智能制造切忌“空談”，5大行業(yè)痛點(diǎn)仍需解決

真正的智能制造不是空中樓閣，而是能夠通過切實(shí)可行的方式來(lái)提升制造效率、品質(zhì)，并降低成本。

“現(xiàn)在行業(yè)都在說智能制造，但是什么是智能制造，智能制造究竟能給企業(yè)帶來(lái)哪些實(shí)在的好處，具體又該如何落地？”

G20鋰電峰會(huì)成員企業(yè)吉陽(yáng)智能董事長(zhǎng)陽(yáng)如坤向高工鋰電直截了當(dāng)?shù)谋硎?，目前?guó)內(nèi)鋰電企業(yè)對(duì)于智能制造缺乏清晰的認(rèn)識(shí)和理解，而在政策層面也缺乏切實(shí)可行的評(píng)估方案。

吉陽(yáng)智能董事長(zhǎng)陽(yáng)如坤

在他看來(lái)，國(guó)內(nèi)鋰電行業(yè)目前還處于智能制造的“打地基”階段，最為緊迫的當(dāng)務(wù)之急是要建立一套電池工廠產(chǎn)品、工藝、質(zhì)量的信息模型，在信息模型的建立的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、在大數(shù)據(jù)分析、累積、優(yōu)化實(shí)現(xiàn)智能化，同時(shí)，要加快制造工藝及裝備標(biāo)準(zhǔn)化的推進(jìn)，兩頭并進(jìn)能加速實(shí)現(xiàn)制造環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化及數(shù)字化，然后才能做到基于數(shù)據(jù)的智能化。

基于這樣思路，吉陽(yáng)智能已經(jīng)開始整合資源進(jìn)行鋰電制造的工廠、產(chǎn)品、工藝、質(zhì)量模型的建構(gòu)和分析。準(zhǔn)備對(duì)于現(xiàn)有電芯設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)流程的革新進(jìn)行前期儲(chǔ)備。

同時(shí)，在陽(yáng)如坤的主導(dǎo)下，吉陽(yáng)智能還成為了全國(guó)電工專用裝備標(biāo)委下屬鋰電池制造設(shè)備成套標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作組帶頭企業(yè)，推動(dòng)《鋰電制造設(shè)備通用技術(shù)規(guī)范》的制定工作。

為了建立這個(gè)規(guī)范，陽(yáng)如坤帶頭制定了鋰電裝備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)路線圖。在征集設(shè)備、電池及行業(yè)專家建議的基礎(chǔ)上，去制定鋰電生產(chǎn)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定或修訂，目前，規(guī)范已經(jīng)到了最后的評(píng)審環(huán)節(jié)。

在陽(yáng)如坤看來(lái)，動(dòng)力電池智能制造就是通過應(yīng)用智能部件關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)電池制造的漿料設(shè)備、極片制備、芯包制備、電芯裝配、干燥注液、化成分容和電池Pack的過程實(shí)現(xiàn)三高三化應(yīng)用，建立數(shù)字化鋰電池車間、包括來(lái)料數(shù)字化、制造過程互聯(lián)互通互操作、制造質(zhì)量的在線檢測(cè)智能部件、機(jī)器人自動(dòng)化組裝、智能化物流與倉(cāng)儲(chǔ)，信息化生產(chǎn)管理及決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池制造的智能化生產(chǎn)，確保動(dòng)力電池高安全性、高一致性、高制造效率和低成本。

然而，不可忽視的是，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈的智能制造仍然面臨很大的發(fā)展障礙。一是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層的標(biāo)準(zhǔn)化沒有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，工序間無(wú)法做到互聯(lián)互通；二是鋰電的制造模式屬于流程型和離散型的混合模式，加劇了產(chǎn)業(yè)數(shù)字化/智能制造的難度；三是動(dòng)力電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不統(tǒng)一，我們國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)了150多種不同規(guī)格的電芯，導(dǎo)致單一車型銷量相對(duì)較少，限制了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)?；悄芑闹圃彀l(fā)展。

動(dòng)力電池制造CPK提升迫在眉睫

真正的智能制造不是空中樓閣，而是能夠通過切實(shí)可行的方式來(lái)提升制造效率、品質(zhì)，并降低成本。

這其中，制造的合格率就是一個(gè)關(guān)鍵的考核標(biāo)準(zhǔn)。陽(yáng)如坤認(rèn)為，動(dòng)力電池的制造合格率，是動(dòng)力電池企業(yè)生存的關(guān)鍵，不僅關(guān)系到制造企業(yè)的成本，更關(guān)系到動(dòng)力電池的安全。

