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“破題”TWh時(shí)代鋰電池制造三大挑戰(zhàn)

發(fā)表時(shí)間：2021-04-04　次數(shù)：318　作者：高工鋰電

摘要

2021年3月20日，由高工鋰電、高工機(jī)器人、高工咨詢主辦的“鋰電池智造躍遷”2021鋰電池智能制造峰會(huì)將在深圳舉辦，大會(huì)設(shè)立產(chǎn)線制造、倉儲(chǔ)物流、數(shù)字化智能工廠三大專場，特邀鋰電池、智能裝備、制造產(chǎn)線、倉儲(chǔ)物流等100+相關(guān)企業(yè)參會(huì)。

頭部動(dòng)力電池企業(yè)的新一輪產(chǎn)能擴(kuò)張，對(duì)于制造裝備的需求正發(fā)生巨大變革。

寧德時(shí)代董事長曾毓群在2020高工鋰電年會(huì)上就表示，極限制造創(chuàng)新目標(biāo)要從ppm級(jí)別向ppb級(jí)別提升，從6西格瑪進(jìn)一步向9西格瑪靠攏。

要想達(dá)到這樣的目標(biāo)，對(duì)于中國鋰電設(shè)備及產(chǎn)業(yè)鏈配套企業(yè)而言是巨大的挑戰(zhàn)。

目前，鋰電池制造企業(yè)面臨六大難題，一是對(duì)制造過程有極高的質(zhì)量一致性要求；二是復(fù)雜的工藝路線；三是大量的自動(dòng)化設(shè)備設(shè)備之間的交互、兼容、協(xié)同；四是對(duì)工藝的控制的高精度要求；五是對(duì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)的智能處理；六是快速響應(yīng)客戶需求。

對(duì)于設(shè)備而言，其本質(zhì)是提供的是一個(gè)過程，即如何把零部件轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品，把材料轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品，這個(gè)是過程或者說設(shè)備需要解決的核心問題，這離不開三個(gè)關(guān)鍵詞：成本、質(zhì)量、協(xié)同。

首先，成本顯然是一個(gè)非常重要的參考因素，建議重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備全生命周期的擁有成本和設(shè)備速度提升。

過去談到設(shè)備價(jià)格下降，只是談獲得成本，但整個(gè)設(shè)備生命周期中，擁有成本也十分可觀。這就需要減少設(shè)備全生命周期無效時(shí)間，重點(diǎn)關(guān)注易安裝、免維護(hù)和快換型三點(diǎn)，全面解決全生命周期成本的痛點(diǎn)。

如安裝做不到即插即用，但盡量提供敏捷調(diào)試，能夠快速讓設(shè)備發(fā)揮全產(chǎn)能；在維護(hù)上做到預(yù)防性維護(hù)，避免設(shè)備出現(xiàn)問題后去維護(hù)，利用數(shù)字孿生及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、傳感等技術(shù)去分析設(shè)備運(yùn)行情況，預(yù)測設(shè)備故障模式，及時(shí)去處理，避免設(shè)備停機(jī)。

解決客戶擁有設(shè)備無效時(shí)間的另一個(gè)途徑是換型，因電池某種程度上很難將其作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，電池廠家經(jīng)常要根據(jù)主機(jī)廠需求做換型，設(shè)備如何配合換型，做到一鍵換型，也是值得思考的地方。

控制成本的另一個(gè)方向是提高設(shè)備速度。前面提到的圓柱電池生產(chǎn)，國內(nèi)設(shè)備和日韓設(shè)備在速度上有2-3倍的差距，高速度的設(shè)備價(jià)格高些，但均攤到單個(gè)產(chǎn)品的單位成本其實(shí)是下降的。

因此，企業(yè)應(yīng)該通過高速同步的控制、高速模塊開發(fā)、整線系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及瓶頸模塊化優(yōu)化來提升設(shè)備速度，甚至整個(gè)產(chǎn)線均衡的產(chǎn)出。

其次在質(zhì)量控制領(lǐng)域，產(chǎn)品質(zhì)量確定后，所謂質(zhì)量就是提高一致性，而產(chǎn)品一致性受到過程一致性和零部件一致性影響。

如何提高設(shè)備一致性？讓設(shè)備更加精密？很重要的一點(diǎn)就是讓設(shè)備運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)越來約分布在公差的中心，而不僅限于滿足復(fù)合公差。如億緯鋰能董事長劉金成提到到的0.01ppb，如果談CPK指數(shù)應(yīng)該是2.26。

另外，最終產(chǎn)品質(zhì)量把控還需讓實(shí)時(shí)全步驟全樣本檢測成為現(xiàn)實(shí)。

電池自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，實(shí)時(shí)檢測可縮短反饋周期，即時(shí)決策，而非產(chǎn)品生產(chǎn)出來或階段制造才做檢測。此外，目前已經(jīng)到了一個(gè)質(zhì)量全知時(shí)代，質(zhì)量全知讓我們通過大數(shù)據(jù)分析建立一個(gè)靈活，接近真實(shí)世界的質(zhì)量模型，促進(jìn)最終產(chǎn)品質(zhì)量提升。

最后一項(xiàng)是協(xié)同，關(guān)鍵是上下游產(chǎn)業(yè)鏈深度交互，共進(jìn)共贏，建議設(shè)備廠商早期介入，提前介入到產(chǎn)品的部分開發(fā)或開發(fā)全過程。

目前解決問題的模式基本是上游客戶出題，設(shè)備廠商來解題，知其然，但不知其所以然。如果大家能共享產(chǎn)品開發(fā)背景，共同破題，甚至改變題設(shè)，解決問題必將更加有效。