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【高工特写】起底CATL/比亚迪/国轩高科智能制造进展

2018-04-08 11:05:23来源:

原标题:【高工特写】起底CATL/比亚迪/国轩高科智能制造进展

编者按

虽然动力电池实现智能制造听起来仍像“空中楼阁”,而事实上,国内一线动力电池已经为之深入探索并积极实施。

对于动力电池企业而言,真正的智能制造不应该是遥不可及,而是能够通过切实可行的方式来提升制造效率、品质,并且大幅降低成本。

当前动力电池企业的智能制造之路似乎处于“一直在路上”,而导致该局面主要有五大原因:

❶、锂电的制造模式属于流程型和离散型的混合模式,加剧了产业数字化/智能制造的难度;❷、基础数据层没有实现标准化,工序间无法做到互联互通;

❸、动力电池尺寸标准规格不统一,当前国内企业生产了150多种不同规格的电芯,单一车型销量相对较少,限制了标准化规模化智能化的制造发展;

❹、产业内同类型企业或上下游企业之间的协作不足,各企业相对封闭;

❺、技术创新、升级、变更频繁,不同技术路线都要进行创新和突破,工艺应用存在不确定性。

虽然动力电池实现智能制造听起来仍像“空中楼阁”,而事实上,国内一线动力电池已经为之深入探索并积极实施。近期,CATL、比亚迪、国轩高科在“中国汽车动力电池产业创新联盟工程装备分会成立暨动力电池智能制造技术研讨会”上分享了智能制造的实现路径。

会议代表一致认为,当前国内动力电池行业的智能制造仍处于“打地基”阶段,企业需要建立一套电池工厂产品、工艺、质量的信息模型,在信息模型的建立的基础上实现数字化、依靠大数据分析、累积、优化,最终实现智能化。同时,要加快制造工艺及装备标准化的推进,两头并进能加速实现制造环节的标准化、模块化及数字化,然后才能做到基于数据的智能化。

下面一起来看下CATL、比亚迪、国轩高科智能制造探索路径的成果。

宁德时代:基本实现装备底层数据的互联互通

对于CATL而言,智能制造是企业的全体系化能力,制造过程只是整个体系中的一部分。为此,CATL打造了一套完整的4层3级式的智能制造系统总体框架图。

CATL企业信息化的企业架构师米伟介绍,CATL的智能制造系统总体框架包含4个层级,分别是研发设计试制和验证层、企业运营管理协作层、制造与物流执行控制层、设备终端采集控制层。覆盖了人、机、具、料、法、环、能七大要素,至上而下打造了强大的大数据平台。

“目前,CATL在制造方面基本已经实现底层数据的互联互通。”米伟透露,CATL在产品的生产制造过程中,多制造模式并存,深具行业特色。同时,除了TQC外,公司对产品的一致性、可靠性还有特别要求。

在CATL看来,当前公司在智能制造相关领域的工作重点是:1、打通研发到量产、需求到验证,以及新品导入的全流程,推动组件设计的标准化合产品开发的平台化,缩短设计交付周期。

2、管理终端,规范架构,智能边缘,保障安全;强化云端,发掘数据价值。

3、基于制造基地的产业链集群化,避免简单重复,支持供应链在:研发、供应、物流、制造、数据、安全领域的全面协作。

4、打通信息孤岛,实现产品工况监控、售后维修、生产装配、工序设备、工艺参数、制程检验、来料检验、来料制程,以及设计、试制和验证信息的全面追溯。

比亚迪:全段实现自动化+大规模化的第四代生产线

“比亚迪目前已发展到全段自动化+大规模化的第四代生产线。”比亚迪动力电池事业部工艺部经理刘华平表示,配料系统实现全密闭式输送,效率达到1.2TLFP/桶;涂布方面应用50米烘箱,双面涂布速度达70米/min;辊压实现自动收放卷、换卷,辊压速度100米/min;分切同样具备自动收放卷、换卷功能,速度为100米/min。

与此同时,比亚迪使用了大量的机器人、中间过程中的AGV和立体仓库。

对于比亚迪而言,实现智能制造的基础,首先要做到自动化,尽量消除人工差异影响。其次是精益思想,精益思想式内在核心,以IE为内在基础,以IT为加速器,这是比亚迪做智能工厂的核心想法。如果精益没有做好,那么规模越大,可能就会浪费更加大。

目前,智能制造还处于初级发展的阶段,如何在智能制造建设和发展过程中,充分挖掘数据的价值,体现数据为质量提升,效率提升和成本下降的价值,也是对于智能制造进一步发展的关键要素。

刘华平表示,比亚迪在生产过程中收集了很多数据,但是这些数据很多是躺在服务器里面,还有一些并没有用电脑去自动生成报告,很多时候还是靠人工靠电子报告做分析报告,这样效率非常低。比亚迪下一步工作重点是不让数据再躺在服务器里,会充分利用起来。

国轩高科:数字化仿真与建模缩短建厂流程

2018年1月17日,由国轩高科承担的“新能源汽车锂动力电池智能工厂(年产6亿安时锂动力电池生产基地二期项目)”国家智能制造新模式项目在合肥顺利通过验收。

“该项目将智能化装备数据采集端与ERP和MES无缝链接,建设锂电池智能工厂,实现自动化、数字化、网络化、智能化生产运营管理新模式。”合肥国轩高科副主任周志军表示。

在周志军看来,动力电池智能制造的实现路径,首先要做的是数字化仿真与建模,这会给企业带来更大的好处。通过智能装备仿真,能够极大的节省产线的投产时间。由于很多设备是非标设备,通过这种仿真,企业可以及早的发现设备设计过程中的问题,包括物流仿真、工艺仿真等等。现在国轩在南京、青岛的产线也在快速建设,通过这套仿真建模,工厂设计过程、投产过程都大大缩短了。

在MES系统方面,国轩高科要实现四大目标,包括生产大数据平台、精益生产、质量管控和提升,透明化可视化。

目前,国轩高科正在和合作伙伴合作建立大数据平台,把工艺参数等等都集中起来。通过MES的实施,公司把产品从ERP的工单接收到生产计划、物料准备、生产过程管控、生产过程记录、质量控制、工序移动,直至生产订单关闭,在MES中均可实时看到相关信息。

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