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轉(zhuǎn)型期，鋰電裝備行業(yè)該如何實(shí)現(xiàn)新突破？
時(shí)間:2018-04-17 13:05來(lái)源:中國(guó)電池聯(lián)盟 作者:綜合報(bào)道
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今日電池雜志-電池聯(lián)盟訊（文青 志明報(bào)道） 國(guó)務(wù)院2015年5月印發(fā)的《中國(guó)制造2025》中指出，經(jīng)過(guò)幾十年的快速發(fā)展，我國(guó)制造業(yè)規(guī)模躍居世界第一位，建立起門(mén)類(lèi)齊全、獨(dú)立完整的制造體系，成為支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基石和促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量。但我國(guó)仍處于工業(yè)化進(jìn)程中，與先進(jìn)國(guó)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(duì)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(guó)家重點(diǎn)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(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟工程裝備分會(huì)成立暨智能制造技術(shù)研討會(huì)成功召開(kāi)。根據(jù)大會(huì)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(guó)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(gè)數(shù)字將以每年20-30％左右的速度增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2025年，鋰電工程裝備將維持這一較高的增長(zhǎng)率。
《方案》指出，中國(guó)裝備的優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，有不斷創(chuàng)新升級(jí)的機(jī)會(huì)，鋰電工程裝備的國(guó)產(chǎn)率已達(dá)到70％以上。劣勢(shì)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(guó)際存在差距，粗制濫造現(xiàn)象嚴(yán)重，雖然產(chǎn)能規(guī)模足夠，但優(yōu)質(zhì)設(shè)備不多。中國(guó)在世界動(dòng)力電池裝備的規(guī)模占約35％-40％的比例。
“裝備是鋰電強(qiáng)盛的母雞，也是質(zhì)量強(qiáng)盛的保證，”創(chuàng)新聯(lián)盟工程裝備分會(huì)理事長(zhǎng)、深圳吉陽(yáng)智能科技有限公司董事長(zhǎng)陽(yáng)如坤在會(huì)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(yáng)智能科技有限公司董事長(zhǎng)陽(yáng)如坤
過(guò)去幾年，我國(guó)的鋰電池產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了投資升溫、產(chǎn)能擴(kuò)張，市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)顯現(xiàn)。未來(lái)即將迎來(lái)轉(zhuǎn)型期，行業(yè)加速洗牌，實(shí)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(shí)現(xiàn)突破的新機(jī)遇。
在“中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟工程裝備分會(huì)成立暨智能制造技術(shù)研討會(huì)”上，眾多鋰電池及設(shè)備企業(yè)、行業(yè)組織、科研機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家們就動(dòng)力電池工程裝備發(fā)展路線、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、智能技術(shù)引入、協(xié)同創(chuàng)新模式等等話(huà)題發(fā)表了看法。從他們的觀點(diǎn)中可以窺探到，我國(guó)鋰電池裝備行業(yè)實(shí)現(xiàn)突破的新路徑。
標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè) 推動(dòng)智能轉(zhuǎn)型
目前，我國(guó)的動(dòng)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(guò)剩，其根本原因之一是裝備智能化程度不高，自動(dòng)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(jìn)企業(yè)存在差距。
智能制造不僅僅是動(dòng)力電池未來(lái)的一種發(fā)展趨勢(shì)，更重要的是，它可以提高電池企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)提升我國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)占有率有著重要的意義。
合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源股份有限公司IT總監(jiān)周志軍對(duì)鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題深有感觸。他表示，電池企業(yè)有十幾個(gè)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(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，不僅企業(yè)省時(shí)省力，還可以實(shí)現(xiàn)即采即用，提高生產(chǎn)效率。
