中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在“智能制造”的大背景下，動(dòng)力電池傳統(tǒng)的制造工藝、分散訂單發(fā)展模式等很難滿足動(dòng)力電池市場(chǎng)的高質(zhì)量要求。只有瞄準(zhǔn)高精度、全自動(dòng)化、智能化的生產(chǎn)線制造方式，才能滿足未來(lái)新能源汽車的動(dòng)力需求。
國(guó)家工信部發(fā)布的《智能制造試點(diǎn)示范2016專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》明確提出，重點(diǎn)遴選60個(gè)以上智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目，形成關(guān)鍵領(lǐng)域一批智能制造標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展隨之迎來(lái)前所未有的契機(jī)。
隨著新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池安全性的要求越來(lái)越苛刻，傳統(tǒng)的制造工藝已經(jīng)難以滿足電池對(duì)一致性的要求，取而代之的將是全智能自動(dòng)化生產(chǎn)線和流水線作業(yè)，動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)必須轉(zhuǎn)型升級(jí)。
彌補(bǔ)動(dòng)力電池短板 智能制造是便捷路徑
特斯拉豪擲50億美元建電池超級(jí)工廠Gigafactory，到 2018 年實(shí)現(xiàn) 35GWh 產(chǎn)量的目標(biāo)。超級(jí)工廠動(dòng)力電池生產(chǎn)線高度自動(dòng)化，廠區(qū)大量使用高科技機(jī)器人。例如，這些機(jī)器人只要通過(guò)使用數(shù)字地圖，就能在工廠里自由巡航，并能用傳感器探測(cè)周圍環(huán)境。這從側(cè)面反映出，國(guó)外動(dòng)力電池的前沿技術(shù)和生產(chǎn)模式遠(yuǎn)超于國(guó)內(nèi)。
我國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)雖然數(shù)量最多，產(chǎn)能最大，并且已形成較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈體系，掌握了動(dòng)力電池的配方設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝技術(shù)，生產(chǎn)線也逐步從半自動(dòng)向全自動(dòng)大規(guī)模制造過(guò)渡。但要清醒認(rèn)識(shí)到，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)在高端材料與相關(guān)基礎(chǔ)研究方面，以及電池安全性、可靠性和系統(tǒng)管理技術(shù)等方面與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)仍存在較大差距。
無(wú)論是從國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃層面，還是提高產(chǎn)品質(zhì)量、比肩美日韓，或者降低企業(yè)成本、增加企業(yè)營(yíng)收等方面，都需要國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池行業(yè)盡快實(shí)現(xiàn)“智能制造”。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，即使2017年出現(xiàn)動(dòng)力電池產(chǎn)能過(guò)剩，但過(guò)剩的依舊是低端產(chǎn)能，真正高端的產(chǎn)品仍然會(huì)供不應(yīng)求。對(duì)于動(dòng)力電池而言，單體比能量提高僅僅是性能優(yōu)越的一方面，更重要的是所有單體電池的高一致性，就像“木桶原理”，整車的動(dòng)力性能由最差的那塊電池或電池組決定。而提高產(chǎn)品一致性，大規(guī)模智能化生產(chǎn)必不可少。
通過(guò)嚴(yán)格的生產(chǎn)環(huán)境控制，減少人為接觸、控制生產(chǎn)的精度等多個(gè)方面，可以提高國(guó)產(chǎn)電池產(chǎn)品的整體質(zhì)量，而智能化生產(chǎn)程度的差距也是國(guó)產(chǎn)電池企業(yè)與國(guó)外電池企業(yè)產(chǎn)品存在差距的重要原因。
國(guó)家科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心副主任卞曙光認(rèn)為，提高動(dòng)力電池的智能制造水平、完善驗(yàn)證測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)體系，是中國(guó)動(dòng)力電池發(fā)展的關(guān)鍵任務(wù)。
三個(gè)維度創(chuàng)新 突破傳統(tǒng)電池制造模式“圍城”
業(yè)內(nèi)專家分析，無(wú)論是鋰電材料還是電芯生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)企業(yè)依然普遍面臨自動(dòng)化程度低、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品良率低、信息互聯(lián)互通效率低等問(wèn)題。
以正極材料為例，不少工廠生產(chǎn)過(guò)程智能化程度不高，人為參與度高，難以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的快速智能化生產(chǎn)，呈“孤島”之態(tài)，影響整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的綜合管理。
這導(dǎo)致國(guó)內(nèi)鋰電正極材料有全球40%以上的市場(chǎng)份額，但供應(yīng)的大多是中等以下品質(zhì)的正極材料，正極材料企業(yè)發(fā)展面臨的最突出問(wèn)題就是產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能方面的配合銜接問(wèn)題。在此背景下，正極材料智能工廠的建立就極具現(xiàn)實(shí)意義，通過(guò)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)線各關(guān)鍵工序的自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)制造信息和管理信息全程透明共享。
相對(duì)于正極材料生產(chǎn)面臨的問(wèn)題，動(dòng)力電池制造升級(jí)更為緊迫，面臨的形勢(shì)也更為復(fù)雜。作為新能源汽車的核心零部件，如何快速提升性能指標(biāo)，降低生產(chǎn)成本已經(jīng)成為全行業(yè)聚焦的核心命題。
