中國儲能網(wǎng)訊：國務(wù)院2015年5月印發(fā)的《中國制造2025》中指出，經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，我國制造業(yè)規(guī)模躍居世界第一位，建立起門類齊全、獨立完整的制造體系，成為支撐我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要基石和促進世界經(jīng)濟發(fā)展的重要力量。但我國仍處于工業(yè)化進程中，與先進國家相比還有較大差距。在裝備行業(yè)具體表現(xiàn)為，關(guān)鍵核心技術(shù)與高端裝備對外依存度高，高端裝備制造業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)發(fā)展滯后。
這種狀況，在國家重點扶持的新興產(chǎn)業(yè)——鋰電池行業(yè)表現(xiàn)的更加明顯。
日前，中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟工程裝備分會成立暨智能制造技術(shù)研討會成功召開。根據(jù)大會上披露的《2018年鋰電池工程裝備發(fā)展路線圖預(yù)想方案》，中國2016年鋰電池設(shè)備行業(yè)產(chǎn)值約130億元，2017年約170億元，這個數(shù)字將以每年20－30％左右的速度增長。預(yù)計到2025年，鋰電工程裝備將維持這一較高的增長率。
《方案》指出，中國裝備的優(yōu)勢在于產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，有不斷創(chuàng)新升級的機會，鋰電工程裝備的國產(chǎn)率已達到70％以上。劣勢在于缺少行業(yè)規(guī)范，野蠻發(fā)展。由于工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，制造理念與國際存在差距，粗制濫造現(xiàn)象嚴重，雖然產(chǎn)能規(guī)模足夠，但優(yōu)質(zhì)設(shè)備不多。中國在世界動力電池裝備的規(guī)模占約35％－40％的比例。
“裝備是鋰電強盛的母雞，也是質(zhì)量強盛的保證。”創(chuàng)新聯(lián)盟工程裝備分會理事長、深圳吉陽智能科技有限公司董事長陽如坤在會上用形象的比喻解釋了鋰電裝備行業(yè)的重要性。
深圳吉陽智能科技有限公司董事長陽如坤
過去幾年，我國的鋰電池產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了投資升溫、產(chǎn)能擴張，市場規(guī)模已經(jīng)顯現(xiàn)。未來即將迎來轉(zhuǎn)型期，行業(yè)加速洗牌，實現(xiàn)由量到質(zhì)的提升。裝備作為鋰電池產(chǎn)業(yè)的重要依托，也面臨著實現(xiàn)突破的新機遇。
在“中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟工程裝備分會成立暨智能制造技術(shù)研討會”上，眾多鋰電池及設(shè)備企業(yè)、行業(yè)組織、科研機構(gòu)的專家們就動力電池工程裝備發(fā)展路線、標準建設(shè)、智能技術(shù)引入、協(xié)同創(chuàng)新模式等等話題發(fā)表了看法。從他們的觀點中可以窺探到，我國鋰電池裝備行業(yè)實現(xiàn)突破的新路徑。
標準化建設(shè) 推動智能轉(zhuǎn)型
目前，我國的動力電池出貨量已居全球第一，但總體上高端產(chǎn)能稀少，低端產(chǎn)能過剩，其根本原因之一是裝備智能化程度不高，自動化、數(shù)字化、信息化集成度低，造成企業(yè)的鋰電池產(chǎn)品在一致性、安全性等性能與日韓先進企業(yè)存在差距。
智能制造不僅僅是動力電池未來的一種發(fā)展趨勢，更重要的是，它可以提高電池企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，對提升我國動力電池企業(yè)的整體競爭力和市場占有率有著重要的意義。
合肥國軒高科動力能源股份有限公司IT總監(jiān)周志軍對鋰電池生產(chǎn)過程中的標準化問題深有感觸。他表示，電池企業(yè)有十幾個廠商的設(shè)備，由于設(shè)備之間接口不統(tǒng)一，不能互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)采集難度大，電池企業(yè)需要分別和每一家企業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)備接口。如果能在設(shè)備的互聯(lián)互通方面實現(xiàn)標準化，不僅企業(yè)省時省力，還可以實現(xiàn)即采即用，提高生產(chǎn)效率。
