苏 强

(青海黄河上游水电开发有限责任公司西安太阳能电力分公司，西安 710061)

0 引言

现代制造企业的快速发展、扩容，依托于现代设备制造技术的飞速进步与发展，随着工业发展的不断推进，自动化、高精度、高集成、信息化将会是制造设备发展的趋势。随着制造设备的更迭和新技术的应用，近年来设备维修人员的技术也在更新，故障诊断及维护保养能力成为衡量设备管理人员熟练度与专业度越来越重要的指标。技术更新和成本控制的要求给设备管理和维修带来了严峻挑战，针对不同设备采用的差异化管理越来越受到设备管理人员的青睐。

自2010年以来，光伏组件封装制造设备的操作实现了从人工化向半自动化、自动化的历次迭代。光伏组件封装制造设备的制造经历了从全部进口到部分进口再到全部国产的演变，设备复杂程度和精密程度越来越高。由于光伏组件封装制造设备涵盖的设备分属机械传动、高温焊接、真空等多个技术领域，因此，各设备的管理方式有所区别。本文以光伏组件封装制造设备为例，分析光伏组件封装制造设备差异化管理的利弊。

1 光伏组件封装制造设备

光伏组件封装制造技术在光伏产业链中占据非常重要的位置。光伏组件封装过程可实现对太阳电池的有效保护，能够满足太阳电池密封、升压和抗雷击等多项指标要求，且能保障太阳电池的寿命。目前，在光伏组件封装制造过程中使用的主要设备包含：串焊机、排版机、铺设机、层压机、组框机、注胶机及测试机等。光伏组件封装制造工艺流程图如图1所示。

图1 光伏组件封装制造工艺流程Fig. 1 Packing and manufacturing process flow of PV modules

光伏组件封装制造设备在中国经过了10多年的发展，目前，中国已经具备了整线装备的实力。如今，国产的光伏组件封装制造设备的市场占比已经达到了80%以上，预计5年后有望实现90%的光伏组件封装制造设备国产化[1]。目前，光伏组件封装制造设备厂家正在逐步推进其设备国产化，但在光伏组件封装制造初期需大量引入进口设备，成本高，按照设备折旧年限10年计，以层压机为例，年折旧额超过50万元，再加上设备日常维护费用，花费巨大。因此，在设备“新老交替”时期，探索设备创新管理将是光伏组件封装制造企业设备管理的关键，在确保正常生产及开工率稳定的同时降低成本。

国内光伏组件封装制造设备已逐步替换为国产设备，国产设备具有更高的生产效率，其单机生产节拍可匹配更大产能。保证关键工序设备的健康运行是设备管理人员的主要工作内容。作为瓶颈工序的设备，需要投入更多的人力去关注，结合光伏制造业生产实际，即采用24 h不停歇的生产方式以提高生产效率和降低生产成本，其维护维修是设备差异化管理的关键。

2 设备管理工具

2.1 全员生产维护(TPM)

TPM是以提高设备综合效率为目标，以全系统的预防维修为过程，全体人员参与为基础的设备保养和维修管理体系。TPM的特点就是3个“全”，即全效率、全系统和全员参加，该管理工具是一种以设备为中心，进行效率化改善的制造管理技术。该工具的使用依赖于设备管理人员的全面理解，以维护保养为推手提高设备利用率，减少设备故障。

2.2 设备能力指数(CMK)

CMK称为设备能力指数。该指数既考虑设备本身的影响，同时也考虑分布的平均值与规范中心值的偏移，是设备管理中常用的衡量设备性能优劣的重要指标。可根据设备操作者、设备、原材料、工艺方法和生产环境这5个基本质量因素，通过公式计算得到CMK，以其值来评估产品质量，即工序中的各质量因素所起作用的综合表现[2]。CMK值越大，说明设备参数越稳定。

