新能源汽車產銷兩旺的2018年，卻是動力電池行業的“多事之秋”。從政策補貼大幅滑坡到行業結構性產能過剩，再到原材料價格劇烈波動，令動力電池企業苦頭吃盡。然而這些只能算“開胃小菜”，今年以來整車企業對動力電池提出更大的降價要求，要求電池成本降至1.2元/Wh，與去年相比降幅約25%。

為何整車企業那么有底氣？因為在業內人士看來，國內動力電池的成本仍然存在下行的空間。中國科學院院士歐陽明高曾表示，中國、美國和歐洲在電池平均成本上的目標分別為1元/Wh、0.1美元/Wh和0.1歐元/Wh。橫向比較之下，我國動力電池成本仍然偏高，未來理想價為應為0.1美元/Wh。

松下鋰電池制造成本最低

以寧德時代為例，盡管寧德時代的成本控制能力在國內表現出色，但相比國外巨頭仍存在不小的差距。國際分析機構——瑞士聯合銀行近期曾對松下、LG化學、三星SDI和寧德時代的電池成本進行測試評估，發現松下鋰電池成本最低，為111美元/kWh，而寧德時代則以成本超150美元/kWh位列末尾。

業內預估，2019年國內動力電池價格仍將下降10%-15%，動力電池企業想要繼續保持利潤增長，必須要在“提質降本”方面下工夫。動力電池成本的下降不外乎兩條路徑：首先采用新的材料體系提高能量密度；其次通過實現設備的智能制造，提高生產效率。而從短期來看，提升智能制造水平似乎更為可行。

智能制造逐漸成為共識

當前，動力電池行業的競爭越來越激烈，通過規模化、自動化生產實現“提質降本”的目標在業內已達成共識。而制造裝備升級，對于動力電池企業來說，在降低成本、提高產品安全性和一致性等方面，都起著至關重要的作用。采用先進智能化生產設備，成為國內電池企業提高產品質量和競爭力的有效途徑。

“動力電池是新能源汽車的核心部件，但是目前在國內有相當多產能和產品，其實是達不到新能源汽車的要求的。所以，實施智能制造對動力電池來說可改善效率、降低成本、提升質量，增強企業競爭力，同時促進動力電池高端裝備的發展，更是實現動力電池各項指標重要手段。”天津力神楊華東提到。

政策方面，此前國家確定了200余項《智能制造綜合標準化與新模式應用項目》的組織實施工作，其中涉及動力鋰離子電池的智能制造項目10項，涉及電池材料、模組等的智能制造項目3項，引導著國內部分動力電池及產業鏈企業已經開始著手動力電池智能制造產線的開發，智能制造已是大勢所趨。

動力電池智能制造已成共識

“整個動力電池智能制造架構，我認為將通過數據+模型實現，底層是機器、設備、軟件和生產物料，中間是云的架構，所有的MES系統應該在這里得到云化，云化的目的是應用微服務的方式實現整個過程控制，最后通過APP實現對整個過程的管理、監控和使用，實現制造閉環。”吉陽智能總經理陽如坤表示。

據了解，作為示范點之一的力神電池天津高新區六期新工廠首條生產線已全部實現智能化生產。新工廠采用全自動生產線，建立從原材料到成品全方位自動化倉儲物流系統，實現卷繞、裝配、注液、化成、后處理等工序的生產自動化。同時通過引進MES系統，可以對產品進行嚴格的在線檢測、判定，實時傳輸數據信息。

微宏動力在鋰離子動力電池數字化車間建設方面也獲得了工信部認可。據了解，微宏動力擁有全球少有的高度垂直整合的研發和產業化體系，能夠把控從電池材料、單體到成組技術全鏈條的研發、中試和生產，實現產業鏈高效運轉，保障了產品的高品質。而智能制造的實現，更增強了微宏動力的核心競爭力。

“如何在有限的時間和市場空間里，生存并蓄力發展，是接下來的時間內考驗大部分動力電池企業的難題。“勤練內外功”做好提質降本增效，成為動力電池企業必修課。除改善現金流、穩固上游材料供應、確保銷售渠道暢通外，打造智能數字化工廠已成動力電池企業必經之路”。麥子科技技術總監陳裕華表示。

而動力電池智能制造的趨勢，也帶來了設備的全面升級。“在經歷前期的仿制探索階段和消化吸收階段后，國內設備企業已全面進入自主創新的新階段。

在動力電池產品性能及生產效率提升需求的倒逼下，實現智能制造成為設備企業提升競爭力的必然選擇，截止目前鋰電池裝備智能制造升級已初見成效。”業內人士提到。

不過盡管如此，我國電池產線整體自動化、信息化和智能化水平，與日韓企業相比仍有不小差距。目前國內主流電池企業自動化水平只有70%左右，而日韓電池產線自動化、智能化水平達90%以上。

