侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

降低光伏产业每瓦制造成本

2009-05-26 10:32
逆光飞舞
关注

Julie Fraser, Canbashi Chris Parsons, Camstar Systems, Inc

降低每瓦制造成本是太阳能产业的巨大压力,只有达到这一目标,公司才能成为市场的领导者。成功降低每瓦制造成本的公司将享受到不受限制的增长所带来的前景。产能,材料和材料价格的限制,以及近期欧元汇率的波动,放慢了光伏业从一个新兴行业发展成为一个主流市场的步伐。

太阳能工业发展的机会有多大?根据德国研究机构Photon Consulting的资料显示,光伏市场的已装机容量到2012年将从2007年的2.2亿瓦特增加到图1中所示的37亿瓦特。这足以将未来几年的需求翻番,并在未来的许多年里保持强劲的两位数字的增长。

当然,胜者将是那些产量大、有创新性新产品与质量保持稳定的公司。无论这些公司使用什么样的新改良流程与技术,生产高质量的产品对于任何公司来说是有效降低每瓦发电成本的基础。

当材料需求急剧上升时,降低成本不是一件简单的事。随着一些公司如LDK、MEMC Electronic Materials与Renasola公司投入运行,生产的新材料与硅片的生产能力可以暂时缓解当前的材料荒。

为了防止这些材料挤压销售成本不当损害盈利,太阳能公司必须学会降低其它成本如制造成本。实际上,一个公司的增长机会受限于其扩大生产到最大产量的能力和将产品始终保持在高质量的能力。

很多公司同样还力求在垂直层面上做工作以更好地控制材料。一些新工厂包括价值链中的更多部分。将硅片、电池与模块生产(可能还有硅锭或化学物质生产)相邻,风险与成本会下降。在减少物质供应风险时,高度集成化的生产可能提高输给系统的生产率、生产、质量与设施使用。

当然,这些生产阶段导致生产模式完全不同,从成批生产到混合模式再到离散装配。有些公司还未准备采取这一步骤。

总之,对价值链进行精简是很重要的。无论是在一个集成化工厂内或一个传统供应链中,信息流是速度与生产率的关键。正如流程自动化能极大地降低人力成本一样,商业性IT系统可以将人们从纸头工作与多重数据输入中解放出来,将注意力投入到制造的关键部分做出改进。信息集成同样还可更快地将生产成果反馈到工程与研发工作中以更快的速度对流程与工艺进行改进。

 

多方面的增长

成功的盈利性增长不仅依赖于扩张的能力,还依赖于多个维度的增长。很显然,通过工厂提高产量不仅要求增强生产工序,还要求为高技能的工作培训人员以确保正确执行工序,提高自动化程度,将员工从日常工作中解放出来。

事实上,主要太阳能公司正在经历至少四个不同方面的增长,如图2中所示:

1. 产量:很显然,生产能力必须增长以确保供应能满足全世界对光伏产品日益增长的需要。为了跟上太阳能设备安装的急剧增长,这一产量增长从理论上来说是平稳的,且很快能达到最高产量。

2. 员工:必须向生产员工传授很具体的、有时甚至是一些技术技能以对这些生产工序提供支持。公司发展时,在每一道工序,员工可以立即获得最佳惯例或最佳已知方法。理论上公司可强化这些步骤,使用这些材料。

3. 自动化:人力只能处理很低的生产量。即使有具有技能的新员工,公司需要执行自动化过程控制以提高可靠性与可重复性,因此获利。因此,自动化提高产量以满足市场需求,同样还可以降低每瓦特成本。

4. 垂直流程:从硅锭到硅(或化学物质的)回收再到太阳能电池最后到完全组装好的模块,对这个流程控制的越多,则供应保证越好,对每个工序的质量控制也越好。无论各公司是否真正拥有所有这些阶段,他们必须共同努力密切合作以取得客户可以接受的质量与较低的每瓦制造成本。

这看起来似乎很明显、很直接。但是,各个方面的增长表现出许多局限性与挑战。为了充分利用市场机遇, 各公司必须控制好有关增长的各项要素,既要度过起步时的难关,又要长期坚持下去。

例如,许多公司对新工厂的员工都会设定一个良好的初始培训计划。但是,当工厂改进其最佳已知方法时,操作人员的操作也会发生变化。从基本操作发展到最佳实践操作这一发展过程是工厂扩张的一个重要里程碑。要成为充满风险的行业的领头羊,这一转变将引发一系列的其它工作:

应颁布新的最佳已知方法与操作程序,员工应通过关于新工序的培训或认证。

最佳已经方法在对自动化系统进行编程时建立设定点或目标。

供应材料的操作可能需要了解新的做法以确保正确包装与搬运。

整个公司的系统可能需要进行更新以达到新的生产能力。这些可能包括生产规划与生产进度计划的产量与周转时间假设和财务、产品或材料的新标准成本。

各公司必须在价值链的每一点上削减成本和保持稳定性,从而内部与外部供应商可以跟上需求,并保持质量标准。

问题是这些最佳惯例或最佳已知方法的发现点并不总是像我们所认为的那样。有时,他们在中班或晚班时出现,且不能清楚地进行沟通。在新的工厂,这些重大发现也可能会每天出现。因此,在每一个改进点进行大的正式重新培训计划、召开与供应商与客户之间的会议可能不太可行。


由软件对各个方面进行改进

为了确保降低每瓦制造成本,光伏生产商需要找到一个方法,当这些公司在各个方面增长时可靠获得最佳做法或BKM。这既可对良好生产秩序加强管理,也是信息系统的明确要求,以在当扩大自动化时对对流程与人员提供支持。

生产应用可促进流程一致与产品质量,对员工提供支持以做出正确的决策,并随时清楚检查性能。可是,公司还需要一个可以容纳这些应用的企业范围内的平台。当业务发生变化时,平台可以保证可量测性与一致性。两者都是降低每瓦制造成本与一个成功的太阳能企业发展的重要因素。

简言之,越来越多的集成化太阳能工厂需要企业范围内的集成软件与生产模型相匹配。流程自动化确保你获得数据,但是企业生产系统将这些数据转化为有用的信息。这些系统向员工与决策者提供前后信息与方向。企业级的集成应用是太阳能企业成功达到太阳能制造成本与现有制造成本持平这一目标的基础。


制造&质量执行:

当客户对价格更敏感、产量上升时,优化生产线性能的更先进的生产方法应当开始起作用。本半导体出版物的读者长期使用集成工厂广泛的信息系统对他们的生产工厂进行运营。这些系统通常称为制造执行系统或制造运营管理。

制造运营管理是生产信息的基础。它远远高于企业资源计划的工厂最低模块。与企业资源计划相同,它是一套应用程序。制造运营管理功能,如图3中所示的已修改的ISA-95型号中第三层所示,可或按批号或按批次或按串行化单元进行产品族谱系划分。制造运营管理同样还可以通过供应层建立一个记录,使得从原材料一直到完成模块装配整个过程的跟踪成为可能。

可能更重要的是,制造运营管理提供操作者指南。如产品没有通过检查或如需要的信息未输入到系统中进行记录,制造运营管理可以防止员工将产品送到下一道操作工序。当流程与BKM程序发生变化时,系统可以指导员工通过小班培训采取正确的行动,确保这些员工在开始操作前,已确实进行过培训。

幸运的是,半导体与其它工业已为此铺平了道路,因此各光伏公司可以执行这些商业上可用的、已经行业证明的、耐用的制造执行系统应用。包括所有这些核心MOM功能在内的各系统是结实耐用的。

很明显,质量与产量是衡量生产的主要因素。这一点对于价值链上的所有生产区域确实如此。

为了与太阳能产业的进步相匹配,这些系统现在正将闭环质量管理与制造执行能力相结合。这一做法可立即使实时访问系统执行质量流程。因此当一个失控行动计划需要到位时,可立即启动并执行该计划后的行动。

要消除废料,达到太阳能发电成本与现有电力成本持平这一目标,各公司必须努力工作,不断改进他们的做法或最佳已经方法。除了自动化可以做到的事情以外,还要求对机器状态进行跟踪,验证运营参数,对材料进行跟踪以及加强BKM流程。

通过将制造执行系统与质量相结合,工厂系统可以成为进行最佳已知方法改进的工具。例如:

当编制一项失控行动计划或对流程进行修改以纠正质量问题时,新的最佳已经方法流程可通过制造执行系统可靠地分发给所有员工。

当自动化系统检测到机器故障或制造执行系统检测到一个错误的操作参数时,该系统会启动一个失控行动计划或其它质量流程并从制造系统提供前后数据,对根本原因进行有效分析。

制造执行系统中的流程与产品数据可以支持质量分析流程。

执行新流程可能有助于防止故障或错误再次发生。

很显然,将制造执行系统与质量应用程序相结合可以向公司在寻求增加产量上提供支持。高产量的生产流利通常会降低每瓦发电成本,这是因为废料少,返工少,浪费就较少。该结合还可让工厂对新流程与产品强化进行成功跟踪。