2.3 设备风险评估

设备风险评估是指在设备正常运行过程中，针对设备日常点检情况、维护保养现状和设备维修记录，评估设备出现故障的可能性和后果的严重程度，以设备健康运行为出发点，推测设备可能面临的风险。设备风险评估是制定设备日常保养计划的重要参照，设备风险指数越高，表明设备越需要重点关注。

3 设备差异化管理的内容

根据上文提到的设备管理工具，以设备的性能、指标和精度等作为综合参考因子，计算具有可比性的统一因数，为设备差异化管理提供数据支撑。

结合目前光伏组件封装制造企业的特点，以设备使用均衡化、维护维修成本最低化和生产收益最大化为出发点，配合最新的设备维护保养手册，制定设备差异化管理方案。设备差异化管理的内容主要体现在生产连续性、设备健康度和安全性3个方面。

3.1 生产连续性

1)主要的工艺设备是关注重点，均由专人管理。配置具有设备维护维修技能和工艺常识的专人对其进行全程跟踪，实时掌握设备动态，利用生产间隙进行设备保养维护，以保养为主、维修为辅，保证设备的平稳、有序运行。人员持续关注，全天24 h监控并配有监控措施，备件需较为充足。

2)关键工序的设备应上升为最高关注级别。除配置具有设备维护维修技能和生产调度常识的专人管理外，还需在产线正常生产时进行全线巡线作业，以保证生产节拍顺畅，及时排查宕机节点。配备设备所需的所有备品备件，以防宕机造成生产损失，且备件需充足。

3)一般工序的设备只需要进行日常的维护和点检，无需专人重点看护，由当班生产人员进行观察，发现设备故障后反馈给设备管理人员，以进行故障排除。因设备停产后可由人工完成生产加工，故关注面少，备件可不充足。

4)根据设备类型不同，辅助设备可分为串联型设备和并联型设备。需关注串联型设备，而并联型设备只需进行点检，备件基本不留存。

3.2 设备健康度

1)功能健全的设备可减少关注度，以点检为主，按时、按量进行点检和维护作业。

2)偶发宕机的设备需要对宕机现象进行归纳总结，以宕机现象为切入点，制定保养消缺计划，在生产间歇进行设备维护改造，并实时跟踪其后续运行状况，持续改进观察。

3)维修后的设备需要对维修部位进行重点关注，跟踪设备维修后的运行状况，分析更换掉的损坏件的损坏原因，系统排查设备“亚健康”状况，将分析结果应用于日常维护，降低后续故障频次。

3.3 安全性

1)特种设备由专人管理，专人监督；

2)存在安全风险的设备，按照风险评估结果，按照警告、警示、告知这3个层级，区别管理；

3)一般工序的设备在检修过程中应对其全貌进行检查，并对重点部位进行关注。

4 光伏组件封装制造过程中各设备的差异化管理

通过对设备差异化管理3个维度的内容进行解析，结合光伏组件封装制造设备的运行和维护现状，设备差异化管理可以按照工序以3个维度进行分级评测。以1 GW标准产线现有设备评分标准为例，在设备维护保养时通过分数高低来确定维护等级，具体为：

1)串焊。串焊工序注重稳定性和连续性，串焊机的设计产能大于实际制造产能，且采用并联方式进行多台机器连接，生产节拍大于后续工序，以1 GW产线为例，串焊机至少需要配置8台，单台串焊机管理时在生产连续性、设备健康度和安全性3个维度的评分标准建议比例为3:5:2。

2)排版。排版工序注重设备的生产连续性和设备健康度，排版工序单台设备的产能大于串焊机。以1 GW产线为例，排版机需要配置4台，单台排版机管理时在生产连续性、设备健康度和安全性3个维度的评分标准建议比例为4∶4∶2。

3)铺设。铺设工序注重设备的健康度，单台铺设机的产能与排版机相同，铺设机故障后可采用人工替代。单台铺设机管理时在生产连续性、设备健康度和安全性3个维度的评分标准建议比例为3∶5∶2。

