上一篇文章,漢思討論了中國光伏行業(yè)世界第一的地位,并且處于高速發(fā)展的階段。
光伏拉晶生產,屬于流程和離散的混合生產模式,與漢思廣泛的流程和離散的項目背景相契合。
漢思針對光伏行業(yè)的產業(yè)鏈及拉晶生產的工藝做了介紹,也針對光伏拉晶生產清洗車間的數字化的需求及解決方案做了討論,可參考往期的文章:
今天漢思接著來討論拉晶生產最主要的生產車間--拉晶車間的數字化需求及解決方案。
拉晶車間的主要流程,就是將硅料放入拉晶爐,經過高溫融化,引晶,拉晶,最后生產出硅晶毛棒,毛棒生產出來,待冷卻、檢測后送往機加車間進行切斷、切方和拋光等作業(yè)。
圖-拉晶生產過程
拉晶車間,主要用到的設備是拉晶爐。
在拉晶爐里,需要實現對拉晶過程各個階段的溫度、壓力、氣體等數據采集和控制,這些采集,一般是在拉晶爐旁邊的工控機進行控制。
圖-拉晶爐內部結構
在拉晶生產的過程中,除了首爐加料,過程中還會需要二到三次的加料,即RCZ加料,RCZ加料時,需要獲取爐臺的信息,計算加料量,以便提前通知清洗車間進行備料。
化料、引晶、拉晶、收尾等生產過程,主要是發(fā)生在拉晶爐內。主要的生產過程包括:
物料的準備、熱場、設備的點檢、14大件的拆裝等
關注過程的數據,出現斷線異常進行記錄,依據需要進行RCZ加料等
及時取棒,送棒,以及對毛棒各參數的檢測等
拉晶生產過程主要發(fā)生拉晶爐內,具體的生產過程無法直觀的看到,只能利用SCADA系統,從工控機內了解相關的參數進行判斷。
而SCADA系統,多為單機系統,無法進行備料、異常反饋、加料和取棒的協同。
所以需要拉晶車間的生產人員進行巡線,或者依據經驗確認各個拉晶爐的生產進度,何時需要加料,何時需要取棒等,生產不透明,生產信息無法及時的傳遞。
另外,部分拉晶生產工廠,仍然采用大量的紙質記錄,無法與ERP系統集成。
拉晶車間的叫料或取棒、送棒的通知,多通過電話進行溝通,現場環(huán)境噪聲較大,常造成電話漏接或者溝通困難等情況。
基于以上情況,急需采用數字化手段,引入MES系統,將各拉晶爐的SCADA系統數據采集上來,使生產人員可以全面了解各個拉晶爐的生產情況。
同時拉通生產各個環(huán)節(jié)的數據,使生產透明化,各個車間的生產人員,可以依據系統的通知,有條不紊的進行各項操作。
為了滿足拉晶車間的數字化需求,需要將生產過程中的人、機、料、法的數據協同起來。
人是生產中的主體,人需要實時了解設備、物料和工藝數據的情況,以便進行下一步的操作。
因為人是移動的,需要利用PDA等移動端,實時接收到各項需求信息、操作指示和報警信息。
機主要是拉晶爐設備的各項參數,報警信息,MES系統需要與SCADA系統進行集成,讀取相關的信息,并進行判斷,以及生成下一步動作的指令。
另外,“機”也包含了加料器,送料車的庫存和狀態(tài)等數據。
料主要是指拉晶爐內原料的情況,以及何時需要加料,何時需要取棒等信息。
法主要是指拉晶的一些生產工藝,摻雜劑的使用等。
MES系統需要根據實際的業(yè)務流程,整合以上信息,將人、機、料、法的數據整合起來,使這些數據隨著業(yè)務流程流動。
變無序生產為有序生產,變人員、物料的盲目亂動為根據系統指導,有序協調的流動,提升拉晶車間的生產效率,減少錯誤的發(fā)生。
如下面流程,采用漢思數字化方案后的裝料和投料的流程。
可以看到在裝料和投料的過程中,全程依據PDA或者大屏的指示在正確的時間,做正確的事情,最大程度地提升了生產的效率。
圖-裝料投料數字化作業(yè)流程
拉晶車間生產的毛棒,會送入機加車間進行加工。