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動力電池企業(yè)的智能升級之路

鉅大LARGE  |  點擊量:933次  |  2018年07月05日  

在霧霾當?shù)溃?、油價格日趨走高,汽車行業(yè)快速發(fā)展的今天,電作為可重復使用的低價無污染能源,應用正日益廣泛,新能源電池行業(yè)快速發(fā)展。以新能源汽車為例,目前中國是世界電動汽車產銷量最大的國家,也是世界電動汽車標準法規(guī)的重要參與與制訂國家。2017年,政府先后出臺了《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》等30多項節(jié)能與新能源汽車扶持政策。

可以說,新能源汽車產業(yè)的蓬勃發(fā)展,給動力電池領域的發(fā)展注入了強心劑。事實上,汽車產業(yè)生態(tài)鏈一直都是從零部件到整車,再到經銷商,層層傳遞且緊密銜接。在新能源汽車市場帶動的動力電池系統(tǒng)快速發(fā)展的市場環(huán)境下,動力電池企業(yè)也迎來了邁向智能制造的熱潮。

市場高速發(fā)展呼喚MES系統(tǒng)

深圳市天圳自動化技術有限公司是一家專業(yè)從事生產過程自動化控制系統(tǒng)、管控一體化系統(tǒng)、生產制造信息化系統(tǒng)與柔性自動化非標產線建設的綜合型自動化公司,為國家級高新技術企業(yè),深圳市高新技術企業(yè)。在天圳自動化總經理楊俊看來,動力電池企業(yè)質量要求高,產品生產全過程需要完整質量追溯鏈。雖然目前部分動力電池企業(yè)擁有先進的生產設備,但實際生產管理復雜,涉及的設備種類繁多,工藝水平和管控水平將直接影響產品品質。特別是隨著國內產能擴增過快,國家出于對產業(yè)、環(huán)保的綜合考慮,對成品電池的生產工藝水平提出了越來越高的要求:降低制造成本,細化產品精度,提升產品品質等等。

然而這對動力電池企業(yè)而言,卻絕非易事。傳統(tǒng)的動力電池生產過程中,存在一些問題制約著產品品質和生產管理的進一步提高。以天圳進行的某知名鋰電池企業(yè)信息化建設為例,就存在著計劃排產方面,缺乏系統(tǒng)化的排產工具;在電芯生產、PACK生產等生產工藝環(huán)節(jié)上缺乏工藝數(shù)據(jù)數(shù)字化、智能化;在生產設備方面,設備加工參數(shù)、檢測設備的質量數(shù)據(jù)難以便捷采集、數(shù)據(jù)追溯、系統(tǒng)分析等等諸多問題。

楊俊介紹由于受到TS16949以及國家強制性標準的規(guī)范,動力電池企業(yè)需要對生產過程中的工藝計劃、生產過程、質量參數(shù)、庫存信息、出貨等過程進行全流程管控。因此,實施MES成為企業(yè)信息化道路上不可或缺的一部分。而這其中,如何達到以MES為綱,在技術上保證其與ERP及底層控制系統(tǒng)之間的無縫集成,真正實現(xiàn)MES的中間橋梁作用,實現(xiàn)車間透明化管理是MES實施中面臨的主要挑戰(zhàn)。

牽手研華尋找MES實施最優(yōu)解

在對客戶生產流程、數(shù)據(jù)流程進行梳理后,天圳認為客戶生產核心的數(shù)據(jù)關注點主要包括:過程參數(shù)記錄;設備采集參數(shù)記錄;各生產工藝環(huán)節(jié)工單執(zhí)行情況比如工藝信息、BOM信息、上料記錄、品質結果確認以及對電芯-模組-PACK組裝等進行全生產過程數(shù)據(jù)管理。實現(xiàn)對線邊庫存、物料查詢、派發(fā)、退返、預警等功能。對于電池制造的關鍵材料,比如漿料,銅箔,鋁箔等還需進行全面追溯,達到對倉儲環(huán)節(jié)的透明化。

