2018年04月17日

贏合科技阮丹琳:智能工廠不是一蹴而就的革新 要從單機自動化做起

電池中國網


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圖為深圳市贏合科技股份有限公司銷售副總阮丹琳作主題演講


  11月16日,“2017’第二屆動力電池應用國際峰會暨第三屆中國電池行業智能制造研討會”在北京啟幕。本屆峰會由中國化學與物理電源行業協會和電池中國網共同主辦,天津力神電池股份有限公司聯合主辦;中國化學與物理電源行業協會動力電池應用分會承辦,無錫先導智能裝備股份有限公司聯合承辦。參加此次峰會人數超600人。

  在智能制造分論壇上,贏合科技銷售副總阮丹琳作主題演講,就智能電池工廠及未來發展趨勢進行了深入的探討。

  以下為阮丹琳演講內容:

  大家好!我是贏合科技的阮丹琳。

  我今天帶來的主題是解析智能電池工廠及未來發展探討。從三個方面來講一下,一個是何謂智能,一個是智能產線的未來發展,還有贏合在建設智能電池工廠的思考是什么。何謂智能?這是我找的汽車零部件的一個圖,我們鋰電池的產業也在朝這方向走,并且速度更快。智能工廠引入了大數據技術,對所有的生產過程進行分析管理,在計算機虛擬的環境中,對整個生產過程進行仿真、評估以及優化。最終將實現的是產線的自動化、互聯化。

  生產設備的網絡化、生產數據的可視化,生產文檔無紙化,生產過程透明化,生產現場無人化?,F在我們的智能工廠的狀態是什么?我們現在生產設備在與單機以及所有聯網的平臺情況下,單機數據能夠上傳到系統中,了解我們生產過程的設備實際使用狀態,這就做到了生產設備的網絡化。生產數據的可視化是來自于大量傳感器的應用,進入到我們系統中,使我們的生產數據可是化。系統對數據的處理,使生產過程中對數據進行批處理,使生產文檔無紙化。生產過程的透明化,來自于自動化水平的提高,使生產過程越來越透明,使人們在操作過程中越來越清晰的知道這個產品的制成過程中每個環節的流轉是什么樣子的。生產現場無人化,對于整線的設備自動化的提升,現在的工廠究竟能做到什么樣的無人化程度?

  我們進入到下一個主題,智能產線的未來發展究竟是什么樣子?這一頁我寫的比較多,電池制造行業當前的挑戰,屬于精密制造行業,對過程控制要求極其嚴格,必須進行規范操作。還有電池組裝行業的生產自動化程度偏高,如果在制成過程中一旦出現問題,我們系統沒有監測到的話,可能會出現問題。還有產品召回政策,我們的訂單何時交付,何處生產,如何確保產品質量,產品召回有什么對策?在我們設備制成過程中,通過跨系統并且跨工廠的溝通,能夠使我們的訂單在交付以及生產的時候得到一些信息處理方式。通過降低在制品,減少達到時間,減少不良品,能夠減少浪費。通過降低人員差異性,降低制造過程差異性,自動過程防呆的措施,在這個過程中我們可以確認我們通過這種方式可以去確保產品質量的提升。完整的產品追溯系統,保證了我們產品召回也可以清晰的知道我的產品從電極材料的投入到電池產出過程中整個過程電池實時生產的一個狀態。

  這張是來自于工信部2016年發布的一個智能制造生產2016專項行動實施方案里頭的一個要求。這里頭是有五個數據的,一個是要求運營成本降低20%,產品研制周期縮短20%,生產效率提升20%,產品不良率減低10%,能源利用率提高10%,有四點是跟設備強相關的。就像前面小伙伴們分享到的,設備單機效率的提升是提升我們生產效率的第一步。還有產品不良率的降低,我們所有的設備通過在線的傳感器,包括產品制成過程中有些監控方式,并且這些監控方式隨著產品的推進過程中,這些監測點變得越來越多,使得我們監測環節以及解決方案提升速率比較快,減少了我們產品的不良率。還有能源利用率,因為贏合在近兩年的時間里頭做了十幾條整包的產線,贏合有自己一些心得,在后面會提到。我們在能源利用這塊也比較有想法,自動化是智能化是未來鋰電設備發展方向,對工藝的柔和和自動化的穩定性和提高有非常重要的作用。

