太陽能多晶硅鑄錠生產(chǎn)的“云服務”

松下問童子， 言師采藥去。 只在此山中， 云深不知處。 -----《尋隱者不遇》， [唐] 賈島 從上世紀九十年代起，互聯(lián)網(wǎng)這個詞被人們說了二十年了。大約是因為審美疲勞，或者某些時髦得人覺得這個詞太俗了，所以，出現(xiàn)了“云計算”這個詞。從云計算開始，現(xiàn)在基本上不管什么事物，都可以在前面加上個“云”字，立馬就顯得高端大氣上檔次了。本博主不能免俗，今天在這里也談談多晶硅鑄錠的“云服務”。 制造業(yè)的售后服務，比消費品的售后服務重要得多，技術(shù)難度也高得多。在消費品行業(yè)，對售后服務的要求最多也只是“用戶體驗”的層面。如果把“用戶體驗”做得稍好一些，就可以到國際著名的商學院的MBA課堂上交流心得了。但是，在裝備制造行業(yè)，產(chǎn)品的服務一旦出現(xiàn)些許紕漏，不僅是產(chǎn)品本身的使用或用戶體驗好壞的問題，還可能會給客戶的生產(chǎn)造成巨大的損失。所以，制造業(yè)的服務，尤其是裝備制造業(yè)的服務，就特別重要。而多晶硅裝備的服務，由于生產(chǎn)過程中涉及的是十幾萬元一噸的多晶硅，一朝不慎，就會帶來數(shù)十萬的損失。 從用戶的角度來看，多晶硅鑄錠設備的服務可分為三類，一類是保產(chǎn)服務，即保證設備的按照規(guī)范的性能指標進行正常生產(chǎn)，這是最基本的一類服務。二是維護服務，目的是對設備進行正常的保養(yǎng)，以使設備能夠始終保持在正常的工作狀態(tài)，避免過度疲勞導致生產(chǎn)故障或者設備壽命縮短。三是升級服務，在新的技術(shù)出來后，能夠?qū)υO備進行升級，變相延長設備的使用壽命，提高用戶的資產(chǎn)利用率。 這三類服務，都需要對設備的運行狀況進行清晰的了解。尤其是第一類服務，即所謂“保產(chǎn)服務”，就是一旦生產(chǎn)過程中設備出了問題，必須要在盡可能短的時間里把問題解決掉；否則，輕則耽誤生產(chǎn)，重則可能會釀成大的事故。這是客戶對于多晶硅鑄錠設備的最基本的需求，也是對服務的時間響應性要求最為緊迫的一類服務。 要解決問題，首先要了解問題。而真正的保產(chǎn)服務，要求是在問題出現(xiàn)之前，就先能夠發(fā)現(xiàn)征兆，提前解決，避免出現(xiàn)生產(chǎn)事故。所謂，上工不治已病，治未病，此之謂也。因此，設備的狀態(tài)是否清晰，就顯得尤為重要。 任何問題在發(fā)生之前，都會有征兆。而多晶硅鑄錠的生產(chǎn)過程由于是封閉在一個真空的爐體內(nèi)進行的。雖然有窗口可以讓人看到爐內(nèi)的局部，但那畢竟是很不完全的。所以，僅靠肉眼或人的五官來觀察是不能滿足需要的。必須要通過一些現(xiàn)代化的手段來代替或者延伸人的五官功能，對生產(chǎn)過程的狀況進行及時的了解，這個功能，是由鑄錠爐的自動控制系統(tǒng)來完成。 鑄錠爐的自動控制系統(tǒng)，首先是要了解爐況，專業(yè)上，稱之為信息采集。所采集的信息包括，爐內(nèi)各個部位的溫度，真空度，加熱的功率、電流、電壓等參數(shù)，冷卻水的溫度，還有爐內(nèi)各運動部件的位置和運動速度及方向。這些參數(shù)通過傳感器和儀表送到控制器，再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后送到人機界面上，操作人員就可以通過人機界面看到爐內(nèi)的狀況了。 