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高工锂电产业峰会精彩回顾|直击智能工厂的“建设史”,全文干货!

2022-06-17

6月15日,格创东智新能源事业部总经理李楠博士受邀出席2022年第十五届高工锂电产业峰会,发表《激活产能,提升品质,数据赋能绿色智能工厂建设》主题演讲,分享格创东智从生产、设备、品质、能源四个维度不断打磨,如何打造可实现极致成本、极致良率、极致效率、节能减排等目标的智能工厂。



以下为李楠博士演讲全文,敬请阅读:


大家下午好,很高兴在这里能和大家进行关于智能工厂、智能制造相关建设的经验分享。格创东智孵化于TCL,在泛半导体,新能源、3C电子等行业有大量智能工厂、标杆工厂的建设案例。今天我们想在这里给大家做一个分享,从工厂的视角出发,来看如何进行智能制造以及智能工厂的建设。点击免费为您提供专家服务。


01

我们对智能工厂的理解


关于智能工厂,我们发现很多客户会问一个问题:为什么在我们工厂MES,WMS、SRM、QMS这些系统全部都有了,自动化产线全部都有了,但是为什么工厂的产能上不来?良率提升不了?为什么最后交付周期、交付满足率还是非常低?



我相信很多制造企业都会有类似的问题,其实原因很简单,大部分企业的智能工厂建设都围绕在第一阶段和第二阶段。而智能工厂最重要的、最核心的是要利用有效数据驱动工厂的良性运转和运营,这一点却很少有公司真正重视和实现。


02

锂电行业智能工厂建设难点


我们过去走访了很多锂电池企业,包括上游材料企业, 电芯Pack厂,帮他们总结了一张业务痛点表,围绕在智能工厂衡量的核心指标D、Q、C、E展开。


举个例子,我们现在说锂电池行业企业的计划产能都非常大,但实际上真正能够装机、产出的产能非常低。这里有两方面的问题,一方面来自于设备本身使用的效果不好,另一方面是因为工厂对于设备的运维、保养、管理缺乏系统性的建设和管理。


质量管控也是一大痛点。我们都知道电池对电容一致性的要求非常高,从前到后,任何的环节出现工艺,设备,环境的偏差都可能导致产生大量的异常或者不一致。但是现在工厂对于过程控制做的是不足的,缺乏全面的管控和系统支撑,使得良率不达预期。 


比如成本控制,现在很多工厂面临一个问题,建一个20GW工厂要几千人,建第二个工厂还要同样数量的员工,那是不是意味着未来大家建了10个基地、20个基地就要有3万人、4万人来满足生产?这是现在很多锂电池企业面临的非常大的痛点,怎么样在不断扩大产能的同时,又能够少人化,用更高的人效、更少的人满足我的生产,是企业非常关注的。


能耗方面,大家都知道欧盟对整个电池出口碳排放要求做了非常严格的限制,而现实情况是锂电池企业耗能及碳排放都极大,这里有很大的优化空间。我们需要未雨绸缪,在能耗方面需要大幅进行压缩和降低。


03

标杆智能工厂的关键成功因素


那怎么样做,才能解决我们遇到的这些问题呢,在讲具体方法之前,先和大家分享一下我们看到的标杆智能工厂建设关键成功因素是什么?


第一,推动极致的设备与制造系统高度集成。在产线自动化的基础上,进一步实现生产管控,工艺优化,设备调整的自动化。


第二,崇尚数据价值挖掘并与管理结合。真正能够做到将老师傅的经验沉淀并推动闭环管理。


第三,业务驱动。过去做信息化很多是由IT主导。但想把信息化做好,一定是要由业务方进行驱动,带动信息化一同将端到端的流程进行拉通,才能保证业务价值充分发挥。



04

生产、设备、品质、能源四方面打磨


我们先来看看生产方面,锂电池行业是一个高度自动化的行业,设备的利用率是重中之重,在这种情况下如何减少人工对于产线的干预,如何实现生产和工艺调整的自动化,就是非常核心的关键了。


