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汉得工业AI实战系列|多晶硅还原雾化预警AI大模型PRAW AI Model工艺预警优化,提升产品良率!

在AI时代,大模型、智能体和智能应用如何快速落地融入企业提质增效受到广泛的关注。


工业企业尤其是制造企业流程长、业务场景复杂在工业AI智能化落地难度尤其大。其中,制造企业的管理团队焦虑的核心关注点之一:AI能不能进入工艺、设备、质量和生产现场,解决一个个具体问题,优化提升工艺质量。


汉得深耕制造领域近30年,积累了大量制造业客户和行业场景。依托「得·灵」企业级AI产品/服务体系,和基于企业级PaaS平台H-ZERO构建的智能制造HCMs协同平台,我们把工业数据、业务流程和AI模型连接起来,帮助企业构建高效、可靠、可闭环的工业AI行业垂类模型和应用。


这个专题希望通过一系列工业AI真实场景落地案例,把我们在工业AI落地中的经验、想法和方法呈现出来,为更多制造企业提供参考。


这是“工业AI实战”专题的第一篇:多晶硅还原雾化预警AI大模型(Polysilicon Reduction Atomization Warning AI Model,简称PRAW AI Model)帮助企业工艺异常预警,让问题提前进入处置闭环,进一步优化生成工艺,提升产品良率,节约能源消耗,增加企业碳资产。

多晶硅怎样“长”出来的

多晶硅还原雾化预警AI大模型

多晶硅是光伏和半导体产业的重要基石。


在光伏产业链中,多晶硅处在上游,向下连接硅片、电池片和组件,最终影响光伏产品的成本、效率和供应稳定性。


在半导体产业中,高纯多晶硅也是硅基材料的重要来源,进一步支撑单晶硅片等关键材料制备。


从硅砂到多晶硅硅棒,主要经过以下5个关键环节:先从硅砂中还原出工业硅,再通过氯化、精馏等工序得到高纯三氯氢硅,最后让三氯氢硅和氢气进入还原炉,在高温环境下完成硅的沉积和生长。

▲ 多晶硅生产过程示意图

还原炉是多晶硅硅棒“生长”过程的核心设备。


还原反应是一段持续过程:硅芯像一根逐步长大的骨架,硅在高温反应中不断沉积到表面。这个过程周期长、影响深,炉内状态一旦偏离,最终都会反映到产出效率和硅料质量上。


现场控制的关键,保持合适的反应状态:反应过于剧烈,炉内雾化更明显,影响产品质量;反应不足,沉积生长变慢,影响生产效率。质量和效率之间,需要动态平衡。难点在于,这一“合适状态”并不会由单一仪表直接呈现。


以往的传统方式,现场工作人员只能通过还原炉窥视孔观察炉况,再结合工艺经验判断雾化程度。


据统计在还原工序,92.5%的炉批需要人工调整。持续巡检、反复确认,本身消耗人力;注意力、疲劳和状态变化,也会带来判断波动。人由此成为生产稳定性里的不确定因素。

▲ 还原炉雾化预警解决方案示意图

围绕还原炉这一关键环节,我们与客户共同探索:基于历史炉况、操作记录和现场确认结果,结合深度学习模型,构建多晶硅还原雾化预警AI大模型(Polysilicon Reduction Atomization Warning AI Model,简称PRAW AI Model),让系统提前识别炉况偏离,并把预警、处置和经验回流纳入生产闭环,进一步优化生成工艺,提升产品良率,节约能源消耗,增加企业碳资产。