事實(shí)上，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池制造目前面臨的主要問(wèn)題是，大部分動(dòng)力電池設(shè)備僅能實(shí)現(xiàn)某些工段的自動(dòng)化，距離全自動(dòng)化以及信息化還有較大的距離，很多設(shè)備上的數(shù)據(jù)平臺(tái)依然沒(méi)有搭建起來(lái)。整個(gè)動(dòng)力電池的生產(chǎn)過(guò)程控制還沒(méi)有形成完整的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，包括來(lái)料、濕度、極片張力等很多因素都處于不可控的狀態(tài)，直接導(dǎo)致行業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率都處于較低的水平。
動(dòng)力電池大規(guī)模生產(chǎn)將是必然趨勢(shì)，對(duì)于國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)而言，擺脫傳統(tǒng)制造模式的“圍城”，智能制造就成為轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。
業(yè)內(nèi)專家分析，智能制造可以從技術(shù)創(chuàng)新、組織創(chuàng)新和模式創(chuàng)新等維度來(lái)入手。其一，技術(shù)進(jìn)步是先進(jìn)制造發(fā)展的關(guān)鍵因素。上世紀(jì)中期以后，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也進(jìn)入了一個(gè)日新月異的時(shí)代，電子信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅猛，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)革命為制造業(yè)注入了新的生命力，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)也要善于運(yùn)用計(jì)算機(jī)集成制造、敏捷制造、虛擬制造等技術(shù)。
其二，組織方式創(chuàng)新是先進(jìn)制造發(fā)展的靈魂。近年來(lái)，市場(chǎng)需求的多樣化迫使工業(yè)制造向多品種、小批量、縮短生產(chǎn)周期方向演進(jìn)，剛性制造模式逐漸被柔性制造模式所替代，與之對(duì)應(yīng)的動(dòng)力電池生產(chǎn)組織，也要由金字塔式的科層管理向扁平化、矩陣式管理的方向演變。
其三，“智能制造”并非是橫空出世的概念，而是制造業(yè)依據(jù)其內(nèi)在發(fā)展邏輯，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的演變和整合逐步形成的?？梢哉f(shuō)，動(dòng)力電池的智能制造是隨著市場(chǎng)需求的變化，集成了技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和組織方式創(chuàng)新的先進(jìn)制造系統(tǒng)，是集成制造、精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)化制造等多種先進(jìn)制造系統(tǒng)和模式的綜合。
從技術(shù)創(chuàng)新、組織創(chuàng)新和模式創(chuàng)新三個(gè)維度來(lái)認(rèn)識(shí)動(dòng)力電池“智能制造”，有利于我們更好地把握動(dòng)力電池制造業(yè)當(dāng)前所處地位，以及未來(lái)努力的方向，避免盲目求新和急于求成的傾向。
企業(yè)紛紛力挺 智能制造從“概念”到付諸實(shí)踐
在動(dòng)力電池市場(chǎng)猛增的背景之下，制造企業(yè)對(duì)于設(shè)備自動(dòng)化、智能化的需求變得越來(lái)越緊迫。對(duì)于設(shè)備企業(yè)在整線生產(chǎn)能力、設(shè)備自動(dòng)化、數(shù)據(jù)信息分析等方面提出更高要求。
猛獅科技的詔安鋰電池工廠引進(jìn)韓國(guó)生產(chǎn)設(shè)備，邁出鋰電池智能制造的步伐。該設(shè)備投產(chǎn)后，其產(chǎn)能達(dá)到了國(guó)內(nèi)普通生產(chǎn)線的三倍以上。生產(chǎn)線將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全智能化操作，減少人為干預(yù)帶來(lái)的影響，有效保證電池電芯的一致性和高品質(zhì)，推動(dòng)產(chǎn)品升級(jí)。
業(yè)內(nèi)專家介紹，智能化帶來(lái)的不僅僅是產(chǎn)品和制造升級(jí)，也為企業(yè)和用戶之間搭建起了連接橋梁，智能化背后的價(jià)值是數(shù)據(jù)化運(yùn)營(yíng)和服務(wù)模式創(chuàng)新。
沃特瑪新能源汽車產(chǎn)業(yè)基地一期項(xiàng)目引入工業(yè)機(jī)器人、大數(shù)據(jù)平臺(tái)、智能物流與倉(cāng)儲(chǔ)裝備等先進(jìn)生產(chǎn)裝備，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池制造技術(shù)在智能化程度、制造效率和品質(zhì)合格率的再突破。集團(tuán)總裁李金林表示，率先向動(dòng)力電池高端市場(chǎng)發(fā)起沖擊，力爭(zhēng)在五年內(nèi)打造先進(jìn)智能制造標(biāo)桿企業(yè)。
天能集團(tuán)則重點(diǎn)實(shí)施年產(chǎn)3GWh高能量動(dòng)力鋰離子電池三期擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目，結(jié)合先進(jìn)MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能制造和柔性定制化生產(chǎn)。集團(tuán)董事長(zhǎng)張?zhí)烊沃赋?，天能將通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和裝備升級(jí)，形成電池材料、電芯、系統(tǒng)集成、鋰電池回收四大產(chǎn)業(yè)集群。
在動(dòng)力電池材料行業(yè)，杉杉能源的搬運(yùn)機(jī)器人、在線質(zhì)量檢測(cè)、自動(dòng)裝缽、自動(dòng)輸送系統(tǒng)、智能輥道窯等先進(jìn)設(shè)備，以及企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng)(ERP)，率先完成了機(jī)器換人，推進(jìn)智能化改造實(shí)現(xiàn)無(wú)人工廠，打造了鋰電池正極材料智能化車間。此外，雙登集團(tuán)富朗特鋰離子電池智能制造項(xiàng)目竣工投產(chǎn)，總投資10億元，集團(tuán)正大刀闊斧進(jìn)軍鋰電設(shè)備整線解決方案。項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，可年產(chǎn)新型高能鋰離子電池3.5億安時(shí)，預(yù)計(jì)新增銷售23億元。
