自動化、數據化、系統化——三星動力電池智能制造
圖為三星環新（西安）動力電池有限公司副總經理金明先生發表主題演講
為了幫助企業客觀分析2016年動力電池行業運行情況，正確把握行業發展趨勢，加大動力及儲能電池的開發應用，由中國化學與物理電源行業協會和電池中國網聯合主辦，雙登集團股份有限公司、壹能（北京）網絡科技有限公司共同承辦的“2016年第五屆中國電池市場年會暨2016年第一屆動力電池應用國際峰會、2016年第二屆中國電池行業智能制造研討會”于11月14日在北京拉開帷幕。本次年會聚集了來自政府主管部門領導、知名科研機構專家、新能源汽車動力電池產業鏈上中下游的企業家、投資機構代表以及媒體記者等500多人參會。
在本次會議上，三星環新（西安）動力電池有限公司副總經理金明先生做了題為《自動化、數據化、系統化——三星動力電池智能制造》的專題報告，以下是根據速記整理的內容，未經本人審核，僅供參考。
金明：非常感謝協會和秘書長的邀請，讓我有機會與各位來賓、各位同行一起交流三星環新智能制造的經驗。如圖，這是我們的工廠，屋頂黑色的就是太陽能發電的裝置，后面是ESS儲能，我們作為動力電池制造企業和智能制造企業要做一個樣板。
我報告分為兩部分，第一，我們公司的介紹。第二，我們智能制造的經驗。我們公司全稱是三星環新（西安）動力電池有限公司，我們目前注冊資本是11.5億人民幣，投資總額是28億人民幣，座落在西安高新區，現在員工有660人。股本構成韓國三星SDI占50%、中方是安徽環新集團占35%、西安高科及占15%，我們這個公司是三方合資、兩方管理，雙方對等派出高級職員，董事長是中方，SDI和安全環新集團各派出6名高級職員。總經理由韓方擔任，我是中方代表副總經理。
這是我們公司的發展歷程，2014年6月18日拿的營業執照，8月18日開工，2015年6月16日開始生產94安時，2015年10月22日竣工儀式，2016年7月6日馬凱副總理到我們這里視察，這是我們取得的認證。
這是我們公司的規劃圖，一線已經建成，二線、三線正在建設中，那邊是獨立的動力車間，還有我們整個評價體系，包括電芯的安全評價、模組和PACK的安全評價以及電芯的性能測試中心，我們現在占地面積15.2萬平方米，已經建成的6.8萬平方米，一期分兩次投資，已經完成產能1.3GWh，現在正在建設的完成后將達到4.0GWh。這是我們公司的產品，剛才幾位講到了，我們是卷繞加硬殼的組合，目前我們兩個產品平臺，一個是94安時的、一個是37安時的，94安時是給德國寶馬i3的，下一代產品120安時也保持同樣的尺寸。37安時是采取PHEV2的尺寸，后面我們模組也是兩個平臺，一個是94安時的模組，有五串兩并和十串一并的。
第二個，我想講一下我們對智能制造的理解。如果我們把智能制造理解成一個智能汽車的話，我想自動化，包括自動化設備、物流包括自動化檢測，是智能汽車的一個最基礎的兩個車輪，通過大數據分析自動鍵控，我們與多種綜合，供應商管理系統、郵件系統、材料管理標準、生產設備、顧客等多系統協作，能夠達到先行預判和柔性生產，這樣形成整體的智能駕駛的目標。我們認為自動化是智能制造的基礎，數據化是深化智能制造的一個手段，系統化最終達到智能制造的目的，自動化我們用馬凱副總理到我們公司視察的時候做的簡單總結，生產自動化檢測、自動化檢控，這是馬凱副總理看完之后對我們的評價。數據化方面，我們把所有檢查的數據全部都整理，找到2000個因子，包括產品特性式過程特性。第二個，盡最大可能的使用影像信息把它進行數據化。第三個，設備、環境、工裝也進行數據化管理。我們又引進了很多的系統，待會兒我會詳細說明，進行多系統交互式的協同管理，做到百分之百的雙向可追溯。自動化，我們首先從自動化生產方面介紹，剛才我聽了幾個做設備的，聽著很熟悉，在我們這兒基本上都有應用。自動混料方面，我們會做到自動投料、自動輸送、自動涂覆，我們的攪拌機是2300L世界最大的單體攪拌機。后面自動涂覆就是我們自動混料之后通過管道輸送到自動涂覆線，我們是采用水蒸氣干燥，能力利用能夠提高30%以上。到下面就是混壓和分切是一體完成的，組裝、化成和模組工序，組裝生產線，整個物流百分之百自動和流水線，從卷繞開始百分之百的自動化流水線，化成也是百分之百自動。模組生產線，是百分之百的自動化流水線的生產線。
