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  • 某大型鋰電池制造企業智能工廠建設應用案例

       


    一、系統概述


           

          隨著新能源汽車產業的快速發展,動力電池規?;圃?、高質量制造成為制約我國鋰電行業和電動汽車發展的瓶頸,影響我國在世界未來新能源汽車產業格局中的地位。企業客戶對鋰電池制造商生產現場管理要求越來越高,多數客戶明確提出制造商需實施智能信息化系統加強生產現場管理,特別是物料與產品追溯管理。

           本項目采用建設鋰電池智能工廠系統建設,包括鋰離子動力電池制造執行系統MES,現場生產過程數據采集系統、以及電池制造智能化決策支持系統,強化鋰電池生產過程管控,提高生產管理效率,實現鋰離子動力電池全生產過程的智能化管理、決策與分析。

                


    二、系統架構



    系統網絡架構如下圖所示:




            根據實際的制造問題,結合新一代的信息技術實現整體系統規劃,系統規劃設計采用力控科技智能工廠工業軟件平臺及解決方案,實現智能工廠的建設。

           1、 采用力控企業級實時歷史數據庫及管理軟件pSpace實現車間設備互聯互通,構建統一的數據交換服務,用于將生產現場的設備情況、質量檢驗的實時數據訂閱及歷史數據歸檔,供力控工業大數據平臺FCloud分析關鍵環節數據,解決生產過程中的痛點。

           2、 采用HTML5技術的力控綜合可視化軟件FWebView的人機可視化界面全面掌握生產車間現場的實時作業情況,實現移動終端遠程設備監控。

           3、 生產執行制造MES系統采用力控信息集成門戶平臺FinforWorx搭建業務基礎平臺及建模,結合離散業MES插件構件整個生產環節,實現人機料法環的全面管理。


    三、應用系統


    1、 車間設備物聯。通過對車間設備改造升級,設備通信接口實現統一支持工業以太網數據傳輸,采用TCP方式采集數據并存儲到數據庫pSpace中,數據包括工況參數(溫濕度)、運行參數(開停機)、工藝參數等。所涉及的終端設備及系統包括工業以太網、數據采集與監控(SCADA)、分布式控制系統(DCS)、過程控制系統(PCS)、可編程邏輯控制器(PLC)、遠程監控系統等網絡設備。根據實時數據及報警規則產生關鍵工藝參數的報警信息,歷史數據歸檔按照5-10年的架構設計,長期歸檔海量歷史數據,數據可視化采用HTMl5的方式呈現到系統中。



            


    2、 車間設備物聯。通過對車間設備改造升級,設備通信接口實現統一支持工業以太網數據傳輸,采用TCP方式采集數據并存儲到數據庫pSpace中,數據包括工況參數(溫濕度)、運行參數(開停機)、工藝參數等。所涉及的終端設備及系統包括工業以太網、數據采集與監控(SCADA)、分布式控制系統(DCS)、過程控制系統(PCS)、可編程邏輯控制器(PLC)、遠程監控系統等網絡設備。根據實時數據及報警規則產生關鍵工藝參數的報警信息,歷史數據歸檔按照5-10年的架構設計,長期歸檔海量歷史數據,數據可視化采用HTMl5的方式呈現到系統中。



    鋰電池制造MES業務流程




    電芯、PACK多型號多品種產品建模



    工藝路線定義



    計劃管理



    物料需求計劃



    領料單



    生產作業查詢




    作業終端




    質檢數據錄入



    SPC質量分析



    設備管理




    看板管理



    產量報表



    生產圖表分析



      

    3、 基于工業大數據的行業應用。由于在電容分選過程中電芯化成各容量段分類工作較為繁瑣,人工的分選方式往往耗費大量的工時,不同容段的監測鑒別難度較大,無法實時性的監測電芯電容等情況。需要采用大數據方式優化工藝,從而實現根據采集的歷史數據訓練分選模型,實時采集過程數據診斷電池容量情況,預測模型發現不良情況及時反饋,將異同類的電芯快速甄別提高分選效率等目標。



    電容波動統計


                                                                                                           大數據管理平臺




    電容分選診斷





    電芯產量分析




    四、項目總結



    通過系統的整體實施,幫助企業理順了車間生產業務流程,強化了車間生產管理過程,確保了質量控制的管理要求。能夠根據客戶要求完成追溯管理、產線防錯防呆的功能實施,滿足客戶審核要求,在此基礎上滿足了各事業部對生產管理的需求。通過整個系統的深入應用使得工廠管理標準化、透明化、可視化,精準掌控整個生產過程,為企業決策提供依據。從而提升企業管理水平,增強企業市場競爭力,提升企業形象。

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