“5G+工业互联网”助力晶澳曲靖基地打造智慧工厂

        晶澳太阳能有限公司是业内领先的新能源光伏上市公司，在全球拥有12个生产基地，产品足迹遍布135个国家和地区。曲靖基地是晶澳集团的业务创新示范基地，一方面需要根据自身当前的发展需求，利用工业互联网思维，借助5G、云计算、大数据、人工智能等技术手段，加速IT、CT、OT的业务融合，提升产能，降低成本，实现更加绿色、柔性的生产，以应对日益增长的市场需求；另一方面，曲靖基地还承担着晶澳集团先行先试，打造“5G+工业互联网”标杆的任务。

        晶澳曲靖基地通过打造“5G+智慧工厂”，将IT与生产应用有机结合，依托工业互联网与大数据实现集成与互联，对整个经营制造过程进行实时数据的收集、传输、分析和反馈，从而实现工厂、生产过程、决策支持的数字化管理。

发展挑战

        在打造“5G+工业互联网”创新示范标杆的过程中，晶澳曲靖基地结合实际业务分析，有两大痛点亟待解决。

- 企业产能扩大，招工难，亟需机器换人

        生产制造过程中，在硅料装料、桶装料拉料、空桶回收等多个环节需要大量人工配送；同时，行业需求日益增加，企业产能扩大，人力需求持续增长。但因为厂区地理位置偏远，且工作内容较枯燥，且需要24小时轮班，招工难，人员流动大，人力成本增加，亟需机器换人。

- 系统烟囱化，需打通联动

        晶澳曲靖基地在过去的信息化、自动化进程中，引入了众多软件系统，包括MES（manufacturing execution system）、SCADA（supervisory control and data acquisition）、ERP、OA、安防、特种设备、能耗管理等系统，各系统之间形成了信息孤岛，数据价值有待挖掘，业务流程有待打通。

5G+AGV智能厂区物流，助力机器换人

        在智慧工厂项目中，晶澳曲靖基地采用中国电信5G定制网，下沉UPF（user plane function）至园区，确保生产数据不出园，为硅棒生产提供高带宽、低时延、高可靠性的业务保障。同时，根据车间的生产节奏和生产场所特点，在运送硅料和回收空桶等关键环节，规模使用5G工业自然导航AGV（automated guided vehicle），与MES联动，协同生产，提升生产效率。一期建有192个单晶炉，目前有10辆AGV用于桶装硅料的运送和回收空桶，承担了几乎所有硅料搬运的工作，实现装料车间和单晶车间的无人化运送。AGV全天24小时运行，承担98%以上的送料和回收空桶任务，切实打造高效、实用、智能的物流体系，节省了3个班近20人。一期的5G+AGV智能厂区物流应用取得良好的效果，解决了基地招工困难、人员流动大的痛点。二期建有1400个单晶炉，也正在引入100台AGV用于桶装硅料、埚装硅料和硅棒的转运，在生产环节全面推广无人化的智能物流体系。

“数字孪生”打造数字工厂

        项目依托工业互联网与大数据实现集成与互联，借助5G、云计算、大数据、人工智能等技术手段，加速IT、CT、OT的业务融合，对整个经营制造过程进行实时数据的收集、传输、分析和反馈，从而实现工厂、生产过程、决策支持的数字化管理。

        通过对工厂园区和生产环境3D建模并进行渲染（见图1），既有的MES、SCADA、ERP、OA、安防、特种设备、能耗管理等系统和数字孪生的模型进行映射，实现对整个工厂环境和生产过程的仿真、评估和优化，打破系统之间的数据孤岛，变革了整个产品生命周期的生产组织方式。各个系统都统一接入，搭配适应于各类三维数据的大数据、AI分析等能力，高效处理海量存量数据，园区的安全生产和能耗数据监测效率大大提升。

        - 运营维护更精准：实现了多系统联动，快速锁定大范围的问题区域，工单直接与模型挂接，避免问题的反复上报和责任推卸，运营成本下降；

        - 协同工作更高效：各系统数据统一呈现，协同现场和远程运营管理，园区全方位实时可见，问题处理响应时间大大缩短；

        - 提高生产效率：在虚拟环境下仿真生产制造过程，不断优化，并进行评估与检验，从而缩短产品设计到生产的转化时间，并且提高产品的可靠性与成功率。

        晶澳曲靖基地成功示范了“5G+工业互联网”建设模式，晶澳邢台基地、包头基地、鄂尔多斯基地、越南基地等多个基地都在和中兴通讯探讨企业数字化转型的路径。此外，晶澳集团的上下游企业，比如京运通已经成功复制了基地的“5G+工业互联网”智慧工厂模式。晶澳曲靖基地会继续和中兴通讯深化合作，抢抓5G、大数据、人工智能、工业互联网等“新基建”发展机遇，进一步深入开展基地“5G+工业互联网”创新应用研究，加速成功模式的复制，赋能行业，以科技全面助力光伏制造行业的发展。