據(jù)悉，國(guó)內(nèi)企業(yè)平均動(dòng)力電池的制造合格率只有90~93%的水平，動(dòng)力電池的核心工序大約有20個(gè)，每個(gè)核心工序的工序能力指數(shù)CPK在1左右，工序合格率99.73%，電芯的總體制造合格率只有94.7%，電池制造的核心工序能力有待提升。

“傳統(tǒng)汽車要求核心零部件企業(yè)的CPK值為1.67，而我國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)大部分都在1.5以下。CPK值反映的是電池的品質(zhì)，直接影響的是電池的安全和成本?！?/p>

而從成本角度來(lái)講，陽(yáng)如坤算了一筆賬，按照目前動(dòng)力電池成本1.5元/wh，1Gwh的生產(chǎn)線，1%的合格相當(dāng)于1500萬(wàn)元，這對(duì)動(dòng)力電池企業(yè)來(lái)講不是一個(gè)小數(shù)目。

陽(yáng)如坤認(rèn)為，動(dòng)力電池制造核心工序能力指數(shù)必須達(dá)到CPK>1.33，工序合格率99.99%，電芯的總體制造合格率將達(dá)到99.8%，這才是智能制造的未來(lái)和方向。

5大痛點(diǎn)掣肘動(dòng)力電池智能制造

國(guó)內(nèi)要推動(dòng)智能制造落地，先圍繞當(dāng)下行業(yè)存在的痛點(diǎn)進(jìn)行集中攻關(guān)，陽(yáng)如坤看來(lái)，這包括了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)滯后、動(dòng)力電池設(shè)計(jì)規(guī)范缺失、制造工藝一致性差、裝備技術(shù)及自動(dòng)化的水平低、跨行業(yè)協(xié)作程度差等現(xiàn)實(shí)問題。

最大的痛點(diǎn)首先是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的滯后。之所以選擇承擔(dān)《鋰電制造設(shè)備通用技術(shù)規(guī)范》的制定工作，很重要的一個(gè)因素是，陽(yáng)如坤看到，國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作發(fā)展很快，而相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定、修訂工作周期相對(duì)較長(zhǎng)，現(xiàn)有的新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)體系和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一些新技術(shù)和新產(chǎn)品覆蓋不全面，存在某些產(chǎn)品或某些技術(shù)領(lǐng)域缺乏標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)不能滿足的情況，同時(shí)還存在標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作跟不上發(fā)展需要的情況。

對(duì)此，他的建議是，通過企業(yè)、行業(yè)、政策的三者結(jié)合，盡快制定、落實(shí)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)管理規(guī)范，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化作用，進(jìn)一步規(guī)范動(dòng)力電池的市場(chǎng)秩序，有效進(jìn)行資源整合及配置。

其次是動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)規(guī)范缺失，陽(yáng)如坤介紹，截至目前，動(dòng)力電池在設(shè)計(jì)上沒有統(tǒng)一的、可遵循的規(guī)范，動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)模型沒有完全建立，設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性差，缺少有效設(shè)計(jì)驗(yàn)證，更談不上制造數(shù)字孿生，致使不同企業(yè)的設(shè)計(jì)思路不同，同一企業(yè)的設(shè)計(jì)思路也經(jīng)常反復(fù)修改，造成動(dòng)力電池從設(shè)計(jì)到規(guī)模量產(chǎn)不斷修改、時(shí)間過長(zhǎng)，產(chǎn)品量產(chǎn)成熟的周期長(zhǎng)，動(dòng)力電池性能上也有較大缺失。

電池廠商往往只追求其產(chǎn)品在某個(gè)方面達(dá)到最優(yōu)性能，缺少對(duì)動(dòng)力電池綜合性能的評(píng)估及平衡，例如只追求動(dòng)力電池的容量，這就造成了動(dòng)力電池市場(chǎng)產(chǎn)品種類過多，質(zhì)量參差不齊的混亂狀態(tài)。

陽(yáng)如坤認(rèn)為，動(dòng)力電池性能的設(shè)計(jì)順序要遵守三個(gè)原則：第一原則是安全、自放電、可靠、一致、耐久；第二原則是成本、循環(huán)、倍率、容量；第三原則是尺寸、內(nèi)阻，高低溫性能。痛點(diǎn)三是制造工藝一致性差。動(dòng)力電池制造廠很難把控每道工序的各個(gè)細(xì)節(jié)，以達(dá)到較高的一致性。

