钜大LARGE | 点击量：1245次 | 2022年07月01日
智能制造切忌"空谈"5大行业痛点亟待化解
现在行业都在说智能制造，但是什么是智能制造，智能制造究竟能给公司带来什么实在的好处，具体又该如何落地？"
G20锂电峰会成员公司吉阳智能董事长阳如坤向高工锂电直截了当的表示，目前国内锂电公司有关智能制造缺乏清晰的认识和理解，而在政策层面也缺乏切实可行的评估方法。
▲吉阳智能董事长阳如坤
在他看来，国内锂电行业目前还处于智能制造的"打地基"阶段，最为紧迫的当务之急是要建立一套电池厂产品、工艺、质量的信息模型，在信息模型的建立的基础上实现数字化、在大数据分析、累积、优化实现智能化，同时，要加快制造工艺及装备标准化的推进，两头并进能加速实现制造环节的标准化、模块化及数字化，然后才能做到基于数据的智能化。
基于这样思路，吉阳智能已经开始整合资源进行锂电制造的厂、产品、工艺、质量模型的建构和分析。准备有关现有电芯设计、工艺、生产流程的革新进行前期储备。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
同时，在阳如坤的主导下，吉阳智能还成为了全国电工专用装备标委下属锂电池制造设备成套标准制修订工作组带头公司，推动《锂电制造设备通用技术规范》的制定工作。
为了建立这个规范，阳如坤带头制定了锂电装备行业标准路线图。在征集设备、电池及行业专家建议的基础上，去制定锂电生产设备的标准进行制定或修订，目前，规范已经到了最后的评审环节。
在阳如坤看来，动力锂电池智能制造就是通过应用智能部件关键技术，对电池制造的浆料设备、极片制备、芯包制备、电芯装配、干燥注液、化成分容和电池Pack的过程实现三高三化应用，建立数字化锂电池车间、包括来料数字化、制造过程互联互通互操作、制造质量的在线检测智能部件、机器人自动化组装、智能化物流和仓储，信息化生产管理及决策系统实现动力锂电池制造的智能化生产，确保动力锂电池高安全性、高一致性、高制造效率和低成本。
然而，不可忽视的是，动力锂电池产业链的智能制造仍然面对很大的发展障碍。一是基础数据层的标准化没有实现标准化，工序间无法做到互联互通；二是锂电的制造模式属于流程型和离散型的混合模式，加剧了产业数字化/智能制造的难度；三是动力锂电池尺寸标准规格不统一，我们国内公司生产了150多种不同规格的电芯，导致单一车型销量相对较少，限制了标准化规模化智能化的制造发展。
动力锂电池制造CPK提升迫在眉睫
真正的智能制造不是空中楼阁，而是能够通过切实可行的方式来提升制造效率、品质，并降低成本。
这其中，制造的合格率就是一个关键的考核标准。阳如坤认为，动力锂电池的制造合格率，是动力锂电池公司生存的关键，不仅关系到制造公司的成本，更关系到动力锂电池的安全。
据悉，国内公司平均动力锂电池的制造合格率只有90~93%的水平，动力锂电池的核心工序大约有20个，每个核心工序的工序能力指数CPK在1左右，工序合格率99.73%，电芯的总体制造合格率只有94.7%，电池制造的核心工序能力有待提升。
"传统汽车要求核心零部件公司的CPK值为1.67，而我国动力锂电池公司大部分都在1.5以下。CPK值反映的是电池的品质，直接影响的是电池的安全和成本。"
而从成本角度来讲，阳如坤算了一笔账，按照目前动力锂电池成本1.5元/wh，1Gwh的生产线，1%的合格相当于1500万元，这对动力锂电池公司来讲不是一个小数目。
阳如坤认为，动力锂电池制造核心工序能力指数必须达到CPK>1.33，工序合格率99.99%，电芯的总体制造合格率将达到99.8%，这才是智能制造的未来和方向。
5大痛点掣肘动力锂电池智能制造
国内要推动智能制造落地，先围绕当下行业存在的痛点进行集中攻关，阳如坤看来，这包括了行业标准滞后、动力锂电池设计规范缺失、制造工艺一致性差、装备技术及自动化的水平低、跨行业协作程度差等现实问题。
