自動化、數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)化——三星動力電池智能制造
圖為三星環(huán)新（西安）動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)客觀分析2016年動力電池行業(yè)運行情況，正確把握行業(yè)發(fā)展趨勢，加大動力及儲能電池的開發(fā)應(yīng)用，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會和電池中國網(wǎng)聯(lián)合主辦，雙登集團(tuán)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年會暨2016年第一屆動力電池應(yīng)用國際峰會、2016年第二屆中國電池行業(yè)智能制造研討會”于11月14日在北京拉開帷幕。本次年會聚集了來自政府主管部門領(lǐng)導(dǎo)、知名科研機構(gòu)專家、新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)鏈上中下游的企業(yè)家、投資機構(gòu)代表以及媒體記者等500多人參會。
在本次會議上，三星環(huán)新（西安）動力電池有限公司副總經(jīng)理金明先生做了題為《自動化、數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)化——三星動力電池智能制造》的專題報告，以下是根據(jù)速記整理的內(nèi)容，未經(jīng)本人審核，僅供參考。
金明：非常感謝協(xié)會和秘書長的邀請，讓我有機會與各位來賓、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，屋頂黑色的就是太陽能發(fā)電的裝置，后面是ESS儲能，我們作為動力電池制造企業(yè)和智能制造企業(yè)要做一個樣板。
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。我們公司全稱是三星環(huán)新（西安）動力電池有限公司，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(qū)，現(xiàn)在員工有660人。股本構(gòu)成韓國三星SDI占50%、中方是安徽環(huán)新集團(tuán)占35%、西安高科及占15%，我們這個公司是三方合資、兩方管理，雙方對等派出高級職員，董事長是中方，SDI和安全環(huán)新集團(tuán)各派出6名高級職員。總經(jīng)理由韓方擔(dān)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日拿的營業(yè)執(zhí)照，8月18日開工，2015年6月16日開始生產(chǎn)94安時，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?nèi)〉玫恼J(rèn)證。
這是我們公司的規(guī)劃圖，一線已經(jīng)建成，二線、三線正在建設(shè)中，那邊是獨立的動力車間，還有我們整個評價體系，包括電芯的安全評價、模組和PACK的安全評價以及電芯的性能測試中心，我們現(xiàn)在占地面積15.2萬平方米，已經(jīng)建成的6.8萬平方米，一期分兩次投資，已經(jīng)完成產(chǎn)能1.3GWh，現(xiàn)在正在建設(shè)的完成后將達(dá)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，目前我們兩個產(chǎn)品平臺，一個是94安時的、一個是37安時的，94安時是給德國寶馬i3的，下一代產(chǎn)品120安時也保持同樣的尺寸。37安時是采取PHEV2的尺寸，后面我們模組也是兩個平臺，一個是94安時的模組，有五串兩并和十串一并的。
第二個，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智能汽車的話，我想自動化，包括自動化設(shè)備、物流包括自動化檢測，是智能汽車的一個最基礎(chǔ)的兩個車輪，通過大數(shù)據(jù)分析自動鍵控，我們與多種綜合，供應(yīng)商管理系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)、材料管理標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)設(shè)備、顧客等多系統(tǒng)協(xié)作，能夠達(dá)到先行預(yù)判和柔性生產(chǎn)，這樣形成整體的智能駕駛的目標(biāo)。