圖１：上海普羅的RDS4.0 系列一爐四錠鑄錠爐的操作主界面 舉例來說，在鑄錠過程中，最讓人擔心也最為嚴重的事故，當屬漏硅了。由于鑄錠爐工作時內(nèi)部是高溫真空狀態(tài)，而硅在液態(tài)下是很活潑的元素。因此，一旦漏硅，可能會導致很嚴重的后果。但漏硅往往是由坩堝的狀況決定的，而坩堝的狀況與硅液的溫度有著很大的關(guān)系，而坩堝的腐蝕速率，與坩堝的噴涂狀況、涂層的燒結(jié)情況，以及爐內(nèi)的真空度都有關(guān)系。通過觀察并比較這些過程參數(shù)之間的關(guān)系，可以提前判斷出，漏硅會不會發(fā)生。 但是，這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系很復雜，靠人在現(xiàn)場判斷是十分困難的。所以，上海普羅已經(jīng)事先將這些判斷方式寫在了控制系統(tǒng)的程序中，控制系統(tǒng)首先對所有需要的狀態(tài)參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集，包括硅液溫度、真空度、壓力、各運動部件的位置和速度、閥門狀況，以及加熱系統(tǒng)的電流電壓功率等電力參數(shù)，然后通過內(nèi)部的數(shù)學模型對工況進行判斷，是否正常，是否需要報警，或者是否需要采取緊急措施。 多晶硅鑄錠的生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)的采集要求，一是要準確，二是要實時。如果數(shù)據(jù)有誤，會導致誤判，如果數(shù)據(jù)不及時，會導致對工況的判斷延時，從而有關(guān)操作也失誤。 因為多晶硅鑄錠的時間性很強，尤其是在硅料熔化階段和結(jié)晶階段，每時每刻的狀況可能都會發(fā)生質(zhì)變，因此，信息的實時準確收集的重要性毋庸贅言。 但無論多么完美的控制系統(tǒng)，都無法完全代替人工操作。因此，值班工人的認真負責，在任何情況下都是必需的。但是，人都會犯錯，而且，對于每個工廠負責人來說，有責任心、有技術(shù)水平和經(jīng)驗的工人，永遠都是少數(shù)。而且，工資也絕對不會低。因此，通常的做法，是聘請或培養(yǎng)一到兩個資深的技術(shù)人員，由他們來負責生產(chǎn)過程的管理和監(jiān)視，而占絕大多數(shù)的普通的操作工，則只要掌握基本的操作程序即可。這樣，能夠大大降低人力資源成本。 但是，隨之而來的問題，就是這一兩個人，不可能一周七天二十四小時呆在車間里。他們要休息，要回家，還要享受生活。于是，他們?nèi)毕臅r候，往往就是老板最為擔心的時候。 有時候，老板自己也在外地出差，或者休假，希望了解自己不在場工廠的時候，看看生產(chǎn)是否正常。 于是，這就產(chǎn)生了多晶硅鑄錠的“云服務”的需求。 圖2：多晶硅鑄錠的“云服務”信息結(jié)構(gòu) 從2008年起，普羅在設計第一臺鑄錠爐的時候，就為設備設計了一個軟件通訊接口，通過這個接口，用戶可以在全世界任何有互聯(lián)網(wǎng)的地方，隨時監(jiān)控整個鑄錠過程的所有工藝參數(shù)，包括溫度、壓力、流量、以及爐體各機構(gòu)的位置以及電氣參數(shù)。維修工程師、車間主任、分管生產(chǎn)的公司領(lǐng)導都可以通過智能化移動終端隨時在辦公室、家中、國外的酒店、咖啡廳里，查看實時的生產(chǎn)信息。 除了保產(chǎn)服務外，對于多晶硅鑄錠服務的第二個層面---維護服務，這個“云服務”功能就更有用處。