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通过分析工序的节拍可以发现,接线盒自动涂胶及安装、汇流条引线焊接的作业时间最长,因此对其进行作业分析并优化。
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。其中,汇流条引线焊接的作业时间为27.38 s,时间最长。对汇流条引线焊接进行双手作业分析,左手作业时间为5.01 s,等待时间为22.37 s,左手作业效率为18.30%;右手作业时间为23.53 s,等待时间为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衡,双手同时作业效率低。因此,使用双手联合作业分析法,通过对左、右手的作业内容及同时作业效率进行改善,将汇流条引线焊接的作业时间优化为17.50 s。其中,左手作业时间为14.88 s,等待时间为2.62 s,左手作业效率为85.03%;右手作业时间为11.65 s,等待时间为5.85 s,右手作业效率为66.57%;双手同时作业效率为51.60%。整个作业效率提升了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。打螺丝人员协助完成汇流条引线曲翘度作业。贴唛拉人员协助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) 最后,优化接线盒自动涂胶机的位置和电烙铁的位置,减少作业人员的行走时间及拿取电烙铁的时间;对大桶胶实施“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,避免更换接线盒涂胶使用的支胶所造成的停线风险。
2.2 光伏组件快速换模的推行
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。其中,贴膜组件只需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主要有6 种切换情况:
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况来看,基于每月每车间50 MW 的排产情况,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 年评估的版型平均切换时间为4.5 h,稳定时间需要12 h 计算,单一线体进行版型切换的产能损失为595 件/ 次。因此,需要导入快速换模(Single Minute Exchange of Die,SMED) 方式。
SMED 实施的关键为:
1) 确定换型的流程及SOP,对换型准备、换型、换型调整、再调整等作业进行内、外部区分,对需要提前准备的换型设备、人员、物料等,提前4 h 进行确认。
2) 一键切换功能的设置及实现。对整个流水线的可编程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)制定一键切换功能,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实施模块化换型方案,预先采购一套备用的换型模具,到换型时一次性更换,离线进行模型重组作业。
通过实施整个组合式换型过程,2018 年多次换型过程中的平均换型时间为2.28 h,设备稳定时间约为6 h,提升了整体换型效率,产能损失减少50%。
2.3 光伏组件自动化的实施
阜宁集成的叠层工序的作业人员为8 人,为整线流水化生产作业人员最为集中的一段,一直以来都是实施单件流生产的困难点。由于人员作业波动大,因此在此段作业前后均有堆栈缓冲,以减少产能损失。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,实现了单块组件使用唯一的EVA 和TPT,避免了离线裁切导致物料无法一一对应。考虑到目前叠层作业前段人员进行模板及高温胶带手动摆放时存在稳定性不足的情况,正在考虑将机械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;同时使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建设了大数据库管理,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,对测试产品进行对比,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前提是多能工( 指满足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工作氛围,使所有岗位的生产员工都能够掌握2 种及2 种以上的岗位技术,在人员流动及岗位人员缺失的情况下能够快速形成梯队战斗力,避免人员流动造成岗位生产节拍的频繁波动。同时在生产规程中,多能工能够协助解决工序生产过程的设备异常、品质异常等,并在此过程中提升员工技能、提高效率及改善产品良率。另外,全员参与生产管理可形成局部团队,大幅提高了人员的机动性及异常处理的及时性。
PART3 实施单件流生产的效果
采用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、库存天数等均出现了不同程度地变化,如表2 所示。
从表2 中的数据可以看出,单件流生产的实施对OEE、UPPH 和生产直通率等有显著提升作用,能够降低生产加工费、PPM、WIP及库存天数。
PART4 总结
本文对单件流生产技术进行了分析,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,单件流生产技术是提升精益生产的有效途径,能够快速响应生产需求。尤其是目前我国制造类企业正在大力推行智能制造及精益生产的形势下,优先提升单件流生产技术是提升生产效率和改进产品品质的有效措施,可为后续实施智能制造提供助力。
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
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