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智造專欄|高質(zhì)量生產(chǎn)力,如何破局鋰電溯源與穩(wěn)定性難題?


作者 /張健寧

2024對(duì)于新能源汽車而言絕對(duì)是不平凡的一年,各大新能源車廠紛紛降價(jià),做出重大調(diào)整,以獲取更多市場(chǎng)份額,也有知名品牌躬身入局,掀起了新能源汽車發(fā)展新浪潮。

「中國(guó)制造」正在讓更多人能夠用上新能源車!

新能源汽車百舸爭(zhēng)流的局面,主要?dú)w功于電池性能的提升、供應(yīng)鏈體系的不斷成熟和成本壓縮等多方因素。


目前中國(guó)新能源汽車在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力不斷提升,用戶可選擇空間也在逐步擴(kuò)大。自23年開(kāi)始,從新能源整車到新能源電池廠商,再到前端的正負(fù)極材料,供應(yīng)鏈上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都切實(shí)感受到了新能源行業(yè)在國(guó)內(nèi)的蓬勃發(fā)展!


然而繁榮的背后也暗藏危機(jī),由于中國(guó)新能源市場(chǎng)慢慢趨近飽和,國(guó)內(nèi)增量市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)逐漸白熱化,新能源相關(guān)企業(yè)亟需開(kāi)拓新的市場(chǎng),尋找新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。好在天無(wú)絕人之路,海外市場(chǎng)作為新能源行業(yè)的“新藍(lán)?!保蚱涮N(yùn)藏的市場(chǎng)潛力吸引了大量中國(guó)新能源企業(yè)關(guān)注。在此背景下,出海逐漸成為國(guó)內(nèi)各大新能源廠商下一階段的關(guān)鍵戰(zhàn)略目標(biāo)。

《歐盟新電池法》

出海首要挑戰(zhàn)

在出海的征途上,各大電池廠商面臨的第一個(gè)挑戰(zhàn),就是23年6月14日出臺(tái)的《歐盟新電池法》。

《歐盟新電池法》

根據(jù)《歐盟新電池法》的規(guī)定,只有具備碳足跡聲明和標(biāo)簽以及數(shù)字電池護(hù)照的電動(dòng)汽車電池和可充電工業(yè)電池才能進(jìn)入歐盟市場(chǎng)。不僅如此,該法還對(duì)各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定,如:

自2024年7月1日起,至少需要提供電池廠家信息、電池型號(hào)、原料(包括可再生部分)、電池碳足跡總量、電池不同生命周期的碳足跡、第三方認(rèn)證報(bào)告和能夠展示碳足跡的鏈接等信息;自2026年7月1日起,需要永久提供電池碳足跡總量和碳足跡性能等級(jí)標(biāo)簽,并在技術(shù)文檔中說(shuō)明碳足跡以及碳足跡性能等級(jí)是按照歐盟委員會(huì)指定的授權(quán)法案計(jì)算的;自2027年7月1日起,需要提供單位產(chǎn)品模型和證明其生命周期碳足跡低于歐盟委員會(huì)規(guī)定的最大值等。

該法案中的電池護(hù)照要求一經(jīng)頒布,國(guó)內(nèi)新能源廠商就紛紛開(kāi)始布局自身能力,從電池基本信息、電池材料、電池環(huán)保&ESG信息以及電池的主要數(shù)據(jù)四大方面進(jìn)行籌備,以期望在規(guī)定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)能夠滿足審核要求,順利出海。

看似簡(jiǎn)單卻充滿挑戰(zhàn)

電池行業(yè)的追溯要求

事實(shí)上我國(guó)作為新能源汽車大國(guó),早在《歐盟新電池法》頒布之前,國(guó)內(nèi)電池行業(yè)對(duì)于電池的溯源以及管理要求就一直存在,且十分嚴(yán)苛。早在2018年,我國(guó)就印發(fā)了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,其中第九條明確規(guī)定:

「電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)與汽車生產(chǎn)企業(yè)協(xié)同,按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)所生產(chǎn)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行編碼,汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)記錄新能源汽車及其動(dòng)力蓄電池編碼對(duì)應(yīng)信息。電池生產(chǎn)企業(yè)、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?!?/em>

除了官方的明文規(guī)定外,企業(yè)也自發(fā)地建立了溯源標(biāo)準(zhǔn),比如不少整車廠要求電池企業(yè)在發(fā)貨時(shí)需要同步上傳PACK國(guó)標(biāo)碼和PACK下線所使用的模組、電芯條碼信息等,還要求電池企業(yè)內(nèi)部具備溯源鏈條,即基于條碼完成關(guān)鍵物料以及制程加工信息的追溯。而近期這一追溯標(biāo)準(zhǔn)變得更加嚴(yán)格,整個(gè)追溯鏈條已經(jīng)拓展到了前端的正負(fù)極材料,電池廠商也開(kāi)始要求材料供應(yīng)商進(jìn)行質(zhì)量數(shù)據(jù)的同步,包含企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量結(jié)果、質(zhì)量過(guò)程數(shù)據(jù)、關(guān)鍵參數(shù)的SPC分析圖等,以保證產(chǎn)品追溯鏈條的完整性以及準(zhǔn)確性。


