上一篇文章,㠏康讨论了中国光伏产业世界第一的地位,并且处于高速发展的阶段。
光伏拉晶生产,属于流程和离散的混合生产模式,与㠏康广泛的流程和离散的项目背景相契合。
㠏康针对光伏产业的产业链及拉晶生产的工艺做了介绍,也针对光伏拉晶生产清洗车间的数字化的需求及解决计划做了讨论,可参考往期的文章:
今天㠏康接着来讨论拉晶生产最主要的生产车间--拉晶车间的数字化需求及解决计划。
拉晶车间的主要流程,就是将硅料放入拉晶炉,经过高温融化,引晶,拉晶,最后生产出硅晶毛棒,毛棒生产出来,待冷却、检测后送往机加车间进行切断、切方和抛光等作业。
图-拉晶生产过程
拉晶车间,主要用到的设备是拉晶炉。
在拉晶炉里,需要实现对拉晶过程各个阶段的温度、压力、气体等数据采集和控制,这些采集,一般是在拉晶炉旁边的工控机进行控制。
图-拉晶炉内部结构
在拉晶生产的过程中,除了首炉加料,过程中还会需要二到三次的加料,即RCZ加料,RCZ加料时,需要获取炉台的信息,计算加料量,以便提前通知清洗车间进行备料。
化料、引晶、拉晶、收尾等生产过程,主要是发生在拉晶炉内。主要的生产过程包括:
物料的准备、热场、设备的点检、14大件的拆装等
关注过程的数据,出现断线异常进行记录,依据需要进行RCZ加料等
及时取棒,送棒,以及对毛棒各参数的检测等
拉晶生产过程主要发生拉晶炉内,具体的生产过程无法直观的看到,只能利用SCADA系统,从工控机内了解相关的参数进行判断。
而SCADA系统,多为单机系统,无法进行备料、异常反馈、加料和取棒的协同。
所以需要拉晶车间的生产人员进行巡线,或者依据经验确认各个拉晶炉的生产进度,何时需要加料,何时需要取棒等,生产不透明,生产信息无法及时的传递。
另外,部分拉晶生产工厂,仍然采用大量的纸质记录,无法与ERP系统集成。
拉晶车间的叫料或取棒、送棒的通知,多通过电话进行沟通,现场环境噪声较大,常造成电话漏接或者沟通困难等情况。
基于以上情况,急需采用数字化手段,引入MES系统,将各拉晶炉的SCADA系统数据采集上来,使生产人员可以全面了解各个拉晶炉的生产情况。
同时拉通生产各个环节的数据,使生产透明化,各个车间的生产人员,可以依据系统的通知,有条不紊的进行各项操作。
为了满足拉晶车间的数字化需求,需要将生产过程中的人、机、料、法的数据协同起来。
人是生产中的主体,人需要实时了解设备、物料和工艺数据的情况,以便进行下一步的操作。
因为人是移动的,需要利用PDA等移动端,实时接收到各项需求信息、操作指示和报警信息。
机主要是拉晶炉设备的各项参数,报警信息,MES系统需要与SCADA系统进行集成,读取相关的信息,并进行判断,以及生成下一步动作的指令。
另外,“机”也包含了加料器,送料车的库存和状态等数据。
料主要是指拉晶炉内原料的情况,以及何时需要加料,何时需要取棒等信息。
法主要是指拉晶的一些生产工艺,掺杂剂的使用等。
MES系统需要根据实际的业务流程,整合以上信息,将人、机、料、法的数据整合起来,使这些数据随着业务流程流动。
变无序生产为有序生产,变人员、物料的盲目乱动为根据系统指导,有序协调的流动,提升拉晶车间的生产效率,减少错误的发生。
如下面流程,采用㠏康数字化方案后的装料和投料的流程。
可以看到在装料和投料的过程中,全程依据PDA或者大屏的指示在正确的时间,做正确的事情,最大程度地提升了生产的效率。
图-装料投料数字化作业流程
拉晶车间生产的毛棒,会送入机加车间进行加工。