自動(dòng)化、數據化、系統化——三星動(dòng)力電池智能制造
圖為三星環(huán)新（西安）動(dòng)力電池有限公司副總經(jīng)理金明先生發(fā)表主題演講
為了幫助企業(yè)客觀(guān)分析2016年動(dòng)力電池行業(yè)運行情況，正確把握行業(yè)發(fā)展趨勢，加大動(dòng)力及儲能電池的開(kāi)發(fā)應用，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )和電池中國網(wǎng)聯(lián)合主辦，雙登集團股份有限公司、壹能（北京）網(wǎng)絡(luò )科技有限公司共同承辦的“2016年第五屆中國電池市場(chǎng)年會(huì )暨2016年第一屆動(dòng)力電池應用國際峰會(huì )、2016年第二屆中國電池行業(yè)智能制造研討會(huì )”于11月14日在北京拉開(kāi)帷幕。本次年會(huì )聚集了來(lái)自政府主管部門(mén)領(lǐng)導、知名科研機構專(zhuān)家、新能源汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈上中下游的企業(yè)家、投資機構代表以及媒體記者等500多人參會(huì )。
在本次會(huì )議上，三星環(huán)新（西安）動(dòng)力電池有限公司副總經(jīng)理金明先生做了題為《自動(dòng)化、數據化、系統化——三星動(dòng)力電池智能制造》的專(zhuān)題報告，以下是根據速記整理的內容，未經(jīng)本人審核，僅供參考。
金明：非常感謝協(xié)會(huì )和秘書(shū)長(cháng)的邀請，讓我有機會(huì )與各位來(lái)賓、各位同行一起交流三星環(huán)新智能制造的經(jīng)驗。如圖，這是我們的工廠(chǎng)，屋頂黑色的就是太陽(yáng)能發(fā)電的裝置，后面是ESS儲能，我們作為動(dòng)力電池制造企業(yè)和智能制造企業(yè)要做一個(gè)樣板。
我報告分為兩部分，第一，我們公司的介紹。第二，我們智能制造的經(jīng)驗。我們公司全稱(chēng)是三星環(huán)新（西安）動(dòng)力電池有限公司，我們目前注冊資本是11.5億人民幣，投資總額是28億人民幣，座落在西安高新區，現在員工有660人。股本構成韓國三星SDI占50%、中方是安徽環(huán)新集團占35%、西安高科及占15%，我們這個(gè)公司是三方合資、兩方管理，雙方對等派出高級職員，董事長(cháng)是中方，SDI和安全環(huán)新集團各派出6名高級職員?？偨?jīng)理由韓方擔任，我是中方代表副總經(jīng)理。
這是我們公司的發(fā)展歷程，2014年6月18日拿的營(yíng)業(yè)執照，8月18日開(kāi)工，2015年6月16日開(kāi)始生產(chǎn)94安時(shí)，2015年10月22日竣工儀式，2016年7月6日馬凱副總理到我們這里視察，這是我們取得的認證。
這是我們公司的規劃圖，一線(xiàn)已經(jīng)建成，二線(xiàn)、三線(xiàn)正在建設中，那邊是獨立的動(dòng)力車(chē)間，還有我們整個(gè)評價(jià)體系，包括電芯的安全評價(jià)、模組和PACK的安全評價(jià)以及電芯的性能測試中心，我們現在占地面積15.2萬(wàn)平方米，已經(jīng)建成的6.8萬(wàn)平方米，一期分兩次投資，已經(jīng)完成產(chǎn)能1.3GWh，現在正在建設的完成后將達到4.0GWh。這是我們公司的產(chǎn)品，剛才幾位講到了，我們是卷繞加硬殼的組合，目前我們兩個(gè)產(chǎn)品平臺，一個(gè)是94安時(shí)的、一個(gè)是37安時(shí)的，94安時(shí)是給德國寶馬i3的，下一代產(chǎn)品120安時(shí)也保持同樣的尺寸。37安時(shí)是采取PHEV2的尺寸，后面我們模組也是兩個(gè)平臺，一個(gè)是94安時(shí)的模組，有五串兩并和十串一并的。
