光伏组件实现单件流分娩的可行性研究

北极星太阳能光伏网讯:在对单件流生产技能特点进行剖析的根本上，研究了光伏组件实现单件流生产的可行性，通过实证对非单件流生产工序实现单件流的可行性进行了剖析，光伏组件实现单件流生产后可降落生产周期及在制品数量，提升了企业效益。

（来源：微信公众年夜众号“太阳能杂志”ID：tynzz1980）

PART1 单件流生产技能概论

1.1 智能制造概论

智能制造是一项系统工程，是紧密环绕智能产品、智能生产、家当模式和根本4个部分进行推进的，个中智能产品是主体，智能生产是主线，以客户为中央的家当模式变革是主题，信息物联网系统和工业互联网是根本[6]。
智能制造的本色是建立在“智能化+ 网络化”之上的产品数据化，通过生产层面的纵向集成和市场层面的横向集成，实现制造业低端家当化的全面转型。
工厂端履行智能制造的必要条件是精益生产办法的全面实行，通过全面贯注灌注精益生产办法，使智能制造管理模式能够顺利展开。
精益生产办法紧张是通过自动化和定时化(JIT)2 种办法来实现，个中，自动化紧张是指以自动扮装备替代人工作业，JIT 是通过流动生产和以信息流带动物流2 种办法来实现。
目前，信息流紧张通过制造企业生产过程实行系统(MES)、仓储管理系统(WMS)等系统性物流管理软件来实现，流水化生产的最高状态便是履行单件流。

1.2 单件流生产技能概论

单件流生产技能(OPF) 起源于精益生产办法，是指通过合理的订定标准生产流程并安排好每个工序的职员量和设备量，使每个工序耗时趋于同等，以达到缩短生产周期、提高产品质量、减少转运花费的一种高效管理模式[7]。
OPF 的生产特点为：

1) 所有加工作业都按照作业顺序细化拆分；

2) 找到关键工序，通过调度职员、设备，按照关键工序的耗时整合次要工序，以便使所有工序趋于同等；

3) 所有员工均经由标准作业辅导书(SOP) 培训持证上岗；

4) 按照既定排好的工序来设计生产流水线；

5) 新产品导入经由小试、中试、大试和批量性试投；

6) 生产周期经由仔细衡量与确认。

OPF 的生产上风为：

1) 在单件流生产中，由于各分工工序的同步运行，在担保生产效率显著提高的条件下，可最大限度地减少人力资源的摧残浪费蹂躏，缩短生产周期，提高线体平衡率；

2) 由于线体采取拉动式生产办法，只有工序后段有需求时前段才开始生产，确保了流水线线体上在制品(Work-in-Process，WIP) 数量的绝对可控与最低化；

3) 单件流生产技能实现了快速出成品的制程，生产过程中无需库存多余的物料，节约了生产空间；

4) 单件流生产办法是在全体线体的单个运行周期内1 次只生产1 个成品，以是能及时在生产中创造产品的非常，减少不良产品的产生；

5) 单件流生产技能实现了单元作业同步化，每一道作业工序即为1 个作业单元，同步化的作业环境提升了团队协作能力和高度合营能力，有效提升了生产效率。

PART2 履行单件流生产的关键问题

光伏组件在线作业的紧张工序有玻璃上料、前膜EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer，乙烯- 醋酸乙烯共聚物) 自动裁切及铺设、串焊、排版、手动排版、叠层焊接、背膜EVA，TPT(Tedlar+PET+Tedlar，聚氟乙烯复合膜) 铺设、层压古人工外不雅观检测、层压前EL(Electroluminescent，电致发光) 测试、层压、层压后自动削边、层压后人工外不雅观检测、边上料、边框涂胶与自动装框、边框打螺丝、离线贴唛拉、接线盒自动涂胶及安装、汇流条引线焊接、接线盒自动灌胶、恒温恒湿固化、背面洗濯及撕膜、正面洗濯、绝缘耐压测试、I-V 测试、层压后EL 测试、分档，以及工序前段的离线拆包和后段的包装、入库等工序。

