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凯杰原创 | 光伏产业数字化之拉晶生产(一)
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  • 中国光伏世界第一



    在世界产业链中,中国全面领先的产业,高铁算一个,光伏算另外一个。中国的光伏产业虽然起步较晚,但在国家政策的支持和企业的技术创新、突破下,现已全面超越欧美日。

    据中国光伏产业协会统计,中国光伏组件产量已连续15年位居全球首位,多晶硅产量连续11年位居全球首位,新增装机量连续9年位居全球首位,累计装机量连续7年位居全球首位。

    根据国际能源署2022年7月发布的《光伏全球供应链》特别报告,2021年中国生产能力在全球占比中,多晶硅占80.5%,硅片占98.1%,电池占85.1%,光伏组件占77.2%。





    光伏需求不断增长,数字化助力增效



    随着全球各个国家对环境保护的重视,在中国的双碳政策,欧洲能源危机等大背景下,同时,由于光伏发电的成本持续下降,使光伏市场需求进一步扩大,预计全球和中国的光伏需求将以50%的速度增长。


    光伏产业链的各个环节需要扩大产能,提高生产效率。而采用数字化手段,可以帮助光伏产业链上的各个企业,在不增加厂房等硬件投入的情况下,有效提高生产效率,满足市场需求。


    凯杰将陆续推出系列文章,探讨光伏产业的数字化。




    光伏生产工艺



    光伏,指的是光电伏特系统,就是把太阳辐射转化成电能的发电系统。光伏产业链主要有五大环节构成,即硅料——硅棒/硅片——电池——组件——光伏电站。





    拉晶生产工艺


    我们本次要讨论的是拉晶产业,是处在产业链的硅棒的环节,即将硅料生产成硅棒的过程。
    硅棒的生产过程
    1

    将硅料投入坩埚,化料,拉晶,拉出晶硅毛棒

    2

    通过对拉出的毛棒进行机加(切断、切方、抛光等),最后生产出硅棒

    3

    硅棒经过质检、打包、最后出货

    可以看出,硅棒的生产过程,既包含了流程产业的工艺(投料,拉晶等),也包含了离散产业的工艺(对毛棒的机加等),是典型的混合型的产业。


     图-拉晶生产过程


    凯杰涉及的产业较其他同行更加广泛,有大量的流程产业、离散产业、混合产业的案例,对光伏拉晶产业的数字化有丰富的项目经验。


    拉晶生产主要包含三个车间:
    拉晶生产三个车间
    1

    清洗车间:对非免洗的硅料进行清洗,然后备料、发料给拉晶车间

    2

    拉晶车间:接收清洗车间的硅料,进行拉晶,然后将拉出来的毛棒发送到机加车间

    3

    机加车间:对拉晶车间生产的毛棒,进行划线、切断、切方和抛光等作业。

     图-拉晶车间



    拉晶生产数字化



    清洗车间的主要功能在于硅料的接收、清洗、备料和送料。在凯杰项目实施过程中发现,清先车间在推动数字化过程中主要的需求有:
    清洗车间数字化需求
    1

    财务等采用ERP系统管理,但车间现场的账目还是采用人工、纸质单据管理,所以清洗车间需要安排人员将涉及的收料、发料等单据录入电脑,上报到ERP系统。

    2

    由于采用人工收、发料,无法实现从原料批次到成品的全流程追踪,成品出现问题时,无法及时、准确的追溯到原材料的批次,经手的人员、设备等系统,很难查到问题的真因和源头。

    针对以上需求,采用数字化手段,上线MES系统的物料管理和生产追溯模块,利用PAD移动端操作,条码扫描、大屏呼叫等,及时地将收料和发料信息录入系统,并与后续的生产过程中涉及的人员、设备、工艺参数和产品的数据进行绑定,实现全流程的追溯。


     


    特别值得一提的是,因为清洗备料车间,一般需要对应几个拉晶车间同时备料,原来主要采用人工叫料,经常出错,造成了送料人员将A车间的物料送到B车间的情况,最后汇总下来,同样产品的原料用量就会出现重大的差异。

    凯杰协助客户将叫料、物料发送、拉晶车间的物料接收的数据拉通,并设定防错校验机制,彻底解决了送错料的问题。


     


    另外,针对拉晶车间之间常有的借料的情况,凯杰与业务部门沟通,认为这种情况在该产业,有其存在的合理性。

    但是原来的借料,主要依靠口头,没有记录,事后忘记也没有归还,仍会影响到产品用量和料账的准确性。

    凯杰协助客户增加了硅料借料和归还提醒的功能,解决了车间人员的烦恼。


     


    企业的数字化推动,是一项既宏大又精细的工作,只有深入业务流程,与业务单位共同探讨最好的解决方案,才能实现项目的落地,推进数字化转型,为企业带来真正效益,这也是凯杰一直秉承的理念。

    后续,凯杰将继续对光伏拉晶和机加车间的数字化推动进行介绍,大家对本文及光伏数字化有任何建议和想法,欢迎评论区留言,讨论。
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