與電動(dòng)汽車、鋰電池并稱為中國(guó)外貿(mào)出口“新三樣”的光伏，在全球市場(chǎng)已成為“一騎絕塵”般的存在。本文介紹了西門(mén)子與北京京運(yùn)通科技股份有限公司合力同打造TIA解決方案在光伏領(lǐng)域的前沿應(yīng)用，以“三核驅(qū)動(dòng)”推動(dòng)持續(xù)增長(zhǎng)。

　　文/西門(mén)子數(shù)字化工業(yè)

　　中國(guó)擁有完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，光伏新增裝機(jī)量連續(xù)10年位居世界之首。2022年，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破1.4萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)超過(guò)95%。

　　盡管市場(chǎng)普遍沉浸在樂(lè)觀氛圍中，但隨之而來(lái)的卻是產(chǎn)能過(guò)剩引發(fā)降價(jià)風(fēng)潮，這也直接導(dǎo)致“內(nèi)卷”愈發(fā)嚴(yán)重。當(dāng)新一輪產(chǎn)業(yè)周期到來(lái)時(shí)，企業(yè)該如何應(yīng)對(duì)?

　　北京京運(yùn)通科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱：京運(yùn)通)，深耕光伏產(chǎn)業(yè)近20年，與西門(mén)子的合作也由來(lái)已久，雙方共同親歷了中國(guó)光伏輝煌發(fā)展的全過(guò)程。

　　京運(yùn)通于2021年獲評(píng)國(guó)家級(jí)專精特新“小巨人”，2022年?duì)I收以三位數(shù)增長(zhǎng)突破121億元。對(duì)于如何跨越產(chǎn)業(yè)周期，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，京運(yùn)通心中早已有了答案……

　　1 “這是一場(chǎng)馬拉松”

　　多晶硅被稱為“賜給人類的寶石”。由太陽(yáng)能級(jí)多晶硅加工成的硅片是光伏電池片的核心材料。在硅片生產(chǎn)環(huán)節(jié)，無(wú)論是晶體硅生長(zhǎng)設(shè)備還是硅片材料制造，均存在較高的技術(shù)壁壘。

　　創(chuàng)建于2002年的京運(yùn)通在這一領(lǐng)域深耕多年，以晶體硅生長(zhǎng)設(shè)備研發(fā)為起點(diǎn)，逐漸成長(zhǎng)為一家以光伏高端裝備制造、光伏硅片材料制造、新能源發(fā)電和節(jié)能環(huán)保四大產(chǎn)業(yè)為中心的綜合型集團(tuán)化企業(yè)。

　　光伏是典型的周期成長(zhǎng)行業(yè)。在京運(yùn)通看來(lái)，成功穿越周期的要訣就是聚焦技術(shù)，堅(jiān)持創(chuàng)新。企業(yè)要敢于并善于以技術(shù)創(chuàng)新重塑經(jīng)營(yíng)與增長(zhǎng)的邏輯。

　　京運(yùn)通副總經(jīng)理馮震坤表示，“這個(gè)過(guò)程像一場(chǎng)曠日持久的‘馬拉松’，想跑得更遠(yuǎn)、耗時(shí)更短，就要找到能讓自己保持專注、突破平臺(tái)期的跑步伙伴。對(duì)京運(yùn)通來(lái)說(shuō)，西門(mén)子就是這樣一位伙伴?！?/p>

　　京運(yùn)通與西門(mén)子的合作始于其創(chuàng)立之初。近年來(lái)，隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速，雙方合作也翻開(kāi)智能制造的新篇章。2023年3月，京運(yùn)通成為西門(mén)子在光伏設(shè)備研發(fā)制造領(lǐng)域的戰(zhàn)略合作伙伴之一，雙方將各展所長(zhǎng)為新能源光伏產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)合力。

　　2 “三核驅(qū)動(dòng)”推動(dòng)持續(xù)增長(zhǎng)

　　目前，京運(yùn)通擁有四大制造基地，分別位于北京、內(nèi)蒙古烏海、江蘇無(wú)錫和四川樂(lè)山，硅棒和硅片產(chǎn)能高達(dá)40吉瓦(GW)。在京運(yùn)通布局產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)程中，來(lái)自西門(mén)子的自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化解決方案同向發(fā)力，逐漸形成“三核驅(qū)動(dòng)”的發(fā)展模式。

　　從高端設(shè)備全集成自動(dòng)化(TIA)產(chǎn)品組合到大數(shù)據(jù)解決方案，西門(mén)子科技在京運(yùn)通不斷落地。同時(shí)，西門(mén)子也積極為京運(yùn)通提供相關(guān)的技術(shù)支持、應(yīng)用培訓(xùn)，持續(xù)賦能其業(yè)務(wù)發(fā)展。

　　“我們非常榮幸與京運(yùn)通共同見(jiàn)證并參與了中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的從無(wú)到有，從有到強(qiáng)。我們之間的合作可以說(shuō)是始于自動(dòng)化，深于數(shù)字化和智能化?！蔽鏖T(mén)子數(shù)字化企業(yè)工廠自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)械事業(yè)部光伏行業(yè)經(jīng)理侯凱表示，“通過(guò)協(xié)同創(chuàng)新，我們共同打造了TIA解決方案在光伏領(lǐng)域的前沿應(yīng)用。未來(lái)，我們還將在數(shù)字化咨詢、碳中和等方面加強(qiáng)合作，支持京運(yùn)通走科技創(chuàng)新之路，共同推動(dòng)新能源光伏產(chǎn)業(yè)邁上新臺(tái)階。”