同樣，寧德時代新能源科技有限公司首席信息官陳凌表示：“對于制造的智能化，如果都是設(shè)備是不可能的，它需要一個即時反饋即時控制。裝備和終端設(shè)備本身也要有智能化，希望業(yè)內(nèi)各方規(guī)范終端技術(shù)架構(gòu)。這是非常痛苦的轉(zhuǎn)型。”
“我認為智能制造最關(guān)鍵的是互聯(lián)互通互操作，讓設(shè)備能夠聽到、聽懂理解思考?！奔栔悄芏麻L陽如坤補充，鋰電制造過程還可以集中一些工序，總結(jié)出20個質(zhì)量控制點，分為幾個階段控制，這樣能夠更好地解決電池容量、尺寸、一致性、穩(wěn)定性、可靠性等問題?，F(xiàn)階段，我國鋰電池行業(yè)已經(jīng)在鋰電池產(chǎn)品標準、制造標準、設(shè)備標準方面發(fā)布了多項國家標準、行業(yè)標準和團體標準。
有關(guān)政府部門也制定和發(fā)布相關(guān)政策，如《鋰離子電池綜合標準化技術(shù)體系》、《國家智能制造標準體系建設(shè)指南》等等，助力鋰電池行業(yè)的標準化建設(shè)。
鋰電池設(shè)備方面，目前已發(fā)布JB／T 12763－2015《鋰離子電芯卷繞設(shè)備》、DB44／T 1668－2015《鋰離子電池連續(xù)焊接機》、DB44／T 1925－2016 《鋰離子電池刮片設(shè)備》。正在起草的標準有2015－1325T－JB《鋰離子電池極片涂布機》，2015－1326T－JB《鋰離子電芯疊片機》、20160533－T－604《鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備通用技術(shù)要求》。
國家智能制造標準化專家咨詢組專家、北京機械工業(yè)自動化研究所總工程師、研究員謝兵兵強調(diào)智能制造必須標準先行。開展智能制造標準化，一要注重頂層設(shè)計，二要對標準的條款進行驗證，三要建設(shè)符合智能制造標準化要求的組織機構(gòu)。
中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟工程裝備分會應(yīng)運而生，其主要業(yè)務(wù)之一就是組織與實施行業(yè)標準，積極做好汽車動力電池制造工程裝備的有關(guān)標準法規(guī)的調(diào)研論證、評價和跟蹤工作。2018年工程裝備分會計劃，立項研發(fā)2－3種具有鋰電時代意義的核心關(guān)鍵制備標準。
實現(xiàn)路徑 緊抓基礎(chǔ)研究
中國北方車輛研究所動力電池實驗室主任、863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬指出，這些年國家對動力電池基礎(chǔ)材料方面的研究工作支持較多，但是對動力電池的生產(chǎn)裝備研究支持不多。設(shè)備企業(yè)研發(fā)人員結(jié)構(gòu)不合理，專業(yè)性人才不夠。
他提出四點建議，一是國家有關(guān)部門要加大對動力電池生產(chǎn)裝備技術(shù)的支持，建立專項基金支持關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)；二是動力電池生產(chǎn)企業(yè)提高對動力電池的理解，加強生產(chǎn)工藝和設(shè)備匹配技術(shù)研究，要學會對設(shè)備企業(yè)提要求；三是通過設(shè)備升級，提高生產(chǎn)過程的質(zhì)量管控能力，提高生產(chǎn)效率，降低成本；四是動力電池生產(chǎn)設(shè)備開發(fā)要圍繞“四高”（高可靠性、高精度、高效率、高度自動化）做文章，上下游企業(yè)之間應(yīng)該充分溝通與合作。
作為真正的實踐者，陽如坤也描述了實現(xiàn)智能制造美好愿景的“三步走”策略。第一步基于模型的數(shù)字化，第二步基于大數(shù)據(jù)的智能化，第三步恒定智能。
舉例而言，在加入粉料的過程中，當前設(shè)備無法判斷電解液的雜質(zhì)數(shù)據(jù)，如果實現(xiàn)一毫秒檢測一組數(shù)據(jù)（鐵、鎳含量等），對行業(yè)發(fā)展具有實用價值，這就需要數(shù)字化技術(shù)的支撐。而在整個工廠設(shè)計主線來看，尤其是來料設(shè)計，要建立一種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)，通過分析，混合云的架構(gòu)比較適合電池企業(yè)。