然而新能源電池企業(yè)構(gòu)建追溯模型的過(guò)程并不容易,當(dāng)前針對(duì)于整個(gè)追溯鏈條的打通及追溯模型的構(gòu)建主要面臨著三大問(wèn)題:

追溯數(shù)據(jù)分散 涉及相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)

以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)多

  • 以電池的追溯鏈條為例,從主材-漿料-極卷-電芯-模組-PACK。這個(gè)過(guò)程就至少涉及了倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)以及制造管理系統(tǒng)。

  • 過(guò)程中若再需要關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的質(zhì)檢信息以及加工參數(shù)特性信息,則需要與質(zhì)量管理系統(tǒng)和數(shù)采系統(tǒng)進(jìn)行打通。

  • 若從發(fā)貨角度反查整個(gè)物料的供應(yīng)鏈條,則需要打通客戶管理系統(tǒng)以及供應(yīng)商管理系統(tǒng)。

  • 若需要核對(duì)物料檢驗(yàn)數(shù)據(jù),則需要與實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)進(jìn)行集成。

追溯數(shù)據(jù)質(zhì)量差 數(shù)據(jù)存在丟失情況

  • 過(guò)程追溯數(shù)據(jù)缺失,保存不完整。導(dǎo)致后續(xù)溯源信息丟失:如加工參數(shù)數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)等。

  • 產(chǎn)品追溯鏈條數(shù)據(jù)丟失/錯(cuò)誤,導(dǎo)致追溯鏈條斷裂:如電池與模組綁定關(guān)系缺失,漿料與涂布卷關(guān)聯(lián)關(guān)系錯(cuò)誤等。

追溯數(shù)據(jù)量級(jí)大 追溯查詢困難

  • 傳統(tǒng)方形鋁殼電池PPM為20左右,圓柱電池PPM為200左右。在此快節(jié)拍的產(chǎn)量下,電池產(chǎn)能每日以萬(wàn)計(jì)。

  • 單個(gè)電池的追溯數(shù)據(jù)與質(zhì)量管控節(jié)點(diǎn),預(yù)計(jì)在幾千個(gè)。基于單日電池的產(chǎn)能以及質(zhì)量管控點(diǎn),合計(jì)每日就有千萬(wàn)級(jí)的數(shù)據(jù)增量。

  • 滿產(chǎn)的電池工廠,基本電池追溯數(shù)據(jù)以百億計(jì)。在如此大的數(shù)據(jù)體量下,如何快速精確地查詢到單顆電池的完整追溯內(nèi)容,是核心痛點(diǎn)。

漢得在過(guò)去幾年的行業(yè)項(xiàng)目經(jīng)歷中也遇到了不少企業(yè)因?yàn)槊媾R與上述痛點(diǎn)類似的問(wèn)題,最終導(dǎo)致發(fā)生內(nèi)部變革的案例,其中最為記憶猶新的是與某電池生產(chǎn)企業(yè)的事故溯源經(jīng)歷。

如何構(gòu)建追溯平臺(tái)

解決追溯痛點(diǎn)

基于上述痛點(diǎn),對(duì)于新能源電池行業(yè)構(gòu)建追溯平臺(tái),漢得建議企業(yè)在數(shù)字化建設(shè)過(guò)程中需要從追溯鏈條構(gòu)建、追溯信息采集、追溯模型整合、追溯平臺(tái)搭建四個(gè)維度進(jìn)行設(shè)計(jì):

  • 追溯鏈條構(gòu)建

    完成從電池原材料到電芯、模組、PACK整體追溯鏈條的搭建

  • 追溯信息采集

    完成追溯鏈條每個(gè)追溯節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品基本信息、原材料追溯信息、質(zhì)量檢驗(yàn)信息以及加工參數(shù)信息的采集

  • 追溯模型整合

    基于追溯鏈條以及追溯采集數(shù)據(jù),構(gòu)建追溯模型。同時(shí)針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,實(shí)現(xiàn)一張表的全履歷雙向查詢

  • 追溯平臺(tái)搭建

    通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的搭建,實(shí)現(xiàn)基于平臺(tái)的溯源數(shù)據(jù)秒級(jí)的查詢以及問(wèn)題的精準(zhǔn)定位


讓人歡喜讓人憂

數(shù)字化系統(tǒng)建設(shè)

基于上述建議構(gòu)建的追溯平臺(tái),一方面能夠助力在企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的快速定位,針對(duì)客戶溯源需求做出快速響應(yīng)。另一方面,在面向電池護(hù)照能力構(gòu)建過(guò)程中,能夠針對(duì)電池基本信息、材料信息以及生產(chǎn)過(guò)程信息等內(nèi)容實(shí)現(xiàn)基本能力建設(shè)。


