正泰集团智能制造之路

三、参评两化融合暨智能制造项目详细情况介绍

    1.项目背景介绍

    在当下工业4.0、中国制造2025的战略推动下，智能工厂在正泰太阳能已成为重点打造对象。智能工厂是在自动化工厂的基础上，利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务，提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，以及合理计划排程。同时，集智能手段和智能系统等新兴技术于一体，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。其建设目标，就是使企业最终达到安全环保、最优生产、效益最佳、劳动生产率最高的状态。 

    正泰太阳能以建设智能工厂为目的，将制造执行系统MES系统作为车间信息管理技术的载体，在实现生产过程的自动化、智能化、网络化等方面发挥着巨大作用。其原因在于MES处于企业级的资源计划系统ERP和工厂底层的控制系统SFC之间，是提高企业制造能力和生产管理能力的重要手段。在产业链中，正泰太阳能涵盖智能装备（自动化设备）、工业互联网（RFID、以太网、传感器等）、工业软件（MES、SAP等）以及自动化集成与生产线集成。其中工业互联网就是智能工厂的神经。通过各种信息采集和感知技术，将生产中的信息转为数字信号，通过无线传输、总线技术、工业以太网等技术将信号传递给计算机系统或者展示给生产人员，经过数据分析处理后，实施更加精确和效率更高的工业生产操作。智能元素和理念贯穿整个生产，附加到产品的全生命周期。

    生产现场采用了大量自动化设备和工控设备，要求系统能够实现和现有自动化设备的自动接口，将各检测设备数据通过工控机接口直接读写入MES系统，同时将每个关键产品的条码信息和检测数据一一关联，形成完整的可追溯产品档案，能够实现原料批次、供应商、生产信息和销售信息、客户信息的全面追溯。通过系统和设备、流水线、AGV多方集成，结合大型重载机器人，将由人工完成的系统过站、物料搬运动作转换成通过设备、流水线自动完成，大大提高生产效率，减少生产作业人员，降低不良品率。在打造“会思考”的智能组件工厂的同时又起到了降本增效的目的。

    信息化系统和工业智能的应用极大的提高企业的生产效率，并快速解决生产中发生的各类问题，不断优化工艺、提高产品质量。通过系统和工业设备集成，为企业提供了一个全程追溯的平台和工具，任何生产、品质、设备的相关问题，均可通过该系统直接追溯到具体车间、生产线、工序、个人、时间、处理结果、处理方法等一系列信息，这在无形中对各级人员，产生了很大的鞭策与促进作用，为企业生产效益的提高打下了良好的基础。

    在建设智能化生产线的同时，优化管理模式，建立全球运营中心建立全球运营中心，建立全球营运中心，作为公司生产运行的决策指挥中枢，管理全球工厂、代工厂营运。满足日常生产指挥调度、监管，综合展示生产、质量、产品、发货相关信息。实现远程指挥可视化、现场监控实时化、数据采集自动化，信息展示动态化、系统应用集成化，支撑公司经营业务发展、生产精细化管理，提升公司效益、效率和效能。

    利用AWS公有云平台，建立全球云端数据库，收集全球工厂代工厂相关数据。将收集的数据制作成相对应的可视化报表看板，动态展示生产、质量、产品、发货相关信息。搭建高清可视化大屏，将可视化报表看板展现在高清大屏上，供生产指挥调度，更好地为公司战略决策提供大数据支持。

    正泰太阳能成功实施智能化生产线项目，在将来可以完整的复制到下辖的其他工厂，以及未来的新建工厂。同时在新能源板块智能制造的成功经验可以给集团其他板块借鉴，深化推动正泰集团全行业板块的智能制造之路。

    2.项目实施与应用情况详细介绍

    1）正泰太阳能智能化生产线项目

    在当下工业4.0、中国制造2025的战略推动下，智能工厂在正泰太阳能已成为重点打造对象。智能工厂是在自动化工厂的基础上，利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务，提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，以及合理计划排程。同时，集智能手段和智能系统等新兴技术于一体，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。其建设目标，就是使企业最终达到安全环保、最优生产、效益最佳、劳动生产率最高的状态。正泰太阳能以建设智能工厂为目的，将制造执行系统MES系统作为车间信息管理技术的载体，在实现生产过程的自动化、智能化、网络化等方面发挥着巨大作用。其原因在于MES处于企业级的资源计划系统ERP和工厂底层的控制系统SFC之间，是提高企业制造能力和生产管理能力的重要手段。在产业链中，正泰太阳能涵盖智能装备（自动化设备）、工业互联网（RFID、以太网、传感器等）、工业软件（MES、SAP等）以及自动化集成与生产线集成。其中工业互联网就是智能工厂的神经。通过各种信息采集和感知技术，将生产中的信息转为数字信号，通过无线传输、总线技术、工业以太网等技术将信号传递给计算机系统或者展示给生产人员，经过数据分析处理后，实施更加精确和效率更高的工业生产操作。