同樣，寧德時(shí)代新能源科技有限公司首席信息官陳凌表示：“對(duì)于制造的智能化，如果都是設(shè)備是不可能的，它需要一個(gè)即時(shí)反饋即時(shí)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(rèn)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(tīng)到、聽(tīng)懂理解思考。”吉陽(yáng)智能董事長(zhǎng)陽(yáng)如坤補(bǔ)充，鋰電制造過(guò)程還可以集中一些工序，總結(jié)出20個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn)，分為幾個(gè)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(wèn)題。現(xiàn)階段，我國(guó)鋰電池行業(yè)已經(jīng)在鋰電池產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、制造標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)布了多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。
有關(guān)政府部門(mén)也制定和發(fā)布相關(guān)政策，如《鋰離子電池綜合標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系》、《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》等等，助力鋰電池行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)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(jī)》、DB44/T 1925-2016 《鋰離子電池刮片設(shè)備》。正在起草的標(biāo)準(zhǔn)有2015-1325T-JB《鋰離子電池極片涂布機(jī)》，2015-1326T-JB《鋰離子電芯疊片機(jī)》、20160533-T-604《鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備通用技術(shù)要求》。
國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)化專(zhuān)家咨詢(xún)組專(zhuān)家、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所總工程師、研究員謝兵兵強(qiáng)調(diào)智能制造必須標(biāo)準(zhǔn)先行。開(kāi)展智能制造標(biāo)準(zhǔn)化，一要注重頂層設(shè)計(jì)，二要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的條款進(jìn)行驗(yàn)證，三要建設(shè)符合智能制造標(biāo)準(zhǔn)化要求的組織機(jī)構(gòu)。
中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟工程裝備分會(huì)應(yīng)運(yùn)而生，其主要業(yè)務(wù)之一就是組織與實(shí)施行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，積極做好汽車(chē)動(dòng)力電池制造工程裝備的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的調(diào)研論證、評(píng)價(jià)和跟蹤工作。2018年工程裝備分會(huì)計(jì)劃，立項(xiàng)研發(fā)2-3種具有鋰電時(shí)代意義的核心關(guān)鍵制備標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)現(xiàn)路徑 緊抓基礎(chǔ)研究
中國(guó)北方車(chē)輛研究所動(dòng)力電池實(shí)驗(yàn)室主任、863電動(dòng)車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)動(dòng)力電池測(cè)試中心主任王子冬指出，這些年國(guó)家對(duì)動(dòng)力電池基礎(chǔ)材料方面的研究工作支持較多，但是對(duì)動(dòng)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(zhuān)業(yè)性人才不夠。
中國(guó)北方車(chē)輛研究所動(dòng)力電池實(shí)驗(yàn)室主任 王子冬
他提出四點(diǎn)建議，一是國(guó)家有關(guān)部門(mén)要加大對(duì)動(dòng)力電池生產(chǎn)裝備技術(shù)的支持，建立專(zhuān)項(xiàng)基金支持關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)；二是動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)提高對(duì)動(dòng)力電池的理解，加強(qiáng)生產(chǎn)工藝和設(shè)備匹配技術(shù)研究，要學(xué)會(huì)對(duì)設(shè)備企業(yè)提要求；三是通過(guò)設(shè)備升級(jí)，提高生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量管控能力，提高生產(chǎn)效率，降低成本；四是動(dòng)力電池生產(chǎn)設(shè)備開(kāi)發(fā)要圍繞“四高”（高可靠性、高精度、高效率、高度自動(dòng)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(shí)踐者，陽(yáng)如坤也描述了實(shí)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(guò)程中，當(dāng)前設(shè)備無(wú)法判斷電解液的雜質(zhì)數(shù)據(jù)，如果實(shí)現(xiàn)一毫秒檢測(cè)一組數(shù)據(jù)（鐵、鎳含量等），對(duì)行業(yè)發(fā)展具有實(shí)用價(jià)值，這就需要數(shù)字化技術(shù)的支撐。而在整個(gè)工廠設(shè)計(jì)主線來(lái)看，尤其是來(lái)料設(shè)計(jì)，要建立一種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)，通過(guò)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(mén)子積累了大量經(jīng)驗(yàn)。西門(mén)子工業(yè)軟件大客戶(hù)部技術(shù)總監(jiān)王奇嶺介紹，目前西門(mén)子可實(shí)現(xiàn)四方面服務(wù)，一是平臺(tái)，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(guò)程的制造運(yùn)營(yíng)管理；第三是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括各種PLC、TIA自動(dòng)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(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電池實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)。
