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智造專欄·第四篇|鋰電行業(yè)MES利劍出鞘!

智造美好生活專欄 · 第四篇

鋰電行業(yè)MES利劍出鞘!

近幾年,新能源產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展,“十四五”規(guī)劃及2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要重點(diǎn)提及了綠色環(huán)保、碳中和等理念,保障可持續(xù)發(fā)展。未來(lái)新能源將會(huì)是持續(xù)的熱點(diǎn)。


漢得也正積極探索,在該領(lǐng)域不斷拓展精進(jìn),攜手新能源行業(yè)領(lǐng)先的某動(dòng)力電池制造商(以下簡(jiǎn)稱:K公司),推出行業(yè)解決方案和平臺(tái)支撐,為動(dòng)力電池的生產(chǎn)保駕護(hù)航!

安全的極致追求 工藝控制絲毫不差

SECURITY

動(dòng)力電池的安全是排第一位的,如何實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中工藝的自動(dòng)化控制、產(chǎn)品的一致性檢測(cè),2015年出臺(tái)的《汽車動(dòng)力蓄電池行業(yè)規(guī)范》都有明確的要求。因此,整個(gè)動(dòng)力電池行業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)建設(shè),核心在于生產(chǎn)過(guò)程的管控。

關(guān)鍵工藝自動(dòng)化控制

鋰電池生產(chǎn)過(guò)程工藝復(fù)雜、工序繁多,節(jié)拍較快,因此,對(duì)于關(guān)鍵工藝的控制也需要毫秒級(jí)自動(dòng)響應(yīng)。從工藝管控要求來(lái)看,工序管控涉及員工權(quán)限、原材料合規(guī)、工藝合規(guī)、質(zhì)量合規(guī)、特性合規(guī)、數(shù)據(jù)完整等多種場(chǎng)景。


K公司通過(guò)漢得設(shè)備互聯(lián)平臺(tái)EDGINK的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)與多種通訊協(xié)議類型的設(shè)備全面集成,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品過(guò)站的自動(dòng)化控制。

產(chǎn)品安全性、一致性檢測(cè)

新能源電池在模組以及PACK生產(chǎn)環(huán)節(jié),面臨很重要的產(chǎn)品一致性管控。若容量、內(nèi)阻、開路電壓等參數(shù)不一致,會(huì)導(dǎo)致容量損失、壽命損失、內(nèi)阻增大等。同時(shí),若關(guān)鍵材料的供應(yīng)商/批次不一致,同樣會(huì)對(duì)產(chǎn)品最終性能產(chǎn)生影響。


通過(guò)MES系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)鍵特性管控的配置以及設(shè)備集成,實(shí)現(xiàn)在卷繞、合芯、電芯堆疊、模組安裝等環(huán)節(jié)的一致性管控。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)的全生命周期追溯

PRODUCT DATA

對(duì)于鋰電池?cái)?shù)據(jù)的追溯,國(guó)家在《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》中,明確提出了汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)及時(shí)通過(guò)溯源信息系統(tǒng)上傳動(dòng)力蓄電池編碼及新能源汽車相關(guān)信息,相關(guān)部門建立信息共享機(jī)制,確保電池產(chǎn)品來(lái)源可查,去向可追,節(jié)點(diǎn)可控。

追溯模型構(gòu)建

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整追溯與應(yīng)用

縱向追溯與橫向追溯相結(jié)合的追溯模型:從縱向來(lái)看,依據(jù)產(chǎn)品的形態(tài)變化,建設(shè)漿料-極卷-半電池-電池-模組-PACK的追溯鏈條,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品任意形態(tài)的數(shù)據(jù)追溯;


橫向來(lái)看,針對(duì)鏈條上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn),進(jìn)行原材料裝配、加工步驟、性能參數(shù)、設(shè)備信息、質(zhì)量處置、返修流程的信息展開,實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)的數(shù)據(jù)完整追溯。


K公司某基地的電池制造廠,一位質(zhì)量技術(shù)人員,在拆解短路報(bào)廢電池時(shí),發(fā)現(xiàn)部分電池負(fù)極片翻折。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和排查,定位為切疊工序設(shè)備參數(shù)的設(shè)定變動(dòng)導(dǎo)致。由于概率性內(nèi)部級(jí)片翻折,外觀無(wú)法檢出,無(wú)法具體追溯到設(shè)備工位。


因此,質(zhì)量部門決定加大范圍管控可疑電池。定位出設(shè)備參數(shù)變動(dòng)的具體時(shí)間范圍,共計(jì)11天,從而在MES里根據(jù)時(shí)間段和工序,追溯到負(fù)極片翻折可疑電池近3萬(wàn)只。通過(guò)MES完善的過(guò)程追溯報(bào)表,監(jiān)控到最早參數(shù)調(diào)整的電芯已經(jīng)流入常溫靜置。


