康冬妮

(中國電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西 太原 030024)

近幾年，光伏太陽能行業(yè)正處于迅猛發(fā)展的階段，在大幅提高產(chǎn)能之后，行業(yè)內(nèi)一些領(lǐng)先的電池線生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)意識到產(chǎn)品質(zhì)量管理的重要性，加之用戶對產(chǎn)品質(zhì)量和追溯性的要求極高，這就決定了電池線生產(chǎn)企業(yè)對生產(chǎn)現(xiàn)場的自動化控制和高度信息化集成的需求。但他們苦于沒有一套完善的管理控制體系，缺乏收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)，沒有足夠的產(chǎn)品制造信息庫去支撐質(zhì)量控制部門判定和監(jiān)管產(chǎn)品質(zhì)量。

MES可以很好地解決電池線生產(chǎn)企業(yè)的這一困擾，MES是一套對生產(chǎn)制造車間進(jìn)行綜合性管理的信息化系統(tǒng)，它可以為企業(yè)提供生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)管理、設(shè)備運行情況管理、產(chǎn)品質(zhì)量追蹤管理、生產(chǎn)計劃調(diào)度管理、生產(chǎn)過程控制管理、庫存管理、成本管理、數(shù)據(jù)采集分析管理等功能。MES提供了一個快速反應(yīng)、有彈性、精細(xì)化的制造業(yè)規(guī)范的管理模式，其采用電子信息化技術(shù)，用集成的理念代替了生產(chǎn)現(xiàn)場原有各個環(huán)節(jié)使用的孤立軟件系統(tǒng)。MES在信息化系統(tǒng)中具有承上啟下的作用，它是一個信息樞紐，強(qiáng)調(diào)信息的實時性。它從生產(chǎn)計劃的執(zhí)行、生產(chǎn)過程的追溯、設(shè)備的正常高效使用、產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)采集及分析等多個方面對生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行集成管理。

整個電池生產(chǎn)線包含的工序多、工藝極其復(fù)雜，MES系統(tǒng)解決方案的整體運作流程由硅片采購入庫開始，對每一批次的硅片采購信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，生成硅片入庫質(zhì)檢結(jié)果和批次信息的一一對應(yīng)，在后期生產(chǎn)領(lǐng)料、擴(kuò)散、刻蝕清洗、鍍膜、絲印、燒結(jié)、分選、EL檢測、分檔、包裝入庫的整個環(huán)節(jié)都采用條碼批次掃描，達(dá)到整個電池片生產(chǎn)周期的全過程信息化跟蹤監(jiān)控，實現(xiàn)全過程的可追溯性。圖1是MES控制系統(tǒng)界面。

圖1 電池生產(chǎn)線MES系統(tǒng)

1 電池生產(chǎn)線MES系統(tǒng)的特點

1) 采用條形碼的方式，實現(xiàn)電池片從原料供應(yīng)、生產(chǎn)、包裝到銷售的閉環(huán)條形碼系統(tǒng)，做到電池片的完整追溯功能；

2) 覆蓋整個生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(如PC、條碼設(shè)備、RFID等)，確保實時、準(zhǔn)確、系統(tǒng)的采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)；

3) 自動生成分析報表，為管理者提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐；

4) 設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測，提高設(shè)備稼動率。有故障報警時，系統(tǒng)及時做出提示，當(dāng)有嚴(yán)重報警導(dǎo)致停機(jī)檢修時，及時暫停前道工序，防止前道工序電池片積壓，造成后道工序復(fù)機(jī)后沒有花籃使用的死循環(huán)；

5) Just-In-Time庫存管理功能，實時更新當(dāng)前庫存量；

6) 個性化的工廠信息門戶，通過瀏覽器搜索，隨時隨地掌握生產(chǎn)現(xiàn)場狀況。

2 電池生產(chǎn)線MES系統(tǒng)主要功能模塊

1) 計劃排產(chǎn)模塊：合理安排工單，有效提高整線產(chǎn)能；

2) 數(shù)據(jù)采集、報表分析模塊：實時、準(zhǔn)確、客觀的自動采集各種數(shù)據(jù)，自動及時地生成分析報表，為管理者做決策提供有力的數(shù)據(jù)支持，實行無紙化操作；