　　3 經(jīng)典方案的新突破

　　單晶爐被業(yè)內(nèi)人士戲稱為“煉丹爐”，形象比喻出多晶硅原材料加工過(guò)程之不易。半導(dǎo)體級(jí)單晶硅的純度要求極高，通常需要達(dá)到99.9999999%以上的純度，為此，單晶爐必須提供足夠的溫度和壓力來(lái)促進(jìn)晶體生長(zhǎng)的過(guò)程，以減少雜質(zhì)和缺陷的數(shù)量。

　　以京運(yùn)通新款全自動(dòng)軟軸單晶爐為例，其爐內(nèi)熔料可重達(dá)上千公斤，溫度可超過(guò)1500℃。在這樣密閉、低壓、高溫的爐體內(nèi)實(shí)現(xiàn)晶體硅生長(zhǎng)并非易事，溫度、壓力、拉速……一個(gè)細(xì)節(jié)的問(wèn)題就可能導(dǎo)致單晶生長(zhǎng)失敗，晶體尺寸越大，其生長(zhǎng)控制的難度越高。

　　西門(mén)子基于晶體硅生長(zhǎng)條件及工藝技術(shù)為京運(yùn)通定制了以SIMATIC增強(qiáng)型控制器、分布式I/O系統(tǒng)、SINAMICS伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等硬件為核心的TIA解決方案。

　　該方案能夠以高度的精密性、穩(wěn)定性、可靠性和靈活性完成單晶爐從合爐到停爐的全自動(dòng)控制。值得一提的是，這也是西門(mén)子TIA在單晶爐領(lǐng)域的首次實(shí)際應(yīng)用，并且自2019年以來(lái)持續(xù)在京運(yùn)通單晶爐設(shè)備的發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮著重要作用。

　　2023年，隨著京運(yùn)通產(chǎn)業(yè)布局的擴(kuò)大，西門(mén)子TIA的應(yīng)用隨之?dāng)U展至切片機(jī)領(lǐng)域，為其打造了由SIMATIC 1500 T-CPU運(yùn)動(dòng)控制器、SINAMICS伺服驅(qū)動(dòng)器和工控機(jī)觸摸屏集成的解決方案。

　　在TIA的賦能下，京運(yùn)通切片機(jī)可通過(guò)久經(jīng)考驗(yàn)的工藝軟件包，更可靠地實(shí)現(xiàn)速度控制、定位控制、同步控制和張力控制，實(shí)現(xiàn)硅片的薄片化切割，從而有效節(jié)約硅料、提升出片率，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先的切割良率。

　　4 大數(shù)據(jù)解鎖自動(dòng)化新技能

　　自2019年起，西門(mén)子與京運(yùn)通一道，率先將大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)應(yīng)用到光伏設(shè)備自動(dòng)化控制中，對(duì)單晶爐拉晶過(guò)程進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)、滾動(dòng)尋優(yōu)和增強(qiáng)控制，以提升單晶硅生產(chǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性與生產(chǎn)能力，減少對(duì)人工的依賴。

　　經(jīng)過(guò)持續(xù)智能優(yōu)化，晶棒綜合成活率提高，穩(wěn)溫時(shí)間縮短，平均單產(chǎn)得到提升。京運(yùn)通也由此在數(shù)字化、智能化、可持續(xù)化的道路上更進(jìn)一步。

　　5 “中國(guó)綠色硅谷”的未來(lái)

　　一排排單晶爐高速運(yùn)轉(zhuǎn)，一根根經(jīng)過(guò)預(yù)冷處理后新鮮出爐的單晶硅棒銀光閃亮……在“中國(guó)綠色硅谷”樂(lè)山，幾乎每位京運(yùn)通制造基地的訪問(wèn)者，都會(huì)強(qiáng)烈感受到“雙碳”目標(biāo)下光伏產(chǎn)業(yè)的無(wú)限生機(jī)。

　　京運(yùn)通樂(lè)山制造基地主要從事單晶硅棒、切片及相關(guān)配套設(shè)施的研發(fā)、制造。今年上半年，在一期項(xiàng)目滿產(chǎn)達(dá)產(chǎn)的同時(shí)，樂(lè)山制造基地二期項(xiàng)目亦實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火試投運(yùn)。

　　在京運(yùn)通的未來(lái)版圖中，這里會(huì)被打造成為一座高度智能化、低碳化的“黑燈工廠”，以創(chuàng)新的數(shù)字化技術(shù)和解決方案照亮產(chǎn)業(yè)生態(tài)，助力樂(lè)山向千億級(jí)、世界級(jí)先進(jìn)制造業(yè)集群挺進(jìn)。

　　“西門(mén)子是京運(yùn)通重要的合作伙伴，未來(lái)我們將圍繞新能源光伏領(lǐng)域設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、車間數(shù)字化、工廠智能化等方向展開(kāi)深入合作?！瘪T震坤說(shuō)道：“產(chǎn)業(yè)周期中的起起落落會(huì)反復(fù)出現(xiàn)，我們只有做好自己，與合作伙伴共創(chuàng)、共贏，才會(huì)走得更穩(wěn)、更遠(yuǎn)。”

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