“這需要底層自動化廠商的全線產品支持,以實現(xiàn)設備與數(shù)據(jù)的貫通。”楊俊介紹天圳首先想到的就是研華科技,在經過和研華的詳細討論后,天圳認為客戶不僅需要建立一套PACK4.0智能調度控制系統(tǒng),滿足對生產的產品類型及各工序設備機臺進行智能調度,還需對整個生產現(xiàn)場進行智能監(jiān)控以及異常情況預警的通知??紤]到客戶的網絡通訊的設備數(shù)量多、數(shù)據(jù)量大以及操控的實時響應的需求,天圳決定在全網配置時采用千兆網絡傳輸方案,在車間配置了5套數(shù)據(jù)采集網關(包括一臺研華小型工控機UNO-2473G-J3AE和一臺上架式4光24電全千兆寬溫交換機EKI-7428G),將所有通訊的控制設備分為5個網段,分別連接現(xiàn)場的控制設備,實現(xiàn)快速組網、數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉換、遠程控制等功能,同時與中控室的數(shù)據(jù)采集服務器實現(xiàn)無縫通訊對接。

在中控室的數(shù)據(jù)采集服務器上,內裝研華WebAccess組態(tài)軟件(含數(shù)據(jù)庫軟件),作為車間的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)平臺。WebAccess軟件不僅具有強大的功能,開放性,同時具備強大的驅動支持能力并且目前支持超過450種PLC連接與驅動??捎糜谕蠈訑?shù)據(jù)整合,并同時具備豐富便捷的繪圖功能,大大縮短了程序員開發(fā)周期。

在分選區(qū)、點焊包膜區(qū)、鎖模區(qū)天圳分別配置了一臺65"液晶屏,直接連接到現(xiàn)場的UNO數(shù)據(jù)網關作為現(xiàn)場的生產看板,顯示生產與設備的相關信息。

在生產物流上,天圳通過AGV調度中心連接到中控室核心交換機,實現(xiàn)與總控調度系統(tǒng)的快速穩(wěn)定通訊??偪卣{度中心采集到各工藝設備上料請求指令后,通知AGV調度中心調配相應的AGV小車上料。

有的放矢打開智能化生產新局面

在經過5個月有條不紊的項目實施后,如今客戶的MES系統(tǒng)運行穩(wěn)定,各功能模塊都已經按照預期目標發(fā)揮著作用。談到MES上線為客戶帶來的直觀收益,楊俊認為主要包括減員、提質、促管、增效四大方面。

“最直觀的改變體現(xiàn)在解放勞動力上?!睏羁〗榻B通過MES的應用使客戶生產現(xiàn)場的信息化、自動化能力大大提升,整個生產過程的信息流能得到及時、快速的傳遞,根據(jù)上線后的數(shù)據(jù)對比,MES的應用使產線減員達到30%以上。

在提升生產質量上,楊俊表示通過WebAccess平臺,管理人員在中控室即可集中管控調度,實現(xiàn)工序級的準時配送,提高倉庫與車間的協(xié)同能力,并且每道工序都包含質量檢測,加強質量管控,提高質量水平。

在管理層面,借助生產現(xiàn)場看板,對生產情況及時發(fā)布,使企業(yè)生產過程更加清晰,以生產數(shù)據(jù)為基礎形成生產報表也為管理層分析決策提供了支持。

最后,楊俊表示通過高級自動排產使客戶訂單響應速度、生產過程、產品交付速度也大幅度提高,降低了生產成本與倉儲成本,提高了企業(yè)的競爭力。

值得一提的是,對于本次MES順利實施,楊俊也特別提出了平臺建設的重要性。他表示天圳一直以來專注于以MES為綱的縱向生產制造、控制執(zhí)行、設備檢測以及底層傳感,因此需要類似研華這樣的合作伙伴一起打造生態(tài),將自己的服務能力平臺化,形成自己的核心價值。一方面,他介紹研華可以為天圳提供全方位的工控產品,去幫助客戶實現(xiàn)信息化的最后落地;另一方面,通過生態(tài)圈,天圳也能更有效的發(fā)現(xiàn)客戶、為客戶服務。在楊俊看來,智能制造作為《中國制造2025》的主攻方向,是一個復雜的系統(tǒng)工程,企業(yè)需要一步一個腳印務實推進,而MES作為實現(xiàn)工業(yè)4.0的樞紐,是企業(yè)實現(xiàn)智能制造的必然選擇?!疤燠谝恢睂⒀邪l(fā)與形成自有核心競爭力的自動化應用技術為引擎,通過多年實踐經驗的積累,形成了基于行業(yè)應用的理解,在MES項目的快速實施與系統(tǒng)開發(fā)上具有先發(fā)優(yōu)勢?!蔽磥?,楊俊表示將與研華等合作伙伴共同踐行智能制造,將中國智能制造推向更高的階段。

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