第二個(gè)，我想講一下我們對智能制造的理解。如果我們把智能制造理解成一個(gè)智能汽車(chē)的話(huà)，我想自動(dòng)化，包括自動(dòng)化設備、物流包括自動(dòng)化檢測，是智能汽車(chē)的一個(gè)最基礎的兩個(gè)車(chē)輪，通過(guò)大數據分析自動(dòng)鍵控，我們與多種綜合，供應商管理系統、郵件系統、材料管理標準、生產(chǎn)設備、顧客等多系統協(xié)作，能夠達到先行預判和柔性生產(chǎn)，這樣形成整體的智能駕駛的目標。我們認為自動(dòng)化是智能制造的基礎，數據化是深化智能制造的一個(gè)手段，系統化最終達到智能制造的目的，自動(dòng)化我們用馬凱副總理到我們公司視察的時(shí)候做的簡(jiǎn)單總結，生產(chǎn)自動(dòng)化檢測、自動(dòng)化檢控，這是馬凱副總理看完之后對我們的評價(jià)。數據化方面，我們把所有檢查的數據全部都整理，找到2000個(gè)因子，包括產(chǎn)品特性式過(guò)程特性。第二個(gè)，盡最大可能的使用影像信息把它進(jìn)行數據化。第三個(gè)，設備、環(huán)境、工裝也進(jìn)行數據化管理。我們又引進(jìn)了很多的系統，待會(huì )兒我會(huì )詳細說(shuō)明，進(jìn)行多系統交互式的協(xié)同管理，做到百分之百的雙向可追溯。自動(dòng)化，我們首先從自動(dòng)化生產(chǎn)方面介紹，剛才我聽(tīng)了幾個(gè)做設備的，聽(tīng)著(zhù)很熟悉，在我們這兒基本上都有應用。自動(dòng)混料方面，我們會(huì )做到自動(dòng)投料、自動(dòng)輸送、自動(dòng)涂覆，我們的攪拌機是2300L世界最大的單體攪拌機。后面自動(dòng)涂覆就是我們自動(dòng)混料之后通過(guò)管道輸送到自動(dòng)涂覆線(xiàn)，我們是采用水蒸氣干燥，能力利用能夠提高30%以上。到下面就是混壓和分切是一體完成的，組裝、化成和模組工序，組裝生產(chǎn)線(xiàn)，整個(gè)物流百分之百自動(dòng)和流水線(xiàn)，從卷繞開(kāi)始百分之百的自動(dòng)化流水線(xiàn)，化成也是百分之百自動(dòng)。模組生產(chǎn)線(xiàn)，是百分之百的自動(dòng)化流水線(xiàn)的生產(chǎn)線(xiàn)。
自動(dòng)化檢測方面，剛才說(shuō)到我們有2000項因子，包括產(chǎn)品特性式過(guò)程特性。自動(dòng)檢測，我們全部百分之百的自動(dòng)檢測、百分之百的在線(xiàn)檢測，并且最大程度的使用高清快速照相系統進(jìn)行檢測判定，同時(shí)我們對環(huán)境也是24小時(shí)百分之百的實(shí)施檢測。我們采用行星式攪拌，確保攪拌的均勻性。自動(dòng)檢測項目有投料重量、攪拌時(shí)間、溫度、轉速、漿葉等。卷繞工序，我們每一臺卷繞機檢測項目是159項，主要的檢測項目有材料代碼、長(cháng)度、正/負極、隔膜、張力、速度、卷繞、短路、尺寸、速度等等。這是外觀(guān)檢查，采用高清攝像，能夠檢驗出微米級的氣泡。自動(dòng)化監控方面，我們采用多系統的交互，大數據分析，達到自動(dòng)化監控，這里面幾點(diǎn)，第一，是設置自動(dòng)防錯裝置，防止人為失誤。第二，防止異常發(fā)生。第三，通過(guò)大數據分析，提前發(fā)現或者預知異常，持續穩定。
我們從四個(gè)方面進(jìn)行自動(dòng)化監控，環(huán)境、生產(chǎn)過(guò)程、標準、設備。我們整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中是沒(méi)有任何一張紙制的文件，即使是供應全部在系統里供應的。這是我們對自動(dòng)化監控中間對環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)監控，我們對四大工程環(huán)境管理項目有溫度、濕度、壓差、潔凈度。溫度我們控制在正負2度，濕度露點(diǎn)在負32度。我們自動(dòng)探頭，自動(dòng)收集數據。中央監控系統，會(huì )對整個(gè)環(huán)境監測24小時(shí)檢控。環(huán)境發(fā)生異常的時(shí)候，設備會(huì )自動(dòng)進(jìn)行調整，風(fēng)機和除濕機會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)，直到環(huán)境恢復。
自動(dòng)化檢查，我們會(huì )對自動(dòng)化檢查結果進(jìn)行整體分析以及預防管理，這是我們2000項數據進(jìn)行檢查，而且整個(gè)系統自動(dòng)進(jìn)行工程能力分析。設備會(huì )進(jìn)行調整，這里面會(huì )重點(diǎn)說(shuō)明一下，我們的設備整個(gè)系統一旦發(fā)生異常的時(shí)候，會(huì )自動(dòng)發(fā)警報、發(fā)郵件，通過(guò)郵件系統發(fā)到相關(guān)的人員進(jìn)行處理。對策，也用系統進(jìn)行處理，最后形成閉環(huán)。這是我們自動(dòng)化監控方面進(jìn)行自動(dòng)的鎖定，我們無(wú)論對產(chǎn)品還是對過(guò)程的參數，包括對體系的要求、對材料方法，一旦發(fā)現有任何的異常，都是通過(guò)MES系統對整個(gè)異?；蛘弋a(chǎn)品進(jìn)行鎖定，可以鎖定到批次或者單個(gè)盤(pán)品，對某個(gè)設備加工的時(shí)候也會(huì )鎖定設備或者工序。
