电池生产车间MES系统
1、项目背景

为建设高效PERC电池智能制造生产线,实现光伏电池智能制造,车间智能化目标,进行高效PERC电池车间智能制造数字化系统建设。智能制造数字化系统建设需要立足“精细化”、“精准化”、“标准化”、“透明化”、“智能化”的深度和维度,应用工业4.0技术,深度融合信息技术与工业生产自动化技术,结合PERC电池制造过程的特点,制定切实可行的实施方案,既要确保工艺流程本身高效运行,又要及时获取车间制造、设备以及工艺数据,对数据进行智能分析处理,实现生产、管理智能化,促进光伏电池制造降本增效。

2、项目范围

工业网络:覆盖车间工业网络,包括设备监控网、生产管理网络、无线网络、视频传输网络。连接车间生产装备、质量检测系统、车间物流系统、管理终端等。

信息化系统:建设SCADA数据采集监控系统、MES制造执行系统、EMS能源管理系统、FCMS厂务监控系统、综合可视化系统、WMS仓储管理系统。并以MES系统为核心,连接ERP系统、PDM产品数据管理系统,管理光伏电池生产相关的计划、质量、设备、人力、物流、成本等业务对象。基于工厂模型和总线技术,构建工厂信息门户,集成各监控管理系统主要生产信息。构建信息安全防护体系,重点两化融合过程中边界安全防护。构建企业级数据中心,建设综合可视化平台,覆盖3D可视化、移动智能可视化、生产流程可视化、生产管理看板。预留与工业云平台数据接口,为生产数据分析、设备智能运维、工艺优化、质量改进探索提供数据支撑。


3、项目功能

整个系统包括工厂建模、产品建模、计划管理、生产管理、质量管理、设备管理、仓储物流管理、数据采集、报表平台、电子看板平台等核心业务模块功能。

3.1  工厂建模

ForceCon-MES系统为各类制造型企业提供工厂建模,即基础数据设置。主要模块包括:组织机构管理、资源管理、工厂建模和工厂日历、班组管理、资源管理。


3.2 产品建模

产品数据是ForceCon-MES系统的基础,是生产制造执行、质量过程监控、设备数据管理、仓储物流管控的基石。主要模块包括:基础物料管理、BOM管理、工序管理、工艺路线管理。


3.3 计划管理

计划管理是ForceCon-MES系统的源头,先有计划,再根据计划进行安排生产。系统将计划分成三级进行管理:计划订单→生产订单→作业订单。主要模块包括:计划订单管理、生产订单管理(计划排程)、外协管理、变更单管理。


3.4 生产管理

ForceCon-MES系统对企业进行组织和控制生产活动的综合管理,通过合理组织生产过程,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到预期的生产目标。主要模块包括:作业订单管理、数据采集模型组、数据采集按产品和工序关联、生产数据采集。


3.5 生产过程报警

ForceCon-MES系统通过扫码技术,实现产品生产过程全程跟踪,如生产线的实际操作与工艺要求不符合,扫描后系统会自动报警,过程中还会对模具、工人、材料及质量进行动态校验,并在生产换产前提前给出下一任务的换产准备清单。


3.6 质量管理

ForceCon-MES系统对企业为了实现质量目标而进行的管理性质活动,是指确定质量方针、目标,并通过质量规划、控制来提高产品合格率的全部活动。主要模块包括:检验模型组、产品和工序检验关联、待检判定清单、质检数据录入、不合格品/返工/返修处理、SPC统计过程分析。


3.7 设备管理

ForceCon-MES系统以企业的设备为管理对象,监控设备综合效率,合理应用设备技术经济管理方法和措施,对设备的运行状态和价值体现进行全生命周期的科学型管理。主要模块包括:设备台账、设备监控预警、工装夹具和模具台账、设备维修和保养项目配置、设备维修和保养计划管理。


3.8 仓储管理

ForceCon-MES系统可灵活配置不同仓库的作业模式,支持多货主多仓业务,拥有多种出入库算法,全过程仓储物流管理的质量监控,提供完整的多样的报表功能。主要模块包括:库存管理:转移调拨、盘点管理、库存量预警设置、库存查询;入库管理:采购入库、生产完工入库、其他类型入库;出库管理:销售出库、原材料配送出库、其他类型出库。