2.1 光伏组件线体平衡率的办理

标准单件流生产办法哀求各工序的生产节拍必须基本保持同等，否则节拍较长的工序会有半成品积压，导致WIP 增多。
当不同工序存在明显韶光差异时，作业韶光最长的工序称为“作业瓶颈”，其存在会严重影响单件流生产的履行，导致该生产办法无法进行。
批量生产过程中的工序不平衡是大量WIP 存在的根源。
通过工业工程(Industrial Engineering，IE) 采取取、合并、重排、简化 (Eliminate、Combine、Rearrange、Simplify，简称为“ECRS”) 等办法对作业工序进行优化重组，通过将相邻工序的作业重新排列组合，达到降落瓶颈工序的韶光、提升产线效率的目的。

以阜宁集成的光伏组件在线作业为例，利用ECRS 工具进行作业优化。
层压后人工外不雅观检测与恒温恒湿固化这2 道工序中间的工序紧张为边框上料、边框涂胶与自动装框、边框打螺丝、离线贴唛拉、接线盒自动涂胶及安装、汇流条引线焊接、接线盒自动灌胶等，改进前各工序的节拍如表1 所示。

通过剖析工序的节拍可以创造，接线盒自动涂胶及安装、汇流条引线焊接的作业韶光最长，因此对其进行作业剖析并优化。

1) 首先，对接线盒自动涂胶及安装、汇流条引线焊接的作业内容进行步骤划分，其可分为6 个步骤。
个中，汇流条引线焊接的作业韶光为27.38 s，韶光最长。
对汇流条引线焊接进行双手作业剖析，左手作业韶光为5.01 s，等待韶光为22.37 s，左手作业效率为18.30%；右手作业韶光为23.53 s，等待韶光为3.85 s，右手作业效率为85.47%；双手同时作业效率4.27%。
可以看出左、右手作业效率严重失落衡，双手同时作业效率低。
因此，利用双手联合作业剖析法，通过对左、右手的作业内容及同时作业效率进行改进，将汇流条引线焊接的作业韶光优化为17.50 s。
个中，左手作业韶光为14.88 s，等待韶光为2.62 s，左手作业效率为85.03%；右手作业韶光为11.65 s，等待韶光为5.85 s，右手作业效率为66.57%；双手同时作业效率为51.60%。
全体作业效率提升了36.08%。

2) 其次，对边框打螺丝、离线贴唛拉、接线盒自动涂胶及安装与汇流条引线焊接等作业进行工序重组排列。
打螺丝职员帮忙完成汇流条引线曲翘度作业。
贴唛拉职员帮忙完成接线盒自动涂胶作业。
接线盒自动涂胶及安装与汇流条引线焊接作业的节拍优化至33.56 s/ 件，边框打螺丝作业的节拍为33.01 s/ 件，离线贴唛拉作业的节拍为24.42 s/ 件。

3) 末了，优化接线盒自动涂胶机的位置和电烙铁的位置，减少作业职员的行走韶光及拿取电烙铁的韶光；对大桶胶履行“桶胶一拖二”项目( 即桶胶出胶处引出1 根出胶管，直通接线盒自动涂胶连接口)，实现边框胶及接线盒涂胶共用桶胶，避免改换接线盒涂胶利用的支胶所造成的停线风险。

2.2 光伏组件快速换模的实行

阜宁集成的光伏组件生产版型包含60 片( 简写为“60P”) 和72 片( 简写为“72P”)，类型有常规、双玻及贴膜组件。
个中，贴膜组件只须要串焊机启动贴膜设备，无需其他设备切换。
因此，阜宁集成在模型切换过程中紧张有6 种切换情形：

1) 60P 常规组件与72P 常规组件相互切换；

2) 60P 常规组件与60P 双玻组件相互切换；

3)60P 常规组件与72P 双玻组件相互切换；

4) 72P常规组件与60P 双玻组件相互切换；

5) 72P 常规组件与72P 双玻组件相互切换；

6) 60P 双玻组件与72P 双玻组件相互切换。

从阜宁集成历月的订单及排产情形来看，基于每月每车间50 MW 的排产情形，基本版型至少有3种，车间进行版型切换的频次保持在5次以上。
按照2017 年评估的版型均匀切换韶光为4.5 h，稳定韶光须要12 h 打算，单一线体进行版型切换的产能丢失为595 件/ 次。
因此，须要导入快速换模(Single Minute Exchange of Die，SMED) 办法。

