“破题”TWh时代锂电池制造三大挑战

摘要

2021年3月20日，由高工锂电、高工机器人、高工咨询主办的“锂电池智造跃迁”2021锂电池智能制造峰会将在深圳举办，大会设立产线制造、仓储物流、数字化智能工厂三大专场，特邀锂电池、智能装备、制造产线、仓储物流等100+相关企业参会。

头部动力电池企业的新一轮产能扩张，对于制造装备的需求正发生巨大变革。

宁德时代董事长曾毓群在2020高工锂电年会上就表示，极限制造创新目标要从ppm级别向ppb级别提升，从6西格玛进一步向9西格玛靠拢。

要想达到这样的目标，对于中国锂电设备及产业链配套企业而言是巨大的挑战。

目前，锂电池制造企业面临六大难题，一是对制造过程有极高的质量一致性要求；二是复杂的工艺路线；三是大量的自动化设备设备之间的交互、兼容、协同；四是对工艺的控制的高精度要求；五是对产生大量的数据的智能处理；六是快速响应客户需求。

对于设备而言，其本质是提供的是一个过程，即如何把零部件转换为产品，把材料转换为产品，这个是过程或者说设备需要解决的核心问题，这离不开三个关键词：成本、质量、协同。

首先，成本显然是一个非常重要的参考因素，建议重点关注设备全生命周期的拥有成本和设备速度提升。

过去谈到设备价格下降，只是谈获得成本，但整个设备生命周期中，拥有成本也十分可观。这就需要减少设备全生命周期无效时间，重点关注易安装、免维护和快换型三点，全面解决全生命周期成本的痛点。

如安装做不到即插即用，但尽量提供敏捷调试，能够快速让设备发挥全产能；在维护上做到预防性维护，避免设备出现问题后去维护，利用数字孪生及设备状态监控、传感等技术去分析设备运行情况，预测设备故障模式，及时去处理，避免设备停机。

解决客户拥有设备无效时间的另一个途径是换型，因电池某种程度上很难将其作为标准产品，电池厂家经常要根据主机厂需求做换型，设备如何配合换型，做到一键换型，也是值得思考的地方。

控制成本的另一个方向是提高设备速度。前面提到的圆柱电池生产，国内设备和日韩设备在速度上有2-3倍的差距，高速度的设备价格高些，但均摊到单个产品的单位成本其实是下降的。

因此，企业应该通过高速同步的控制、高速模块开发、整线系统设计以及瓶颈模块化优化来提升设备速度，甚至整个产线均衡的产出。

其次在质量控制领域，产品质量确定后，所谓质量就是提高一致性，而产品一致性受到过程一致性和零部件一致性影响。

如何提高设备一致性？让设备更加精密？很重要的一点就是让设备运行的各项参数越来约分布在公差的中心，而不仅限于满足复合公差。如亿纬锂能董事长刘金成提到到的0.01ppb，如果谈CPK指数应该是2.26。

另外，最终产品质量把控还需让实时全步骤全样本检测成为现实。

电池自动化生产过程中，实时检测可缩短反馈周期，即时决策，而非产品生产出来或阶段制造才做检测。此外，目前已经到了一个质量全知时代，质量全知让我们通过大数据分析建立一个灵活，接近真实世界的质量模型，促进最终产品质量提升。

最后一项是协同，关键是上下游产业链深度交互，共进共赢，建议设备厂商早期介入，提前介入到产品的部分开发或开发全过程。

目前解决问题的模式基本是上游客户出题，设备厂商来解题，知其然，但不知其所以然。如果大家能共享产品开发背景，共同破题，甚至改变题设，解决问题必将更加有效。

2021年3月20日，由高工锂电、高工机器人、高工咨询主办的“锂电池智造跃迁”2021锂电池智能制造峰会将在深圳举办，大会设立产线制造、仓储物流、数字化智能工厂三大专场，特邀锂电池、智能装备、制造产线、仓储物流等100+相关企业参会，一场跨行业的经验分享盛宴正在展开，敬请期待！

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