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作者 |  高歌
编辑 |  江心白

智东西5月22日消息，昨天，中环半导体股份有限公司（以下简称“中环股份”）于天津召开了首届光伏智能大会。

中环股份副董事长兼总经理沈浩平、美国应材自动化总架构师廖述洋、中环半导体新能源材料BG晶体BU数字化总监高润飞、中环半导体新能源材料BG晶片BU副总经理危晨等行业大牛也参与了本次大会，并分享了其智能制造的经验与成果。

本次光伏智能大会主要关注光伏产业的智能制造、工业4.0以及智能应用与大数据在光伏产业中的应用。会议中，高润飞在形容智能制造带来的效率提升时称：“实现智能制造后，很多工作都会由‘键盘侠’完成，这些‘键盘侠’能够可以单人操作192个机台。未来，这一数字可能还将继续提高。”

中环股份是我国光伏材料领域的头部玩家，拥有半导体和光伏两大主要业务。此前中环股份发布了G12硅片（210mm尺寸）产品，大幅度提升了光伏硅片尺寸，基于生产通量和光伏系统平衡部件（BOS）分摊的成本贡献，为光伏产业链创造了更大价值。

大会最后，中环股份、天合光能、新特能源等智能光伏企业代表见证了光伏智能化组织的发起仪式，宣告光伏智能化组织成立。

▲光伏智能化组织倡议发起仪式

一、智能制造提升产品一致性，减少资源浪费

中环股份副董事长兼总经理沈浩平在会上分享了自己对于智能和光伏未来的关系。他提到，回顾过去20多年全球光伏制造产业的发展，始终追寻两条曲线，一条是光伏制造工艺技术不断进步、光伏转化效率不断提升的曲线；另一条则是制造业曲线，由有序替代无需、自动化替代手工线、科学管控替代传统管理。

他强调，这两条曲线都带来了光伏行业的快速发展。而在工业4.0时代，两条曲线将合二为一，成为光伏行业未来三到五年的发展方向。

沈浩平认为，工业4.0为光伏行业开启了一个新平台，该平台将连接光伏制造、电站管理、智慧电网和智能应用等。而从制造的角度来讲，智能化将进一步使光伏产业链的上下游合作更加紧密。

由于工业4.0和智能制造，中环股份一方面提升了产品的一致性，提升了企业的经济效益；另一方面，则他们在新的制造体系里将原料利用率提升了1.5%－2%，减少了过去很多资源无谓的消耗。

▲中环股份副董事长兼总经理沈浩平

二、环智工厂已达到工业4.0水准，人均生产率提升200%

中环股份新能源晶片BU副总经理危晨在光伏智能大会上分享了中环股份在晶片加工方向的智能制造探索和应用。

他提到，在低碳目标以及光伏产业发展的积极态势下，乐观预测，未来五年的光伏装机的复合增长率会达到21%。在这种发展趋势下，技术的快速创新也对产线制造能力提出了相应的要求。

中环股份此前推出了G12硅片产品，与其他产品相比，该产品大幅提升了硅片尺寸，也使光伏电池的终端光电转换效率更高、电池单个组件瓦数更大，突破了很多性能上的瓶颈。

但同时，该硅片的面积更大、重量更重。由于光伏材料是一个工序设备集中的制造行业，供需支路繁琐、人力密集，所以新产品的出现也对硅片加工、单晶生长自动化水平和制程控制能力提出了更高的要求。

为此，制造设备、产线、管理标准、产品型号制定都要进行升级，这也要求企业从传统的手工作业向智能制造进行转型。

接着，危晨回顾了中环股份在智能制造领域的发展路径。他称，2011年，中环建立了全球首个装机容量达6GW的工厂，使工艺设备单体达到自动化水平。

4年后，天津环欧工厂实现了单晶自动加工、工艺设备的自动化突破。在这个基础上，中环股份于2016年在无锡建立了工业3.0的应材工厂，完成了物流自动化的全面贯通与运营信息化融合，也是行业内自动化水平和信息化水平最高的工厂。

