探访光伏行业首个5G应用基地，超级工厂如何实现“机器换人”
在茫茫青藏高原，在一望无际的戈壁滩上，如今都能看到光伏电站的身影，一块块光伏发电板逐光排列，汇聚成一片蓝色“海洋”，源源不断将太阳能转化为电能。
在光伏发电板上紧密排列的太阳能电池片，是实现光电转换的核心部件。它们的厚度只有130微米到150微米，极易碎裂。
它的生产工艺极为精细，过去由于自动化水平低、用工量很大，一度被视作劳动密集型产业。不过眼下，数字化正为光伏产业插上智能制造的“翅膀”。近日，记者走进位于成都市金堂县的通威太阳能5G大数据中心，探访全球光伏行业首个5G应用基地，如何用机器换人，助力生产驶入快车道。
通威太阳能金堂基地的太阳能电池片生产车间
给生产车间装上智慧“大脑”
生产效率提升1.6倍
11月2日，当记者走进通威太阳能金堂基地的太阳能电池片生产车间时，一种科技感扑面而来。在面积有11个足球场大的无尘车间内，一条条全自动智能制造生产线高效运转，数百台IGV智能小车来回穿梭运送物料，所有生产工序均由机器完成。
通威太阳能金堂基地的
太阳能电池片生产车间
太阳能电池片的原料是硅片，从硅片到电池片，需要经过制绒、扩散、SE激光掺杂等10个工序，每道工序都有独立的操作机台，如何实现无缝衔接、高效配合？
这背后是一套数字化系统做支撑。通威太阳能金堂基地信息部负责人李靖翔介绍，早在2021年，通威集团就与中国电信、华为强强联合，在金堂基地打造全球领先的5G大数据中心。整个工厂有序地生产运行，主要靠的是5G信息技术控制中心和制造执行系统，它就像工厂的“大脑”一样，承担着指挥整个生产系统的运行、调度、数据监测的工作。
跟随李靖翔的指引，记者来到生产环节的最前端——发料间。在这里，一台台智能小车像一支训练有素的军队，得到指令后，快速前往发料间外搬运“花篮”（盛放物料的设备），再移动到发料间内，装载硅片后，又快速奔向各条产线。原料被运到生产线的机台后，机器会自动抓取硅片，再进行加工……
“智能小车替代了人工，承担着上料、下料、转运等功能，它的移动，就由制造执行系统来下达指令，背后还有5G技术的加持。”李靖翔介绍，相比4G，5G具有更低的延时性，而且网络稳定性更高，可以让智能小车更快地被唤醒并执行指令，运行更稳定。如果网络延时高，小车就无法快速停到指定位置，甚至可能发生撞车、堵车等状况，造成电池片碎裂，影响产能。
每道工序的机台也十分智能。它们不仅有控制中心，能对机械臂发号施令，还长着一双双“眼睛”，可以进行生产过程的数据采集，再通过工业互联网，和制造执行系统实时通讯，从而构建起统一的数字化生产运营体系，让各个机台不再是“数据孤岛”，实现了整个生产环节的实时监测，还能实现产能的动态匹配、资源的高效调配。
“与传统的通威电池片生产线相比，金堂基地用工减少约62%，能源消耗降低约30%，生产效率提升约161%。”李靖翔介绍，基地产能也快速释放，如今整个金堂基地60余条生产线满负荷运转，每天可生产1000多万片太阳能电池片。
数字化系统拥有“火眼金睛”
能实时发现产线故障
在聪明“大脑”指引下，数字化车间还能高效地应对各种突发状况。
来到基地中控室，记者见到了一块智慧大屏，上面有一张仿真车间图，闪烁着各种绿色图标，“这些图标代表着所有机台、智能小车的运行状况。”李靖翔介绍，一旦机台运行出现故障或异常，图标会变成红色，预警信息也会同步推送给工程师，可以立即前往处理。
为了减少故障报警，车间内的每道工序都有相应的自动化检测设备，相当于给数字化系统装上了“火眼金睛”，能对产品质量实时检测，快速识别每道工序里的“瑕疵品”。
记者来到最后一道“测试分档”工序，一台自动光学检测设备（AOI）正在不断地闪烁着红光。“每闪一次，就是在对电池片外观进行检测。”李靖翔介绍，电池片完成丝网印刷后，会进行高温烧结，可能会出现弯曲、崩边、缺角、裂痕等外观不良，自动光学检测设备可以对这些外观缺陷进行在线识别。
“如果检测出来有问题，自动化设备就会自动将这些不良品及时进行拦截，不会再进入下一道工序。这样就减少了机台异常和加工浪费。”李靖翔说，每道工序的加工参数和检测数据也会实时上传到系统，从而建立全制造流程工艺参数的追溯体系。
和在产品外包装上贴标签不同，太阳能电池片的身份识别依靠的是RFID技术（无线射频识别技术）。“每个电池片都被赋上一个虚拟ID，生产过程中的所有数据都会被采集。”李靖翔介绍，如果终端有产品出现问题，就可以在系统里查到，它当时经过了哪条产线，加工状态如何，工艺参数是多少，从而进行根因分析。
通威太阳能金堂基地的
太阳能电池片生产车间
如今，电池片技术在不断升级迭代，产品工艺也需要不断优化，工程师需要在成本、工艺、性能之间找到最佳平衡点。“这套数字化追溯系统能为工艺改良服务。”李靖翔说，过去工程师调整一个参数，要等几个小时，直到产品完成对应工序的加工，才能知道效果如何，但现在全程都有数据采集，可以动态掌握工艺参数对产品的影响。
当然，数字化系统的建设和推广也绝非易事。以太阳能电池片生产为例，由于生产流程长，整个车间的生产设备来自10多个厂家，不同厂家的设备集成方式、数据接口都不同，前期工厂花费了很长时间，才打通各个机台，建立统一的数字化生产运营体系。
“当前，在5G+工业物联网智能制造技术方面，行业内还没有形成完整的技术标准，产品终端可能出现无法兼容的问题。”李靖翔建议，下一步需要统一标准和技术框架，在行业内协同推进产业链智能制造建设。
来源：川观新闻
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