從動(dòng)力電池整個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)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(dòng)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(diǎn)，比亞迪下一步計(jì)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(lái)。”比亞迪動(dòng)力電池事業(yè)部相關(guān)工作人員表示。
寧德時(shí)代則認(rèn)為智能制造的基本框架分為三層，分別是研發(fā)設(shè)計(jì)層、企業(yè)運(yùn)營(yíng)層和設(shè)備層。目前，寧德時(shí)代正在嘗試打通研發(fā)到量產(chǎn)、需求到驗(yàn)證的全流程。更值得期待的是，寧德時(shí)代正在布局制造基地的產(chǎn)業(yè)鏈集群化，計(jì)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(yùn)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(dòng)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(gè)點(diǎn)的速度分析到工況監(jiān)控、售后維護(hù)、生產(chǎn)裝備、工序設(shè)備、工藝參數(shù)、制程檢驗(yàn)、來(lái)料檢驗(yàn)、來(lái)料制程以及設(shè)計(jì)、試制和驗(yàn)證信息的全面追溯，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)信息化和智能制造發(fā)展。”寧德時(shí)代首席信息官陳凌表示。
在鋰電設(shè)備方面，國(guó)內(nèi)智能制造的先行者吉陽(yáng)智能是專(zhuān)業(yè)為鋰離子動(dòng)力電池制造提供智能裝備的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，是全國(guó)鋰電裝備標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作組承擔(dān)單位。成立12年來(lái)，吉陽(yáng)智能擁有6項(xiàng)國(guó)外授權(quán)專(zhuān)利，18項(xiàng)PCT專(zhuān)利，146項(xiàng)國(guó)內(nèi)發(fā)明、134實(shí)用新型專(zhuān)利，42項(xiàng)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(zhuān)利為代表的科研技術(shù)已經(jīng)走在了國(guó)際前列。
“動(dòng)力電池制造的合格率是90%左右，未來(lái)達(dá)到96%、97%，這不是癡人說(shuō)夢(mèng)，目前智能化狀態(tài)處于初級(jí)狀態(tài)，我們要一個(gè)環(huán)節(jié)一個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。”陽(yáng)如坤鼓勵(lì)行業(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(lái)之約。
協(xié)同創(chuàng)新 多打組合拳
“一個(gè)木桶哪塊短了都裝不住水”。工程裝備分會(huì)成立儀式現(xiàn)場(chǎng)，創(chuàng)新聯(lián)盟理事長(zhǎng)、中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng)董揚(yáng)呼吁，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)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(qiáng)合作。
中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長(zhǎng)、中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng)董揚(yáng)
鋰電池生產(chǎn)工藝復(fù)雜、流程眾多。制造過(guò)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(gè)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(guò)程的復(fù)雜性，行業(yè)內(nèi)的專(zhuān)家們普遍認(rèn)為，鋰電池制造應(yīng)該協(xié)同創(chuàng)新。 正如陽(yáng)如坤所說(shuō)；“鋰電技術(shù)不斷發(fā)展，制造技術(shù)也不斷進(jìn)步，單打獨(dú)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(diǎn)都放在一起，把缺點(diǎn)回避掉，中國(guó)鋰電企業(yè)還會(huì)取得更好的發(fā)展。”
他還提出了一種簡(jiǎn)單模式，即按照目標(biāo)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(gè)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(dòng)力電池制造工藝及裝備方面尋求重大突破，加速實(shí)現(xiàn)中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，形成國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
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