自动涂布系统：走出一条平面制程工艺双维闭环质量控制的国产替代之路
发布时间：2024-04-23一、行业痛点
众所周知，平面制程产品质量控制难度大，除了其自身工艺过程极其复杂外，也束手于行业技术痛点难题：
一是：二维(时间域和空间域)组成了平面上的数百个测量点和执行器的多路多处控制，互相干扰，传统技术PID无法解决，如何建立模型，如何控制是亟待解决的问题。
二是：国内工业场景多数仅限于解决单个质量指标沿时间的响应(时间域问题)，而缺少能同时解决时间响应和空间响应的技术。
三是：平面制程双维质量控制技术目前被国外技术和软件垄断。
平面制程工艺（图片源于网络）
二、自动涂布系统的破局之路
奥普拓自主研发的自动涂布系统(OPTiCaiLun)，是面向平面制程工艺的具备双维(空间域与时间域)闭环质量控制的整体解决方案。它攻克了行业“卡脖子”技术，实现了QCS(质量控制系统)的国产化替代。
自动涂布系统双维闭环质量控制展示图
01 双维建模
系统涵盖了时间模型和空间模型仿真、辨识算法。
02 闭环控制
系统是基于高维大矩阵的优化寻优算法的闭环控制。
03 预测优化
系统采用预测算法，实现滚动优化，更具提质增效、降本节能优势。
04 软件+硬件整体解决方案
自动涂布系统具备分钟级的高效数值优化求解器和预测调用算法，同时具备自研的运行高速算法的专用工控机及高速数据采集和交互数据网关设备，是一套软件+硬件高效协同的整体解决方案。
三、典型案例
自动涂布系统可广泛应用于锂电极片、造纸、薄膜(铜箔铝箔)、印染、烟草、集成电路等行业，帮助企业在工艺环节提升控制精度，满足质量指标，提升产品性能，增加产量，节约原料，降低能耗。
1）3C锂电某巨头——电池极片产线烘干工序APC优化控制项目
项目效益：
①系统应用至150套涂布工序，实现TD控制100%无人值守；
②通过涂布优化控制，电池容量密度提升3-5%；
③通过穿刺实验所得，燃爆风险降低50%以上；
④涂布后阴极/阳极烘干电耗降低15%，150条产线年均节电约24000兆瓦时。
2）山鹰华南纸业有限公司——多变量专家优化控制系统项目
项目效益：
①纸张的定量、水分专家优化系统闭环投运率>95%；
②定量、水分的标准偏差降低>5%；
③纸机烘干总蒸汽消耗降低>2.8%。
节能降碳效果评价报告
3）福建金闽再造烟叶发展有限公司——再生烟叶工艺产线改造优化项目
项目效益：
①减少企业用电20%以上；
②实施烘箱优化控制、涂布闭环优化控制以及品质优化控制，从手动调节变为自动调节，闭环率>90%，实现无人值守；
③通过在线软测量解决了抽样送检的时间滞后问题，产品稳定性提升13%以上，产品品质提升10%以上，产品合格率提升20%以上，同时减少了原料浪费。
优化控制前后对比
奥普拓自动涂布系统运用多变量协同优化控制技术，提高了控制的精度，进而在提升产能、品质、效率的同时减少能源、物料浪费，从多个维度为客户节约成本，获得收益。它是助力企业提质、增效、节能、可持续发展的实际有效的解决方案。
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