  這是我們動力電池智能工廠的要求,在鋰電池智能工廠,我在監控我的產品,在什么樣的狀態下,這個設備已經在管控過程中能實現的一點。還有在設備管理這一塊,我們現在的智能工廠正在朝這個方向在走。

  自動化系統集成,一個是系統控制,我們通過驅動系統,人機界面、工業通信等等,完成了我們對智能工廠大腦的一個提升。通過我們的傳感器,射頻的技術,條碼技術,壓力傳感器、溫度傳感器,包括很多傳感器技術的使用和數據的提取,使我們智能工廠就像長了眼睛一樣,可以看得到整個制成過程中所有的點。再就是一個自動加工設備的使用,一個是我們的機器人還有我們的數控機床,在我們設備制成里頭去大量的使用,提升了我們所有單機設備零部件加工的精度。還有我們這幾年發展比較快的,自動化的加工設備,這幾年物流系統包括我們AGV在我們工廠里應用也是日新月異的發展。

  我們再來看一下商業目標和制造目標,這里頭的區別是什么?對鋰電池廠來說有四個訴求,一個是降低成本,避免來料浪費。還有我想要提高綜合的設備效率,降低設備平均時間,提升產品品質。再就是我要在這個過程中去優化我的制造過程,極大的改善貫穿整個產品生命周期的制造過程。根據智能系統反饋,反過來改進產品的設計生產以及檢測。還有希望我的產品能夠更好的服務于我們鋰電池廠的客戶,比如它能夠及時響應客戶的要求,并及時解決分析產品投訴等問題。對設備廠來說,我們在做一些什么事情呢?比如我們增加了很多的問題檢測點,包括一些時間檢測,盡早的報警,并且做到了一些預防性措施。閉環的控制,從問題發生的時候就開始分析,比如停機,分析停機的原因是什么,并且給出一個處理方案,關閉問題。這樣一個全程的閉環控制,最后輸出我是一個什么樣的解決問題的模型,給到我們的維修人員。通過統計過程中并且更高的分析工具,去發現這些問題,發現這些問題深層次的原理是什么,將這些隱藏的問題可視化,引導作業員或者維護工程師進一步快速解決問題。通過長時間的歷史數據來建立問題的演化過程模型,在演化過程模型的位置依次來判斷即將有可能要發生的事情。比如可以預測機器手的生命周期等等,用到我們鋰電池行業,我們實際也有很多在設備上的易耗品,比如我們的模具,我們的切刀,可以通過我們一些集成數據的提取并且分析方式,及早判斷我這里面有沒有發生在原來生命周期里面有些形變的異點。

  智能制造系統究竟有哪幾步,一個是問題發生,然后建立分析模型,解決問題,系統獲取經驗,通過這些獲取的經驗,改進了模型,以避免問題的再次發生。重點講一下智能制造系統很關鍵的一個環節—機器學習,機器學習最早提出來是來自于通用電器,它可以改善我們的流程,使生產率整體提升20%,是整個工廠效益非常重要的一個環節。機器學習可以優化我們的工程和財務,本來這兩個部門是不相關的部門,但是這兩個部門必須協作,機器學習可以優化工廠以及需求方面的分析,使我們產品的工作流,價值鏈的決策,可以在這個過程中體現的更加明顯。

  同時機器學習也是優化了供應鏈和創造更大經濟規模的一個理想手段,通過使用機器學習,購買者和供應商能夠更有效的進行協作,減少庫存的一個情況,提高預測的準確度,更好的滿足客戶的實踐要求。