实时监控

持续在线的数字巡视员

还原炉雾化预警首先要解决的,是关键炉况无法持续监控的问题。


传统方式主要依赖人工巡检,通常按小时进行观察,并重点关注少量指标。


PRAW AI模型基于过程数据的监测路径:通过DCS/IoT接入还原炉实时运行数据,再由MES按炉批下发监测指标,将关键数据送入监控池。


在这个场景中,系统围绕22项关键参数进行持续监测,数据每10秒更新一次,支撑7x24小时不间断观察。把人工定时巡检升级为系统连续监测。

提前预警

更懂工艺的数字工艺工程师

还原炉异常往往不是某个瞬间的高低值,而是连续运行过程中的趋势变化。


系统要识别的,也不是单一参数是否越线,而是炉况是否开始偏离合理区间,偏离前是否存在征兆,调整后是否回到稳定状态。


历史异常数据、现场PDA确认结果、雾化等级、DCS操作日志和处置结果会经过清洗,形成神经网络模型的训练集和评估集,帮助PRAW AI模型学习的是多变量连续变化与炉况异常之间的关联关系。


在实时运行中,PRAW AI模型按设定周期生成风险评分,并发送至MES。MES结合评分规则判断是否触发预警,提前5-10分钟将异常趋势推送到现场,提前识别异常。

流程闭环

严谨专注的数据科学家

工业AI进入工厂,不能止步于风险提示。


在还原炉雾化预警场景中,预警既可以来自模型评分,也可以由现场PDA人工触发。MES收到异常炉况信息后,生成预警台账,并将预警推送至现场PDA。


现场人员复核炉况后,中控人员根据情况调整炉内参数;调整完成后,现场再次确认雾化等级,记录处置效果,上传恢复后的炉况信息,并关闭预警。必要时,预警还可以关联DCS操作日志,将操作人员、操作时间和调整动作沉淀到系统中。


这条链路将模型评分、MES台账、PDA确认、中控处置和结果关闭连接起来。只有进入业务流程,AI才能真正成为生产闭环的一部分。

经验回流

持续沉淀的数字工艺专家

还原炉工艺复杂,现场经验至关重要。但如果经验只存在于个人判断中,就难以复用和传承。


一次预警从出现到关闭,其间经历了什么、如何处置、效果如何,都应被完整记录。系统会将预警时间段内的数据、异常得分和现场确认结果打包进入异常数据库,并对异常类型进行结构化沉淀。


后续,这些数据会再次经过清洗,形成新的模型训练集和评估集。新训练出的神经网络模型,还要通过模型评估模块验证,合格后再发布上线。


这也是工业AI的核心价值:不是取代人的经验,而是把过去分散在巡检记录、班组沟通和工艺人员记忆中的经验,沉淀为组织可以持续使用、持续迭代的AI行业垂类模型的能力。

从人工巡检单点预警

到工业AI行业垂类模型

PRAW AI大模型的价值,不在于增加一套独立系统,而在于把原本高度依赖人工巡检和个人经验的炉况判断,转化为人机协同的生产过程控制能力。


对现场来说,模型负责持续观察过程变化,人员负责确认炉况并完成处置。这样既可以让异常趋势更早进入视野,也能降低高频巡检对人员注意力和经验状态的依赖,减少异常遗漏和响应滞后的风险。


更重要的是,这类工业AI场景的构建需要平台工具和系统化AI能力支撑。还原炉雾化预警需要接入实时过程数据,需要承接MES预警台账和 PDA现场确认,也需要把异常数据、处置结果和模型评估持续回流。只有建立在统一数智化平台底座上,AI才能真正进入生产流程。


依托「得·灵」企业级AI产品/服务体系,和基于企业级PaaS平台H-ZERO构建的智能制造HCMs协同平台,把数据接入、模型训练、预警推送、现场处置和经验回流串成完整闭环,帮助企业构建高效、可靠、可闭环的工业AI行业垂类模型和应用,积累沉淀企业运营的AI资产,构建AI时代的核心竞争力。

PRAW AI大模型不仅是一个工艺预警场景,更是工业AI在制造现场落地的一种方法。


从AI理解现场数据,到AI进入业务流程,最终让经验沉淀到平台中,将成为企业可以持续复用的制造行业垂类模型能力标准范式。

携手汉得,共铸硬核竞争力!


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