动力电池企业的智造升级之路

在雾霾当道,煤、油价格日趋走高,汽车行业快速发展的今天,电作为可重复使用的低价无污染能源,应用正日益广泛,新能源电池行业快速发展。以新能源汽车为例,目前中国是世界电动汽车产销量最大的国家,也是世界电动汽车标准法规的重要参与与制订国家。2017年,政府先后出台了《汽车产业中长期发展规划》《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》等30多项节能与新能源汽车扶持政策。

可以说,新能源汽车产业的蓬勃发展,给动力电池领域的发展注入了强心剂。事实上,汽车产业生态链一直都是从零部件到整车,再到经销商,层层传递且紧密衔接。在新能源汽车市场带动的动力电池系统快速发展的市场环境下,动力电池企业也迎来了迈向智能制造的热潮。

市场高速发展呼唤MES系统

深圳市天圳自动化技术有限公司是一家专业从事生产过程自动化控制系统、管控一体化系统、生产制造信息化系统与柔性自动化非标产线建设的综合型自动化公司,为国家级高新技术企业,深圳市高新技术企业。在天圳自动化总经理杨俊看来,动力电池企业质量要求高,产品生产全过程需要完整质量追溯链。虽然目前部分动力电池企业拥有先进的生产设备,但实际生产管理复杂,涉及的设备种类繁多,工艺水平和管控水平将直接影响产品品质。特别是随着国内产能扩增过快,国家出于对产业、环保的综合考虑,对成品电池的生产工艺水平提出了越来越高的要求:降低制造成本,细化产品精度,提升产品品质等等。

然而这对动力电池企业而言,却绝非易事。传统的动力电池生产过程中,存在一些问题制约着产品品质和生产管理的进一步提高。以天圳进行的某知名锂电池企业信息化建设为例,就存在着计划排产方面,缺乏系统化的排产工具;在电芯生产、PACK生产等生产工艺环节上缺乏工艺数据数字化、智能化;在生产设备方面,设备加工参数、检测设备的质量数据难以便捷采集、数据追溯、系统分析等等诸多问题。

杨俊介绍由于受到TS16949以及国家强制性标准的规范,动力电池企业需要对生产过程中的工艺计划、生产过程、质量参数、库存信息、出货等过程进行全流程管控。因此,实施MES成为企业信息化道路上不可或缺的一部分。而这其中,如何达到以MES为纲,在技术上保证其与ERP及底层控制系统之间的无缝集成,真正实现MES的中间桥梁作用,实现车间透明化管理是MES实施中面临的主要挑战。

牵手研华寻找MES实施最优解

在对客户生产流程、数据流程进行梳理后,天圳认为客户生产核心的数据关注点主要包括:过程参数记录;设备采集参数记录;各生产工艺环节工单执行情况比如工艺信息、BOM信息、上料记录、品质结果确认以及对电芯-模组-PACK组装等进行全生产过程数据管理。实现对线边库存、物料查询、派发、退返、预警等功能。对于电池制造的关键材料,比如浆料,铜箔,铝箔等还需进行全面追溯,达到对仓储环节的透明化。

“这需要底层自动化厂商的全线产品支持,以实现设备与数据的贯通。”杨俊介绍天圳首先想到的就是研华科技,在经过和研华的详细讨论后,天圳认为客户不仅需要建立一套 PACK 4.0智能调度控制系统,满足对生产的产品类型及各工序设备机台进行智能调度,还需对整个生产现场进行智能监控以及异常情况预警的通知。考虑到客户的网络通讯的设备数量多、数据量大以及操控的实时响应的需求,天圳决定在全网配置时采用千兆网络传输方案,在车间配置了5套数据采集网关(包括一台研华小型工控机 UNO-2473G-J3AE 和一台上架式4光24电全千兆宽温交换机 EKI-7428G),将所有通讯的控制设备分为5个网段,分别连接现场的控制设备,实现快速组网、数据采集、协议转换、远程控制等功能,同时与中控室的数据采集服务器实现无缝通讯对接。

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