在溯源平臺(tái)的搭建過(guò)程中,大家可以看到整個(gè)行業(yè)面臨的數(shù)據(jù)量的挑戰(zhàn),實(shí)際上在生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)等系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中,這一挑戰(zhàn)凸顯的尤為嚴(yán)重,具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:

  • 自動(dòng)化程度高,數(shù)字化依賴強(qiáng)

    新能源行業(yè)生產(chǎn)的高度自動(dòng)化意味著所有的過(guò)程管控都需要數(shù)字化系統(tǒng)與設(shè)備的協(xié)同完成。無(wú)法依靠傳統(tǒng)的人工方式進(jìn)行管理

  • 產(chǎn)品節(jié)拍快,時(shí)效性要求高

    新能源電池行業(yè)的節(jié)拍,意味著所有的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)響應(yīng)耗時(shí)都應(yīng)在毫秒級(jí)。而為了保證產(chǎn)品生產(chǎn)的合規(guī),我們會(huì)在產(chǎn)品加工過(guò)程中每道工序的進(jìn)、出、加工過(guò)程進(jìn)行管控,這些節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)響應(yīng)耗時(shí),對(duì)于產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍至關(guān)重要

  • 定制化開(kāi)發(fā)多,質(zhì)量保證困難

    生產(chǎn)制造過(guò)程系統(tǒng),受到企業(yè)管理要求的變化、業(yè)務(wù)場(chǎng)景的變化、行業(yè)自動(dòng)化能力的提升,無(wú)法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化產(chǎn)品的復(fù)用,基本數(shù)字化項(xiàng)目會(huì)伴隨著較多的定制化開(kāi)發(fā)。而這些二開(kāi)的功能,往往成為系統(tǒng)中的不穩(wěn)定因素,也許因?yàn)閿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題或者代碼寫(xiě)法的問(wèn)題,導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)面臨一次壓力測(cè)試,導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的異常

此外,作為信息化部門(mén),還會(huì)經(jīng)常擔(dān)心現(xiàn)場(chǎng)反饋的接口超時(shí)、數(shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)、系統(tǒng)刷新緩慢等問(wèn)題,解決這些問(wèn)題的核心需要考慮以下四點(diǎn):

 如何將數(shù)字化系統(tǒng)保持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)?

● 如何保證每日新發(fā)版的功能沒(méi)有異常?

● 如何在現(xiàn)場(chǎng)感知到異常前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提前解決?

● 如何在異常出現(xiàn)時(shí)可以無(wú)縫切換,保證現(xiàn)場(chǎng)的連續(xù)性?

基于上述四個(gè)問(wèn)題,對(duì)于新能源鋰電行業(yè)的數(shù)字化建設(shè)而言,漢得建議在以下幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)需要同步考量:

  • 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    鋰電行業(yè)數(shù)據(jù)量以億為單位,追溯周期15年。在此數(shù)據(jù)量級(jí)下,數(shù)據(jù)基于使用頻次的冷溫?zé)岱謱?,以及針?duì)不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景的數(shù)據(jù)應(yīng)用,是保障穩(wěn)定性的關(guān)鍵

  • 系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    針對(duì)設(shè)備、人工等不同操作的應(yīng)用節(jié)點(diǎn)劃分。通過(guò)對(duì)不同類型數(shù)據(jù)的分庫(kù)分表設(shè)計(jì),以減少數(shù)據(jù)對(duì)于生產(chǎn)應(yīng)用的負(fù)荷以及通過(guò)異步的手段,充分利用產(chǎn)品在每道工序的流轉(zhuǎn)加工時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的異步處理,提高整體交互的響應(yīng)耗時(shí)

  • 異常監(jiān)控與預(yù)警

    除了設(shè)計(jì)上保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,對(duì)應(yīng)的健康層面,對(duì)于服務(wù)器硬件關(guān)鍵指標(biāo)的監(jiān)控、對(duì)于各個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用存活狀態(tài)的監(jiān)控、對(duì)于系統(tǒng)與外部系統(tǒng)之間接口交互的耗時(shí),異步任務(wù)處理的耗時(shí)進(jìn)行監(jiān)控,從而實(shí)現(xiàn)異常的提前預(yù)警

除了上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及監(jiān)控預(yù)警手段外,如何通過(guò)流程管理,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性的保障?


針對(duì)上文提到的監(jiān)控預(yù)警指標(biāo),如何設(shè)計(jì)其合理值?


針對(duì)追溯模型中關(guān)鍵追溯節(jié)點(diǎn)如何保證追溯準(zhǔn)確性?


對(duì)于新能源企業(yè)如今愈演愈烈的成本競(jìng)爭(zhēng),企業(yè)如何通過(guò)數(shù)字化手段提高自己的成本管理顆粒度以及成本優(yōu)勢(shì)?


我們將在后續(xù)的系列文章中逐步給大家揭曉上述問(wèn)題的答案!

同時(shí),在5月23日周四下午14:00,我們還將帶來(lái)首場(chǎng)智造專欄直播,為大家提供更為詳細(xì)的分享交流與答疑解惑,敬請(qǐng)期待!

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