以正負(fù)極漿料制備環(huán)節(jié)為例，物料配比和固液比不精確、原材料一致性差，導(dǎo)致活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑不能按正確比例充分混合并均勻分散；不同環(huán)境以及不同的攪拌工藝、攪拌速度、攪拌溫度、攪拌時(shí)間等都會(huì)影響漿料的分散性。

針對(duì)這樣的問題，陽(yáng)如坤正在主導(dǎo)制定動(dòng)力電池大規(guī)模智能化制造路線圖，包括立項(xiàng)研究電池制造工藝、制造方法、制造裝備等；建立動(dòng)力電池制造標(biāo)準(zhǔn)及裝備標(biāo)準(zhǔn)，以標(biāo)準(zhǔn)來(lái)化解目前的制造工藝問題。

由于沒有制造標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)力電池制造過程由非常復(fù)雜，影響制造質(zhì)量、制造效率的因素眾多，各個(gè)企業(yè)自己的理解和重視程度的不同，導(dǎo)致電池企業(yè)的制造水平和制造質(zhì)量的差異，在此迫切需要強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、達(dá)成共識(shí)、取長(zhǎng)補(bǔ)短、共同推進(jìn)，這才是中國(guó)鋰電制造業(yè)的未來(lái)。

此外，動(dòng)力電池在智能制造的進(jìn)程中還面臨制造裝備技術(shù)差距大、自動(dòng)化水平低的現(xiàn)狀。與國(guó)外設(shè)備相比，國(guó)內(nèi)設(shè)備在包括精度、速度、可靠性、無(wú)人化、可視化、信息化等方面存在一定差距。

對(duì)于設(shè)備的性能提升，陽(yáng)如坤的思路是，開展大規(guī)模、連續(xù)化制造技術(shù)及裝備的研發(fā)，專項(xiàng)推進(jìn)、統(tǒng)一規(guī)劃裝備的研發(fā)和制造。

“對(duì)于裝備制造企業(yè)而言，要加大研發(fā)投入，在設(shè)計(jì)裝備時(shí)，要充分溝通，活用上下游資源，明確開發(fā)目標(biāo)，同時(shí)要充分考慮全生命周期內(nèi)的失敗成本，還應(yīng)充分利用建模和仿真分析，重視機(jī)理研究。”而這，也是吉陽(yáng)智能目前正在進(jìn)行的實(shí)踐和探索。

而在具體制造上，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造工藝技術(shù)沒有完全成熟，特別是電池模組的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)不成熟，驗(yàn)證不夠充分，一次通過率低，且較難實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)測(cè)試及品質(zhì)追蹤。因此，動(dòng)力電池系統(tǒng)生產(chǎn)仍以半自動(dòng)化為主，僅有少數(shù)電池廠商實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力電池模塊或模組的自動(dòng)化生產(chǎn)。

化解這個(gè)問題，就需要以“過程檢測(cè)和信息化管理”為核心，以品質(zhì)管控為優(yōu)先考慮原則，加快自動(dòng)化生產(chǎn)的進(jìn)程。

除了上述問題，動(dòng)力電池制造向智能化邁進(jìn)的還有一大痛點(diǎn)是跨產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)內(nèi)協(xié)作不給力。

我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)內(nèi)部不同類型參與主體和企業(yè)之間的協(xié)助也存在不足。在動(dòng)力電池負(fù)極材料開發(fā)過程中，負(fù)極材料如果只憑研發(fā)企業(yè)自身努力提高容量，難度較大。如果跟動(dòng)力電池企業(yè)及正極材料等電池材料企業(yè)協(xié)同開發(fā)，提高容量的過程就變得相對(duì)容易。

而現(xiàn)實(shí)情況是，負(fù)極材料企業(yè)與動(dòng)力電池企業(yè)、其它電池材料企業(yè)之間的協(xié)作不充分。動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)內(nèi)的其它不同企業(yè)，也存在類似的協(xié)同不足問題。對(duì)此，陽(yáng)如坤表示，電芯企業(yè)、BMS研發(fā)企業(yè)、電池包系統(tǒng)PACK企業(yè)、裝備企業(yè)、檢測(cè)中心和整車企業(yè)等企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，加強(qiáng)供應(yīng)鏈協(xié)同合作，將各自的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，揚(yáng)長(zhǎng)避短，才能有所突破。

在吉陽(yáng)智能所在的設(shè)備領(lǐng)域，陽(yáng)如坤也正在推進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新，通過與同行企業(yè)聯(lián)合及專業(yè)化分工，分類解決專業(yè)問題，通過不同工序設(shè)備企業(yè)間的合作解決目前的精度、穩(wěn)定性以及效率問題。