智能

一些生产软件系统正在有效集成的另一个功能单位是分析学,通常也称为制造智能,该功能单位可以帮助影响生产与质量数据以持续不断地进行改进。许多人将该功能单位视为一个显示其相对于重要标准的性能的控制板。

有些制造智能甚至做得更多。通过制造智能趋势或样式分析,可以识别出哪些做法可以作为BKMs在整个企业中复制。在其上看看刚刚发生了什么事,有些制造智能系统观察趋势预测将来的结果。有了这种能力,系统可以预警,这样可以帮助员工确定问题,在这些问题成为让人付出昂贵的代价前,防止其发生。这接近于预防行动的真实意图,是核心但却是传统流程改进与失控行动计划中通常被忽视的地方。

其中的最佳方法也可以收集汇总到企业商业智能。

因此,三个主要应用区域对于太阳能制造商扩大运营与降低每瓦发电成本是十分重要的,且制造智能还向以下方面提供支持:

通过帮助提高这些流程的可视性、控制与可靠性扩大产量。

让新员工快速达到这些速度,通过一直提供最新指导与加强措施让所有员工能在BKM变化时跟上BKM。

通过将其放在一个工厂范围内对自动化进行调整,获得控制数据,将更新的指令与设点输入到自动化系统中以保持高产量。


企业制造平台

增长的信息基础不仅仅需要制造执行系统、质量与智能应用。即使将它们全部集成在一起,信息分享、持续改进与增长要求有一个供其运行的公共的IT平台。这个平台对于一些核心特点来说极为关键,当业务变化时,平台可使信息流动。

可量测性:很显然,光伏产业正在经历飞速增长。一个相关的平台可以处理数据量以指数级的速度增长,而非期待对每一种应用进行量化。当工厂达到其最大产能时将会出现,基于工厂中的产品产量,产品产量将呈指数级增长,因为产品、过程、测试与质量数据随附每一硅锭或化学物质、硅芯片、电池或模块。

集成:平台,而非个体化的应用,理论上在企业资源计划与其它企业应用程序之间提供信息流。平台还可以将行业标准机构从过程自动化到更粒化信息之间的链接。没有这个中间平台,企业资源计划交易方式数据管理与自动化系统的实时过程信息在数据格式、结构与频率方面不匹配,当数据量增加时,量化效果不好。

可扩充性:如一个软件应用程序与业务不能精确相配,就可能发生问题。最佳平台具有定制能力或可对系统进行扩充,在不需要用户化的情况下满足独特的需要,平台不会自动移植到新发行的应用中。这种能力在平台发展时对于收集与执行平衡知识管理尤为重要。

适用于所有过程类型:大多数生产应用最初是为了一个特定的行业开发出来的。平台的另一个作用是提供建模与逻辑,支持各种不同过程类型。理论上,平台在大批量生产与离散装配及光伏产业需要的所有混合模式环境中变动。这一特点很少但具有很高的价值,因为那些可望增加控制供应链的垂直范围。

所以当生产过程增长时应用指导生产过程,允许平台进行进化。可以纳入多个应用程序的平台将为正在成长与发生变化的光伏公司提供一个正确的方法。对不易量化、集成、扩展与在业务的各个部分使用的软件进行投资可能会导致需要花费不菲的成本进行重新投资。当财务成本不高时,将平台与自动化与企业系统进行重新调整与重新集成几乎是理所当然的选择。


增长与杰出典范

太阳能装置生产商劝说他们与他们的股东在无限增长的市场抓住这个特殊的时刻。为了达到这一目的,公司必须建立一个稳定的基础,在此基础上建立新的过程、培训新员工,执行新自动化系统,开阔他们的眼界以更好地控制他们自己的命运。

基础的一部分必须是制造与质量执行的企业信息与分析系统。当公司与该行业发展时,这类系统使得创新、产品、质量、产品一致性与可靠性成为可能。平台允许发生变化与信息传递。这些不仅降低每瓦特成本,而且是在各个方面增长的关键所在。

从某种程度上来说,由于有了标准,整个行业在加速发展。公司将需要考虑与采用SEMI的新光伏工业标准获得分析测试方法、硅芯片与电池传输载体、硅芯片、设备通讯接口、原料与性能。但是,整个行业这些信息降低成本,发现区别将比往常更为重要。

现在到了光伏公司或赢利或亏损的时候了。赢利的公司已在各项应用与平台上进行投资,确保它们能在各个方面增长。这些公司正在提高工序质量,带领他们向着太阳能发电成本与现有电力成本持平这一目标前进。这些公司的前景是光明的,它们是高品质太阳能设备生产方面有盈利能力的杰出典范。

  (编辑:xiaoyao)
 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号