上海普羅所開發(fā)的這套“云服務”系統(tǒng)，可以使用戶的工藝師準確地了解實時工況，并且隨時調(diào)用工藝曲線，而且還可以調(diào)出以前的歷史曲線與當前進行對比。即便不在現(xiàn)場，工藝人員也能夠用移動手機形式的終端，通過互聯(lián)網(wǎng)對鑄錠過程的數(shù)據(jù)進行實時訪問，察看曲線和圖形，作出是否調(diào)整工藝的決策。設備維護人員可以通過移動終端（包括手機）對設備進行診斷，判斷設備運行情況，進行故障預報和處理。因此，設備維護人員和工藝工程師不必到現(xiàn)場，就可以及時了解設備的狀態(tài)和對維護的要求。 這種先進的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，能夠使用戶實現(xiàn)“云制造”，使用戶享受到信息時代所帶來的“云服務”，不僅有利于用戶生產(chǎn)的順利進行，也使用戶能夠隨時隨地得到生產(chǎn)的實際狀況的信息，享受最大化的服務。 圖3：上海普羅的“云服務”移動終端 （終端軟件可以安裝在市面上任何一款手機中，包括iPhone6） 除了使客戶自己能夠進行生產(chǎn)的“云服務”外，上海普羅還為每個客戶都安排了指定的技術(shù)服務人員。而通過“云服務”系統(tǒng)，上海普羅的技術(shù)服務人員能夠在任何時候、任何地點了解任何用戶的實時工況，并為用戶進行遠程診斷，為用戶提供建議。即便客戶在新疆，甚至在智利，位于上海的普羅的客戶服務人員也可以通過電腦、手機等各種日常終端設備，實時地訪問每個用戶、每臺設備的運行狀況，對用戶的工藝進行指導。 有了“云服務”，普羅的技術(shù)服務人員即便遠在千里之外，也能夠收到設備自動發(fā)來的短信或“微信”，第一時間收到報警信息，從而進行主動地遠程診斷，防止避免不必要的停產(chǎn)事故發(fā)生。往往有這種情形，位于上海的普羅的技術(shù)服務人員甚至要比位于遠方的現(xiàn)場操作工更早地發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的異常，從而當鑄錠過程出現(xiàn)異常時，進行通知和修正。 這個“云服務”功能的叫法很時髦，其實過去也有類似的服務，只不過那個年代叫做“遠程監(jiān)控系統(tǒng)”。早在2009年，上海普羅就開發(fā)了針對使用安卓系統(tǒng)和微軟操作系統(tǒng)的手機中斷軟件，后來，在iPhone上市后，又開發(fā)了使用蘋果操作系統(tǒng)的手機終端服務軟件。所以，用戶無論使用市面上能夠買得到的任何一款手機，都可以安裝該軟件。 隨著每臺設備的銷售，上海普羅也可隨機配置移動終端（也就是手機），供用戶的工藝師、維護工程師、車間生產(chǎn)主管和公司主管生產(chǎn)的領(lǐng)導使用。免去用戶的購買手機和安裝終端軟件的麻煩。 需要重申的是，任何自動化系統(tǒng)，都不能完全代替人工。“云服務”雖然很美，但從云端跌落的感覺也必定是很痛苦的。因此，人工的監(jiān)管和干預是不可代替的。考慮到許多用戶原本沒有多晶硅鑄錠的知識，也缺乏這方面的專業(yè)人員，要實現(xiàn)有效的人工監(jiān)管和干預，就必須進行全面的技術(shù)培訓。通過強化的培訓和實際操作指導，打造出一支專業(yè)的多晶硅鑄錠的技術(shù)團隊，這是用戶生產(chǎn)的最堅實的保障。 而這些培訓，同樣可以通過遠程的方式來進行，想趕時髦的話，可以稱之為“云培訓”。