我們認(rèn)為自動化是智能制造的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)化是深化智能制造的一個手段，系統(tǒng)化最終達(dá)到智能制造的目的，自動化我們用馬凱副總理到我們公司視察的時候做的簡單總結(jié)，生產(chǎn)自動化檢測、自動化檢控，這是馬凱副總理看完之后對我們的評價。數(shù)據(jù)化方面，我們把所有檢查的數(shù)據(jù)全部都整理，找到2000個因子，包括產(chǎn)品特性式過程特性。第二個，盡最大可能的使用影像信息把它進(jìn)行數(shù)據(jù)化。第三個，設(shè)備、環(huán)境、工裝也進(jìn)行數(shù)據(jù)化管理。我們又引進(jìn)了很多的系統(tǒng)，待會兒我會詳細(xì)說明，進(jìn)行多系統(tǒng)交互式的協(xié)同管理，做到百分之百的雙向可追溯。自動化，我們首先從自動化生產(chǎn)方面介紹，剛才我聽了幾個做設(shè)備的，聽著很熟悉，在我們這兒基本上都有應(yīng)用。自動混料方面，我們會做到自動投料、自動輸送、自動涂覆，我們的攪拌機是2300L世界最大的單體攪拌機。后面自動涂覆就是我們自動混料之后通過管道輸送到自動涂覆線，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，整個物流百分之百自動和流水線，從卷繞開始百分之百的自動化流水線，化成也是百分之百自動。模組生產(chǎn)線，是百分之百的自動化流水線的生產(chǎn)線。
自動化檢測方面，剛才說到我們有2000項因子，包括產(chǎn)品特性式過程特性。自動檢測，我們?nèi)堪俜种俚淖詣訖z測、百分之百的在線檢測，并且最大程度的使用高清快速照相系統(tǒng)進(jìn)行檢測判定，同時我們對環(huán)境也是24小時百分之百的實施檢測。我們采用行星式攪拌，確保攪拌的均勻性。自動檢測項目有投料重量、攪拌時間、溫度、轉(zhuǎn)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、長度、正/負(fù)極、隔膜、張力、速度、卷繞、短路、尺寸、速度等等。這是外觀檢查，采用高清攝像，能夠檢驗出微米級的氣泡。自動化監(jiān)控方面，我們采用多系統(tǒng)的交互，大數(shù)據(jù)分析，達(dá)到自動化監(jiān)控，這里面幾點，第一，是設(shè)置自動防錯裝置，防止人為失誤。第二，防止異常發(fā)生。第三，通過大數(shù)據(jù)分析，提前發(fā)現(xiàn)或者預(yù)知異常，持續(xù)穩(wěn)定。
我們從四個方面進(jìn)行自動化監(jiān)控，環(huán)境、生產(chǎn)過程、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備。我們整個生產(chǎn)過程中是沒有任何一張紙制的文件，即使是供應(yīng)全部在系統(tǒng)里供應(yīng)的。這是我們對自動化監(jiān)控中間對環(huán)境進(jìn)行自動監(jiān)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(fù)2度，濕度露點在負(fù)32度。我們自動探頭，自動收集數(shù)據(jù)。中央監(jiān)控系統(tǒng)，會對整個環(huán)境監(jiān)測24小時檢控。環(huán)境發(fā)生異常的時候，設(shè)備會自動進(jìn)行調(diào)整，風(fēng)機和除濕機會自動啟動，直到環(huán)境恢復(fù)。
自動化檢查，我們會對自動化檢查結(jié)果進(jìn)行整體分析以及預(yù)防管理，這是我們2000項數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，而且整個系統(tǒng)自動進(jìn)行工程能力分析。設(shè)備會進(jìn)行調(diào)整，這里面會重點說明一下，我們的設(shè)備整個系統(tǒng)一旦發(fā)生異常的時候，會自動發(fā)警報、發(fā)郵件，通過郵件系統(tǒng)發(fā)到相關(guān)的人員進(jìn)行處理。對策，也用系統(tǒng)進(jìn)行處理，最后形成閉環(huán)。這是我們自動化監(jiān)控方面進(jìn)行自動的鎖定，我們無論對產(chǎn)品還是對過程的參數(shù)，包括對體系的要求、對材料方法，一旦發(fā)現(xiàn)有任何的異常，都是通過MES系統(tǒng)對整個異常或者產(chǎn)品進(jìn)行鎖定，可以鎖定到批次或者單個盤品，對某個設(shè)備加工的時候也會鎖定設(shè)備或者工序。
