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    3家鋰電企業入圍智能制造目錄 動力電池制造亟待“大換血”

    來源:浙江旗盛電氣有限公司更新日期:2016-6-16

    工業4.0和"中國制造2025"驅動下,鋰離子電池產業鏈的生產制造亟待向智能化方向邁進。

    與傳統制造領域一樣,鋰電領域的制造面臨整體羸弱的局面。在智能制造上則面臨關鍵技術裝備受制于人、智能制造標準/軟件/網絡基礎薄弱、智能制造新模式推廣尚未起步、智能化集成應用緩慢等突出問題。

    事實上,作為供給側改革的重要推動力,智能制造對于加速國內制造業轉型升級、提質增效能起到積極推動作用,因此,自2015年以來,政策層面加大了對于智能制造的推進力度。

    今年4月,工信部發布《智能制造試點示范2016專項行動實施方案》,明確提出,2016年要重點遴選60個以上智能制造試點示范項目,形成關鍵領域一批智能制造標準,不斷形成并推廣智能制造新模式。智能車間/工廠試點示范項目通過2-3年持續提升,實現運營成本降低20%,產品研制周期縮短20%,生產效率提高20%,產品不良品率降低10%,能源利用率提高10%。

    而就在近日,工信部對外發布了"2016年智能制造綜合標準化與新模式應用項目的公示",擬選入144個項目進行公示。

    媒體梳理發現,在144個公示項目中,涉及鋰電領域的項目有三個,分別為湖南杉杉新能源有限公司萬噸高能量密度鋰電正極材料數字化車間新模式應用 、浙江天能能源科技有限公司新能源汽車動力電池生產智能化工廠、合肥國軒高科動力能源有限公司新能源汽車鋰動力電池智能工廠(年產6億安時鋰動力電池生產基地二期項目)。

    "鋰電制造未來必然走向大規模和智能化,即'三高三化':高精度、高速度、高可靠性、無人化、可視化和信息化。這必然倒逼企業通過智能制造的升級來實現。"吉陽自動化總經理陽如坤向高工鋰電網表示,鋰電領域的智能制造已經迫在眉睫,而政策層的推動將明顯加速主流企業的布局速度,同時也將會助推智能制造行業標準建立完善。

    一位參與項目申報的企業介紹,此次智能制造綜合標準化與新模式的資金支持力度很大,項目通過后企業將會得到8000萬-1億元的支持力度,這個對于企業自身的制造升級將會起到很大的促進作用,在此作用之下,示范工程將推動整個行業的智能制造全面升級。

    傳統制造模式圍城

    事實上,陽如坤的判斷也代表了行業的主流聲音,無法忽視的現實是,無論是鋰電材料還是電芯生產,國內企業依然普遍面臨自動化程度低、生產效率低、產品良率低、信息互聯互通效率低等問題。

    以正極材料為例,不少工廠生產過程智能化程度不高,人為參與度高,難以實現生產線的快速智能化生產,呈"孤島"之態,影響整個生產過程的綜合管理。

    這導致的一個結果是,國內鋰電正極材料有全球 40%以上的市場份額,但供應的大多是中等以下品質的正極材料,正極材料企業發展面臨的最突出的問題就是產品品質和產業產能方面的配合銜接問題。雖然近年國內產能大幅度提升,但高端市場占比較低。

    在此背景下,正極材料智能工廠的建立就極具現實意義,通過實現生產過程生產線各關鍵工序的自動化控制,開發中央數字化控制系統,建立企業資源計劃管理系統(ERP),實現制造信息和管理信息全程透明、共享。

    "在正極材料領域推動智能工廠的建立和應用,以滿足當前鋰電池市場的持續增長和產品質量的苛刻要求,提升國內企業在國際市場競爭力和高端產品占有率。"杉杉能源一位參與申報智能工廠項目的負責人向高工鋰電網這樣表示。

    相對于正極材料生產面臨的問題,動力電池制造升級更為緊迫,面臨的形勢也更為復雜。作為新能源汽車的核心零部件,如何快速提升性能指標,降低生產成本已經成為全行業聚焦的核心命題。

    國內鋰電池制造目前面臨的主要問題是,一個是大部分鋰電設備僅能實現某些工段的自動化,距離全自動化以及信息化還有較大的距離,很多設備上的數據平臺依然沒有搭建起來;二是整個鋰電池的生產過程控制還沒有形成完整的規范和標準,包括來料、濕度、極片張力等很多因素都處于不可控的狀態。

    這也直接導致行業的生產效率和產品良率都處于較低的水平,高工鋰電獲悉,大部分動力電池企業都依然半自動化水平,生產效率嚴重低下;同時,動力電池制造合格率平均僅為為70%-80%,這意味著有20%-30%的浪費。

