[科学技术]动力电池企业的智造升级之路

在雾霾盛行的今天，煤炭和石油价格日益上涨，汽车行业发展迅速，电力作为一种可重复使用的低成本无污染能源得到广泛应用，新能源电池行业发展迅速。以新能源汽车为例，目前中国是世界上电动车产销量最大的国家，也是世界电动车标准法规的重要参与国和制定国。2017年，政府先后出台了30多项节能和新能源汽车配套政策，包括《汽车产业中长期发展规划》和《乘用车企业平均油耗并行管理办法》、《新能源汽车要点》。

可以说，新能源汽车产业的蓬勃发展为动力电池领域的发展注入了助推器。事实上，汽车产业的生态链一直是从零部件到整车再到经销商的转移和紧密联系。在新能源汽车市场推动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走向智能制造的热潮。

市场的快速发展呼唤制造执行系统

深圳天真自动化科技有限公司是一家专业从事生产过程自动化控制系统、集成管控系统、制造信息系统和柔性自动化非标生产线建设的综合自动化公司。是国家高新技术企业，深圳高新技术企业。天镇自动化总经理杨军表示，动力电池企业对质量要求很高，产品生产的全过程需要一个完整的质量追溯链。虽然目前一些动力电池企业拥有先进的生产设备，但实际生产管理复杂，涉及设备种类繁多，工艺水平和控制水平将直接影响产品质量。特别是随着国内产能的快速扩张，国家出于工业和环保的综合考虑，对成品电池的生产工艺水平提出了越来越高的要求，如降低制造成本、细化产品精度、提高产品质量等。

然而，这对于动力电池企业来说并不是一件容易的事情。在传统的动力电池生产过程中，存在一些问题，制约着产品质量和生产管理的进一步提高。以天珍开展的某知名锂电池企业信息化建设为例，在计划生产调度方面缺乏系统的生产调度工具；电池生产、电池组生产等生产过程环节缺乏过程数据的数字化和智能化；在生产设备方面，很难方便地采集设备的工艺参数和检测设备的质量数据，存在数据追踪、系统分析等诸多问题。

杨军介绍，由于ts16949规范和国家强制性标准，动力电池企业需要对生产过程中的工艺规划、生产过程、质量参数、库存信息、出货等流程进行全过程控制。因此，mes的实施已经成为企业信息化不可或缺的一部分。其中，如何实现以mes为关键环节，从技术上保证其与erp和底层控制系统的无缝集成，真正实现mes作为中间桥梁的作用，实现车间的透明管理，是mes实施面临的主要挑战。

与研华携手寻找mes实施的最佳解决方案

在梳理完客户的生产流程和数据流程后，天珍认为，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；在每个生产过程中执行工作指令，如电池模块组件整个生产过程中的过程信息、物料清单信息、装载记录、质量结果确认和数据管理。可以实现库存、物料查询、配送、退货、预警等功能。对于电池制造的关键材料，如浆料、铜箔、铝箔等，需要进行全面的追溯，实现存储环节的透明化。

“这需要底层自动化供应商提供全面的产品支持，以实现设备和数据的集成。”杨军介绍天珍的第一个想法是研华科技。经过与研华的详细讨论，天珍认为，客户不仅需要建立pack 4.0智能调度控制系统，以满足产品和设备以及机器在每个过程中的智能调度，还需要智能监控整个生产现场，并通知异常情况。考虑到网络通信设备数量大、数据量大、实时响应的需求，天珍在配置全网时决定采用千兆网络传输方案。车间内配置了5套数据采集网关(包括研华的一台小型工控机uno-2473g-j3ae和一台机架式4光24电全千兆宽温度开关eki-7428g)，将所有通信控制设备分为5个网段。它们与现场控制设备相连，实现快速组网、数据采集、协议转换、远程控制等功能。同时，它们与中央控制室的数据采集服务器无缝连接。

研华webaccess组态软件(包括数据库软件)安装在中央控制室的数据采集服务器上，作为车间的数据采集系统平台。webaccess软件不仅功能强大、开放，而且驱动支持能力强，目前支持450多种plc连接和驱动。可以用来和上层数据集成，绘图功能丰富方便，大大缩短了程序员的开发周期。

在所选区域、点焊涂装区域和锁模区域天镇分别设置一个65”的液晶屏，直接连接到现场uno数据网关作为现场生产广告牌，显示生产和设备的相关信息。

在生产物流中，天珍通过agv调度中心连接到中控室的核心交换机，实现与总控调度系统的快速稳定通信。总控调度中心收集各工艺设备的装车要求指令后，通知agv调度中心分配相应的agv小车装车。

有针对性地开创智能生产新局面

经过五个月的有序项目实施，客户mes系统运行稳定，各功能模块已经按照预期目标发挥了作用。在谈到mes给客户带来的直观好处时，杨军认为主要包括四个方面:减员、提高质量、提升管理、提高效率。

"最直观的变化体现在劳动力的解放上."杨军介绍说，通过mes的应用，客户生产现场的信息化和自动化能力得到了很大的提高，整个生产过程的信息流能够得到及时、快速的传递。根据上线后的数据对比，mes的应用使生产线人员减少了30%以上。

在提高生产质量方面，杨军表示，通过网络访问平台，管理人员可以在中央控制室集中控制和调度，实现流程层面的准时交付，提高仓库和车间之间的协作能力。每一道工序都包括质量检验，加强质量控制，提高质量水平。

在管理层面，借助生产现场的广告牌，及时发布生产情况，使企业的生产流程更加清晰。基于生产数据的生产报告也为管理层分析和决策提供支持。

最后，杨军表示，通过先进的自动化生产调度，客户的订单响应速度、生产流程和产品交付速度也大大提高，生产成本和存储成本降低，企业竞争力提高。

值得一提的是，杨军还提出了平台建设对于mes顺利实施的重要性。他说，天珍一直专注于基于mes的垂直制造、控制执行、设备测试和底层感知，因此它需要像研华这样的合作伙伴来构建生态系统，平台其服务能力，并形成其核心价值。他一方面介绍说，研华可以为天珍提供全方位的工控产品，帮助客户实现信息化的最终落地；另一方面，通过生态圈，天珍可以找到客户，更有效地服务客户。在杨军看来，智能制造作为“中国制造2025”的主要方向，是一项复杂的系统工程，企业需要务实地一步步推进。mes作为实现工业4.0的枢纽，是企业实现智能制造的必然选择。“天珍一直以自动化应用技术为引擎，发展并形成了自己的核心竞争力。通过多年的实践经验，形成了基于行业应用的认识，在mes项目的快速实施和系统开发方面具有先发优势。”未来，杨军表示，他将与研华等合作伙伴一起实践智能制造，将中国的智能制造推向更高的阶段。