贏合科技阮丹琳：創(chuàng)新引領(lǐng)鋰電智能化制造
圖為贏合科技股份有限公司銷售副總?cè)畹ち瞻l(fā)表主題演講
5月22日，“2018第一屆新能源汽車及動力電池(CIBF深圳)國際交流會”在深圳會展中心舉行。贏合科技股份有限公司銷售副總?cè)畹ち赵凇皠恿﹄姵禺a(chǎn)業(yè)鏈專場——融·突破桎梏 攜手發(fā)展”主題論壇上發(fā)表演講。以下是演講內(nèi)容：
贏合科技股份有限公司銷售副總?cè)畹ち眨?/strong>
各位尊敬的來賓、領(lǐng)導(dǎo)，大家早上好!很榮幸由我今天給大家分享一下贏合科技對于鋰電智能裝備的分享，我這次匯報的主題是“創(chuàng)新引領(lǐng)鋰電智能制造”。
我今天主要分為三個主題：一是智能產(chǎn)線的現(xiàn)狀及行業(yè)分析;二是開拓創(chuàng)新突破核心技術(shù)難點(diǎn);三是合作共贏，贏合助力鋰電智能制造。
2007年的時候，很偶然的機(jī)會，我從汽車行業(yè)進(jìn)入鋰電池行業(yè)，在十幾年的時間里，我也看到、見證了鋰電池發(fā)展的過程。我們先來看一下智能產(chǎn)線現(xiàn)狀和行業(yè)是什么樣的狀態(tài)。
講到智能裝備大家都會想到我們的汽車產(chǎn)業(yè)，對于現(xiàn)在的智能工廠而言，汽車行業(yè)是前趨。現(xiàn)在的人機(jī)交互可以實(shí)現(xiàn)的是，人員在沒有進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)域的時候，設(shè)備是按照百分之百的生產(chǎn)效率以及安全范圍比較大，當(dāng)人員進(jìn)入到和機(jī)器在一個范圍內(nèi)共同協(xié)調(diào)，就會適配和人員相對安全和協(xié)作的狀態(tài)，這就是現(xiàn)在德國汽車產(chǎn)業(yè)可以實(shí)現(xiàn)到的狀態(tài)。
我們來看一下鋰電池裝備現(xiàn)在到了什么程度。我們花了15年的時間，從人工的時代，只有10%-30%的自動化程度上升到70%，在全自動的單機(jī)向自動化產(chǎn)線進(jìn)程過程中，為什么鋰電的產(chǎn)線和現(xiàn)在的汽車有這么大的差距?我們電池制造很也屬于流程制造和零散制造的結(jié)合，計劃、工藝流程復(fù)雜，計劃難以管控，這個過程中和常規(guī)的汽車制造行業(yè)里的車間進(jìn)行加工、裝配、調(diào)試整個流程工藝管控是完全不一樣的，我們在做電池的智能制造工廠的時候，我們也會更關(guān)心訂單如何交付，工廠制程中如何減少浪費(fèi)。這幾個條線和我們現(xiàn)在汽車行業(yè)還是有一定的區(qū)別、有一定的協(xié)同性。
第二，我們立足于做開拓創(chuàng)新、突破技術(shù)難點(diǎn)。贏合科技成立于2006年，已經(jīng)成立下屬分公司，雅康是做前端鋰電池的涂布機(jī)，MAX是做軟包的組裝線，和合自動化、惠州贏合。
擠壓涂布機(jī)是雙放雙收全擠壓涂布機(jī)，我們的涂布機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速長比，我們更關(guān)心涂布在干燥之后的質(zhì)量，獨(dú)特、新穎有著自主開發(fā)的烘箱流場，干燥均勻邊緣不開裂、不卷邊，已經(jīng)從模仿、改進(jìn)的時代，現(xiàn)在變成完全的自主研發(fā)，我們有專門的博士團(tuán)隊(duì)對流場進(jìn)行分析，正向設(shè)計風(fēng)道、管道、熱場是怎么樣的設(shè)計和分布，這是涂布機(jī)做到的自主研發(fā)狀態(tài)。
因?yàn)橛辛肆鲌龇治龅姆€(wěn)定性，所以我們能保證在小于等于0.3m/s，我們在做模擬仿真，最終是看產(chǎn)品的狀態(tài)，我們更關(guān)心客戶給到我們反饋的實(shí)際數(shù)據(jù)，我們更關(guān)心我們的設(shè)備生產(chǎn)制程能力，這塊所有的設(shè)備是為了最終向我們的產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)好的生產(chǎn)和工藝管控，汽車對于關(guān)鍵零部件核心工藝的要求來做的匹配。
這是我們在其中一個客戶現(xiàn)場拍到的雙層擠壓涂布機(jī)的視頻，我們可以再看一下輥壓機(jī)，實(shí)際輥壓是否能達(dá)到2um，實(shí)際上是遠(yuǎn)低于精度要求，小于等于正負(fù)2um的精度會更高一些。