3.9  报表平台

ForceCon-MES系统拥有独立的报表平台,可作为子模块独立运行。满足用户对于报表自定义的个性化需求,支持用户自己来制作所需报表。在报表平台中,管理员可以进行报表管理、数据管理、系统管理和应用管理,为企业的各部门提供各种数据和报表支持。


3.10 数据采集

ForceCon-MES系统根据车间业务应用场景、实时生产状况、设备能力参数等因素,结合合理的数据采集方式,实现实时获取各工序、设备、物料、工艺参数等数据,并支持对相关工艺参数数据的统计、分析,为企业管理者提供管理决策所需的信息。

3.11 电子看板

ForceCon-MES系统提供独立的电子看板平台,为企业各类LEDLCD、电视机等电子屏幕提供报表定制化配置服务。主要包括表管理、模块管理、电子看板数据源配置。


4、项目价值
4.1  实现生产制造执行过程的精细化管理
       在生产制造执行过程中,MES系统采用计划精细化、物料精细化、质量精细化、设备精细化管理,将每个光伏电池产品的工艺数据、订单信息、质量检测数据、辅料使用信息、载具信息、生产质检设备参数等信息都建立成一套完整的物料数据字典。对来料检验、生产过程巡检、方阻测试、分选效率测试、EL检测、入库终检等质检过程的控制和质量数据的采集,全过程记录光伏电池片相关物料的质量信息,建立完整的质量信息档案。对企业内所有的硬件设备,建立设备档案信息,包括设备的采购信息、保养信息、维修信息、质量信息等。
4.2  实现设备自动化与软件自动化的无缝链接

对企业内所有的设备建立统一规范的接口标准,通过SCADA系统多途径实时采集各工序生产和质检设备的参数数据,并将采集的设备参数数据自动转入到MES系统的应用中,实现与MES系统的无缝衔接,达到MES系统自动提取数据,自动完成数据分析和处理的全自动化目标。

4.3 全工序设备数据采集,确保数据真实、准确、可靠

采用业界领先的数据采集技术,来规范和实现主要生产设备和辅助设备的状态、运行情况的集成联网和信息采集,采用先进成熟的数据传输技术和信息存储技术来实现对过程实时数据的有效无损存储和在线分析处理。具体包括对设备控制器及控制软件的通讯和数据采集功能,将设备生产过程中设备运行状态、工艺参数、生产数据进行集中管控,并实现数据调度、过程监控、设备远程操作等,对于设备的一些关键运行参数,如气体流量、温度、压力等可设定其合理值范围,超出范围值时给予报警处理或锁机处理。

4.4 构建正反向跟踪追溯机制,实现精准追溯
     
在全面数据采集基础上,系统建立了一套全面的正向质量跟踪及反向质量追溯,迅速监测和分析原料、辅料、半成品、成品的质量问题,加快质量异常事件的处理速度,质量跟踪与追溯涉及从原料到成品入库的整个生产过程,追溯生产过程工艺段质量数据、生产数据、投料数据、设备状态等信息。通过物料批次条码化、人员工号条码化、设备编号条码化、花篮载具RFID化,关联各个业务环节与系统之间的数据,系统之间建立信息流转中心,把所有信息流转数据统一规范地进行记录,以花篮RFID号为质量追踪粒度,实现产品全生命周期(包括生产信息、质量信息、物流信息)的追踪和追溯,根据追溯信息可以进行在线和离线的正向跟踪和反向追溯,追溯质量问题原因,进行记录,从而指导生产过程,提高生产效益。
4.5 结合大数据分析技术,辅助生产优化决策

对生产过程中沉淀的信息资源进行搜集、整合、深度挖掘与应用,借助大数据分析技术,帮助企业洞察生产过程中存在的隐患和问题,获悉业务过程内在发生规律。系统能够将设备状态参数,计划执行情况等运行参数,以及质量,交货期等性能指标数据化,同时可以分析这些数据之间的关联,用数据挖掘的方式预测交货准时率,产品合格率等车间性能的演化规律,进而发现质量指标中数据的异常,找到影响异常数据的关键参数,并对关键数据进行控制,保证交货期和产品质量。