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在茫茫青藏高原，在一望無(wú)際的戈壁灘上，如今都能看到光伏電站的身影，一塊塊光伏發(fā)電板逐光排列，匯聚成一片藍(lán)色“海洋”，源源不斷將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。

在光伏發(fā)電板上緊密排列的太陽(yáng)能電池片，是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的核心部件。它們的厚度只有130微米到150微米，極易碎裂。

它的生產(chǎn)工藝極為精細(xì)，過(guò)去由于自動(dòng)化水平低、用工量很大，一度被視作勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)。不過(guò)眼下，數(shù)字化正為光伏產(chǎn)業(yè)插上智能制造的“翅膀”。近日，記者走進(jìn)位于成都市金堂縣的通威太陽(yáng)能5G大數(shù)據(jù)中心，探訪全球光伏行業(yè)首個(gè)5G應(yīng)用基地，如何用機(jī)器換人，助力生產(chǎn)駛?cè)肟燔嚨馈?strong>

給生產(chǎn)車間裝上智慧“大腦”，生產(chǎn)效率提升1.6倍

11月2日，當(dāng)記者走進(jìn)通威太陽(yáng)能金堂基地的太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)車間時(shí)，一種科技感撲面而來(lái)。在面積有11個(gè)足球場(chǎng)大的無(wú)塵車間內(nèi)，一條條全自動(dòng)智能制造生產(chǎn)線高效運(yùn)轉(zhuǎn)，數(shù)百臺(tái)IGV智能小車來(lái)回穿梭運(yùn)送物料，所有生產(chǎn)工序均由機(jī)器完成。

太陽(yáng)能電池片的原料是硅片，從硅片到電池片，需要經(jīng)過(guò)制絨、擴(kuò)散、SE激光摻雜等10個(gè)工序，每道工序都有獨(dú)立的操作機(jī)臺(tái)，如何實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接、高效配合？

這背后是一套數(shù)字化系統(tǒng)做支撐。通威太陽(yáng)能金堂基地信息部負(fù)責(zé)人李靖翔介紹，早在2021年，通威集團(tuán)就與中國(guó)電信、華為強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，在金堂基地打造全球領(lǐng)先的5G大數(shù)據(jù)中心。整個(gè)工廠有序地生產(chǎn)運(yùn)行，主要靠的是5G信息技術(shù)控制中心和制造執(zhí)行系統(tǒng)，它就像工廠的“大腦”一樣，承擔(dān)著指揮整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行、調(diào)度、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的工作。

跟隨李靖翔的指引，記者來(lái)到生產(chǎn)環(huán)節(jié)的最前端——發(fā)料間。在這里，一臺(tái)臺(tái)智能小車像一支訓(xùn)練有素的軍隊(duì)，得到指令后，快速前往發(fā)料間外搬運(yùn)“花籃”（盛放物料的設(shè)備），再移動(dòng)到發(fā)料間內(nèi)，裝載硅片后，又快速奔向各條產(chǎn)線。原料被運(yùn)到生產(chǎn)線的機(jī)臺(tái)后，機(jī)器會(huì)自動(dòng)抓取硅片，再進(jìn)行加工……

“智能小車替代了人工，承擔(dān)著上料、下料、轉(zhuǎn)運(yùn)等功能，它的移動(dòng)，就由制造執(zhí)行系統(tǒng)來(lái)下達(dá)指令，背后還有5G技術(shù)的加持。”李靖翔介紹，相比4G，5G具有更低的延時(shí)性，而且網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性更高，可以讓智能小車更快地被喚醒并執(zhí)行指令，運(yùn)行更穩(wěn)定。如果網(wǎng)絡(luò)延時(shí)高，小車就無(wú)法快速停到指定位置，甚至可能發(fā)生撞車、堵車等狀況，造成電池片碎裂，影響產(chǎn)能。

每道工序的機(jī)臺(tái)也十分智能。它們不僅有控制中心，能對(duì)機(jī)械臂發(fā)號(hào)施令，還長(zhǎng)著一雙雙“眼睛”，可以進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集，再通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，和制造執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)時(shí)通訊，從而構(gòu)建起統(tǒng)一的數(shù)字化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)體系，讓各個(gè)機(jī)臺(tái)不再是“數(shù)據(jù)孤島”，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的動(dòng)態(tài)匹配、資源的高效調(diào)配。

“與傳統(tǒng)的通威電池片生產(chǎn)線相比，金堂基地用工減少約62%，能源消耗降低約30%，生產(chǎn)效率提升約161%。”李靖翔介紹，基地產(chǎn)能也快速釋放，如今整個(gè)金堂基地60余條生產(chǎn)線滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，每天可生產(chǎn)1000多萬(wàn)片太陽(yáng)能電池片。