數據方面，我們對數據進(jìn)行了分類(lèi)，產(chǎn)品有關(guān)的分成三類(lèi)，產(chǎn)品特性、過(guò)程參數、影像數據。對環(huán)境和設備方面，我們分成對環(huán)境的監控、對設備參數的監控、對工具壽命的監控。我們具體的對整個(gè)過(guò)程2000個(gè)因子的分布，我們有535個(gè)控制參數，在組裝有714個(gè)控制參數，在化成有243個(gè)控制參數，模組方面有503個(gè)控制參數。為了確保品質(zhì)，我們最大化的采用視覺(jué)判定系統，同時(shí)視覺(jué)檢查的照片也可以進(jìn)行數據化處理，我們在尺寸、偏繞、焊接、安全距離、外觀(guān)，所有都是用圖片進(jìn)行判斷，同時(shí)也進(jìn)行數據化處理。對于設備，我們對于刀具、工具的壽命，以及設備保全狀態(tài)，以及設備關(guān)鍵配件的數量也進(jìn)行數據化管理，這里面我們每一臺設備或者每一個(gè)刀具編號都是唯一的，對他的壽命、保養周期、時(shí)間、保存的狀態(tài)、形態(tài)，都會(huì )進(jìn)行管理。
這是數據化的自動(dòng)實(shí)時(shí)統計分析，我們實(shí)時(shí)的SPC分析，我們舉個(gè)例子，涂覆在一號線(xiàn)的，這里面MES的系統會(huì )自動(dòng)顯現設備的參數和能力分析這是管理涂覆分析和系統自動(dòng)分析，這是直方圖。在系統化方面，我們首先建立一個(gè)可追溯的體系，剛才設備來(lái)說(shuō)，以二維碼為載體，我們從頭到尾，每個(gè)階段都有自己的二維碼，包括作業(yè)標準、作業(yè)時(shí)間都有各自的一些管理方法。我們建立從產(chǎn)品到原材料、從原材料到產(chǎn)品雙向100%可追溯，追溯包括測試數據以及檢測照片，我們會(huì )保存15年，就是說(shuō)整個(gè)電池汽車(chē)整個(gè)使用生命周期。
數據化，左邊這個(gè)數據系統我們分成人、機、料、法、環(huán)、測，MES都可以進(jìn)行追溯，什么人在什么時(shí)間做的。整個(gè)過(guò)程檢驗什么人做的，什么時(shí)候半成品，這是檢測的數據。系統化，我們進(jìn)行多系統的交互處理概念，整合生產(chǎn)運營(yíng)、生產(chǎn)管理、材料管理、標準、郵件系統等多種系統進(jìn)行協(xié)同管理。這是我們整個(gè)框架，實(shí)際它的核心就是MES+ERP，我們這里面有幾個(gè)比較有特點(diǎn)的地方，一個(gè)是郵件管理系統。一般的企業(yè)郵件管理系統是獨立的，我們的郵件系統是應用于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，一旦設備或者某一道工序發(fā)生異常，會(huì )自動(dòng)通過(guò)郵件系統來(lái)報警，通知相關(guān)人員。同時(shí)我們的標準管理系統，所有的標準全部在系統里面，每次生產(chǎn)調出防止誤用。這里面就是我們具體的系統，我們在組裝、化成等各自獨立的體系，上面幾個(gè)相對應。這是我們材料管理，我們采購了SRM系統，與供應商的系統會(huì )連接，發(fā)送訂單給供應商，我們訂單信息會(huì )自動(dòng)傳遞到倉庫，倉庫據訂單收貨，然后委托檢驗。制造，從生產(chǎn)計劃調出標準PLM，從PLM系統調出標準，核材料的檢驗情況進(jìn)行投入，同時(shí)整個(gè)按照掃二維碼投入進(jìn)行使用。這是材料管理的例子。
最后總結，我們認為通過(guò)自動(dòng)化、數據化、系統化實(shí)現大規模智能制造，它的核心目的，就是為顧客創(chuàng )造價(jià)值。我們通過(guò)自動(dòng)化，實(shí)現大規模生產(chǎn)降低成本，通過(guò)數據化，實(shí)現最佳的一致性和安全性，通過(guò)系統化，把整個(gè)公司全部資源來(lái)保證客戶(hù)的需求。
以上是我的報告。謝謝大家！
相關(guān)閱讀：
驗證碼：