2018年，中环股份开始进行智能化工厂的搭建，天津G12环智工厂投产，达到了工厂智能化的目标。

以天津环智工厂为例，危晨介绍了当前晶片加工的智能化进度。他认为，晶片加工在转型智能制造时，主要分为两个阶段。第一个阶段是在工厂内部，从生产到交付过程中的自动化。这一阶段，中环股份通过工艺设备自动化和信息化的搭建、融合，提升了产品质量的一致性及生产效率，并降低了成本。

在这个过程中，中环股份认识到，他们需要从工厂为单位的孤岛式智能化制造向全产业链协同进行转变，对产业链进行数字化整合，实现原料数据和全产业链的质量追溯，并对每个环节的制成数据进行相应的分析。

危晨强调，目前，环智工厂已经达到了工业4.0智能工厂的水平。接下来，中环的工作重点将放在整体产业链的数据打通以及大数据应用的分析上。

中环股份新能源材料BG晶体BU数字化总监高润飞也提供了工业4.0智慧工厂的一些成果和探索。

据他分享，中环股份在晶体领域，将单晶炉与大数据模块相结合，通过建立大数据模型控制机台。之前，1个人只能操作4个机台，现在1个人可以操作192个机台，人机配比提高了48倍。与传统工厂对比，智能工厂的人均劳动生产率提高了150%-200%，人均年生产产值达到1000万元。

此外，高润飞提到，中环股份也十分重视智慧工厂的信息安全，有自己的信息安全系统，也做过信息攻防演练，使得其信息系统更加安全。

▲单晶工厂的自动化成果

三、智能制造关键：电子标签、自动化机台设备、自动化物流与仓储

之后，美国设备厂商应用材料的自动化资深顾问廖述洋对工厂如何做到智能化进行了详细的说明。

他提到，光伏产业与半导体产业的关系较为紧密，因为目前半导体产业的自动化水准较高，所以半导体行业的很多经验可以传递到光伏行业中。

从半导体行业的智能化经验出发，廖述洋认为，传感器是一个比较重要的部分。在生产过程中，设备上的传感器将温度、湿度、压力等数据传出，搭配机台自动化、无人搬运、智能派工，公司就可以建构一个有感知的新型智能化工厂。

传统的人工作业一般需要人力搬运原料，再人工给机台上料。在制造过程中，工厂工人还需要输入一些作业信息，令机台进行加工，最后人工下料。

而在环智工厂中，应用材料与中环股份自上而下地进行思考，通过全自动化的思维设计整个工厂的功能。

天津环智工厂由机台自动化入手，使机台能够自动进行上料、下料，并自动收集原料信息，之后将上料、作业过程和下料的时间点、数据上传至资讯系统，减少人工输入的环节。

第二个就是自动搬运，环智工厂通过机械手臂完成上料、下料，借由无人搬运车和轨道运输车进行自动搬运。之后，机台自动化搭配自动搬运，完成智能制造。

▲工厂自动化模式介绍

廖述洋强调，这个过程中，有三个关键因素，分别是电子标签、自动化机台设备和自动化物流与仓储。

具体来说，电子标签是工厂收集物料数据的基础，工厂需要确保电子标签在酸碱环境不一、有高温存在的制造过程中能够被机器准确识别。至于自动化机台设备则要具备数位接口，支持远端操作，能够辨识之前提到的物料电子标签，并将生产过程实时向管理系统进行反馈。

此外，自动化物流与仓储涉及制造的各个环节，自动化物流、仓储设备要能够使管理系统知道：物料在什么位置、处于什么流程、接下来又该往哪个地方运输。最终智慧工厂要达到产能平衡，最大化提高生产效率。

▲中环智慧工厂数据管理大屏

结语：智能制造或为光伏产业必经之路

当前光伏材料产业存在210mm和182mm两个尺寸硅片技术路线的分歧。部分业内人士认为，210尺寸硅片生产难度太高，产线需要迭代，成熟的生产技术和制造设备没有现成可以借鉴。

但从近年来的光伏硅片发展来看，硅片尺寸一直在几毫米之间变化，性能提升和成本降低接近瓶颈。而硅片尺寸的变化与电池性能的提升，是光伏产业想要在成本上领先火电、水电等传统产业的关键方向，这也是210尺寸硅片的诞生原因。某种程度来说，智能制造已经成为了光伏产业的必经之路。

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