最大的痛点首先是标准规范的滞后。之所以选择承担《锂电制造设备通用技术规范》的制定工作，很重要的一个因素是，阳如坤看到，国内电动汽车的研发和产业化工作发展很快，而相关标准的制定、修订工作周期相对较长，现有的新能源汽车标准体系和标准对一些新技术和新产品覆盖不全面，存在某些产品或某些技术领域缺乏标准或标准不能满足的情况，同时还存在标准的制修订工作跟不上发展要的情况。
对此，他的建议是，通过公司、行业、政策的三者结合，尽快制定、落实动力锂电池标准和行业管理规范，强化标准的规范化用途，进一步规范动力锂电池的市场秩序，有效进行资源整合及配置。
其次是动力锂电池的设计规范缺失，阳如坤介绍，截至目前，动力锂电池在设计上没有统一的、可遵循的规范，动力锂电池的设计模型没有完全建立，设计的准确性差，缺少有效设计验证，更谈不上制造数字孪生，致使不同公司的设计思路不同，同一公司的设计思路也经常反复修改，造成动力锂电池从设计到规模量产不断修改、时间过长，产品量产成熟的周期长，动力锂电池性能上也有较大缺失。
电池厂商往往只追求其产品在某个方面达到最优性能，缺少对动力锂电池综合性能的评估及平衡，例如只追求动力锂电池的容量，这就造成了动力锂电池市场产品种类过多，质量参差不齐的混乱状态。
阳如坤认为，动力锂电池性能的设计顺序要遵守三个原则：第一原则是安全、自放电、可靠、一致、耐久；第二原则是成本、循环、倍率、容量；第三原则是尺寸、内阻，高低温性能。痛点三是制造工艺一致性差。动力锂电池制造厂很难把控每道工序的各个细节，以达到较高的一致性。
以正负极浆料制备环节为例，物料配比和固液比不精确、原材料一致性差，导致活性物质、导电剂、粘结剂不能按正确比例充分混合并均匀分散；不同环境以及不同的搅拌工艺、搅拌速度、搅拌温度、搅拌时间等都会影响浆料的分散性。
针对这样的问题，阳如坤正在主导制定动力锂电池大规模智能化制造路线图，包括立项研究电池制造工艺、制造方法、制造装备等；建立动力锂电池制造标准及装备标准，以标准来化解目前的制造工艺问题。
由于没有制造标准，动力锂电池制造过程由非常复杂，影响制造质量、制造效率的因素众多，各个公司自己的理解和重视程度的不同，导致电池公司的制造水平和制造质量的差异，在此迫切要强强联合、达成共识、取长补短、共同推进，这才是我国锂电制造业的未来。
此外，动力锂电池在智能制造的进程中还面对制造装备技术差距大、自动化水平低的现状。和国外设备相比，国内设备在包括精度、速度、可靠性、无人化、可视化、信息化等方面存在一定差距。
有关设备的性能提升，阳如坤的思路是，开展大规模、持续化制造技术及装备的研发，专项推进、统一规划装备的研发和制造。
"有关装备制造公司而言，要加大研发投入，在设计装备时，要充分沟通，活用上下游资源，明确开发目标，同时要充分考虑全生命周期内的失败成本，还应充分利用建模和仿真分析，重视机理研究。"而这，也是吉阳智能目前正在进行的实践和探索。
而在具体制造上，国内动力锂电池的产品设计和制造工艺技术没有完全成熟，特别是电池模组的关键生产工艺设计不成熟，验证不够充分，一次通过率低，且较难实现在线自动测试及品质追踪。因此，动力锂电池系统生产仍以半自动化为主，仅有少数电池厂商实现了动力锂电池模块或模组的自动化生产。
化解这个问题，就要以"过程检测和信息化管理"为核心，以品质管控为优先考虑原则，加快自动化生产的进程。
除了上述问题，动力锂电池制造向智能化迈进的还有一大痛点是跨产业及产业内协作不给力。
我国动力锂电池产业内部不同类型参和主体和公司之间的协助也存在不足。在动力锂电池负极材料开发过程中，负极材料假如只凭研发公司自身努力提高容量，难度较大。假如跟动力锂电池公司及正极材料等电池材料公司协同开发，提高容量的过程就变得相对容易。
而现实情况是，负极材料公司和动力锂电池公司、其它电池材料公司之间的协作不充分。动力锂电池产业内的其它不同公司，也存在类似的协同不足问题。对此，阳如坤表示，电芯公司、BMS研发公司、电池包系统PACK公司、装备公司、检测中心和整车公司等公司强强联合，加强供应链协同合作，将各自的优势充分发挥，扬长避短，才能有所突破。
在吉阳智能所在的设备领域，阳如坤也正在推进协同创新，通过和同行公司联合及专业化分工，分类解决专业问题，通过不同工序设备公司间的合作解决目前的精度、稳定性以及效率问题。
