小硅片与大数据的结合——协鑫光伏的新制造之路

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小硅片与大数据的结合——协鑫光伏的新制造之路

身行 2017-03-28 16:44:05 浏览2011 评论0

摘要: 工业4.0时代已经到来,新一轮工业革命正在深化,发达国家纷纷实施再工业化战略。数字化、智能化技术深刻地改变着制造业的生产模式和产业形态。在数字制造的时代里,有一家企业,他们给数字化制造赋予了匠心。通过大数据赋能制造,良品率得到了提升。

本文作者为:阿里云研究中心刘云璐


对话苏州协鑫IT总经理周小栋

协鑫光伏坐落在环境优美的苏州工业园区,是全球领先的光伏材料制造商,硅片产品占国内流通硅片的70%,处于国内同行业龙头地位。在技术研发、品质控制、自动化升级等方面也都处于较高水平。

然而,阿里云研究院刘云璐从与协鑫光伏负责人的交谈中,感受更多的是踏实,谦逊和危机感,丝毫感觉不到身为行业领导者的优越感。如何提高效率,提升产品品质始终是他们放在肩上的责任,虽然通过多年对生产流程的优化,协鑫的生产效率和产品品质始终保持着行业领先,但他们渐渐感到以传统的方法,优化的空间越来越小。

对于追求卓越的协鑫人来说,生产品质提升的最后一公里要怎么走,这无疑是一个巨大的难题。苏州协鑫光伏总经理曾表示:“未来苏州协鑫的继续突破还是要靠新技术和新产品。”

大数据带来新契机

智能制造的兴起,将大数据分析引入到制造革命中。通过对生产数据的采集并上传云端,对数据进行实时和长期分析,可以对生产过程进行监控,分析生产流程中可优化的部分;监控影响产品质量的环节,对产品质量进行量化分析和提升;对设备情况进行预测,优化备本备件。

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大数据分析为生产品质提升的最后一公里提供了路径,这让协鑫人看到了新的契机,2016年协鑫光伏正式与阿里云合作,希望通过云计算、大数据等新一代信息技术推动内部管理升级、进一步提高市场竞争力。此次合作的主要目标是透明化生产、数据化管理以及良品率提升。

具体包括:低成本长期保存协鑫生产过程所有数据;通过大数据分析,建立良品率预测模型;通过大数据分析,建立关键参数监控模型,对生产过程监控和报警;通过阿里云BI系统,对协鑫生产数据做多维度统计分析;通过阿里云大屏技术,建立车间和事业部生产大屏看板等多方面内容。

举例来说,在光伏切片的生产过程中,有数千个生产参数会影响到切片良品率,例如砂浆温度、砂浆密度等,任何一个变量的细微变化都会直接影响到生产结果。而通过阿里云的大数据分析算法,就可以对苏州协鑫生产过程中采集到的全部变量进行分析,找出与良品率最为相关的重要关键变量。

“根据这些关键变量为苏州协鑫搭建生产的参数监控模型,在生产过程中对这些变量进行分析处理,一旦变量超出模型范围,苏州协鑫的监测系统就会及时预警。” 经过项目一期的实施,实现了每年数千万的成本节省,小目标并不遥远。

背后的技术框架

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协鑫光伏整体技术框架可以分为三大部分,车间源数据,大数据存储分析区,以及业务区,具体包括以下几方面:

数据上云
保障单车间15天全量数据批量上云;全车间切片机、分选机、MES数据准实时上云。

关键参数监控模型
通过大数据对全量参数的分析以及生产经验,提出待分析的关键参数,并建立监控的模型。

生产过程监控报警
生产过程数据流式上传,通过流计算实时监控。并基于监控模型,实现异常情况报警。

良品率预测
对影响良品的重要参数做多元统计分析,实现良品率的预测。

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(此图片经特殊处理)
备件损耗分析
通过关联规则,聚类分析,深度学习等方法,监控相关参数,实现备件损耗提前预警。

大屏看板
设计实施每车间及事业部级的大屏看板,如下图所示为大屏看板的示意。

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(此图片经特殊处理)

BI分析
30个主题多维度统计分析,并支持自定义时间、参数,分析参数间数学相关性,如下图所示为BI分析示意图。

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(此图片经特殊处理)

价值

随着中国制造行业整体从粗放式向节约化、精细化转变,很多产业也在从劳动密集型向资本技术密集型转移,新技术,尤其是大数据分析技术,成为支撑制造业改革的中坚力量。

协鑫光伏作为追求卓越的制造业企业代表,为同类企业转型升级摸索出了一条道路。大数据作为企业的重要资产,借助于云计算等新技术,可以实现企业的智能改造和升级,完成提升生产效率和产品品质的最后一公里。

对于已有能力获取工厂数据的企业,可以继续聚焦制造本身,而将大数据分析等工作找合适的云计算、大数据分析企业承担。协鑫与阿里云合作的模式可以直接复制,利用制造企业的生产经验,和云计算、大数据分析提供企业的稳定高效的大数据存储、分析能力,打造企业级数据分析平台。

追求卓越,超越自我,中国制造业在互联网、新技术的驱动下,已经开启了崭新的一章。

写在最后:

在3月29日的云栖大会深圳峰会上,云栖联盟和第一财经联合发布2016云栖奖名单,评选出九大“新技术时代影响中国的决策者”。九位获奖者如何将云计算与各行各业深度融合,推动产业的深层变革?为此,我们分别采访了他们,希望展示出深耕DT时代的丰富图景。

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