在數(shù)字化方面，西門子積累了大量經(jīng)驗。西門子工業(yè)軟件大客戶部技術(shù)總監(jiān)王奇嶺介紹，目前西門子可實現(xiàn)四方面服務(wù)，一是平臺，從前端的研發(fā)體系、分析體系，能夠提供軟件和軟件互聯(lián)；二是MOM，包括生產(chǎn)過程的制造運營管理；第三是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括各種PLC、TIA自動化的設(shè)備；四是大數(shù)據(jù)集成仿真，幫助企業(yè)更好地實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的電池實驗和生產(chǎn)。
從動力電池整個產(chǎn)業(yè)來看，比亞迪圍繞著“智能工廠”作規(guī)劃。據(jù)介紹，首先要做到自動化，盡量消除人工差異影響。其次是精益思想，這是比亞迪構(gòu)建智能工廠的核心思想。
“數(shù)據(jù)整合與利用是優(yōu)先點，比亞迪下一步計劃是不要讓數(shù)據(jù)躺在服務(wù)器里，把他們充分地利用起來。”比亞迪動力電池事業(yè)部相關(guān)工作人員表示。
寧德時代則認為智能制造的基本框架分為三層，分別是研發(fā)設(shè)計層、企業(yè)運營層和設(shè)備層。目前，寧德時代正在嘗試打通研發(fā)到量產(chǎn)、需求到驗證的全流程。更值得期待的是，寧德時代正在布局制造基地的產(chǎn)業(yè)鏈集群化，計劃在研發(fā)、供應(yīng)、物流、制造、數(shù)據(jù)、安全領(lǐng)域的全面協(xié)作，從常規(guī)的運作走向新的制造概念層面。
“最后是打通信息孤島。鋰電行業(yè)，特別是動力鋰電池還特別年輕，打通數(shù)據(jù)信息要向前端延展，從一個點的速度分析到工況監(jiān)控、售后維護、生產(chǎn)裝備、工序設(shè)備、工藝參數(shù)、制程檢驗、來料檢驗、來料制程以及設(shè)計、試制和驗證信息的全面追溯，從而實現(xiàn)整個信息化和智能制造發(fā)展?！睂幍聲r代首席信息官陳凌表示。
在鋰電設(shè)備方面，國內(nèi)智能制造的先行者吉陽智能是專業(yè)為鋰離子動力電池制造提供智能裝備的國家級高新技術(shù)企業(yè)，是全國鋰電裝備標準制修訂工作組承擔單位。成立12年來，吉陽智能擁有6項國外授權(quán)專利，18項PCT專利，146項國內(nèi)發(fā)明、134實用新型專利，42項軟件著作權(quán)。以鋰離子電池卷繞、疊片、激光切割等核心發(fā)明專利為代表的科研技術(shù)已經(jīng)走在了國際前列。
“動力電池制造的合格率是90％左右，未來達到96％、97％，這不是癡人說夢，目前智能化狀態(tài)處于初級狀態(tài)，我們要一個環(huán)節(jié)一個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)?！标柸缋す膭钚袠I(yè)內(nèi)企業(yè)潛心做好基礎(chǔ)研究，攜手共赴“智能制造”的未來之約。
協(xié)同創(chuàng)新 多打組合拳
“一個木桶哪塊短了都裝不住水”。工程裝備分會成立儀式現(xiàn)場，創(chuàng)新聯(lián)盟理事長、中國汽車工業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長董揚呼吁，中國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中所涉及的材料企業(yè)、電芯企業(yè)、裝備企業(yè)等全產(chǎn)業(yè)鏈需要加強合作。
鋰電池生產(chǎn)工藝復(fù)雜、流程眾多。制造過程分為漿料制備、極片制造、芯包制造、電芯裝配、干燥注液、化成分容六大核心模塊。每個模塊有不同的工藝和設(shè)備，每種設(shè)備的精度、穩(wěn)定性、效率影響電池產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。
鑒于制造過程的復(fù)雜性，行業(yè)內(nèi)的專家們普遍認為，鋰電池制造應(yīng)該協(xié)同創(chuàng)新。 正如陽如坤所說；“鋰電技術(shù)不斷發(fā)展，制造技術(shù)也不斷進步，單打獨斗難以適應(yīng)快速發(fā)展的需求。如果能夠把這些企業(yè)的優(yōu)點都放在一起，把缺點回避掉，中國鋰電企業(yè)還會取得更好的發(fā)展?！?
他還提出了一種簡單模式，即按照目標需求，或者按照商業(yè)模式的原則，由裝備企業(yè)牽頭，電池企業(yè)參與，甚至多個電池企業(yè)參與，整合創(chuàng)新資源，共同構(gòu)筑鋰電裝備生態(tài)環(huán)境，在動力電池制造工藝及裝備方面尋求重大突破，加速實現(xiàn)中國動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，形成國際競爭力。
