“提质降本”大势所趋动力电池智能制造提速

[公众号：动力电池网]新能源汽车产销两旺的2018年，却是动力电池行业的“多事之秋”。从政策补贴大幅滑坡到行业结构性产能过剩，再到原材料价格剧烈波动，令动力电池企业苦头吃尽。然而这些只能算“开胃小菜”，今年以来整车企业对动力电池提出更大的降价要求，要求电池成本降至1.2元/Wh，与去年相比降幅约25%。

为何整车企业那么有底气？因为在业内人士看来，国内动力电池的成本依旧存在下行的空间。中国科学院院士欧阳明高曾表示，中国、美国和欧洲在电池平均成本上的目标分别为1元/Wh、0.1美元/Wh和0.1欧元/Wh。横向比较之下，我国动力电池成本依旧偏高，未来理想价为应为0.1美元/Wh。

松下锂电池制造成本最低

以宁德时代为例，尽管宁德时代的成本控制能力在国内表现出色，但相比国外巨头仍存在不小的差距。国际分析机构——瑞士联合银行近期曾对松下、LG化学、三星SDI和宁德时代的电池成本进行测试评估，发现松下锂电池成本最低，为111美元/kWh，而宁德时代则以成本超150美元/kWh位列末尾。

业内预估，2019年国内动力电池价格仍将下降10%-15%，动力电池企业想要继续保持利润增长，必须要在“提质降本”方面下工夫。动力电池成本的下降不外乎两条路径：首先采用新的材料体系提高能量密度；其次通过实现设备的智能制造，提高生产效率。而从短期来看，提升智能制造水平似乎更为可行。

智能制造逐渐成为共识

当前，动力电池行业的竞争越来越激烈，通过规模化、自动化生产实现“提质降本”的目标在业内已达成共识。而制造装备升级，对于动力电池企业来说，在降低成本、提高产品安全性和一致性等方面，都起着至关重要的作用。采用先进智能化生产设备，成为国内电池企业提高产品质量和竞争力的有效途径。

“动力电池是新能源汽车的核心部件，但是目前在国内有相当多产能和产品，其实是达不到新能源汽车的要求的。所以，实施智能制造对动力电池来说可改善效率、降低成本、提升质量，增强企业竞争力，同时促进动力电池高端装备的发展，更是实现动力电池各项指标重要手段。”天津力神杨华东提到。

政策方面，此前国家确定了200余项《智能制造综合标准化与新模式应用项目》的组织实施工作，其中涉及动力锂离子电池的智能制造项目10项，涉及电池材料、模组等的智能制造项目3项，引导着国内部分动力电池及产业链企业已经开始着手动力电池智能制造产线的开发，智能制造已是大势所趋。

动力电池智能制造已成共识

“整个动力电池智能制造架构，我认为将通过数据+模型实现，底层是机器、设备、软件和生产物料，中间是云的架构，所有的MES系统应该在这里得到云化，云化的目的是应用微服务的方式实现整个过程控制，最后通过APP实现对整个过程的管理、监控和使用，实现制造闭环。”吉阳智能总经理阳如坤表示。

据了解，作为示范点之一的力神电池天津高新区六期新工厂首条生产线已全部实现智能化生产。新工厂采用全自动生产线，建立从原材料到成品全方位自动化仓储物流系统，实现卷绕、装配、注液、化成、后处理等工序的生产自动化。同时通过引进MES系统，可以对产品进行严格的在线检测、判定，实时传输数据信息。

微宏动力在锂离子动力电池数字化车间建设方面也获得了工信部认可。据了解，微宏动力拥有全球少有的高度垂直整合的研发和产业化体系，能够把控从电池材料、单体到成组技术全链条的研发、中试和生产，实现产业链高效运转，保障了产品的高品质。而智能制造的实现，更增强了微宏动力的核心竞争力。

“如何在有限的时间和市场空间里，生存并蓄力发展，是接下来的时间内考验大部分动力电池企业的难题。“勤练内外功”做好提质降本增效，成为动力电池企业必修课。除改善现金流、稳固上游材料供应、确保销售渠道畅通外，打造智能数字化工厂已成动力电池企业必经之路”。麦子科技技术总监陈裕华表示。

而动力电池智能制造的趋势，也带来了设备的全面升级。“在经历前期的仿制探索阶段和消化吸收阶段后，国内设备企业已全面进入自主创新的新阶段。

在动力电池产品性能及生产效率提升需求的倒逼下，实现智能制造成为设备企业提升竞争力的必然选择，截止目前锂电池装备智能制造升级已初见成效。”业内人士提到。

不过尽管如此，我国电池产线整体自动化、信息化和智能化水平，与日韩企业相比仍有不小差距。目前国内主流电池企业自动化水平只有70%左右，而日韩电池产线自动化、智能化水平达90%以上。

