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动力电池智能制造背后的秘密武器——MOM应用

备战TWh时代,动力电池企业进入新一轮规模扩产周期,对生产制造环节需求明显提升,传统装备及制造工艺已无法满足需求,锂电生产制造智能化升级需求迫切,目前正面临着六大难题:

  • 对制造过程有极高的质量一致性要求;
  • 复杂的工艺路线;
  • 大量的自动化设备之间的交互、兼容、协同;
  • 对工艺的控制的高精度要求;
  • 对产生大量的数据的智能处理;
  • 快速响应客户需求。

为进一步提升企业竞争力,电池企业在持续提高产品质量及生产效率的同时,更需提高设备的柔性化、信息化及智能化水平。

作为一家为全球客户提供3DEXPERIENCE解决方案的领军企业,达索系统为企业和客户提供虚拟空间以模拟可持续创新。产品涵盖研发设计、供应链计划、工程仿真、制造运营管理等各个制造环节,达索系统全球领先的解决方案改变了产品在设计、生产和技术支持上的方式。

MOM应用是解决锂电池生产过程复杂性及多样性的有利武器,已经逐步成为头部电池企业缩短交付周期、提高产能、保障质量,提升企业竞争力,探索智能化升级的重要路径。可以预见的是,未来,真正基于稳定性的高效率、基于模块化的柔性化及标准化,以及基于网络的高度自动化及信息化才是锂电池生产智能装备发展的核心特征。

锂电智造困局及破局

动力电池发展至今,锂电池各环节生产制造的自动化程度已经有了较为明显的提升,但迈入锂电智能制造依然存在诸多难题待解。

  1. 锂电制造硬件设备多为分段采集,设备间存在兼容性与多样性的问题,导致各类工业软件集成度低,数据无法共享流通。
  2. 锂电产品生产和测试数据采集量大,且每个工序有不同管控需求,制造模式又采用流程型与离散型的混合模式,进一步加剧了产业数字化/智能制造的难度。
  3. 动力电池尺寸标准规格不一,国内电池企业生产了150余种不同规格电芯,限制了标准化规模化及智能化生产的发展。
  4. 动力电池产品设计及制造工艺没有完全成熟,特别是电池模组的关键生产工艺设计尚不成熟,验证充分性不够,一次性通过率低,且较难实现在线自动测试及品质追踪。

但动力电池系统生产目前仍以半自动化为主,仅有少数电池厂商实现了动力电池模块或模组的自动化生产。

数字化转型现状与目标

针对当前系统存在的诸多问题,基于制造运营管理系统(MOM)具备的6大优势可有效解决上述锂电池生产智能制造转型升级遇到的难题。

  1. 实时质量监控,将质量问题的事后补救改为事先预防;
  2. 工艺关重参数监控,尽可能保障锂电池的工艺安全;
  3. 包装的详细记录,做好应接客诉的充分准备;
  4. 产量及质量的实时查询,减少计划部门的交付压力;
  5. 实现生产过程的可追溯性,快速精确地确定召回范围;
  6. 无纸化生产管理,节约人力成本。

一体化MOM平台赋能锂电智造升级

结合MOM在锂电池生产制造各个工序、数据共享、生产环节监测及反馈、部门/供应链协同等方面的“打通”来看,MOM的应用将成为推动锂电池生产制造“弹性”和“柔性”的关键。

根据锂电池生产的工艺和特点,企业在锂电池生产过程中基于MOM应用,规划出9大核心功能:高级排程、数字化工艺执行、生产质量管理、生产执行、设备管理、工业互联应用、精益看板及生产指挥中心、专业应用App、主数据及建模。

MOM核心功能架构图

一体化MOM系统的建设和实施,能够赋能电池企业智能制造的转型与升级,持续提升工艺管理、计划排产与执行、设备互联、质量管理、物流配送等业务流程的自动化水平。

其一体化MOM系统通过设备互联将IT和OT有效结合,提高生产制造设备的智能化水平,实现工厂生产自动化、无人化、智能化,同时可以大幅缩短企业相关产品的制造周期,降低运营成本,提高生产效率。

于电池企业而言,通过MOM系统实施,可以夯实工艺、计划和执行的基础,实现工艺模型化、计划精细化、执行透明化;同时将补齐配送和互联的能力,实现配送精准化和要素互联化;在质量、协同以及管理决策方面,实现品控全面化、数据标准化,以及决策科学化。

相比一般的制造执行系统(MES),DELMIA Apriso拥有着更加宽广的业务覆盖度,更好支持多工厂管控与多工厂快速推广部署,更专业的制造大数据分析与实时监控,以及更柔性的业务流程与逻辑配置。