    新能源汽車市場化山雨欲來,動力電池大規模生產將是必然趨勢,對于國內動力電池企業而言,擺脫傳統制造模式圍城,智能制造就成為轉型升級的必由之路。

    智能制造升級路徑

    在此次入圍的鋰電領域智能制造項目中,三家鋰電池企業都選擇的是與配套設備企業共同申報的形式來參與。

    據悉,國軒高科入選的項目為年產6億安時鋰動力電池生產基地二期項,該項目采用聯合多家設備及系統供應商共同申報,涉及激光及自動化、機器人、MES等多個細分領域。

    在國軒高科總裁方建華看來,國內動力電池與日韓的最大差距就在生產制造的工程化能力以及電池制造的過程控制能力上,而這種差距,可以通過聯合設備企業進行快速攻關。

    參與國軒高科項目申報的吉陽自動化總經理陽如坤認為,電池企業選擇和設備企業共同申報的意義在于,參與多方能夠通過協同作戰,通過不同環節之間的交流融合,共同推進電池企業的智能制造水平。

    值得注意的是,鋰電池制造是離散型和流程型的結合體,因此在數據采集和控制上更為困難,在一些工序的數據互聯互通上也存在較大的障礙。

    圍繞于此,包括吉陽在內的共同申報單位與國軒高科一起做了積極的探索和嘗試,一是探索對于對齊精度、涂布厚度、漿料粘度等影響質量、效率、管理數字進行提取,在此基礎上進行數據的互聯互通。二是基于大數據的實效模式分析下,考慮把底層數字化和和上層MES怎么去實現連接,將智能生產與智能管理結合,從而實現智能制造。

    在智能制造的升級過程中,讓陽如坤感到焦慮的是,整個行業都缺乏數據抓取的標準及接口,導致不少信息無法收集、提取以及互聯,針對此吉陽一方面積極推動設備的數字化升級,另一方面則組織行業專家展開鋰電設備標準建設工作,籌備動力電池智能制造裝備互聯互通的標準規范。

    與國軒高科一樣,天能能源同樣采用與設備廠、系統集成等單位聯合申報的形式,但不同的是,天能能源首先運用大數據對關鍵生產設備進行智能診斷,其次在過程中更側重智能制造的標準化,天能希望成為全行業智能制造的標準制定者,這樣有助于推動整個行業智能制造的進步,縮小與國外鋰電池行業制造水平的差距,天能能源董秘山忠順介紹到。

    "要實現鋰電池生產的高精度、高效率、高可靠性,關鍵就是要實現無人化。"山忠順表示,通過引進先進的高端設備,可以使得天能的動力電池制造快速擁抱智能化。

    據悉,天能能源的動力鋰電池三期項目已經完成廠房建設,預計年底投產,擴產后公司總產能將達5.5GWh,該項目將實現制造過程現場數據采集與可視化,現場數據與生產管理軟件實現信息集成,車間制造執行系統(MES)、產品全生命周期管理(PLM)、企業資源計劃(ERP)系統高效協同與集成,數據分析與優化等目標。

    與此同時,在設備的升級上,將會引入高度自動化連線設備、智能檢測設備、工業機器人、智能物流與倉儲裝備等產品,智能工廠建成后,將對于動力電池的生產效率、成品率、成本控制等起到明顯的提升作用。

    作為唯一入圍此次智能制造目錄的鋰電池材料生產企業, 杉杉能源入圍的項目為萬噸高能量密度鋰電正極材料數字化車間新模式應用。

    在鋰電材料行業中,杉杉能源的搬運機器人、在線質量檢測、自動裝缽、自動輸送系統、智能輥道窯等先進設備,以及企業資源計劃管理系統(ERP),率先完成了機器換人,推進智能化改造實現無人工廠,打造了鋰電池正極材料智能化車間。

    高工產研鋰電研究所(GGII)分析指出,入選智能制造示范項目一方面證明了企業的制造水平達到行業領先水平,另一方面,來自與政策資金的支持將會加速其對整個生產過程中進行智能制造升級,這將進一步提升在市場中的競爭力。

    更為關鍵的是,示范企業的智能制造項目將會以標桿的形式推動整個行業的智能制造進程,加速國內動力電池產業的全面升級,提前在2020年達到國家對動力電池的性能指標要求,以此來參與到國際市場的競爭中。

    包括天能能源、國軒高科和杉杉能源在內,主流企業的一致共識是,政策層面在智能制造上的示范項目將會和下游的新能源汽車補貼政策形成合力,共同推動整個產業鏈的發展成熟。

    原標題:3家鋰電企業入圍智能制造目錄 動力電池制造亟待“大換血”

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