  我們講一下機器學習里頭對我們設備最重要的一個環節,我們設備里頭做到了機器學習,OEE的提升,作為鋰電池廠的領導們、同事們都會特別重視。舉個例子,我這個地方做了一個沖壓線OEE的舉例,我們監測OEE下降到65%,在解決方案里頭,12個月過程中,持續性的向產線進行一個數據的獲取。比如每15秒鐘從設備上收集15個操作參數,將這些數據進行長時間的監控和整合,以了解停機、報警發生的原因。

  對于設備來說,隱藏問題的檢測,大概有下面幾個流程,是這樣實現的。我隨即拿了一張滾軋機的圖片,滾軋機給機器的數據,對數據信號進行處理。在這個過程中獲得一些特征,將這些特征數據進行聚類和分類,找出異常點,用可視化的方式呈現到員工面前,最后分析出這個問題的原因來自于哪里,并且去解決這些問題。對于這種設備來說,可以舉個例子,比如每隔五分鐘間隔性的去獲取一些數據快道,比如我獲取了速度、壓力、溫度、張力等等這些傳感器給到我的信號,在這些過程中我可以看到數據的變異,來更好的了解我的設備,對單機來說,它的設備制成發生一個什么樣的變化。

  在這個過程中,我們可以看到,本來我數據快道里面這些綠色的點,應該數據取到的一些點??墒钱斎祿芷谶^程中,進入到了黃色區間的時候,我們的機器就會對人進行一個預警,這樣可以避免我們的設備進入到紅色的環節里頭去,導致比較嚴重的設備故障而引起停機。對于整個工廠來說,機器與機器之間同類型設備非常多。對于單機數據提取,再把它放回到我們整個工廠來說,工廠同類型的設備,機器與機器之間有一個自比較的能力,控制機器之間的差異,性能更好的機器能夠自我報警,請求服務。

  剛才講的是點,現在回到面上,所有的單機設備的信息,回到我們單機設備放到工廠里,工廠有自動化機器,有設備,最后回到了我們整個工廠聯網的系統里。對于大數據機器人來說,所有的數據提取來源于底下所有數據的一個輸入。大數據的通用平臺,一個是來自于傳感器的導入,一個是來自于有可能產生的車間里頭的人員對于我們機器上面現在暫時還不能提取,或者制成過程中還不能提取的一些檢測數據,輸入到整個大數據的通用平臺里。再加上儀器儀表的監控,使整個工廠形成一個完整的大數據的通用平臺。還有一個OEE的監控,剛才我反復講到這一點,OEE是一個綜合指標,85%是現在世界級的機器的OEE的性能水平,而現在國內工廠大部分停留在65%左右。

  我們來看一下贏合,贏合助力建設智能電池工廠。智能工廠不是一場突然而至的革命,也不是一蹴而就的革新。贏合集團將新技術的研發和不斷優化改進融合到自己的企業里,自動化、信息化、智能化符合贏合邏輯的下一步,我們建立智慧工程模型,為智能電池工廠的建設提供最大助力。我拿出贏合的一款機器跟大家分享,可以做到低張力的控制,我們研發了超薄的貼膠,做到高能量密度,盡可能減少在空間中的一些浪費。

  贏合的解決方案,有120天的交鑰匙工程。我希望贏合協助電池工廠來建設一個整線的鋰電池設備,同時同步了完成信息化、自動化、智能化、無人化、隧道化。比如對于自動化的單機來說,是贏合本來應該做到的一個任務。我們近兩年收購雅康,收購國內的一些比較優質的設備廠家,使我們的自動化單機水平得到長足的進步。同時在整線工廠解決方案,共同打造一個整線的解決方案給到我們客戶,所以能做到120天的一個交鑰匙工程。謝謝大家!

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稿件來源: 電池中國網

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