鑒于鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)品是新能源汽車上核心部件，其品質(zhì)和可靠性直接關(guān)系到我國(guó)新能源汽車的發(fā)展，而產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過程又是鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)品品質(zhì)和可靠性保證的基礎(chǔ)。因此，作為有效保障產(chǎn)品制造過程質(zhì)量重要手段之一的制造執(zhí)行系統(tǒng)，建設(shè)的重要性和意義不言而喻。

鋰電池行業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)

鋰的生產(chǎn)分兩段，流程段與離散段。流程段主要是是生產(chǎn)正負(fù)極材料，涂片及斷切。這里段工藝設(shè)備的自動(dòng)化的程度較高，人工參與較少。產(chǎn)品的形式是以批的方式進(jìn)行，所以MES系統(tǒng)在這一段是大批管制的方式。

流程段的斷切工作，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響小，生產(chǎn)方式是機(jī)群式的生產(chǎn)，但斷切機(jī)的管制及操作相對(duì)的簡(jiǎn)單，所以斷切是可以不用MES系統(tǒng)。疊片/卷繞段了，是MES系統(tǒng)在鋰電池生產(chǎn)過程中的重點(diǎn)。

鋰電池行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀

目前動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)雖然生產(chǎn)自動(dòng)化水平有顯著提高，但生產(chǎn)信息化水平不高，生產(chǎn)過程的管理水平還相對(duì)落后，如動(dòng)力電池生產(chǎn)周期相對(duì)較長(zhǎng)，生產(chǎn)設(shè)備較多，而且不同生產(chǎn)段設(shè)備能力估算復(fù)雜，生產(chǎn)的不均衡、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息的不共享給現(xiàn)場(chǎng)管理帶來巨大困難，企業(yè)迫切需要采取詳細(xì)準(zhǔn)確的計(jì)劃排產(chǎn)、作業(yè)調(diào)度、生產(chǎn)跟蹤、現(xiàn)場(chǎng)半成品庫(kù)存管理、物料管理等措施。

因此，加強(qiáng)各個(gè)生產(chǎn)段的現(xiàn)場(chǎng)管理勢(shì)在必行，只有提升各個(gè)生產(chǎn)段的現(xiàn)場(chǎng)管理水平，才能早日實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池質(zhì)量和性能的提升。將制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)引入到電池生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)過程的管理中，解決其實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題，將會(huì)極大提高電池生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)水平。

1、生產(chǎn)自動(dòng)化面臨的困難:

①產(chǎn)品尺寸大小不一，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

②材料狀態(tài)不一(粉末、漿狀物、液體等)，考慮粉塵的控制、液體的腐蝕、膠狀物的殘留等都給自動(dòng)控制系統(tǒng)帶來不小的困難。

③軟質(zhì)材料，硬質(zhì)的使用以及精確定位的需求。

2、生產(chǎn)過程質(zhì)量數(shù)據(jù)獲取困難

①生產(chǎn)過程中需要在線采集的質(zhì)量數(shù)據(jù)量大，且由于生產(chǎn)工藝的特殊性，材料狀態(tài)的不一性，導(dǎo)致質(zhì)量數(shù)據(jù)的獲取有一定的難度。

②鋰電池全線的精密測(cè)量手段落后。為使鋰電池生產(chǎn)過程管理透明、質(zhì)量可控、產(chǎn)品可追溯，引入MES系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)“可視化管理”。MES在整個(gè)企業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下，是生產(chǎn)活動(dòng)與管理活動(dòng)信息溝通的橋梁。MES 對(duì)企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行“再計(jì)劃”，“指令”生產(chǎn)設(shè)備“協(xié)同”或“同步“動(dòng)作，使用實(shí)時(shí)精確的數(shù)據(jù)，優(yōu)化從訂單到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)，對(duì)工廠的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行指導(dǎo)、反應(yīng)和報(bào)告。

鋰電池行業(yè)MES系統(tǒng)需求

①通過車間可用資源調(diào)度、對(duì)ERP生產(chǎn)訂單進(jìn)行詳細(xì)排產(chǎn)，提高生產(chǎn)訂單的準(zhǔn)確性與合理性。企業(yè)接到新的訂單，在ERP系統(tǒng)內(nèi)制定生產(chǎn)訂單時(shí)，MES系統(tǒng)通過已下的排產(chǎn)工單，反饋給ERP系統(tǒng)下一段時(shí)間內(nèi)的車間資源可用性。

②完善生產(chǎn)工序銜接、減少停機(jī)、縮短產(chǎn)品制造周期。工廠每天要生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量很多，每天往生產(chǎn)線投入的物料量大，再加上生產(chǎn)線流水線作業(yè)，物料消耗很快，這就需要采用MES 物料管理模塊來實(shí)現(xiàn)對(duì)車間物料的采集和跟蹤追溯，目的是要精確地統(tǒng)計(jì)物料在每道工序上的投入產(chǎn)出，實(shí)時(shí)了解每道工序上在制品的生產(chǎn)進(jìn)度，防止出現(xiàn)工序之間產(chǎn)能不匹配而造成的停機(jī)等待情況。

