【儀表網 儀表企業】無論是馬路上飛馳的電動車，還是天空中翱翔的無人機，亦或是人們從不離手的智能手機，都離不開鋰電池的強勁動力。
 

 

　　新能源時代，鋰電池的重要性無異于移動設備的“心臟”。然而，只有安全、高質量、高性能的材料作為基礎，“心臟”才能健康有活力的跳動，為新能源時代提供的動力和能量。基于此，鋰電池材料行業近年來飛速發展，具有廣闊的市場前景，吸引了大量企業的涌入。
 

　　天原集團是一家具有70多年化學合成歷史的企業，近年來，公司參與投資成立了宜賓光原鋰電材料有限公司(宜賓光原)和宜賓鋰寶新材料有限公司(宜賓鋰寶)，全力進軍鋰電池行業。其中，宜賓光原專注研發和生產鋰電池正極材料前驅體，宜賓鋰寶則集鋰電池正極材料研發和生產于一體，兩者產能配套，規劃在十四五末期前驅體和正極材料產能都達到10萬噸。
 

　　天原集團副總裁王政強表示：“我們的目標是將這兩家企業打造成新型、高穩定性的智能工廠，力爭在產能規模和技術水平上都在國內鋰電行業處于靠前水平。這一目標的實現離不開一位數字化經驗豐富，安全可靠的合作伙伴提供助力。通過與施耐德電氣智能制造專家團隊的探討，我們共同制定了公司的數字化藍圖，整個智能制造項目從頂層開始規劃，分布實施，目前已經取得了顯著成果。”
 

　　失之毫“鋰”，差之千里
 

　　日常生活中，假如我們的衣服上落了些塵土，大可用手一撣便罷，但是相同的情形如果出現在鋰電池正極材料的生產線上，那就會失之毫“鋰”，差之千里。
 

　　正極材料是鋰電池電化學性能的決定性因素，直接影響電池的能量密度及安全性。其在生產過程中如果某種元素含量超標，或是混入了微量的粉塵，都有可能因為“質量放大效應”造成嚴重的后果——或者是整批產品直接報廢，或者是導致爆炸等安全事故，所以正極材料的質量對下游產品而言至關重要。
 

　　質量就是鋰電新能源的生命，為了牢牢守住這條生命線，宜賓光原和宜賓鋰寶需要嚴格把控產品質量水平，保證產品質量的一致性。宜賓鋰寶總經理顏華表示：“依托EcoStruxure架構， 施耐德電氣為我們提供了包含ATV310H、ATV610、ATV630系列變頻器、C65系列、NG125系列小型斷路器，以及AVEVA InTouch軟件、AVEVA Historian實時數據庫和LIMS實驗室信息管理系統，并結合宜賓鋰寶公司實際情況，為我們開發了覆蓋整套鋰電池正極材料生產裝置的制造執行系統(MES)，搭建了生產執行過程信息化管理技術方案，由此實現了從上游原材料到下游產成品質量控制一體化的管理模式。”
 

　　在生產過程中，這套工藝覆蓋全面的MES系統就如同一位盡職盡責的質量監督員，用“多重保險”保障著產品的質量水平。
 

　　鋰電池正極材料的生產流程十分復雜，原材料要在宜賓光原經過溶解、反應、離心、干燥、包裝五大環節變成前驅體，而后在宜賓鋰寶經過配料、高混、一燒、粉碎、批混、過篩、除鐵、包裝重重步驟，才能變為決定鋰電池性能的正極材料。這期間涉及多個不同專業人員的協作與配合，信息需要在不同工種的人員之間傳遞和流轉。MES改變了傳統紙質文件或單據傳遞信息的模式，改由系統全面接管。這樣既能避免數據在流轉過程中的錯誤和遺失，又能實現生產計劃、排產、設備、品質、調度、統計、操作與計量數據源的統一。通過給每個產品建立詳盡的質量數據“檔案”，MES系統得以有效監控和追蹤整個生產過程中的質量控制，從中找出控制不力的地方，并逐步加以改善。
 

　　除了數據層面，MES系統還能將先進的管理理念固化成可執行的管理業務流程，將質量管控的責任落實到人。如果將ERP比作“高層領導”，它的職責就是定目標、談規劃，但是目標具體該怎么變為現實，還需要MES這樣的“基層管理者”，把制造過程中的質量管控點切實落實到生產現場的異物管理和對應的操作人員身上，從而消除管理死角。
 

