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(lǐng)先的光伏材料制造商，硅片產(chǎn)品占國(guó)內(nèi)流通硅片的70%，處于國(guó)內(nèi)同行業(yè)龍頭地位。在技術(shù)研發(fā)、品質(zhì)控制、自動(dòng)化升級(jí)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(jī)，2016年協(xié)鑫光伏正式與阿里云合作，希望通過(guò)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)推動(dòng)內(nèi)部管理升級(jí)、進(jìn)一步提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(lǐng)先的光伏材料制造商，硅片產(chǎn)品占國(guó)內(nèi)流通硅片的70%，處于國(guó)內(nèi)同行業(yè)龍頭地位。在技術(shù)研發(fā)、品質(zhì)控制、自動(dòng)化升級(jí)等方面也都處于較高水平。然而，從與協(xié)鑫光伏負(fù)責(zé)人的交談中，感受更多的是踏實(shí)，謙遜和危機(jī)感，絲毫感覺(jué)不到身為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)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(zé)任。通過(guò)多年對(duì)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(lǐng)先，然而，他們漸漸感到以傳統(tǒng)的方法，優(yōu)化的空間越來(lái)越小。對(duì)于追求卓越的協(xié)鑫人來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)品質(zhì)提升的最后一公里要怎么走，這無(wú)疑是一個(gè)巨大的難題。蘇州協(xié)鑫光伏總經(jīng)理曾表示：“未來(lái)蘇州協(xié)鑫的繼續(xù)突破還是要靠新技術(shù)和新產(chǎn)品。”

大數(shù)據(jù)帶來(lái)新契機(jī)

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(guò)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集并上傳云端，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)和長(zhǎng)期分析，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)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(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行量化分析和提升；對(duì)設(shè)備情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，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(jī)，2016年協(xié)鑫光伏正式與阿里云合作，希望通過(guò)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)推動(dòng)內(nèi)部管理升級(jí)、進(jìn)一步提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

此次合作的主要目標(biāo)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(zhǎng)期保存協(xié)鑫生產(chǎn)過(guò)程所有數(shù)據(jù)；通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，建立良品率預(yù)測(cè)模型；通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，建立關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)控模型，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控和報(bào)警；通過(guò)阿里云BI系統(tǒng)，對(duì)協(xié)鑫生產(chǎn)數(shù)據(jù)做多維度統(tǒng)計(jì)分析；通過(guò)阿里云大屏技術(shù)，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(lái)說(shuō)，在光伏切片的生產(chǎn)過(guò)程中，有數(shù)千個(gè)生產(chǎn)參數(shù)會(huì)影響到切片良品率，例如砂漿溫度、砂漿密度等，任何一個(gè)變量的細(xì)微變化都會(huì)直接影響到生產(chǎn)結(jié)果。

而通過(guò)阿里云的大數(shù)據(jù)分析算法，就可以對(duì)蘇州協(xié)鑫生產(chǎn)過(guò)程中采集到的全部變量進(jìn)行分析，找出與良品率最為相關(guān)的重要關(guān)鍵變量。“根據(jù)這些關(guān)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(guò)程中對(duì)這些變量進(jìn)行分析處理，一旦變量超出模型范圍，蘇州協(xié)鑫的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)預(yù)警?！?經(jīng)過(guò)項(xiàng)目一期的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了每年數(shù)千萬(wàn)的成本節(jié)省，小目標(biāo)并不遙遠(yuǎn)。

技術(shù)框架

整體技術(shù)框架可以分為三大部分，車間源數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析區(qū)，以及業(yè)務(wù)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(jī)、分選機(jī)、MES數(shù)據(jù)準(zhǔn)實(shí)時(shí)上云。

關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)控模型

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

生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控報(bào)警

生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)流式上傳，通過(guò)流計(jì)算實(shí)時(shí)監(jiān)控。并基于監(jiān)控模型，實(shí)現(xiàn)異常情況報(bào)警。

良品率預(yù)測(cè)

對(duì)影響良品的重要參數(shù)做多元統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)良品率的預(yù)測(cè)。

備件損耗分析

通過(guò)關(guān)聯(lián)規(guī)則，聚類分析，深度學(xué)習(xí)等方法，監(jiān)控相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)備件損耗提前預(yù)警。

大屏看板

設(shè)計(jì)實(shí)施每車間及事業(yè)部級(jí)的大屏看板，如下圖所示為大屏看板的示意。

BI分析

30個(gè)主題多維度統(tǒng)計(jì)分析，并支持自定義時(shí)間、參數(shù)，分析參數(shù)間數(shù)學(xué)相關(guān)性，如下圖所示為BI分析示意圖。

價(jià)值

隨著中國(guó)制造行業(yè)整體從粗放式向節(jié)約化、精細(xì)化轉(zhuǎn)變，很多產(chǎn)業(yè)也在從勞動(dòng)密集型向資本技術(shù)密集型轉(zhuǎn)移，新技術(shù)，尤其是大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，成為支撐制造業(yè)改革的中堅(jiān)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(jí)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(jì)算等新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的智能改造和升級(jí)，完成提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)的最后一公里。

對(duì)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(jì)算、大數(shù)據(jù)分析企業(yè)承擔(dān)。協(xié)鑫與阿里云合作的模式可以直接復(fù)制，利用制造企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，和云計(jì)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(chǔ)、分析能力，打造企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。

追求卓越，超越自我，中國(guó)制造業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)、新技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，已經(jīng)開(kāi)啟了嶄新的一章。

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

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