光伏企業(yè)的質(zhì)量改善利器：交互式可視化數(shù)據(jù)分析

伴隨著日本核泄漏事件的爆發(fā)與不斷升級，新能源中原本占最大份額的核電產(chǎn)業(yè)下滑已是大勢所趨，另一重要新能源產(chǎn)業(yè)——光伏產(chǎn)業(yè)是否回?fù)碛懈玫陌l(fā)展空間？

機(jī)遇與危機(jī)并存的中國光伏市場

對此，業(yè)內(nèi)行家有著更深入的看法：雖然核電行業(yè)大不如前，但光伏行業(yè)同時(shí)也在經(jīng)歷著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。中國自2007年成為全世界最大的光伏產(chǎn)品生產(chǎn)國后，各個(gè)環(huán)節(jié)都在逐步完善的過程中。然而有一點(diǎn)值得注意：必須將企業(yè)目前普遍存在的由政府補(bǔ)助驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換為市場驅(qū)動(dòng)。因?yàn)橥耆蕾囌a(bǔ)貼作為行業(yè)發(fā)展的動(dòng)力蘊(yùn)藏著很大的風(fēng)險(xiǎn)。一旦政策變化或終止時(shí)，所帶來的產(chǎn)業(yè)沖擊是巨大的。只有盡快建立真正的光伏市場體系，使光伏產(chǎn)業(yè)按照市場規(guī)律運(yùn)作起來，才能夠充分發(fā)揮政府補(bǔ)貼的杠桿作用，減少政策變動(dòng)對產(chǎn)業(yè)可能造成的傷害。

光伏行業(yè)的所有從業(yè)人員（尤其是領(lǐng)導(dǎo)層）必須有這樣清醒的認(rèn)識：不管行業(yè)景氣與否，產(chǎn)業(yè)中各個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品價(jià)格必須不斷下降，直到光伏發(fā)電的成本切切實(shí)實(shí)地低于火力發(fā)電為止。只有成本下降，才是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的真正動(dòng)力。

那么，怎樣才能降低成本呢？很多人往往直接想到的是降低多晶硅等原材料成本。實(shí)際上，在2009年以后，多晶硅成本已經(jīng)消耗了很大一部分下降空間。新的、真正的競爭已經(jīng)開始在企業(yè)的工藝流程和質(zhì)量管理水平上展開，與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體電子行業(yè)非常相似的是，光伏產(chǎn)品的一次性良品率既決定了生產(chǎn)過程能力的強(qiáng)弱，同時(shí)也決定了生產(chǎn)成本的大小。

借鑒第一太陽能、艾格太陽能、晶澳太陽能等國外知名光伏企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，不難發(fā)現(xiàn)光伏產(chǎn)品的良品率控制離不開基于數(shù)據(jù)的精細(xì)化分析與決策。這是一個(gè)技術(shù)活，也恰恰是國內(nèi)光伏企業(yè)的軟肋。當(dāng)然，先進(jìn)制造流程的量化分析絕不是一味地追求數(shù)據(jù)倉庫的大而全、數(shù)據(jù)建模的復(fù)雜性，而是越來越強(qiáng)調(diào)實(shí)用性。近年來，一種全新的數(shù)據(jù)分析方式——交互式可視化數(shù)據(jù)分析——已經(jīng)被越來越多的領(lǐng)先企業(yè)用來識別劣質(zhì)成本并分析其原因，制定改進(jìn)方案以優(yōu)化生產(chǎn)工藝，最終提升一次性良品率和綜合質(zhì)量水平，同時(shí)降低成本。所謂“交互式可視化”數(shù)據(jù)分析，就是推崇使用更多的圖形化工具，通過交互式的圖形實(shí)現(xiàn)分析者與數(shù)據(jù)的雙向“交互”，從而擺脫對傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析工具的依賴（或者說是“以一種圖形化的簡單方式使用其背后先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)分析方法”），降低其使用門檻，并能更好地洞察數(shù)據(jù)背后的重要信息。下面我們借助一個(gè)運(yùn)用在光伏行業(yè)已廣泛應(yīng)用的專業(yè)六西格瑪及質(zhì)量管理統(tǒng)計(jì)分析軟件JMP對太陽能電池進(jìn)行一次性良品率改善的案例來簡要說明如何通過交互式可視化的分析，事半功倍地提高生產(chǎn)能力，降低劣質(zhì)成本。
簡單太陽能電池生產(chǎn)的過程基本上分為八個(gè)主要步驟，大致可以用下面這張流程圖表示。

