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　　與電動汽車、鋰電池并稱為中國外貿出口“新三樣”的光伏，在全球市場已成為“一騎絕塵”般的存在。本文介紹了西門子與北京京運通科技股份有限公司合力同打造TIA解決方案在光伏領域的前沿應用，以“三核驅動”推動持續增長。

　　文/西門子數字化工業

　　中國擁有完整的光伏產業鏈，光伏新增裝機量連續10年位居世界之首。2022年，中國光伏產業總產值突破1.4萬億元，同比增長超過95%。

　　盡管市場普遍沉浸在樂觀氛圍中，但隨之而來的卻是產能過剩引發降價風潮，這也直接導致“內卷”愈發嚴重。當新一輪產業周期到來時，企業該如何應對?

　　北京京運通科技股份有限公司(以下簡稱：京運通)，深耕光伏產業近20年，與西門子的合作也由來已久，雙方共同親歷了中國光伏輝煌發展的全過程。

　　京運通于2021年獲評國家級專精特新“小巨人”，2022年營收以三位數增長突破121億元。對于如何跨越產業周期，提升企業競爭力，京運通心中早已有了答案……

　　1 “這是一場馬拉松”

　　多晶硅被稱為“賜給人類的寶石”。由太陽能級多晶硅加工成的硅片是光伏電池片的核心材料。在硅片生產環節，無論是晶體硅生長設備還是硅片材料制造，均存在較高的技術壁壘。

　　創建于2002年的京運通在這一領域深耕多年，以晶體硅生長設備研發為起點，逐漸成長為一家以光伏高端裝備制造、光伏硅片材料制造、新能源發電和節能環保四大產業為中心的綜合型集團化企業。

　　光伏是典型的周期成長行業。在京運通看來，成功穿越周期的要訣就是聚焦技術，堅持創新。企業要敢于并善于以技術創新重塑經營與增長的邏輯。

　　京運通副總經理馮震坤表示，“這個過程像一場曠日持久的‘馬拉松’，想跑得更遠、耗時更短，就要找到能讓自己保持專注、突破平臺期的跑步伙伴。對京運通來說，西門子就是這樣一位伙伴。”

　　京運通與西門子的合作始于其創立之初。近年來，隨著產業發展提速，雙方合作也翻開智能制造的新篇章。2023年3月，京運通成為西門子在光伏設備研發制造領域的戰略合作伙伴之一，雙方將各展所長為新能源光伏產業的高質量發展貢獻合力。

　　2 “三核驅動”推動持續增長

　　目前，京運通擁有四大制造基地，分別位于北京、內蒙古烏海、江蘇無錫和四川樂山，硅棒和硅片產能高達40吉瓦(GW)。在京運通布局產業鏈的進程中，來自西門子的自動化、數字化和智能化解決方案同向發力，逐漸形成“三核驅動”的發展模式。

　　從高端設備全集成自動化(TIA)產品組合到大數據解決方案，西門子科技在京運通不斷落地。同時，西門子也積極為京運通提供相關的技術支持、應用培訓，持續賦能其業務發展。

　　“我們非常榮幸與京運通共同見證并參與了中國光伏產業的從無到有，從有到強。我們之間的合作可以說是始于自動化，深于數字化和智能化。”西門子數字化企業工廠自動化生產機械事業部光伏行業經理侯凱表示，“通過協同創新，我們共同打造了TIA解決方案在光伏領域的前沿應用。未來，我們還將在數字化咨詢、碳中和等方面加強合作，支持京運通走科技創新之路，共同推動新能源光伏產業邁上新臺階。”

　　3 經典方案的新突破

　　單晶爐被業內人士戲稱為“煉丹爐”，形象比喻出多晶硅原材料加工過程之不易。半導體級單晶硅的純度要求極高，通常需要達到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促進晶體生長的過程，以減少雜質和缺陷的數量。

　　以京運通新款全自動軟軸單晶爐為例，其爐內熔料可重達上千公斤，溫度可超過1500℃。在這樣密閉、低壓、高溫的爐體內實現晶體硅生長并非易事，溫度、壓力、拉速……一個細節的問題就可能導致單晶生長失敗，晶體尺寸越大，其生長控制的難度越高。

　　西門子基于晶體硅生長條件及工藝技術為京運通定制了以SIMATIC增強型控制器、分布式I/O系統、SINAMICS伺服驅動系統等硬件為核心的TIA解決方案。

　　該方案能夠以高度的精密性、穩定性、可靠性和靈活性完成單晶爐從合爐到停爐的全自動控制。值得一提的是，這也是西門子TIA在單晶爐領域的首次實際應用，并且自2019年以來持續在京運通單晶爐設備的發展進程中發揮著重要作用。

　　2023年，隨著京運通產業布局的擴大，西門子TIA的應用隨之擴展至切片機領域，為其打造了由SIMATIC 1500 T-CPU運動控制器、SINAMICS伺服驅動器和工控機觸摸屏集成的解決方案。

　　在TIA的賦能下，京運通切片機可通過久經考驗的工藝軟件包，更可靠地實現速度控制、定位控制、同步控制和張力控制，實現硅片的薄片化切割，從而有效節約硅料、提升出片率，達到行業領先的切割良率。

　　4 大數據解鎖自動化新技能

　　自2019年起，西門子與京運通一道，率先將大數據等前沿技術應用到光伏設備自動化控制中，對單晶爐拉晶過程進行趨勢預測、滾動尋優和增強控制，以提升單晶硅生產過程中的穩定性與生產能力，減少對人工的依賴。

　　經過持續智能優化，晶棒綜合成活率提高，穩溫時間縮短，平均單產得到提升。京運通也由此在數字化、智能化、可持續化的道路上更進一步。

　　5 “中國綠色硅谷”的未來

　　一排排單晶爐高速運轉，一根根經過預冷處理后新鮮出爐的單晶硅棒銀光閃亮……在“中國綠色硅谷”樂山，幾乎每位京運通制造基地的訪問者，都會強烈感受到“雙碳”目標下光伏產業的無限生機。

　　京運通樂山制造基地主要從事單晶硅棒、切片及相關配套設施的研發、制造。今年上半年，在一期項目滿產達產的同時，樂山制造基地二期項目亦實現點火試投運。

　　在京運通的未來版圖中，這里會被打造成為一座高度智能化、低碳化的“黑燈工廠”，以創新的數字化技術和解決方案照亮產業生態，助力樂山向千億級、世界級先進制造業集群挺進。

　　“西門子是京運通重要的合作伙伴，未來我們將圍繞新能源光伏領域設備標準化、車間數字化、工廠智能化等方向展開深入合作。”馮震坤說道：“產業周期中的起起落落會反復出現，我們只有做好自己，與合作伙伴共創、共贏，才會走得更穩、更遠。”

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