自動化檢測方面，剛才說到我們有2000項因子，包括產品特性式過程特性。自動檢測，我們全部百分之百的自動檢測、百分之百的在線檢測，并且最大程度的使用高清快速照相系統進行檢測判定，同時我們對環境也是24小時百分之百的實施檢測。我們采用行星式攪拌，確保攪拌的均勻性。自動檢測項目有投料重量、攪拌時間、溫度、轉速、漿葉等。卷繞工序，我們每一臺卷繞機檢測項目是159項，主要的檢測項目有材料代碼、長度、正/負極、隔膜、張力、速度、卷繞、短路、尺寸、速度等等。這是外觀檢查，采用高清攝像，能夠檢驗出微米級的氣泡。自動化監控方面，我們采用多系統的交互，大數據分析，達到自動化監控，這里面幾點，第一，是設置自動防錯裝置，防止人為失誤。第二，防止異常發生。第三，通過大數據分析，提前發現或者預知異常，持續穩定。
我們從四個方面進行自動化監控，環境、生產過程、標準、設備。我們整個生產過程中是沒有任何一張紙制的文件，即使是供應全部在系統里供應的。這是我們對自動化監控中間對環境進行自動監控，我們對四大工程環境管理項目有溫度、濕度、壓差、潔凈度。溫度我們控制在正負2度，濕度露點在負32度。我們自動探頭，自動收集數據。中央監控系統，會對整個環境監測24小時檢控。環境發生異常的時候，設備會自動進行調整，風機和除濕機會自動啟動，直到環境恢復。
自動化檢查，我們會對自動化檢查結果進行整體分析以及預防管理，這是我們2000項數據進行檢查，而且整個系統自動進行工程能力分析。設備會進行調整，這里面會重點說明一下，我們的設備整個系統一旦發生異常的時候，會自動發警報、發郵件，通過郵件系統發到相關的人員進行處理。對策，也用系統進行處理，最后形成閉環。這是我們自動化監控方面進行自動的鎖定，我們無論對產品還是對過程的參數，包括對體系的要求、對材料方法，一旦發現有任何的異常，都是通過MES系統對整個異常或者產品進行鎖定，可以鎖定到批次或者單個盤品，對某個設備加工的時候也會鎖定設備或者工序。
數據方面，我們對數據進行了分類，產品有關的分成三類，產品特性、過程參數、影像數據。對環境和設備方面，我們分成對環境的監控、對設備參數的監控、對工具壽命的監控。我們具體的對整個過程2000個因子的分布，我們有535個控制參數，在組裝有714個控制參數，在化成有243個控制參數，模組方面有503個控制參數。為了確保品質，我們最大化的采用視覺判定系統，同時視覺檢查的照片也可以進行數據化處理，我們在尺寸、偏繞、焊接、安全距離、外觀，所有都是用圖片進行判斷，同時也進行數據化處理。對于設備，我們對于刀具、工具的壽命，以及設備保全狀態，以及設備關鍵配件的數量也進行數據化管理，這里面我們每一臺設備或者每一個刀具編號都是唯一的，對他的壽命、保養周期、時間、保存的狀態、形態，都會進行管理。
這是數據化的自動實時統計分析，我們實時的SPC分析，我們舉個例子，涂覆在一號線的，這里面MES的系統會自動顯現設備的參數和能力分析這是管理涂覆分析和系統自動分析，這是直方圖。在系統化方面，我們首先建立一個可追溯的體系，剛才設備來說，以二維碼為載體，我們從頭到尾，每個階段都有自己的二維碼，包括作業標準、作業時間都有各自的一些管理方法。我們建立從產品到原材料、從原材料到產品雙向100%可追溯，追溯包括測試數據以及檢測照片，我們會保存15年，就是說整個電池汽車整個使用生命周期。
數據化，左邊這個數據系統我們分成人、機、料、法、環、測，MES都可以進行追溯，什么人在什么時間做的。整個過程檢驗什么人做的，什么時候半成品，這是檢測的數據。系統化，我們進行多系統的交互處理概念，整合生產運營、生產管理、材料管理、標準、郵件系統等多種系統進行協同管理。這是我們整個框架，實際它的核心就是MES+ERP，我們這里面有幾個比較有特點的地方，一個是郵件管理系統。一般的企業郵件管理系統是獨立的，我們的郵件系統是應用于整個生產過程，一旦設備或者某一道工序發生異常，會自動通過郵件系統來報警，通知相關人員。同時我們的標準管理系統，所有的標準全部在系統里面，每次生產調出防止誤用。這里面就是我們具體的系統，我們在組裝、化成等各自獨立的體系，上面幾個相對應。這是我們材料管理，我們采購了SRM系統，與供應商的系統會連接，發送訂單給供應商，我們訂單信息會自動傳遞到倉庫，倉庫據訂單收貨，然后委托檢驗。制造，從生產計劃調出標準PLM，從PLM系統調出標準，核材料的檢驗情況進行投入，同時整個按照掃二維碼投入進行使用。這是材料管理的例子。
最后總結，我們認為通過自動化、數據化、系統化實現大規模智能制造，它的核心目的，就是為顧客創造價值。我們通過自動化，實現大規模生產降低成本，通過數據化，實現最佳的一致性和安全性，通過系統化，把整個公司全部資源來保證客戶的需求。
以上是我的報告。謝謝大家！
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