中环股份：为什么光伏需要智能工厂？
现阶段光伏制造端主要产品更新换代加速。在2019年8月16日，天津中环半导体股份有限公司（以下简称：中环股份）发布G12（210mm尺寸）硅片，让组件功率突破500W+，甚至600W+成为可能，被业内称为颠覆性技术。
“随着210硅片平台技术的推出，业内也发现了一个事实，即用更加科学的方式来管控替代相对传统的管理方式，让自动化代替手工线越来越明显。”中环股份副董事长、总经理沈浩平说。
而作为大尺寸技术的先行者，10多年前，中环股份就已经考虑到了智能制造这一未来发展大趋势。2009年，中环股份在内蒙古投建首个太阳能级单晶硅工厂，进入硅片规模化生产。截至目前，中环股份已经拥有五期工厂，其智能化水平也不断提高，从最早的一人操作4台机器，到目前的一人可操作192台机器。
中环股份并不满足于此，无人化生产才是公司未来的目标。
传统制造手段无法满足高质量发展需求
在中环半导体新能源材料BG晶片BU副总经理危晨看来，大尺寸硅片对工厂自动化水平提出了更高的要求，而这是传统手工作业无法满足的。“G12硅片促使终端光电转换效率提升，以及单个组件瓦数的提升，这极大地降低了LCOE，但也为制造过程带来更大的挑战。由于硅片重量更重，硅片面积更大，传统手工作业的模式已无法满足高质量规模化量产的要求。”
“更大、更薄的硅片对控制装置提出了更高的要求，从晶片加工、晶体加工，以及下游客户对产品质量的精准要求上，都需要对产线进行相应信息化的升级。要让G12展现最大价值，在晶片加工端一定要通过智能制造的转型。”危晨说。
在上述目标指引下，中环股份开始了一次次变革。目前，中环股份已实现了工业4.0智能工厂的水平，通过搭建自动化产线以及融合信息系统，实现了全面自主的生产。
到底什么是智慧工厂？据危晨介绍，要重点关注到搬运和物流自动化、物流动线设计、智能派工决策应用。比如利用立体库和流线的方式，减少重复物流动作的浪费；工艺环节上的全面物料装载及物流的全面自动化等。此外，工厂所有的设备都是通过一些信息系统实现互联互通的。
危晨表示：“只有信息和工业的深度结合，才能够真正打通端到端的产供销，从而保证由订单到最终交付的全面自动化运行。工厂智能化水平提高后，阶段性成果也出现了。相比传统工厂，智能工厂的人均劳动生产率提高了3倍。”
▲中环股份副董事长、总经理沈浩平
“两条曲线开始‘合二为一’、相辅相成，劳动生产力大幅提升”
沈浩平指出，回望过去20多年光伏行业的发展，特别是光伏制造业的发展，产业一直遵循着两条“曲线”。一是光伏从业者们、工程师们在工艺技术上带来的变革，促使光伏转化效率不断提升。另一条则是制造业基本遵循从有序代替无序，从自动化代替手工线，用更加科学的管控方式替代相对传统的管理模式。
“随着210硅片技术的出现，这两条曲线开始‘合二为一’、相辅相成。”沈浩平说，促成工业4.0智慧工厂的，是先进技术、先进集成以及先进制造方式的共同发展。
中环半导体新能源材料晶体BG晶体BU数字化总监高润飞表示：“从一期工厂到六期工厂，中环股份并不只是升级了设备尺寸、生产方式，同时升级的还有自动化模块水平。在一期工厂，一位工人只能操作4台设备，到四期工厂和五期工厂，一位工人可以操作的设备数量已经达到192台，劳动生产力大幅提升。”
沈浩平认为，一个全新的平台也正由工业4.0开启。未来，光伏制造、电站管理、智慧电网、智能应用之间的联系将越来越紧密，能量流和应用流也不断融合，演化出光伏智能网络。而制造端方面，智能化、信息化也将促使光伏产业链的上下游合作愈发紧密，整个制造环节的沟通也将更加有效。
光伏智能制造助推智慧能源融合发展
工信部电子信息司调研员金磊也高度肯定了我国光伏产业制造端智能化的发展成绩。他认为，光伏产业特别是中国的光伏产业完成了从人工生产到自动化、智能化，从人工运维向数字运维的转变。随着信息技术和先进制造的深度融合，预计未来智能化水平将不断提高，产业经过前期若干年的积累，目前正在向新一轮飞跃迈进。
金磊表示：“工信部一直高度重视并积极支持智能光伏产业的发展。2018年，我们会同国家有关部委一起发布了《智能光伏产业发展行动计划》，从产品制造、系统集成、智能运维、信息服务等方面，支持、培育智能光伏示范企业，鼓励建设智能光伏示范项目，这也得到了光伏业界的积极响应，并初步取得了成效。”
金磊透露，下一步还将继续会同有关方面，研究实施“十四五”乃至中长期的智能光伏产业发展政策，加快推动智能光伏创新升级和行业应用，并从政策规划、技术进步、标准检测、产融对接、国际合作等多个方面支持智能光伏产业高质量发展。
高润飞称，未来，中环股份将建立智能拉晶系统，将单晶炉与大数据模块结合在一起。通过模型的自主学习，再来控制这些机台，这样人机的配比可能进一步提高。今后整个拉晶系统可达到无人化生产。
“随着光伏产业与5G通信、人工智能、工业互联网、大数据等新兴技术的融合，智慧能源的时代已经来临。”金磊说。
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