動(dòng)力電池制造數(shù)字化，本質(zhì)上是利用互聯(lián)網(wǎng)，將制造過程的信息數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成一串代碼，進(jìn)行數(shù)字化管理。然后通過驗(yàn)證、仿真、調(diào)試、系統(tǒng)搭建，把真實(shí)生產(chǎn)虛擬化，再映射到現(xiàn)實(shí)，完成數(shù)字化全流程生產(chǎn)。
通俗一點(diǎn)理解，就是把現(xiàn)實(shí)世界搬到網(wǎng)絡(luò)中虛擬運(yùn)行，然后按照仿真結(jié)果來指導(dǎo)生產(chǎn)。
像蓋房子一樣，提前輸入全部參數(shù)并建立模型，計(jì)算最佳方案并建設(shè)。同時(shí)，軟件能實(shí)時(shí)反饋調(diào)整，讓所有數(shù)據(jù)按最初模型幾乎一分不差運(yùn)行。
從執(zhí)行層面上看，動(dòng)力電池制造數(shù)字化主要分三個(gè)部分，包括生產(chǎn)規(guī)劃、設(shè)備運(yùn)行和具體性能。
生產(chǎn)規(guī)劃上，主要用Plant Simulation等軟件，在虛擬平臺(tái)上進(jìn)行真實(shí)生產(chǎn)映射。然后根據(jù)映射，去設(shè)計(jì)驗(yàn)證，進(jìn)而實(shí)際生產(chǎn)滿足產(chǎn)能規(guī)劃。例如視頻1所示，疊片設(shè)備節(jié)拍仿真，能真實(shí)映射實(shí)際過程。
設(shè)備運(yùn)行方面，用MCD等提前模擬核心物理動(dòng)作，包括相關(guān)設(shè)計(jì)和電氣聯(lián)動(dòng)，能全部模擬出來。還可以遠(yuǎn)程虛擬調(diào)試，讓軟件和硬件交融，完整顯示真實(shí)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
具體性能驗(yàn)證，西門子用的是UG-NX仿真。利用有限元原理，通過一系列真實(shí)參數(shù)設(shè)定和網(wǎng)格劃分，測算產(chǎn)品性能和最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案等。
整體而言，動(dòng)力電池制造數(shù)字化是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和生命周期管理、工廠運(yùn)營規(guī)劃結(jié)合起來。通過數(shù)學(xué)建模，進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)數(shù)字和現(xiàn)實(shí)交融。
動(dòng)力電池制造數(shù)字化牽涉的實(shí)際應(yīng)用難點(diǎn)很多，主要分三個(gè)方面。
第一是數(shù)據(jù)采集難度大。將產(chǎn)品信息通過傳感器采集，然后轉(zhuǎn)變成有價(jià)值的數(shù)據(jù)。這中間牽扯到數(shù)據(jù)的精度，真實(shí)性，有效性。一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯(cuò)，結(jié)果自然不準(zhǔn)，不但起不到指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)，還會(huì)誤導(dǎo)。
第二是硬件兼容。不同元器件，不同設(shè)備的數(shù)據(jù)錄入和信息交換方式不同。企業(yè)采購各家供應(yīng)商的硬件不兼容，會(huì)造成數(shù)據(jù)交換不穩(wěn)定和易產(chǎn)生錯(cuò)誤，進(jìn)而導(dǎo)致仿真時(shí)結(jié)果不準(zhǔn)。
第三是數(shù)據(jù)有效利用。即便數(shù)據(jù)真實(shí)，但不同的仿真模型和參數(shù)輸入，得出結(jié)果也千差萬別，無法落實(shí)到實(shí)際生產(chǎn)。
在動(dòng)力電池制造數(shù)字化投入上，主要分三個(gè)方面。
首先需要采購一整套系統(tǒng)軟件，完成和企業(yè)自身用的PLM、MES、ERP系統(tǒng)對(duì)接。光全部軟件費(fèi)用，可能至少要一二百萬起步。
其次是培訓(xùn)成本支出。動(dòng)力電池工業(yè)數(shù)字化軟件培訓(xùn)，需要管理層、工程師、采購員、普通工人等全部參加。不但使用軟件要轉(zhuǎn)換，還有從業(yè)思維模式也要變更。
最后是體系架構(gòu)變革成本。動(dòng)力電池工業(yè)數(shù)字化，管理體系要跟西方的數(shù)字化工廠模式接軌。例如產(chǎn)品質(zhì)量管理體系，需要跟歐洲的標(biāo)準(zhǔn)看齊。
不過在效益產(chǎn)出方面，也會(huì)非常大。第一節(jié)省成本，由于自動(dòng)化程度普及和軟件仿真應(yīng)用，動(dòng)力電池?cái)?shù)字化生產(chǎn)，幾乎不需要人工就行。
第二提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率。數(shù)字化工廠能充分利用設(shè)備等資源，提前防范和控制錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)，以最小產(chǎn)出獲得最大生產(chǎn)效率。
第三，產(chǎn)品良率和一致性等品質(zhì)提升。通過精細(xì)化數(shù)據(jù)管理，產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中受損縮減。設(shè)備等投入只需一次性，產(chǎn)品的性價(jià)比得到大幅提升。
有業(yè)內(nèi)人士反饋，動(dòng)力電池制造數(shù)字化是大勢(shì)所趨。要想建好，最好是一開始就按數(shù)字化建設(shè)，自動(dòng)化程度高，這樣方便數(shù)據(jù)收集和交換反饋。同時(shí)電池工藝要穩(wěn)定，不要經(jīng)常變動(dòng)。
不過在投入產(chǎn)出比、技術(shù)、管理等方面還需慎重考慮，不要盲目推進(jìn)，原因主要是數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換不精確和管理流程跟不上。
利元亨研究院院長杜義賢博士曾向高工鋰電表示，動(dòng)力電池制造數(shù)字化可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端與設(shè)備實(shí)體運(yùn)作同步。管理者能隨時(shí)隨地了解設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)能預(yù)測未來的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和可能出現(xiàn)的產(chǎn)線故障，提前制定計(jì)劃和對(duì)策。
關(guān)于動(dòng)力電池制造數(shù)字化，利元亨理解是以MES為核心，對(duì)工廠內(nèi)的制造資源、計(jì)劃、流程等進(jìn)行管控；工廠與產(chǎn)品設(shè)計(jì)層有緊密關(guān)聯(lián)，是設(shè)計(jì)意圖的物化環(huán)節(jié)；通過系統(tǒng)集成，數(shù)字化工廠還與企業(yè)層和設(shè)備控制層實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)，形成制造決策、執(zhí)行和控制等信息流的閉環(huán)。
逸飛激光技術(shù)總監(jiān)冉昌林認(rèn)為，動(dòng)力電池制造數(shù)字化在消除浪費(fèi)、降低成本、改善交期、提高品質(zhì)等方面將實(shí)現(xiàn)重大提升，使產(chǎn)品制造做到盡善盡美。
總之，動(dòng)力電池工業(yè)數(shù)字化推進(jìn)，要看投入產(chǎn)出比，要根據(jù)實(shí)際情況而定。從當(dāng)前動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)入冬，“降本增效”壓力劇增背景看，眼下最重要可能還是動(dòng)力電池生產(chǎn)工藝和材料體系的革新。