簡單太陽能電池的大致整體工藝流程

首先，在收集了歷史數(shù)據(jù)后，我們希望能迅速找到改善的最佳突破口，看看改善哪些工藝對提高整體的實(shí)際直通率影響最大。從JMP的“預(yù)測刻畫器”中看出一些端倪：在八個(gè)步驟的實(shí)際良品率與整體的實(shí)際直通率的線性關(guān)系圖上，我們明顯發(fā)現(xiàn)“實(shí)際擴(kuò)散良品率”和“實(shí)際刻蝕良品率”與“實(shí)際直通率”的斜率明顯大于其他步驟的實(shí)際良品率，進(jìn)一步用鼠標(biāo)改動(dòng)“實(shí)際擴(kuò)散良品率”和“實(shí)際刻蝕良品率”的設(shè)置，導(dǎo)致“實(shí)際直通率”的改變幅度也是最大的，由此可以直觀地判斷“擴(kuò)散”和“刻蝕”的工藝影響最大，它們是生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序。

預(yù)測刻畫器分析

接著，我們很自然地想去了解造成“擴(kuò)散”何“刻蝕”良品率低的罪魁禍?zhǔn)资钦l。用JMP的“Pareto圖”很容易發(fā)現(xiàn)“擴(kuò)散”工序中的主要缺陷是“擴(kuò)散返修”和“擴(kuò)散機(jī)器內(nèi)碎片”，“刻蝕”工序中的主要缺陷是“刻蝕裝片時(shí)碎片”和“刻蝕機(jī)器內(nèi)碎片”。因此，我們需要去重點(diǎn)關(guān)注和控制這四種缺陷的產(chǎn)生原因。

Pareto圖分析

然后，我們就開始運(yùn)用一些回歸建模、決策樹等更高級的分析工具去查找原因。當(dāng)然，一說到高級分析工具，很多人可能會望而卻步，覺得太抽象、看不懂。其實(shí)，現(xiàn)在這種擔(dān)心實(shí)在是多慮了。在JMP中，所有的分析工具，無論是簡單的，還是復(fù)雜的，都可以通過各種統(tǒng)計(jì)圖形來和工程師一起“看圖說話”。比如在此例中，我們運(yùn)用JMP軟件的“決策樹”功能進(jìn)行要因分析時(shí)，只需要用鼠標(biāo)點(diǎn)擊分析界面上的“拆分”按鈕，就可以一步步地按照“組內(nèi)差異最小化，組間差異最大化”的原則將數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，從而發(fā)現(xiàn)很多有價(jià)值的信息：

1. 因?yàn)樵诜纸M的過程中，“決策樹”從眾多候選變量中選用到了“硅片廠家”、“日期”、“硅片批次”和“班次”四個(gè)變量，因此可以判斷它們是影響缺陷率產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。

2. 如果關(guān)注“硅片廠家”這個(gè)因素的話，不難發(fā)現(xiàn)“甲”、“丁”這兩家廠的質(zhì)量問題不大，而另兩家廠“乙”、“丙”的質(zhì)量問題相對比較嚴(yán)重。這是因?yàn)閺?ldquo;決策樹”左側(cè)的圖形看，代表良品率高的綠色面積很大，它對應(yīng)的分類水平就是“硅片廠家（甲、?。?rdquo;；反之，從“決策樹”右側(cè)的圖形看，代表良品率低的紅色面積很大，它對應(yīng)的分類水平就是“硅片廠家（乙、丙）”。

3.結(jié)合“日期”因素來看的話，11月1日的情況很糟糕，乙、丙兩個(gè)硅片廠家所有班次的良品率全部未達(dá)標(biāo)；而11月2日和7日這兩天同樣出現(xiàn)嚴(yán)重問題，丙廠B班所有的生產(chǎn)批次全部未達(dá)標(biāo)，這些都值得我們?nèi)プ錾钊氲默F(xiàn)場調(diào)查。

決策樹分析

其實(shí)，在實(shí)際工作中，太陽能電池企業(yè)的技術(shù)人員們還可以使用更多其他交互式、可視化的數(shù)據(jù)分析方法來挖掘深層的技術(shù)原因，優(yōu)化改進(jìn)方案，限于篇幅，就不再做更深入的介紹了。不過可以肯定的是：如何快速實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理和成本控制的雙重提升，掌握交互式可視化數(shù)據(jù)分析將是國內(nèi)光伏企業(yè)都需要考慮的一個(gè)重要問題。