數(shù)據(jù)方面，我們對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類，產(chǎn)品有關(guān)的分成三類，產(chǎn)品特性、過程參數(shù)、影像數(shù)據(jù)。對環(huán)境和設(shè)備方面，我們分成對環(huán)境的監(jiān)控、對設(shè)備參數(shù)的監(jiān)控、對工具壽命的監(jiān)控。我們具體的對整個過程2000個因子的分布，我們有535個控制參數(shù)，在組裝有714個控制參數(shù)，在化成有243個控制參數(shù)，模組方面有503個控制參數(shù)。為了確保品質(zhì)，我們最大化的采用視覺判定系統(tǒng)，同時視覺檢查的照片也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，我們在尺寸、偏繞、焊接、安全距離、外觀，所有都是用圖片進(jìn)行判斷，同時也進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理。對于設(shè)備，我們對于刀具、工具的壽命，以及設(shè)備保全狀態(tài)，以及設(shè)備關(guān)鍵配件的數(shù)量也進(jìn)行數(shù)據(jù)化管理，這里面我們每一臺設(shè)備或者每一個刀具編號都是唯一的，對他的壽命、保養(yǎng)周期、時間、保存的狀態(tài)、形態(tài)，都會進(jìn)行管理。
這是數(shù)據(jù)化的自動實時統(tǒng)計分析，我們實時的SPC分析，我們舉個例子，涂覆在一號線的，這里面MES的系統(tǒng)會自動顯現(xiàn)設(shè)備的參數(shù)和能力分析這是管理涂覆分析和系統(tǒng)自動分析，這是直方圖。在系統(tǒng)化方面，我們首先建立一個可追溯的體系，剛才設(shè)備來說，以二維碼為載體，我們從頭到尾，每個階段都有自己的二維碼，包括作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)時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(shù)據(jù)以及檢測照片，我們會保存15年，就是說整個電池汽車整個使用生命周期。
數(shù)據(jù)化，左邊這個數(shù)據(jù)系統(tǒng)我們分成人、機、料、法、環(huán)、測，MES都可以進(jìn)行追溯，什么人在什么時間做的。整個過程檢驗什么人做的，什么時候半成品，這是檢測的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)化，我們進(jìn)行多系統(tǒng)的交互處理概念，整合生產(chǎn)運營、生產(chǎn)管理、材料管理、標(biāo)準(zhǔn)、郵件系統(tǒng)等多種系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同管理。這是我們整個框架，實際它的核心就是MES+ERP，我們這里面有幾個比較有特點的地方，一個是郵件管理系統(tǒng)。一般的企業(yè)郵件管理系統(tǒng)是獨立的，我們的郵件系統(tǒng)是應(yīng)用于整個生產(chǎn)過程，一旦設(shè)備或者某一道工序發(fā)生異常，會自動通過郵件系統(tǒng)來報警，通知相關(guān)人員。同時我們的標(biāo)準(zhǔn)管理系統(tǒng)，所有的標(biāo)準(zhǔn)全部在系統(tǒng)里面，每次生產(chǎn)調(diào)出防止誤用。這里面就是我們具體的系統(tǒng)，我們在組裝、化成等各自獨立的體系，上面幾個相對應(yīng)。這是我們材料管理，我們采購了SRM系統(tǒng)，與供應(yīng)商的系統(tǒng)會連接，發(fā)送訂單給供應(yīng)商，我們訂單信息會自動傳遞到倉庫，倉庫據(jù)訂單收貨，然后委托檢驗。制造，從生產(chǎn)計劃調(diào)出標(biāo)準(zhǔn)PLM，從PLM系統(tǒng)調(diào)出標(biāo)準(zhǔn)，核材料的檢驗情況進(jìn)行投入，同時整個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(jié)，我們認(rèn)為通過自動化、數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)化實現(xiàn)大規(guī)模智能制造，它的核心目的，就是為顧客創(chuàng)造價值。我們通過自動化，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)降低成本，通過數(shù)據(jù)化，實現(xiàn)最佳的一致性和安全性，通過系統(tǒng)化，把整個公司全部資源來保證客戶的需求。
以上是我的報告。謝謝大家！
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