晶科能源成功部署中国首个硅片MES系统案例详解

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       晶科能源控股有限公司(纽交所代码：JKS)是全球为数不多的拥有垂直一体化产业链的光伏制造商，业务涵盖了优质的硅锭、硅片、电池片生产以及高效单多晶光伏组件制造，2011年垂直产能达到1.5吉瓦。2011年初，晶科能源为了提升生产管理水平，支撑企业快速成长，领导层决定启动江西上饶生产基地硅片事业部MES项目，据悉：如该项目部署成功，这将成为中国首个全面应用于太阳能硅片制造行业的MES制造执行系统； 该年4月深圳华磊迅拓科技有限公司的基于SOA架构OrBit-MES V10.0产品在公开投标中胜出，5月硅片事业部正式启动实施MES项目。晶科能源是国内首家部署MES系统的硅片制造商并成功实现产品生产过程的实时控制、物料防错及成本管控、品质分析、并与U8系统进行数据通信。

硅片行业的生产特点：
1)生产规模大，产品价值高，生产过程管控对成本和品质影响大；
2)拉晶和铸锭配料出错率高，由于原生多晶硅价值高，一旦出错将造成巨大损失；
3)生产中投炉、切方、切片、检片等工段多且返工率较高，导致成本与损耗难以统计；
4)生产过程中设备依赖性高，设备保养、维修、辅材管控、数据管控要求高。

由此可知硅片行业实施MES系统的难度，因此MES软件必须具备以下特点：
1)基于平台的产品化的MES系统；
2)成熟、稳定、可靠；
3)高开放性、高扩展性、可集成性；
4)界面操作人性化、运行高效率；
5)支持远程多工厂分布式部署；
6)满足硅片行业个性化需求；
7)个性化流程及功能的快速变更能力；
8)与企业的ERP以及其它业务系统的全集成能力。

      晶科硅片事业部拥有三个工厂，同时生产单晶、多晶硅片。规模庞大、员工众多、原料处理复杂、生产加工环节多、数据信息量大，晶科的一个车间就相当于一个小规模工厂，MES项目的工作量可想而知。在项目初期，OrBit团队投入2个月的时间，对晶科MES系统需求反复沟通、确认。通过多年的实施经验，编写项目调研文档和解决方案，保证MES系统实施在方向和细节方面都满足客户要求，双方团队对调研文档进行签字确认，以达成所有团队成员的充分共识。

晶科MES项目需求调研确认包括以下内容：
一、对多晶硅原料的精确管控
       原料处理包括来料接收、采购入库、分选、酸洗加工、酸洗入库、配方管理、配料过程管控、配料发放等环节，监控原料处理过程中的损耗、进度、完成情况，严格按配方发料，避免因错发料导致重大成本损失；
二、对拉晶、铸锭过程数据的记录
       记录拉晶和铸锭的生产过程数据，如：投入重量、产出重量、尺寸规格、坩埚编号、坩埚厂家、作业人员、炉台设备、QC检测结果、加工异常情况、自动统计辅材使用炉数等等。通过MES系统自动计算生成成晶率、整棒率、产量、损耗等报表。
三、采集切方过程数据
      切方加工过程异常繁琐，工序多、返工环节多、尺寸要求严格。数据内容包括规格、接收长度、损耗长度、产出长度、反切长度、直径、重量、加工人员、加工设备编号、加工周期、返工原因、返工记录。记录相应的品质数据，如头中尾电阻率、头尾少子寿命、反切长度、检测人。由MES系统生成产量、损耗等报表。
四、采集切片过程数据
       切片工序是整个加工过程的关键环节，因为它对产品质量和利润的影响是不言而喻的；因此，对切片过程的监控显得格外重要，数据内容包括粘棒信息、组棒信息、加工设备编号、操作人员、主轮编号、主轮寿命、线槽距、清洗设备编号、药剂更换时间、药槽温度、排片数、破损数、产出片数等等。统计并生成理论产量、实际产量、破损数量、日产量等报表。
五、记录包装过程信息
       记录包装切片检测信息，如规格、厚度、外观、电阻率、少子寿命等。检片员通过系统记录实际接收数量、ABCD等级片数、破损类别、数量，管理包装线BCD级别线边库存数量，包括转入数量、转出数量。打印外箱标签时，记录装箱的晶体编号、数量。利用MES系统统计理论产量、合格数量、不良原因及数量、日产量等报表。
六、通过MES系统指导成品发货。
       MES从ERP中下载发货通知单，仓管员根据发货通知单的规格要求，扫描外包装箱条码，扫描发货。MES系统将记录发货单号、成品外箱标签、数量、发货人、发货时间等信息，通过外箱条码标签可以查询到对应的晶体编号、所用原料批次、生产过程数据、包装等信息，从而起到品质追溯的目的。

       接下来进入了系统配置阶段：完成了硅片业务流程上所有的业务对象配置，完成了插件配置与代码开发，查询分析与报表设计，并实现与ERP集成开发。在培训部署阶段：进行了系统软硬件安装、条码输出输入设备调试、各条码标签格式确认、操作人员培训、在线集成测试、数据初始化、系统试运行。OrBit-MES系统在30多个关键工序的个性化数据采集与流程控制中，百分之百的以业务对象非编程的建模方式加以实现，无论是多组织架构建模、数据采集、批次控制、工艺流程控制、条码标签一体化输出、面向操作工人的友善性，以及条码扫描的方便性都得到了生产现场操作与应用要求的检验。

       历经半年的系统实施，硅片事业部的3个厂区于2011年11月份全部正式上线，过程中关键信息得到了及时的记录，同时针对返工、降级、报损等异常流程进行了逐一确认，系统一次性上线成功。在系统优化阶段，OrBit-MES系统为晶科提供生产与品质环节约150份的统计报表以及电子看板。

       项目的顺利实施得益于晶科事业部高层的高度重视以及各部门紧密配合。晶科在短短的5年时间就取得了今天的成绩，正说明了晶科领导团队的高效执行能力。MES项目的正式上线也充分证明晶科领导在推动企业内部变革，提升管理的决心和魄力。同时，OrBit团队丰富的实施经验和优秀的平台化产品，也保证了项目的快速实施，实现了MES系统在国内硅片行业的零突破。晶科MES项目的成功预示着中国硅片行业整体品质的提升。

回顾晶科MES项目的成功，晶科的要求也代表着多数制造型企业对MES系统的普遍需求：
1. 实现对原材料段的实物与信息流的管控，采集重要的来料品质信息，监控各种原料的处理状态，记录执行过程数据；
2. 采集生产加工环节的生产过程数据，记录重要的质量性能指标；
3. 实时反馈品质数据，帮助企业实现品质过程管控，快速解决和预防品质问题；
4. 监控生产过程的产品物流情况，实时查询在制品数量，降低产品工序间的滞留和积压，提高现场作业效率及产能；
5. 建立完整的产品-配件-原材料的正反向追溯体系，实时统计车间管理所需的各种管理统计分析报表，根据客户要求进行灵活配置。提供明细查询，校验各报表数据的准确性。

      晶科MES项目的成功，再一次有力证明MES系统对制造业管理水平提升的重要性。晶科硅片事业部已经实现从原料加工到产品出货的全过程监控，管理层例会通过MES系统进行讨论分析车间管理及品质问题，提高了管理层的工作效率，得到了晶科领导的高度评价。同时，晶科MES项目的成功也凸显了具有中国自主知识产权的深圳华磊迅拓科技有限公司OrBit-MES系统正在为中国的制造业发展积极贡献着自己的力量。