云棲案例 | 小硅片與大數(shù)據(jù)的結(jié)合 ——協(xié)鑫光伏的新制造之路

協(xié)鑫光伏坐落在環(huán)境優(yōu)美的蘇州工業(yè)園區(qū)，是全球領先的光伏材料制造商，硅片產(chǎn)品占國內(nèi)流通硅片的70%，處于國內(nèi)同行業(yè)龍頭地位。在技術研發(fā)、品質(zhì)控制、自動化升級等方面也都處于較高水平。

大數(shù)據(jù)分析為生產(chǎn)品質(zhì)提升的最后一公里提供了路徑，這讓協(xié)鑫人看到了新的契機，2016年協(xié)鑫光伏正式與阿里云合作，希望通過云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術推動內(nèi)部管理升級、進一步提高市場競爭力。

文 " 阿里云研究中心劉云璐

生產(chǎn)品質(zhì)提升的最后一公里

協(xié)鑫光伏坐落在環(huán)境優(yōu)美的蘇州工業(yè)園區(qū)，是全球領先的光伏材料制造商，硅片產(chǎn)品占國內(nèi)流通硅片的70%，處于國內(nèi)同行業(yè)龍頭地位。在技術研發(fā)、品質(zhì)控制、自動化升級等方面也都處于較高水平。然而，從與協(xié)鑫光伏負責人的交談中，感受更多的是踏實，謙遜和危機感，絲毫感覺不到身為行業(yè)領導者的優(yōu)越感，如何提高效率，提升產(chǎn)品品質(zhì)始終是他們放在肩上的責任。通過多年對生產(chǎn)流程的優(yōu)化，協(xié)鑫的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)始終保持著行業(yè)領先，然而，他們漸漸感到以傳統(tǒng)的方法，優(yōu)化的空間越來越小。對于追求卓越的協(xié)鑫人來說，生產(chǎn)品質(zhì)提升的最后一公里要怎么走，這無疑是一個巨大的難題。蘇州協(xié)鑫光伏總經(jīng)理曾表示：“未來蘇州協(xié)鑫的繼續(xù)突破還是要靠新技術和新產(chǎn)品?！?/p>

大數(shù)據(jù)帶來新契機

智能制造的興起，將大數(shù)據(jù)分析引入到制造革命中。通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集并上傳云端，對數(shù)據(jù)進行實時和長期分析，可以對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，分析生產(chǎn)流程中可優(yōu)化的部分；監(jiān)控影響產(chǎn)品質(zhì)量的環(huán)節(jié)，對產(chǎn)品質(zhì)量進行量化分析和提升；對設備情況進行預測，優(yōu)化備本備件。

大數(shù)據(jù)分析為生產(chǎn)品質(zhì)提升的最后一公里提供了路徑，這讓協(xié)鑫人看到了新的契機，2016年協(xié)鑫光伏正式與阿里云合作，希望通過云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術推動內(nèi)部管理升級、進一步提高市場競爭力。

此次合作的主要目標是透明化生產(chǎn)、數(shù)據(jù)化管理以及良品率提升。具體包括：低成本長期保存協(xié)鑫生產(chǎn)過程所有數(shù)據(jù)；通過大數(shù)據(jù)分析，建立良品率預測模型；通過大數(shù)據(jù)分析，建立關鍵參數(shù)監(jiān)控模型，對生產(chǎn)過程監(jiān)控和報警；通過阿里云BI系統(tǒng)，對協(xié)鑫生產(chǎn)數(shù)據(jù)做多維度統(tǒng)計分析；通過阿里云大屏技術，建立車間和事業(yè)部生產(chǎn)大屏看板等多方面內(nèi)容。舉例來說，在光伏切片的生產(chǎn)過程中，有數(shù)千個生產(chǎn)參數(shù)會影響到切片良品率，例如砂漿溫度、砂漿密度等，任何一個變量的細微變化都會直接影響到生產(chǎn)結(jié)果。

而通過阿里云的大數(shù)據(jù)分析算法，就可以對蘇州協(xié)鑫生產(chǎn)過程中采集到的全部變量進行分析，找出與良品率最為相關的重要關鍵變量。“根據(jù)這些關鍵變量為蘇州協(xié)鑫搭建生產(chǎn)的參數(shù)監(jiān)控模型，在生產(chǎn)過程中對這些變量進行分析處理，一旦變量超出模型范圍，蘇州協(xié)鑫的監(jiān)測系統(tǒng)就會及時預警?！?經(jīng)過項目一期的實施，實現(xiàn)了每年數(shù)千萬的成本節(jié)省，小目標并不遙遠。

技術框架

整體技術框架可以分為三大部分，車間源數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)存儲分析區(qū)，以及業(yè)務區(qū)，具體包括一下幾方面：

數(shù)據(jù)上云

保障單車間15天全量數(shù)據(jù)批量上云；全車間切片機、分選機、MES數(shù)據(jù)準實時上云。

關鍵參數(shù)監(jiān)控模型

通過大數(shù)據(jù)對全量參數(shù)的分析以及生產(chǎn)經(jīng)驗，提出待分析的關鍵參數(shù)，并建立監(jiān)控的模型。

生產(chǎn)過程監(jiān)控報警

生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)流式上傳，通過流計算實時監(jiān)控。并基于監(jiān)控模型，實現(xiàn)異常情況報警。

良品率預測

對影響良品的重要參數(shù)做多元統(tǒng)計分析，實現(xiàn)良品率的預測。

備件損耗分析

通過關聯(lián)規(guī)則，聚類分析，深度學習等方法，監(jiān)控相關參數(shù)，實現(xiàn)備件損耗提前預警。

大屏看板

設計實施每車間及事業(yè)部級的大屏看板，如下圖所示為大屏看板的示意。

BI分析

30個主題多維度統(tǒng)計分析，并支持自定義時間、參數(shù)，分析參數(shù)間數(shù)學相關性，如下圖所示為BI分析示意圖。

價值

隨著中國制造行業(yè)整體從粗放式向節(jié)約化、精細化轉(zhuǎn)變，很多產(chǎn)業(yè)也在從勞動密集型向資本技術密集型轉(zhuǎn)移，新技術，尤其是大數(shù)據(jù)分析技術，成為支撐制造業(yè)改革的中堅力量。協(xié)鑫光伏作為追求卓越的制造業(yè)企業(yè)代表，為同類企業(yè)轉(zhuǎn)型升級摸索出了一條道路。大數(shù)據(jù)作為企業(yè)的重要資產(chǎn)，借助于云計算等新技術，可以實現(xiàn)企業(yè)的智能改造和升級，完成提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)的最后一公里。

對于已有能力獲取工廠數(shù)據(jù)的企業(yè)，可以繼續(xù)聚焦制造本身，而將大數(shù)據(jù)分析等工作找合適的云計算、大數(shù)據(jù)分析企業(yè)承擔。協(xié)鑫與阿里云合作的模式可以直接復制，利用制造企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗，和云計算、大數(shù)據(jù)分析提供企業(yè)的穩(wěn)定高效的大數(shù)據(jù)存儲、分析能力，打造企業(yè)級數(shù)據(jù)分析平臺。

追求卓越，超越自我，中國制造業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)、新技術的驅(qū)動下，已經(jīng)開啟了嶄新的一章。

（鳴謝：阿里云資深專家高飛、歐陽克非、實修、光鹽、凱江等；協(xié)鑫光伏信息部經(jīng)理周小棟）

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