3) 生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控模塊：實時反應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備運行狀況、生產(chǎn)計劃執(zhí)行情況、電池片品質(zhì)情況，讓管理者在辦公室就能對生產(chǎn)現(xiàn)場情況了如指掌；

4) 工藝管理模塊：隨時跟蹤當(dāng)前所使用的工藝配方，結(jié)合品質(zhì)數(shù)據(jù)報表，及時對工藝配方進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到提高品質(zhì)的目的；

5) 品質(zhì)監(jiān)督管理模塊：隨時跟蹤電池片品質(zhì)數(shù)據(jù)，根據(jù)生成的報表，及時發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行追溯分析；

6) 故障報警模塊：發(fā)生異常報警，及時報警提示，讓設(shè)備維護(hù)人員及早發(fā)現(xiàn)問題，盡快處理，降低設(shè)備停機(jī)時間；

7) 預(yù)算、核算模塊：自動進(jìn)行成本快速核算，方便管理者細(xì)化成本管理。自動執(zhí)行預(yù)算分析，對未來的經(jīng)營和財務(wù)進(jìn)行充分的預(yù)測和籌劃，幫助管理者更好的實現(xiàn)經(jīng)營目標(biāo)；

8) 資源共享模塊：將生產(chǎn)計劃、工藝數(shù)據(jù)、品質(zhì)數(shù)據(jù)、分析報表等資源共享在MES系統(tǒng)里，相關(guān)的管理層可以全方位的了解生產(chǎn)現(xiàn)場的當(dāng)前情況，提供不同部門之間互聯(lián)的信息平臺，提高工作效率。

3 電池生產(chǎn)線引入MES系統(tǒng)的好處

1) 對電池片生產(chǎn)過程進(jìn)行即時記錄，如原料提供商、批次、使用的工藝工序、操作員、生產(chǎn)時間、電池片的流向等。采用條碼的方式，做到任意環(huán)節(jié)的前追后溯，實現(xiàn)真正的管理到位；

2) 讓管理者準(zhǔn)確掌握在制品數(shù)量及不良品數(shù)量，降低在制品成本；

3) 讓管理者實時掌控工藝、質(zhì)量、設(shè)備運行狀態(tài)等信息情況，使各相關(guān)部門能夠及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題；

4) 改進(jìn)了生產(chǎn)流程，減少了手工作業(yè)單、人工統(tǒng)計等工作，避免了人工統(tǒng)計造成的差錯，解決了生產(chǎn)數(shù)據(jù)人工錄入滯后的問題，提高了現(xiàn)場人員的生產(chǎn)力，使得車間管理效率大幅提升；

5) 通過條碼追蹤產(chǎn)品序號，及時反應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量問題，追溯品質(zhì)歷史，提高品質(zhì)治理和售后服務(wù)水平；

6) 自動生成強(qiáng)大的統(tǒng)計報表為企業(yè)管理決策提供實時、準(zhǔn)確、可靠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，促使生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)化，提高企業(yè)核心競爭力；

7) 充分掌握現(xiàn)場產(chǎn)能數(shù)據(jù)和資源情況，分析當(dāng)前生產(chǎn)能力，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)瓶頸問題，對正在進(jìn)行和后續(xù)即將進(jìn)行的生產(chǎn)計劃進(jìn)行靈活的調(diào)整，使制造資源高效運作，達(dá)到提高產(chǎn)能的目的；

8) 建立規(guī)范的生產(chǎn)管理信息平臺，使內(nèi)部現(xiàn)場控制層與管理層之間的信息做到互通互聯(lián)，加強(qiáng)各生產(chǎn)部門的協(xié)調(diào)辦公能力，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。

電池生產(chǎn)線引入MES的好處遠(yuǎn)不止這些，MES作為生產(chǎn)管理系統(tǒng)以信息集成的理念，集“計劃-調(diào)度-操作”等業(yè)務(wù)為一體。企業(yè)借助MES系統(tǒng)，可以優(yōu)化電池線管理模式，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的透明化、定量化管理，保障產(chǎn)品質(zhì)量，使管理精細(xì)化，最大限度地提高電池生產(chǎn)商的市場競爭力。