    太阳能电池组件产品线组装需要经过串焊、敷设、测试、层压、组框、固化、分档和包装等工序，尤其在串焊、层压、组框和分档包装工序是影响产品质量最关键的几道工序，因生产现场采用了大量自动化设备和工控设备，要求系统能够实现和现有自动化设备的自动接口，将各检测设备数据通过工控机接口直接读写入MES系统，同时将每个关键产品的条码信息和检测数据一一关联，形成完整的可追溯产品档案，能够实现原料批次、供应商、生产信息和销售信息、客户信息的全面追溯。

    正泰太阳能自主研发的MES系统踏上了“物联化”、“互联化”、“智能化”的前进道路。通过互联网、物联网技术，软硬件网关，紧密的和底层自动化控制（PLC/PCS）层联结，将MES系统和设备、生产线紧紧的连接在一起。MES系统直接采集设备、流水线、原辅材料相关数据，根据采集到的相关数据，MES系统判断是否符合设定规则，若符合规则，系统直接过站并通知流水线，将组件流到下一工序。若不符合规则，系统告知设备信息，设备报警提示或者流水线将组件流到NG出口，并通知相关人员处理。同时工厂内的AGV小车系统，通知AGV小车将NG出口的组件拉倒制定区域。原材料的配送也都有AGV小车完成。通过系统和设备、流水线、AGV多方集成，结合大型重载机器人，将由人工完成的系统过站、物料搬运动作通过设备、流水线自动完成，大大提高生产效率，减少生产作业人员，降低不良品率。在打造高大上的组件智能生产工厂的同时又起到了降本增效的目的。

    随着信息技术的不断发展进步，企业生产过程管理与过程控制功能相互渗透，工业MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和服务质量。

    光伏行业，在国家号召节能减排，新能源开发与利用的大背景下，由于行业的特殊性，信息化系统和工业智能的应用极大的提高企业的生产效率，并快速解决生产中发生的各类问题，不断优化工艺、提高产品质量。通过系统和工业设备集成，为企业提供了一个全程追溯的平台和工具，任何生产、品质、设备的相关问题，均可通过该系统直接追溯到具体车间、生产线、工序、个人、时间、处理结果、处理方法等一系列信息，这在无形中对各级人员，产生了很大的鞭策与促进作用，为企业生产效益的提高打下了良好的基础。

    在致力于工业4.0、中国制造2025的道路上，其一重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现，其二涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等，其三通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，同时正泰太阳能作为需求方，也能够快速获得服务匹配，得到物流支持。此三项便是正泰太阳能迈向工业4.0、中国制造2025中的主要主题。实现无人工厂，即精益自动化，把精益化作为基本原则，产能、节拍、平衡、差异分析、快速切换、产品质量等等方面全部考虑进去，减少人员，提高生产效率，提高产品质量，促进节能减排，提高企业综合能力等等。

    2）营运中心数据化项目

    建立全球营运中心，作为公司生产运行的决策指挥中枢，管理全球工厂、代工厂营运。满足日常生产指挥调度、监管，综合展示生产、质量、产品、发货相关信息。实现远程指挥可视化、现场监控实时化、数据采集自动化，信息展示动态化、系统应用集成化，支撑公司经营业务发展、生产精细化管理，提升公司效益、效率和效能。

    利用AWS公有云平台，建立全球云端数据库，收集全球工厂代工厂相关数据。将收集的数据制作成相对应的可视化报表看板，动态展示生产、质量、产品、发货相关信息。搭建高清可视化大屏，将可视化报表看板展现在高清大屏上，供生产指挥调度，更好地为公司战略决策提供大数据支持。

    实现目标：建立高清可视化大屏；建立报表看板，动态展示生产、质量、产品、发货相关信息；建立云端数据库，收集代工厂数据相关数据；建立全球运营中心，作为公司生产运行的决策指挥中枢，管理全球工厂、代工厂营运。满足日常生产指挥调度、监管，综合展示生产、质量、产品、发货相关信息。实现数据采集自动化、信息展示动态化、系统应用集成化，支撑公司经营业务发展、生产精细化管理，提升公司效益、效率和效能。

    3）项目实施“机器换人”引进智能元素

    （1）全自动流水线

    组件全自动流水线实现了产品把每一个单一小的部件组合成一件大的部件，实现一站到位的解决方案，解决中间过程人员搬运以及从技术上代替人工操作的模式，从前端上料到后端成品包装出料可谓是整线自动化作业，使产品的可靠性、产品质量，人员效率都得到了提高。

    （2）ABB机器人

    ABB致力于研发、生产机器人已有40多年的历史，拥有全球200,000多套机器人的安装经验。ABB是工业机器人的先行者以及世界领先的机器人制造厂商，在瑞典、挪威和中国等地设有机器人研发、制造和销售基地。ABB机器人早在1994年就进入了中国市场。经过近20年的发展，在中国，ABB先进的机器人自动化解决方案和包括白车身。

    目前B1智能车间全线投入6台ABB机器人，通过ABB机器人实现了自动上玻璃、自动敷设、自动装框及自动IV测试，使整线的自动化水平有了明显的提升。

图2 车间机器人