質(zhì)量工程師經(jīng)商議后,隨即決定將這些電池在單體電池末工序:分選工序進(jìn)行攔截,避免流入成品庫(kù)。暫不出貨,待運(yùn)至研究院做完全實(shí)驗(yàn)后,再評(píng)估具體的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。質(zhì)量工程師在MES將這批電池批量讓步攔截至分選工序,在分選進(jìn)站時(shí)成功排出。

溯源平臺(tái)搭建

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳遞與產(chǎn)品管控延伸

由于國(guó)家對(duì)于新能源汽車溯源數(shù)據(jù)的管理要求,整車廠對(duì)于電池廠的產(chǎn)品,除了產(chǎn)品質(zhì)量安全外,溯源數(shù)據(jù)的完整同樣是整車廠的管理要求。


依靠MES系統(tǒng)的完整溯源數(shù)據(jù),通過(guò)溯源平臺(tái)的搭建,內(nèi)部完成產(chǎn)品數(shù)據(jù)完整性、合規(guī)性校驗(yàn),外部實(shí)現(xiàn)與客戶的溯源數(shù)據(jù)自動(dòng)集成。通過(guò)溯源平臺(tái)實(shí)現(xiàn)溯源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管控,提高客戶滿意度。

平臺(tái)大考:大數(shù)據(jù)和高并發(fā)

STRSS TEST

K公司業(yè)務(wù)快速擴(kuò)張。隨著業(yè)務(wù)量增長(zhǎng),現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量級(jí)也是不斷增長(zhǎng)。依據(jù)目前部署和上線情況,客戶單個(gè)基地的單日數(shù)據(jù)增長(zhǎng)就有百G的存儲(chǔ)量。


全自動(dòng)化的生產(chǎn)流程,以及業(yè)務(wù)產(chǎn)能的擴(kuò)張,意味著MES要和星羅棋布的設(shè)備進(jìn)行信息的交互。針對(duì)這種請(qǐng)求交互,數(shù)據(jù)吞吐的情況,延伸出很多問(wèn)題:


  • 如何保證接口的響應(yīng)速度不影響生產(chǎn)節(jié)拍;

  • 如何保證服務(wù)器能高效應(yīng)對(duì)同一時(shí)刻高并發(fā)的服務(wù)請(qǐng)求;

  • 如何處理設(shè)備交互中對(duì)于同一數(shù)據(jù)資源的爭(zhēng)搶。

系統(tǒng)架構(gòu)層面通過(guò)數(shù)據(jù)分層

加快系統(tǒng)響應(yīng)速度

從系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)全生命周期管理角度,通過(guò)數(shù)倉(cāng)建設(shè),MES系統(tǒng)讀寫分離,數(shù)據(jù)分庫(kù)分表等架構(gòu),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的冷、溫、熱數(shù)據(jù)管理。減少熱數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)基數(shù),提高數(shù)據(jù)庫(kù)查詢效率,讀寫分離減少?gòu)?fù)雜報(bào)表查詢對(duì)生產(chǎn)執(zhí)行操作速度影響,以此保證系統(tǒng)響應(yīng)速度。

系統(tǒng)應(yīng)用層面通過(guò)異步處理

提高設(shè)備交互效率

電池的生產(chǎn)節(jié)拍早已達(dá)到秒級(jí),留給系統(tǒng)與設(shè)備交互的時(shí)間,只有控制在毫秒,才可以滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理以及計(jì)算邏輯,在新能源大數(shù)據(jù)量的背景下,早已無(wú)法滿足系統(tǒng)節(jié)拍要求。


為此,通過(guò)邊緣計(jì)算平臺(tái)搭建實(shí)現(xiàn)參數(shù)控制等場(chǎng)景的邊緣處理,減少邏輯耗時(shí)。通過(guò)消息機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異步處理,減少設(shè)備對(duì)于系統(tǒng)數(shù)據(jù)處置的等待。通過(guò)不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景的交互模式設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)與設(shè)備的高效集成。

K公司與漢得已開展全面的戰(zhàn)略合作,先進(jìn)的管理模式配以先進(jìn)的管理信息系統(tǒng),從供應(yīng)鏈規(guī)劃到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制,先后規(guī)劃實(shí)施落地ERP、MES、WMS、SPC和大數(shù)據(jù)應(yīng)用等版塊,為公司全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)智能制造打下扎實(shí)的基礎(chǔ)!

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