對于輥壓機(jī)而言，我們也會關(guān)心加工精度和裝配精度以及現(xiàn)在在我們連續(xù)涂布過程中獨(dú)特拉伸和除皺技術(shù)，也是我們解決輥壓機(jī)行業(yè)相對于比較困難的點(diǎn)。在這個過程中，我們經(jīng)過材料以及工藝性的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證壓實(shí)比和基材配合的情況下，如何實(shí)現(xiàn)輥壓完了以后表面的穩(wěn)定性。
高速分條機(jī)，也是雙放雙收可以實(shí)現(xiàn)24小時不停機(jī)，大家可能會注重分切毛刺。這是獨(dú)立上刀的專利發(fā)明機(jī)構(gòu)，這是在我們分切機(jī)的吸塵機(jī)構(gòu)。
如果三個機(jī)器連在一起大家可以想一下是什么樣的狀態(tài)，涂輥機(jī)一體，為什么我們要將機(jī)器整合在一起?我們從測算上來看，整機(jī)的成本減少收放卷機(jī)構(gòu)，減少對接AGV投入的采購成本，人員也會大幅度減少，整個設(shè)備連成一整段，如果我們將機(jī)器整合在一起，會使布局更加緊湊，環(huán)控能耗減少75%。將機(jī)器整合在一起減少重復(fù)收放卷過程中材料的損耗。同時在這個過程中，減少人員接觸極片的過程，減少人員對異物接觸的可能性。
如果將三臺機(jī)器拼在一起可能會出現(xiàn)什么情況?會不會有重復(fù)性的計算，會導(dǎo)致整機(jī)的加工率降低?這個過程中我們也論證過，機(jī)器拼組在一起，會在什么地方設(shè)一些輔料的機(jī)構(gòu)，將整機(jī)的加工率進(jìn)行提升，展會現(xiàn)場是有的，歡迎大家去9號館27展位看一下涂輥分一體機(jī)。
激光極耳成型機(jī)，跟卷繞和切片結(jié)合比較多，激光極耳成型機(jī)有幾個技術(shù)指標(biāo)大家會更關(guān)心，比如說效率，現(xiàn)在機(jī)器已經(jīng)可以做到雙邊的無邊料切割，達(dá)到60m/min，對毛刺的要求和熱影響區(qū)，這是我們在客戶現(xiàn)場實(shí)測的數(shù)據(jù)，對于激光極耳成型機(jī)而言，在我們設(shè)備廠家看來，它已經(jīng)不完全是新工藝的驗(yàn)證和設(shè)備的開發(fā)，對于新的材料體系而言、新的工藝引入而言，我們更關(guān)心的是，我們在做完這個產(chǎn)品以后，產(chǎn)品品質(zhì)對客戶的影響，激光極耳成型機(jī)在高速的極耳情況下，對電池產(chǎn)品安全性意味著什么和代表著什么?這已經(jīng)上升到對于整個客戶在新能源行業(yè)里，新能源汽車領(lǐng)域是跟人員的安全緊密相關(guān)。我們和全球頂尖的激光研究所進(jìn)行合作，毛刺產(chǎn)生的過程中是因?yàn)槿芙庵螅F(xiàn)在我們看到的毛刺還是溶解過后團(tuán)聚的情況，熱影響區(qū)同樣也是，我們在聯(lián)合開發(fā)的案子，也會跟我們進(jìn)行一些分析，看我們熱影響區(qū)是變色還是高溫下進(jìn)行的這部分對我們晶體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，這是我們在這臺機(jī)器做的研發(fā)項(xiàng)目。這臺機(jī)器除塵的環(huán)控、整機(jī)環(huán)控也是比較重要的，這也是我們和激光所研究院做這個項(xiàng)目過程中，毛刺熱影響以及除塵，我們做的幾個主要研究課題。我們先在激光切割環(huán)節(jié)做成豎切，為什么做成豎切的狀態(tài)，洗塵、封刀、流速是怎么設(shè)計的?通過正向的模擬方式可以看到里面的設(shè)計方式。
這是在投入使用的客戶實(shí)拍圖，卷繞機(jī)也是鋰電池制造的核心設(shè)備，卷繞機(jī)大家最關(guān)心的還是效率，我們的卷繞機(jī)已經(jīng)可以做到1.5m/s，除了速度以外還有張力波動，大家知道張力波動對電池后段，有可能是從這兒出現(xiàn)的，張力波動是我們核心的研發(fā)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)張力波動盡可能減小。現(xiàn)在張力波動可以達(dá)到小于等于5%。這是現(xiàn)場實(shí)測的張力波動的數(shù)字。還有就是安全性，電池卷繞包覆精度的高要求，現(xiàn)在精度可以達(dá)到小于等于正負(fù)0.2毫米，這是客戶現(xiàn)場看我們的包覆精度，大家可以看得出來，包覆得非常好。