數(shù)字化系統(tǒng)擁有“火眼金睛”，能實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)線故障

在聰明“大腦”指引下，數(shù)字化車間還能高效地應(yīng)對(duì)各種突發(fā)狀況。

來(lái)到基地中控室，記者見到了一塊智慧大屏，上面有一張仿真車間圖，閃爍著各種綠色圖標(biāo)，“這些圖標(biāo)代表著所有機(jī)臺(tái)、智能小車的運(yùn)行狀況。”李靖翔介紹，一旦機(jī)臺(tái)運(yùn)行出現(xiàn)故障或異常，圖標(biāo)會(huì)變成紅色，預(yù)警信息也會(huì)同步推送給工程師，可以立即前往處理。

為了減少故障報(bào)警，車間內(nèi)的每道工序都有相應(yīng)的自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備，相當(dāng)于給數(shù)字化系統(tǒng)裝上了“火眼金睛”，能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測(cè)，快速識(shí)別每道工序里的“瑕疵品”。

記者來(lái)到最后一道“測(cè)試分檔”工序，一臺(tái)自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備（AOI）正在不斷地閃爍著紅光。“每閃一次，就是在對(duì)電池片外觀進(jìn)行檢測(cè)。”李靖翔介紹，電池片完成絲網(wǎng)印刷后，會(huì)進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，可能會(huì)出現(xiàn)彎曲、崩邊、缺角、裂痕等外觀不良，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備可以對(duì)這些外觀缺陷進(jìn)行在線識(shí)別。

“如果檢測(cè)出來(lái)有問(wèn)題，自動(dòng)化設(shè)備就會(huì)自動(dòng)將這些不良品及時(shí)進(jìn)行攔截，不會(huì)再進(jìn)入下一道工序。這樣就減少了機(jī)臺(tái)異常和加工浪費(fèi)。”李靖翔說(shuō)，每道工序的加工參數(shù)和檢測(cè)數(shù)據(jù)也會(huì)實(shí)時(shí)上傳到系統(tǒng)，從而建立全制造流程工藝參數(shù)的追溯體系。

和在產(chǎn)品外包裝上貼標(biāo)簽不同，太陽(yáng)能電池片的身份識(shí)別依靠的是RFID技術(shù)（無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)）。“每個(gè)電池片都被賦上一個(gè)虛擬ID，生產(chǎn)過(guò)程中的所有數(shù)據(jù)都會(huì)被采集。”李靖翔介紹，如果終端有產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題，就可以在系統(tǒng)里查到，它當(dāng)時(shí)經(jīng)過(guò)了哪條產(chǎn)線，加工狀態(tài)如何，工藝參數(shù)是多少，從而進(jìn)行根因分析。

如今，電池片技術(shù)在不斷升級(jí)迭代，產(chǎn)品工藝也需要不斷優(yōu)化，工程師需要在成本、工藝、性能之間找到最佳平衡點(diǎn)。“這套數(shù)字化追溯系統(tǒng)能為工藝改良服務(wù)。”李靖翔說(shuō)，過(guò)去工程師調(diào)整一個(gè)參數(shù)，要等幾個(gè)小時(shí)，直到產(chǎn)品完成對(duì)應(yīng)工序的加工，才能知道效果如何，但現(xiàn)在全程都有數(shù)據(jù)采集，可以動(dòng)態(tài)掌握工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品的影響。

當(dāng)然，數(shù)字化系統(tǒng)的建設(shè)和推廣也絕非易事。以太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)為例，由于生產(chǎn)流程長(zhǎng)，整個(gè)車間的生產(chǎn)設(shè)備來(lái)自10多個(gè)廠家，不同廠家的設(shè)備集成方式、數(shù)據(jù)接口都不同，前期工廠花費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間，才打通各個(gè)機(jī)臺(tái)，建立統(tǒng)一的數(shù)字化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)體系。

“當(dāng)前，在5G+工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)方面，行業(yè)內(nèi)還沒(méi)有形成完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品終端可能出現(xiàn)無(wú)法兼容的問(wèn)題。”李靖翔建議，下一步需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)框架，在行業(yè)內(nèi)協(xié)同推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈智能制造建設(shè)。

原標(biāo)題：數(shù)實(shí)融合新氣象丨探訪光伏行業(yè)首個(gè)5G應(yīng)用基地，超級(jí)工廠如何實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人”