提升智能制造水平，缩小与日韩企业整体差距，才能加速推动动力电池产业由数量规模扩张向质量效益提升转变。

我国智能制造水平与日韩仍有差距

“近年来，国内锂电企业不论在技术上、还是生产规模上都在快速提高和扩张，个别锂电企业技术跟产能都处于世界领先，能继续支撑我们锂电产业在国际上的地位，有持续的竞争能力。我认为当前行业的短板还在设备上，主要表现在设备企业持续创新能力及自动化集成能力较低。”赢合科技董事长王维东表示。

杨华东也提到，智能制造对动力电池设备创新提出几大要求：

一是要求设备具有规范的通信标准，实现远程数据收集和传输，远程诊断和维护；二是稳定、可靠性高，确保工厂稳定运行；三是要具备高精度；四是自动化程度提高，减少人员因素影响；五是实现信息化与工业化融合。但截止目前，能达成这几个要求的设备企业不多。

智能制造诸多难点待解

那么，未来动力电池智能制造将会经历哪些阶段？比亚迪锂电池事业部副总经理沈晞这样描述，动力电池智能制造分五个阶段：1、机台自动化，产品流半自动化；2、产线和产品流自动化，非闭环环境；3、检验自动化，全闭环控制；4、配送自动化，维护自动化，全闭环控制；5、全面AI化，智能化。

沈晞表示，“截至目前，比亚迪还介于第二和第三个阶段之间。”言下之意即国内动力电池智能制造水平还比较低。“去年我去过成都西门子数字化工厂，个人认为德国的4.0比我们领先10年都不止，差距非常大，希望动力电池产业链上各位企业家能够共同推进智能制造的发展。”捷威动力联合创始人楚绍国表示。

智能制造系统以执行系统（MES）为核心。“智能制造系统不管是对人、对信息处理系统还是对生产线设备都有非常特殊的要求。所谓智能不仅是能执行，还要将生产过程中与品质相关的所有因素都采集起来，进行分析，得出结论，进行决策，而不是单纯地以自动化设备来提升效率。”塔菲尔副总经理罗登红提到。

西门子打造的无人化汽车产线

“智能制造系统最重要的是可以实现现场控制层、计划层及制造现场之间的信息进行互联互通，将生产过程可视化、透明化。产品生产现场环境、温度湿度、生产设备机号、操作员等，以及过程中产品检查的相关信息，可以通过系统分析出来，时刻知道产能、品质状况及中间存在的风险，提升品质的可靠性”。

然而作为智能制造的核心，目前国内MES技术水平相对落后。“国内目前并没有那家动力电池生产公司拥有真正成熟的MES系统软件和方案。”楚绍国表示，很多公司的MES系统都是在国外供应商的制造平台上进行二次开发，独立开发难度系数很大。因此智能制造感兴趣的企业多，实际应用的却很少。

陈裕华也提到，“虽然国内MES厂商很多，但专业从事电池行业MES的非常少。锂电MES是一门综合型学科，要求从业人员不仅要精通锂电工艺、设备、软件架构、工业4.0，还要了解企业IT服务和现场实施方法论。毕竟，不同动力电池企业需求不同，对于MES系统的选择也会影响到最终的上线效果”。

除了生产管理系统上存在问题，系统集成化低也是目前阻碍智能制造系统向前发展的技术难点之一。“企业间的信息化系统由不同的开发商进行开发，系统架构差异很大，这时就需要系统集成才能形成有机整体。”楚绍国指出，想要实现系统集成，就必须由电池企业和IT部门、软件开发商来共同研究和开发。

此外值得一提的是，当前锂电设备由单机加人工的分段集成，再到整线集成，这是锂电设备行业发展的趋势。有的客户是单机采购，然后自已集成；有的是客户提要求、设备厂家来集成。不管谁集成，这都是对MES厂商综合能力的考验。只有做到整线集成，才有机会为客户提供智能化数字化工厂解决方案。

比亚迪青海电池厂智能化生产车间

企业方面，当前大家对于MES的引入态度谨慎。原因有：对MES系统目标不清晰，很难平衡投入产出效益；二是对于产线工艺保密的担心，电池企业担心技术泄密；三是MES与生产现场的结合度非常紧密，并且MES系统属于持续性投资，如何实施非常不清晰；四是行业内可以借鉴成功样板屈指可数。

业内人士建议，目前动力电池智能制造正处于起步阶段，实现生产现场的互联互通是当前智能制造的关键，建议电池企业在初期阶段围绕品质追溯和设备管理维核心功能，实现对现场数据采集，工艺建模和信息化系统集成的基础性的投资。避免出现投资无效之后的再次推倒重建，造成不必要的投资浪费。

“上马MES系统的解决方案，究竟应该如何实施？总而言之，客户、企业应该搞清楚自己在这个阶段想要达成怎样的目标，有数据分析才有MES系统的成功实施。而且MES的实施是需要分阶段的，毕竟客户的需求在不断地发生着变化。因此智能制造的实施可能需要长期的实践和建设过程。”陈裕华表示。