③幫助企業(yè)實(shí)時(shí)了解客戶訂單目前在車間的執(zhí)行進(jìn)度，改善和提高客戶滿意度。MES系統(tǒng)在制工單排產(chǎn)計(jì)劃時(shí)，所下工單均對(duì)應(yīng)相應(yīng)訂單信息，MES系統(tǒng)通過物料管理模塊采集實(shí)時(shí)監(jiān)控工單對(duì)應(yīng)的批次物料目前處在哪道工序上，以及工單對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品量目前已完工數(shù)量，反饋給上層 ERP可實(shí)時(shí)告知客戶訂單還需要多少時(shí)間交付。

④實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量信息追溯。當(dāng)市場(chǎng)出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題時(shí)，可查詢到出現(xiàn)質(zhì)量問題的產(chǎn)品批次，通過產(chǎn)品批次追溯到該批次產(chǎn)品是哪個(gè)班組、什么時(shí)間、采用什么材料在哪條生產(chǎn)線上生產(chǎn)出來的，幫助分析出造成產(chǎn)品質(zhì)量問題的原因是因?yàn)槟牡拦ば虺隽藛栴}，還是因?yàn)樯a(chǎn)班組沒有按照規(guī)定工序生產(chǎn)、還是因?yàn)楣?yīng)商供應(yīng)的原材料造成的，做到出現(xiàn)問題可了解相關(guān)原因、追究相關(guān)責(zé)任。

⑤MES系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程監(jiān)控，幫助企業(yè)降低制造成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。MES系統(tǒng)可以強(qiáng)化車間管理，通過對(duì)批次物料跟蹤，當(dāng)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線出現(xiàn)在制品品質(zhì)問題時(shí)及時(shí)進(jìn)行凍結(jié)，防止流入下一道工序，減少成品下線的次品量，提高良品率。

鋰電池行業(yè)MES系統(tǒng)解決方案

結(jié)合鋰電池生產(chǎn)實(shí)際需要，開發(fā)面向鋰電池生產(chǎn)線的MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)以下功能:

物料跟蹤

針對(duì)具備物料跟蹤的物料種類，MES系統(tǒng)通過對(duì)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)采集，按批次收集生產(chǎn)過程物料數(shù)據(jù)，建立物料跟蹤系統(tǒng)。鋰電池生產(chǎn)過程中涉及多種物料，如陽極材料、陰極材料、隔膜、膠帶等，各類原材料對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，在生產(chǎn)過程中通過對(duì)物料批次信息的采集，實(shí)現(xiàn)原材料批次跟蹤，建立產(chǎn)品的物料譜系，為產(chǎn)品質(zhì)量分析提供條件。

生產(chǎn)過程跟蹤與管理

生產(chǎn)過程跟蹤覆蓋從原料、生產(chǎn)工序、中間庫(kù)存等環(huán)節(jié)，通過數(shù)據(jù)采集平臺(tái)對(duì)生產(chǎn)過程的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和整理，形成完整的動(dòng)力電池生產(chǎn)檔案。同時(shí)可以根據(jù)生產(chǎn)過程信息進(jìn)行質(zhì)量分析和產(chǎn)品追溯。

①工藝參數(shù)采集與監(jiān)控。通過與底層自動(dòng)化設(shè)備的接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)攪拌設(shè)備、卷繞等設(shè)備的控制參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。

②性能檢測(cè)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控。通過自動(dòng)化接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)性能檢測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，并在檢測(cè)過程中對(duì)于性能沒有達(dá)到工藝要求的參數(shù)進(jìn)行報(bào)警提示。

設(shè)備管理

在鋰電池生產(chǎn)過程中要涉及多種自動(dòng)化設(shè)備，對(duì)于具備能夠通過底層平臺(tái)實(shí)時(shí)采集到參數(shù)的設(shè)備，系統(tǒng)可以對(duì)其進(jìn)行使用效率分析、設(shè)備綜合效能OEE，從而了解到設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。

自動(dòng)化的鋰電池生產(chǎn)線由多種設(shè)備構(gòu)成，設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備自檢查、自診斷能力。通過MES系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，可以獲取設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電池生產(chǎn)線的效率，設(shè)備綜合效能OEE，設(shè)備可靠性、使用效率進(jìn)行分析。

產(chǎn)品質(zhì)量管理

質(zhì)量管理包括質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析、質(zhì)量檢驗(yàn)通知與發(fā)布和質(zhì)量追溯。質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)采用spc分析工具對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)分析，找出不滿足質(zhì)量要求的條件與因素。

質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析是對(duì)生產(chǎn)過程中所采集的質(zhì)量數(shù)據(jù)、缺陷和問題按照指定條件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、排序，給質(zhì)量控制提供直接依據(jù)和數(shù)據(jù)來源。

在質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)通知與發(fā)布，包括檢驗(yàn)結(jié)果的發(fā)布、判定結(jié)果的發(fā)布和質(zhì)量報(bào)表的發(fā)布，是質(zhì)量控制的依據(jù)。根據(jù)產(chǎn)品的批次號(hào)進(jìn)行質(zhì)量追溯，可以追溯到批次產(chǎn)品在各生產(chǎn)工序的質(zhì)量記錄，對(duì)應(yīng)各生產(chǎn)工序的時(shí)間、設(shè)備、操作人員，提高產(chǎn)品質(zhì)量管理的水平。

生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析

MES收集的產(chǎn)品生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析提供了基礎(chǔ)。生產(chǎn)管理人員可為通過生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)，進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行情況、設(shè)備情況、產(chǎn)品的質(zhì)量、人員、生產(chǎn)成本等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。