SMED 履行的关键为：

1) 确定换型的流程及SOP，对换型准备、换型、换型调度、再调度等作业进行内、外部区分，对须要提前准备的换型设备、职员、物料等，提前4 h 进行确认。

2) 一键切换功能的设置及实现。
对全体流水线的可编程掌握器(Programmable Logic Controller，PLC)制订一键切换功能，并保存原有类型的参数设置，便于换型过程中的数据切换。

3) 对在串焊机切刀、模块及装框机组块等配件履行模块化换型方案，预先采购一套备用的换型模具，到换型时一次性改换，离线进行模型重组作业。

通过履行全体组合式换型过程，2018 年多次换型过程中的均匀换型韶光为2.28 h，设备稳定韶光约为6 h，提升了整体换型效率，产能丢失减少50%。

2.3 光伏组件自动化的履行

阜宁集成的叠层工序的作业职员为8 人，为整线流水化生产作业职员最为集中的一段，一贯以来都是履行单件流生产的困难点。
由于职员作业颠簸大，因此在此段作业前后均有堆栈缓冲，以减少产能丢失。
通过自动叠焊机和自动EVA/TPT项目的导入，实现了叠层焊接及隔离条裁切焊接作业的自动化，实现了叠层工序的单件流作业；同时，EVA/TPT 在线自动裁切与自动铺设，实现了单块组件利用唯一的EVA 和TPT，避免了离线裁切导致物料无法逐一对应。
考虑到目前叠层作业前段职员进行模板及高温胶带手动摆放时存在稳定性不敷的情形，正在考虑将机器排版机换成光感定位排版机，后者的精度高，无需手工二次排版；同时利用自动粘贴高温胶带设备，将手工作业改为设备自动作业。
目前协鑫( 集团) 控股有限公司与阿里云协同培植了大数据库管理，将“层压前EL 测试”和“层压后EL 测试”这2 道工序连接大数据库管理模块，对测试产品进行比拟，通过大数据库中大量的产品信息来确认当前产品的状态，以减少不良品流向下一道工序的机率。

2.4 全员参与

全员参与生产管理的条件是多能工( 指知足3 个工序作业能力的复合型员工) 的培养与实践，在同一作业工序形成良性学习的事情氛围，使所有岗位的生产员工都能够节制2 种及2 种以上的岗位技能，在职员流动及岗位职员缺失落的情形下能够快速形成梯队战斗力，避免职员流动造成岗位生产节拍的频繁颠簸。
同时在生产规程中，多能工能够帮忙办理工序生产过程的设备非常、品质非常等，并在此过程中提升员工技能、提高效率及改进产品良率。
其余，全员参与生产管理可形成局部团队，大幅提高了职员的机动性及非常处理的及时性。

PART3 履行单件流生产的效果

采取上述单件流生产工序对阜宁集成的生产流程进行优化。
优化完成后，生产能力、生产直通率、人均效率(UPPH)、直接人力、库存天数等均涌现了不同程度地变革，如表2 所示。

从表2 中的数据可以看出，单件流生产的履行对OEE、UPPH 和生产直通率等有显著提升浸染，能够降落生产加工费、PPM、WIP及库存天数。

PART4 总结

本文对单件流生产技能进行了剖析，并对光伏组件实现单件流生产的可行性进行了研究。
结果表明，单件流生产技能是提升精益生产的有效路子，能够快速相应生产需求。
尤其是目前我国制造类企业正在大力实行智能制造及精益生产的形势下，优先提升单件流生产技能是提升生产效率和改进产品品质的有效方法，可为后续履行智能制造供应助力。

阜宁协鑫集成科技有限公司

王磊 吴孙阳 李宗佰 张品选 王春成 吕其丹

来源：《太阳能》杂志2019 年第11 期( 总第307 期)P37-P40

原标题:光伏组件实现单件流生产的可行性研究

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