4 電池生產(chǎn)線使用MES系統(tǒng)的具體操作

4.1 建立MES系統(tǒng)流程卡

每一批硅片原料從采購入庫開始就建立序號條形碼，生產(chǎn)人員將硅片領(lǐng)用后，每完成一次工藝制成后，利用條形碼輸入序列號及生產(chǎn)數(shù)據(jù)(例如：不良品的條形碼)，MES系統(tǒng)自動并入時間、工作站、人員資料，存入流程卡數(shù)據(jù)庫中。去掉了原來人工填寫的流程卡，避免了產(chǎn)生大量紙質(zhì)文件，存在混亂不易查看又容易數(shù)據(jù)丟失的問題。

4.2 建立任務(wù)單追蹤管理

任務(wù)下達(dá)后，每一工序生產(chǎn)前輸入任務(wù)單序號，MES系統(tǒng)可自動計算出該任務(wù)單的詳細(xì)過程及最新狀況，使管理者隨時可得知全廠任務(wù)的最新情況。去掉了原來利用每日生產(chǎn)窗體由生產(chǎn)組長填寫任務(wù)單投入產(chǎn)出，再人工匯總計算出任務(wù)單進(jìn)度的狀況。

4.3 建立在制品追蹤管理

利用流程卡完整數(shù)據(jù)，MES可追蹤到每一批在制品的最新位置、分布狀況。解決了原有存在的一堆不良品積壓在現(xiàn)場，年終盤點時清出大量在制品的情況。

4.4 建立品質(zhì)監(jiān)控管理

生產(chǎn)現(xiàn)場可連接品質(zhì)看板，實時顯示最新品質(zhì)情況，通過完整詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，有效找出品質(zhì)問題。解決了原有的人工填寫，分析數(shù)據(jù)滯后，資料不完整不正確等，無法提升產(chǎn)品質(zhì)量的情況。

4.5 建立包裝、出貨追蹤管理

包裝、出貨時，核對條形碼，如果不符合條件時，立即通知相關(guān)人員做出處理。解決了原有的人工記錄，缺乏實時核對能力，常發(fā)生出貨錯誤，造成損失的情況。

4.6 整合自動化檢測設(shè)備

電池生產(chǎn)線有一些必備的檢測設(shè)備，如擴(kuò)散工序的方阻檢測、PECVD工序的膜厚檢測、分選滯后的EL檢測等，這些檢測設(shè)備以前都是獨立運作的，需要工藝人員對檢測結(jié)果進(jìn)行匯總、分析。MES系統(tǒng)將這些檢測設(shè)備全部整合在一起，可以自動獲取生產(chǎn)檢測數(shù)據(jù)，自動生成分析報表，有利于工藝人員及時發(fā)現(xiàn)工藝問題，及時做出對工藝配方的調(diào)整。

4.7 售后服務(wù)管理

通過建立的流程卡，MES系統(tǒng)可以掌握每一批成品完整流程卡資料及出貨時間，可以為客戶提供完整的售后服務(wù)。解決了原來客戶提出售后時，需找出人工記錄的流程卡，須花費相當(dāng)大人力，也不清楚何時出貨，很難提供有效的售后服務(wù)。

5 結(jié)束語

電池生產(chǎn)線引入MES系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)的實時采集、分析統(tǒng)計、現(xiàn)場跟蹤監(jiān)控等功能，為企業(yè)實現(xiàn)品質(zhì)控制、生產(chǎn)運行監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度、資源管理、薪資管理等，從而達(dá)到生產(chǎn)過程全透明、生產(chǎn)管控全方位，使企業(yè)的生產(chǎn)處于有序可控的狀態(tài)，加快提升企業(yè)核心競爭力。

[1] 王森濤，趙婭婭.MES系統(tǒng)在太陽能電池生產(chǎn)線的應(yīng)用[J].煤，2012(12):31.

[2] 金渝.太陽能硅生產(chǎn)企業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].上海：上海交通大學(xué)，2013.