Erneuerbare Energie – Produktion von Solarzellen
Die Produktion von Solarzellen ist eine kapitalintensive Branche. Die kontinuierliche Erhöhung der Spezifikationsanforderungen und die kontinuierliche Reduktion von Fehlertoleranzen an den hergestellten Solar-Zellen sorgen dafür, dass Prozess-, Automatisierungsanlagen sowie Messsysteme diese Anforderung sehr schnell nach deren Inbetriebnahme nicht mehr erfüllen können. Die Branche wird geprägt von vielen Retrofit-Projekten.
Um die Amortisation dieser Anlagen zu beschleunigen, benötigen die Hersteller schnellen Verfahren zur Inbetriebnahme von Prozess-, Automatisierungsanlagen und von Messsystemen (Move-In-Phase, Ramp-Up-Phase) in der Fertigung.
Das Problem:
Ohne Plug- and Play-Integrationsprinzip für neue Anlagen, Automatisierungs- und Messsysteme in einer bestehenden Fertigung ist die Move-In- sowie die Ramp-Up-Phase sehr zeit- und kostenintensiv.
Die Herausforderung:
Fehlende Industrie-Standards führen dazu, dass viele der Anlagenlieferanten fehlende oder fehlerhafte Schnittstellenkomponenten für die Integration bereitstellen. Diese Anlagenlieferanten setzen den Arbeitsschwerpunkt auf die Einhaltung der Prozessspezifikation und weniger auf die digitale Integration der Anlagen im Kundenprozess. Das Umdenken hat nicht bei allen Anlagenlieferanten in dem notwendigen Umfang stattgefunden.
Lösungsansatz (Lean Design of Experiment, Lean MSA – Messsystem Analyse):
Leitung und Steuerung von Projekten in Zusammenarbeit mit dem Engineering, der IT, Produktion, Instandhaltung sowie mit den Herstellern von Prozess-, Automatisierungsanlagen- sowie Messsystemen, um die Datenintegration zu standardisieren.
Im Team werden die Datenbereiche sowie die Schnittstellentechnologie in Zusammenarbeit mit allen Teilnehmern standardisiert, die für eine schnelle Nachvollziehbarkeit der Inbetriebnahme benötigt werden. Diese Daten werden Bestandteil der Standardanlagen-Spezifikation.
In der Spezifikation werden die Produktionsprozesse Wafer-Vereinzelung, nasschemische Vorbehandlung HF/HNO3, POCL (phosphordotierte Thermodiffusion), nasschemische Kantenisolation, Plasmabeschichtung PECVD-Sin, Printer, Feueroffen, Galvanik, Zelltester berücksichtigt.
Eine schnelle Datenintegration ermöglicht den involvierten Fachabteilungen aus der Produktion (Linien-Optimierung, QS, Instandhaltung und Produktionsteuerung) eine schnelle Bewertung der integrierten Anlagen.
Ergebnis
Die Zeit zur optimalen Parametrisierung der Anlagen und zur Kalibrierung der Messsysteme können in der Ramp-Up-Phase reduziert werden. Wir haben mit dem Verfahren die Ramp-Up-Phase um bis zu 25 % verkürzen können.
Die für die optimale Parametrisierung benötigten Experiment-Ergebnisse können schneller ausgewertet werden. Das gleiche gilt für die MSA zur Kalibrierung und Inbetriebnahme von Messsystemen.