如果將激光極耳成型機(jī)和卷繞機(jī)合并在一起，優(yōu)勢是什么?這是卷繞機(jī)的視頻。兩臺機(jī)器合并在一起之后，兩個工藝合并可以明顯看到占地是原來的50%，物流減少原來的60%，兩臺機(jī)器累加效果明顯小于一臺整合機(jī)。人員成本的降低，局部防控能耗的降低也是整合機(jī)的優(yōu)勢。杜絕員工頻繁接觸到極片，對極片造成污染，減少多次收放卷，內(nèi)卷徑彎曲度對極片的影響。
第三，說起鋰電智能制造離不開基礎(chǔ)部分，比如說控制系統(tǒng)PLC、傳感器、射頻技術(shù)、條碼技術(shù)，包括自動化的加工設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備，都是來自于智能化工廠基層的傳感器基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提取。我們也跟歐洲頂尖機(jī)構(gòu)合作，前沿研究確實(shí)走在前面，我們和頂尖、核心的傳感器廠家進(jìn)行關(guān)鍵零部件的聯(lián)合開發(fā)，這是我們現(xiàn)在的鋰電池工廠實(shí)現(xiàn)的部分。比如說生產(chǎn)執(zhí)行層面，作業(yè)人員以及設(shè)備數(shù)據(jù)的提取和數(shù)據(jù)量的進(jìn)入會到達(dá)中層管理以及數(shù)據(jù)分析改善活動的中層，中層通過管理成本等一些管控的方式制定生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)在這個過程中，整個產(chǎn)線中的生產(chǎn)不良率，對于高層、對于整個生產(chǎn)電池的監(jiān)控、分析以及決策起到重要的作用。
大家更關(guān)心人機(jī)料返還，比如說人員的減少、人員和設(shè)備交互的部分，大家關(guān)心機(jī)器的環(huán)保。環(huán)境是能耗、環(huán)控這些指標(biāo)，這是車間里對于關(guān)鍵生產(chǎn)要素的核心指標(biāo)，現(xiàn)在已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。對于在這個基礎(chǔ)上，我們提出數(shù)字化工廠解決方案，需要在原來的基礎(chǔ)上做到什么?大量引入CAD和CAE的技術(shù)，不管是我們的設(shè)備還是生產(chǎn)實(shí)測，將我們的研發(fā)、測試、生產(chǎn)連入到信息技術(shù)，對我們整個生產(chǎn)秩序、物料消耗有橫向和縱向?qū)Ρ葦?shù)據(jù)，可以看到實(shí)際的狀態(tài)。
贏合科技在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，我們也做了大量的研究和開發(fā)，比如說底層的通信設(shè)備接入，比如說邊緣層以及到達(dá)中間合作平臺的應(yīng)用開發(fā)以及數(shù)據(jù)分析，包括到達(dá)上面的設(shè)計管理，是我們現(xiàn)在還沒有做到，我們正在努力往這塊走，我們想實(shí)現(xiàn)的是柔性生產(chǎn)，對于生產(chǎn)制造的過程中，工藝路線的建模以及應(yīng)用層，這是需要往這個方面努力的。
對于客戶層和底層，下面做了PLC，數(shù)據(jù)的采集到了中間的數(shù)據(jù)交換，通過數(shù)據(jù)協(xié)議交換模塊到達(dá)監(jiān)控層，這也是對于剛剛的PPT做的簡單的解釋。
我們計劃做智能柔性化生產(chǎn)線，我們接下來對于智能化工廠這塊會重點(diǎn)努力研發(fā)和客戶共同提速，比如說生產(chǎn)過程中做到換料，客戶定制的要求，這個過程中，對于產(chǎn)線的變化和產(chǎn)線設(shè)備的要求非常高，在這個過程中，我們認(rèn)為柔性化生產(chǎn)產(chǎn)線和定制化部分是未來數(shù)字化工廠和設(shè)備、人員以及生產(chǎn)管理現(xiàn)場、協(xié)作共同完成的部分。
我們現(xiàn)在聯(lián)合歐洲最知名的，比如說激光研究所、德國頂尖的研發(fā)機(jī)構(gòu)做的聯(lián)合開發(fā)，這部分也是為了引入一些新的理論來解決現(xiàn)在生產(chǎn)制作過程中工藝難題。核心零部件也跟大家做了簡單的解釋，我們認(rèn)為在核心零部件這塊，我們和核心零部件廠商共同成長、聯(lián)合開發(fā)，對生產(chǎn)制程和適應(yīng)性有好處。共同去努力推進(jìn)智能裝備在鋰電池行業(yè)的進(jìn)程。謝謝。
(根據(jù)嘉賓發(fā)言整理，未經(jīng)嘉賓審閱)
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