提升智能制造水平，縮小與日韓企業整體差距，才能加速推動動力電池產業由數量規模擴張向質量效益提升轉變。

我國智能制造水平與日韓仍有差距

“近年來，國內鋰電企業不論在技術上、還是生產規模上都在快速提高和擴張，個別鋰電企業技術跟產能都處于世界領先，能繼續支撐我們鋰電產業在國際上的地位，有持續的競爭能力。我認為當前行業的短板還在設備上，主要表現在設備企業持續創新能力及自動化集成能力較低。”贏合科技董事長王維東表示。

楊華東也提到，智能制造對動力電池設備創新提出幾大要求：

一是要求設備具有規范的通信標準，實現遠程數據收集和傳輸，遠程診斷和維護；二是穩定、可靠性高，確保工廠穩定運行；三是要具備高精度；四是自動化程度提高，減少人員因素影響；五是實現信息化與工業化融合。但截止目前，能達成這幾個要求的設備企業不多。

智能制造諸多難點待解

那么，未來動力電池智能制造將會經歷哪些階段？比亞迪鋰電池事業部副總經理沈晞這樣描述，動力電池智能制造分五個階段：1、機臺自動化，產品流半自動化；2、產線和產品流自動化，非閉環環境；3、檢驗自動化，全閉環控制；4、配送自動化，維護自動化，全閉環控制；5、全面AI化，智能化。

沈晞表示，“截至目前，比亞迪還介于第二和第三個階段之間。”言下之意即國內動力電池智能制造水平還比較低。“去年我去過成都西門子數字化工廠，個人認為德國的4.0比我們領先10年都不止，差距非常大，希望動力電池產業鏈上各位企業家能夠共同推進智能制造的發展。”捷威動力聯合創始人楚紹國表示。

智能制造系統以執行系統（MES）為核心。“智能制造系統不管是對人、對信息處理系統還是對生產線設備都有非常特殊的要求。所謂智能不僅是能執行，還要將生產過程中與品質相關的所有因素都采集起來，進行分析，得出結論，進行決策，而不是單純地以自動化設備來提升效率。”塔菲爾副總經理羅登紅提到。

西門子打造的無人化汽車產線

“智能制造系統最重要的是可以實現現場控制層、計劃層及制造現場之間的信息進行互聯互通，將生產過程可視化、透明化。產品生產現場環境、溫度濕度、生產設備機號、操作員等，以及過程中產品檢查的相關信息，可以通過系統分析出來，時刻知道產能、品質狀況及中間存在的風險，提升品質的可靠性”。

然而作為智能制造的核心，目前國內MES技術水平相對落后。“國內目前并沒有那家動力電池生產公司擁有真正成熟的MES系統軟件和方案。”楚紹國表示，很多公司的MES系統都是在國外供應商的制造平臺上進行二次開發，獨立開發難度系數很大。因此智能制造感興趣的企業多，實際應用的卻很少。

陳裕華也提到，“雖然國內MES廠商很多，但專業從事電池行業MES的非常少。鋰電MES是一門綜合型學科，要求從業人員不僅要精通鋰電工藝、設備、軟件架構、工業4.0，還要了解企業IT服務和現場實施方法論。畢竟，不同動力電池企業需求不同，對于MES系統的選擇也會影響到最終的上線效果”。

除了生產管理系統上存在問題，系統集成化低也是目前阻礙智能制造系統向前發展的技術難點之一。“企業間的信息化系統由不同的開發商進行開發，系統架構差異很大，這時就需要系統集成才能形成有機整體。”楚紹國指出，想要實現系統集成，就必須由電池企業和IT部門、軟件開發商來共同研究和開發。

此外值得一提的是，當前鋰電設備由單機加人工的分段集成，再到整線集成，這是鋰電設備行業發展的趨勢。有的客戶是單機采購，然后自已集成；有的是客戶提要求、設備廠家來集成。不管誰集成，這都是對MES廠商綜合能力的考驗。只有做到整線集成，才有機會為客戶提供智能化數字化工廠解決方案。

比亞迪青海電池廠智能化生產車間

企業方面，當前大家對于MES的引入態度謹慎。原因有：對MES系統目標不清晰，很難平衡投入產出效益；二是對于產線工藝保密的擔心，電池企業擔心技術泄密；三是MES與生產現場的結合度非常緊密，并且MES系統屬于持續性投資，如何實施非常不清晰；四是行業內可以借鑒成功樣板屈指可數。

業內人士建議，目前動力電池智能制造正處于起步階段，實現生產現場的互聯互通是當前智能制造的關鍵，建議電池企業在初期階段圍繞品質追溯和設備管理維核心功能，實現對現場數據采集，工藝建模和信息化系統集成的基礎性的投資。避免出現投資無效之后的再次推倒重建，造成不必要的投資浪費。

“上馬MES系統的解決方案，究竟應該如何實施？總而言之，客戶、企業應該搞清楚自己在這個階段想要達成怎樣的目標，有數據分析才有MES系統的成功實施。而且MES的實施是需要分階段的，畢竟客戶的需求在不斷地發生著變化。因此智能制造的實施可能需要長期的實踐和建設過程。”陳裕華表示。

 

 

轉載請注明出處。