、自动化的工业装备具有了数字化、网络化、智能化特征,是提高光伏组件生产线稳定性,减少人为因素干扰,增强企业自身竞争力的重要途径。
杭州智能工厂涵盖智能装备、工业互联网(RFID射频识别、以太网、传感器等)、工业软件以及自动化集成与生产线集成。工业互联网是整个杭州工厂的“智能神经”,通过各种信息采集和感知技术,将生产中的信息转为数字信号,通过无线传输、总线技术、工业以太网等技术将信号传递给计算机系统或者展示给操作人员,而后再经过数据分析处理,实施更加精确和高效的工业生产操作。
在强大的硬件支撑及精密的软件集成下,从备料开始,经过自动上玻璃、激光刻码、自动摆串、自动包装等整整二十七道工序,最终完成入库,整个过程高效、可靠、智慧,实现了人与机器、机器与机器间的高效对话
 
产业链同步升级
——“共同的智能未来”
杭州智能工厂在实现自我优化、智慧升级的同时,也带动了工厂员工及上下游产业链智能装备和产品的整体升级据了解,在整个杭州智能工厂建设过程中,产线生产人员及管理人员从以往的单一作业逐步向多技能工和多技能管理人员转变。以管理人员为例,以往的管理模式主要针对“人”或现实物理设备,现在的管理则重点针对生产数据指标。在关注生产数据的同时,更深层次考虑生产安全及设备安全。
而对于上下游产业链的协作方,受益于智能工厂产生的新动能、带来的新改变,他们也乐于主动跟随先进、率先同步升级。比如,杭州智能工厂的玻璃供应商和边框供应商。在得知杭州智能工厂机械手调试中存在不平整玻璃有掉落风险后,玻璃供应商主动对产品进行改良,在其制造过程中加入转片台,大幅提高了玻璃的平整度。此举不仅在正泰及其他光伏组件生厂商中获得好评,更使其在其他行业的供货量大幅增长。
 而针对杭州智能工厂使用自动边框检测仪器后,更加敏感、及时地发现组件边框的问题,相关供应商了解后,主动将安装孔、接地孔、接地标、卯点、漏水孔全部一次性冲压完成,如此改良不仅提高了生产效率,使得整条生产线变得更加顺畅,同时也为协作方积累了适应未来智造趋势的先行经验。
下一步,杭州智能工厂将在全自动化的基础上,利用物联网、监控可视、数据集成等持续加强信息化管理服务,集智能工具和智能系统于一体,构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂,最终达到安全环保、最优生产、最佳效益、最高劳动生产率。
正泰新能源副总裁黄海燕表示,正泰新能源一直致力于推进全球化制造,杭州组件智能工厂在设计过程中充分借鉴和吸收了全球先进制造经验,标志着正泰新能源的制造平台达到了一个新高度。此外,智能制造能够有效丰富企业在生产过程中的质量管控手段,使得产品获得更为优异的质量结果。杭州组件智能工厂的建成,标志着正泰新能源的产品质量迈上了一个新台阶
在当前新旧动力转换期,杭州智能工厂将持续探索积累智能制造经验,助推、带动产业链上下游实现整体“智能升级”,为示范先进制造、释放发展新动能,发挥积极的样本作用。

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