在标杆工厂中会通过设备自动化系统系统来实现物料的防呆、程序、参数校验、生产管控、程序自动下发等等功能,使得我们能够真正做到生产系统和设备无缝集成耦合,同时大量减少人工对于产线的干预,保证了产品的一致性。



设备管理方面来看,在标杆智能工厂中,设备在下单采购之后就会进行全生命周期管理,包括采购管理,运维管理、并利用传感器和算法等综合技术手段对设备进行监控和分析,确保设备的OEE高位运行,产能爬坡加快。


而当前锂电池行业设备的利用率较低,是导致产能差异较大的核心原因。一方面我们需要推动设备商持续改善设备,另一方面我们需要在工厂侧建立自身对于设备管控和优化的能力。


这里举两个例子,一个是针对于锂电池工厂大量存在的旋转类设备预测性维护;基于机理模型与数据模型,我们能够比较精准地快速定位核心设备的零部件是否有异常,是否会影响生产。


另外一个是针对设备维修的知识管理,这两天很多专家都提到了,当前锂电池行业设备维修的知识无法有效沉淀下来,需要在现场投入大量的人员。这里就需要引入知识图谱这类技术将知识利用数字化技术沉淀下来,帮助一线工程师快速排查故障和异常。



品质方面,标杆工厂里面往往会通过一整套系统构建一个全面质量管控体系,这里面不仅包括我们常见的SPC软件,还有QMS,YMS等系统帮助工程师快速追踪异常,定位根因,同时结合机器学习、大数据分析,构建良率预测的模型,帮助工程师找到最佳工艺配方并做出对应调整。


在锂电池工厂里面,也有大量的应用场景,比如机差分析、面密度分析、涂布最优参数组合分析,缺陷检测等等。只有通过全面质量管控才能够高效确保一致性问题,大幅降低制造成本。



最后来看看能源方面,在灯塔工厂,能源与碳的管理早已成为日常工作的重心,投入了大量的手段去实现工厂内能耗和碳相关数据的全面监控与分析,为能源管理提供科学决策依据,实现了每年2-5%的能源费用降低,帮助企业节省了几千万的能源费用。同时已初步建立了碳管理体系,正在向着碳中和的目标迈进。


这次峰会也在强调能源/碳对于锂电行业的重要性。我们观察到的是能源费用占锂电池工厂成本比例不容忽视,很多企业一年的能源费用就能达到上亿元。另外,很多企业对于碳管理的重视程度不足,并没有对未来潜在的碳限制做好准备。所以建议锂电池企业尽快构建在能源和碳管理方面的系统能力,并针对性地开展相关的节能减排的举措。




05

工业互联网赋能智能工厂


最后一点时间介绍一下格创东智。格创东智孵化于TCL集团,现在有1400多名员工服务着泛半导体,新能源,3C及汽车行业客户。我刚才讲的很多标杆工厂案例,都是基于我们的工业互联网平台去构建的:从底层数据采集,到物联网平台,到大数据平台,到利用这些数据去做一系列相关的应用,比如设备健康管理、生产管理、品质分析优化,企业运营,节能减排等等,为客户提供一体化解决方案,帮助客户打造行业级智能工厂。


而我们完全自主研发的东智平台也于今年被工信部遴选认证为“跨行业跨领域工业互联网平台”,正式进入“国家队”行列。




在新能源行业,我们不仅服务过锂电池工厂客户,同时我们也服务了很多锂电池上游比如正负极材料、溶解液等领域客户。同时我们也在和设备厂商进行合作,将我们的软件系统内置于设备之中,帮助设备厂商提升设备附加价值。我们希望可以通过格创在工业互联网以及智能制造方面的经验和能力,帮助更多的锂电行业企业打造属于自己的标杆灯塔工厂。谢谢!


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