4)层压。层压工序注重设备健康度和安全性，层压机属于机械、高温环境操作。以1 GW产线为例，双腔层压机至少需要配置4台，单台层压机管理时在生产连续性、设备健康度和安全性3个维度的评分标准建议比例为2∶4∶4。

5)裁切。裁切工序注重设备的安全性，裁切为层压后对溢出POE、EVA材料的规整切割，故障可采用人工替代，设备较为简单。单台裁切机管理时在生产连续性、设备健康度和安全性3个维度的评分标准建议比例为2∶3∶5。

6)组框和注胶。组框和注胶工序注重设备的生产连续性，连续生产可有效减少组框机调整，设备健康度和安全性相当。以1 GW产线为例，组框和注胶工序配置3台设备即可，因此单台组框和注胶机管理时在生产连续性、设备健康度和安全性3个维度的评分标准建议比例为4∶3∶3。

7)测试。测试工序注重设备健康度，以1 GW产线为例，测试工序配置2台设备即可，对于测试不及时的也可先行堆积后再集中测试，单台测试机管理时在生产连续性、设备健康度和安全性3个维度的评分标准建议比例为3∶5∶2。

按照给定的比例，以设备维护点检表为主、设备维修台账为辅进行打分评级，按照点检表反馈的问题每周进行表内点检内容的动态调整，消缺按照分值高低由低向高进行。

5 设备差异化管理的利弊

在目前光伏产品利润空间不断下滑的大趋势下，要求光伏组件封装制造设备在维护保养方面的成本每年逐步降低，这为设备差异化管理的发展提供了动力，成本意识已经植根于设备管理人员的理念中。

设备管理人员经过长期生产实践总结了设备差异化管理的优点：

1)在企业降低设备维护成本过程中，能够达到分级压缩的效果，即先保证重点设备正常运转与维护；

2)在企业为降低人力成本而减员时，能够做到重点人员维稳，巩固设备维护队伍；

3)差异化管理可对重点设备进行全阶段监控，实时掌握重点设备运行状态，为设备维护保养计划合理制定提供数据支撑；

4)设备差异化管理是备件储备的先决条件，为备品备件流通提供保障。

设备差异化管理的弊端主要体现在：

1)风险评级不准确，导致设备分级模糊，重点设备未能划入重点关注对象，造成宕机风险；

2)设备CMK计算开展不及时，对于新增隐患未能及时更新，降低了点检关注力度，对于小隐患未能及时察觉，造成宕机风险；

3)差异化管理识别不准确，造成备品备件存放超标，长期占用库存，导致流通率下降，占用企业流动资金；

4)差异化管理定义模糊，容易使一线的维护人员产生思维定式误区，影响巡查判断，延误发现小隐患的时机。

综合设备差异化管理的利弊后，仍认为其将是未来设备管理的发展方向，但在现阶段，实施设备差异化管理需要解决以下问题：

1)设备差异化管理CMK的科学测算。根据光伏组件生产节拍不同，以产线产品流水线动态流动为基础，按照产线不同制定不同的测算规则，做到“一线一测”。

2)设备管理人员对于差异化管理的准确理解。差异化仅针对成本而言，所有的设备均应在多维环境下进行综合评估、维护和保养。

3)设备的更新必将产生新的评价指标，差异化管理应紧跟产线发展，保证时效性。

6 结论

本文以光伏组件封装制造设备为例，对光伏组件封装制造设备差异化管理的利弊进行了分析。随着光伏组件封装制造工艺的迭代，光伏组件封装制造设备也会不停更新迭代。光伏组件封装制造设备维护保养人员应密切关注技术发展，熟悉设备性能，了解工艺流程，以工艺技术为突破点扩展到新设备性能学习，熟悉新设备的易耗件和易损件，关注新设备的核心部件。在碳中和、碳达峰大背景下，光伏发电平价上网成为趋势，光伏发电企业越来越关注降本增效，可以差异化管理为切入点完善设备管理，从而服务于生产。