　　如果生產過程中出現任何異常，比如物料被意外污染或者設備發生故障，MES系統都會立即通知相關人員及時處理，避免后續更大的經濟損失。
 

　　顏華對這套系統給予了高度評價：“MES系統在制造環節，提高了產品質量穩定性；在生產管理方面，實現了各板塊業務數據源的集成統一。它能高效協調各部門間的工作，實現生產制造執行過程的信息化自動管控。目前，公司的生產制程能力CPK達到1.67，在國內、乃至亞洲都處于先進水平。”
 

　　正向追蹤，反向追溯
 

　　得益于鋰電池材料和工藝的不斷改進，電動車能夠跑得更遠，無人機能夠飛得更高，智能手機能夠續航更長……這些以新能源為動力的產品和人們的日常生活息息相關，一旦出現電池安全事故，輕則導致財產損失，重則危及生命安全。
 

　　尤其是在新能源汽車領域，一輛電動汽車上裝有幾千節電池，哪怕其中只有一節的性能和其它差異較大，都有可能在充放電過程中因發熱引起不安全事故，因此，新能源汽車整車廠往往會要求上游的動力廠家提供完整的溯源數據。
 

　　為了開拓更為廣闊的新能源市場，宜賓光原和宜賓鋰寶從建設之初就尤其關注產品質量數據的可追溯性。要想實現這一點，就必須打開車間管理的“黑匣子”，實現生產數據的實時反饋，讓管理人員能夠對生產現場的狀況盡在掌握。
 

　　為此，宜賓鋰寶提出了建立帶批次控制功能的過程控制系統集中控制方案，即在過程控制系統完成自動化控制的同時，建立以批次號為關鍵字的涉及配方、生產過程實時數據、報警數據和實驗室檢化驗分析數據的數據建模，為MES提供歸集好的數據源。
 

　　得益于從底層到頂層的數據打通，每當ERP下發訂單時，MES都能自動獲取每個批次產品的配方、工藝參數、操作人員等數據。一旦發生問題，系統則可以對設備、人員、工序、供應商、環境等多個要素進行追溯。
 

　　顏華對此表示：“我們兩家企業都應用了施耐德電氣的MES系統，所以可以利用批次管理模塊實現從上游宜賓光原提供的原材料到下游宜賓鋰寶產成品的完整溯源，通過對質量檢測、工藝指標、生產記錄、生產管理等八大模塊的信息追溯管理，做到了正向追蹤、反向追溯以及生產過程中任意節點的追溯。”
 

　　持續優化，快速迭代
 

　　隨著萬物互聯時代的到來，越來越多的設備被賦予了“移動性”和“智慧”。它們的外觀迥異，功能多樣，對電池供電的要求也不盡相同——有的追求性價比，有的追求高安全，有的追求長續航，有的追求大容量……這意味著不同的應用場景需要不同性能的鋰電池來提供動力支持。
 

　　相對的，鋰電池材料也是高度定制化的產品，往往需要根據下游客戶的具體需求進行研發。對宜賓光原和宜賓鋰寶而言，基于工業大數據平臺，持續優化產品配方、加快產品迭代速度，是其在未來贏得市場先機的“制勝法寶”。
 

　　目前，基于和施耐德電氣的合作，兩家企業已經為工業大數據平臺奠定了良好的基礎。MES與其他系統之間的無縫集成使得配方數據、工藝數據、產品性能測試數據等關鍵信息都能被完整的記錄在系統之中，還能自動生成報表進行展示，節省了人工收集、對比數據的繁瑣工作。
 

　　通過對關鍵數據的長期跟蹤，宜賓光原和宜賓鋰寶能夠基于大數據分析獲得關鍵洞察，從而實現對產品的優化和改進，在產品研發上快人一步。
 

　　結語
 

　　倘若沒有質量過硬、性能高超的材料，即使設計再創新、工藝再先進、檢驗再嚴格，也無法生產出高質量的工業產品。因此，擔當著“工業基礎”重任的材料工業直接決定了未來工業發展的高度。未來，宜賓鋰寶將繼續與施耐德電氣攜手共進，實現鋰電池行業的高效和可持續發展，用高性能的材料賦能未來已來的能源新時代。