科索沃

锂电池制程的环境数字化管控思考

发布时间:2022/7/16 12:17:02   点击数:

美国《国会山》日报年4月7日发布了一段美国副总统哈里斯的讲话,哈里斯称自己参加过很多美国外交政策会议,她说,过去很多年,几代人都在为石油而战。这句话毫无疑问的暴露了M国频繁发动战争的真实目的能源之争。

哈里斯说了句大实话,从第一次海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、第二次海湾战争、叙利亚战争,老M发动的每一场战争一个重要目的就是为了控制世界的石油资源。俄乌战争是今年最大的新闻,战争的背后欧美俄各方围绕能源又展开了一场“没有硝烟的战争”。

Z国作为能源进口国,对石油高度依赖,一旦国际环境不好,我们将直接被卡脖子,这也是咱们拼命发展新能源的核心原因。欧洲市场在今年的战争中被老M割韭菜过程中学乖了,也深刻领会到新能源的重要性。

一位光伏行业的朋友很自豪的跟我说,今年在欧洲赚嗨了,原来计划在欧洲展3天产品却在半天不到一扫而空。另外,很多电池大亨们也在拼命往欧洲跑。伴随着光伏、电动化、储能等新能源的大规模需求,我们正面临着前所未有的挑战,要想进一步加深我们制造优势,我想“中国制造+工业互联网+AI智能”是我们探索和思考的灯塔。

下面我以锂电生产环境“三度”实时监控预警和动态控制为题,说说我的想法。

电池生产车间环境为什么要监控?

有些人认为电池生产环境里的温度、湿度、洁净度没什么技术含量,也不是什么难点重点,有很多电池厂还在靠手工记录跟踪一下,甚至制定了很宽泛的工艺标准,对产品影响也不是很大。实际上,车间环境是电池产品一致性的关键因子,但是监控过程难度却非常大,主要表现在以下几个方面:(1)电芯生产车间的环境“三度”很难维持在工艺标准范围;(2)质量和工艺人员不能及时监控整个车间“三度”情况,频繁进出车间会很难保证粉尘不飘入车间;(3)针对车间“三度”环境信息采集方式落后,老产线的温湿度仪和粉尘仪的接口不具备采集接口。

工业互联网思维下的数据互联和数据展示

为了实现每个监控设备互联互通,需要制定环境仪器接口采集标准,规范仪器的参数标准、通讯协议标准、采集点编码等,并制定环境信息从采集到监控再到预警一整套控制流程,才能实现“三度”环境的动态管控和实时预警。

协议解析

再通过智能网关采集环境仪器,提供方便、快捷、统一的监控方案,改变了线下人工统计记录的低效率方式,实现整个车间或工厂的数据展示与监控,具体如图下图所示。

智能网关采集

电池生产车间环境业务联动控制

电池生产车间里的环境设备仅仅是测试终端,真正起到调节环境是外围的公辅设备,诸如除湿机、除尘机、NMP收集机等等,一条电芯产线公辅设备要上千万投入,公辅设备中有大量的PLC控制器、上位机软件,来保障整个公辅设备的运转和管控,由此可见环境控制复杂性和重要性。上面说到我们能够通过温湿度仪、粉尘仪实时检测车间环境,这还远远不够,真正的业务联动是公辅设备的上位机能够和车间环境检测设备的数据联动。通俗点说,环境检测设备发现温度过低时,上位机能够控制PLC降低设备制冷效果,当检测温度过高时,上位机能够控制PLC加大设备制冷效果。这样能够实现环境的智能控制,解决人工调节不及时,温度过低导致的能耗损失,温度过高不满足工艺要求的尴尬局面。对车间的恒温要求,如果车间温度没有条件好,这也能解释为什么冬天和夏天产品品质不一样的某些原因。

智能AI下的环境数据中台和算法应用

公辅设备上位机与车间环境设备的联动中有一件很核心的问题就是环境变化后,公辅并不能立刻调节环境到标准范围,是延迟反应的过程。要想智能调节环境,可以利用智能AI,通过数据中台和核心算法进行优化。

大数据技术组件

指标中台、AI中台

电池可以储能,但是电池在生产过程中需要消耗大量的电能,其中环境管控消耗的电能是不可缺失的一部分。如何通过信息化、数字化、智能化手段在满足工艺范围的条件下,实现节能减排是我们IT人不断追求的目标。

值得一提的是,大东时代智库(TD)将于年8月20号,在中国昆山举办铠铂总冠名“数智光伏零碳未来”为主题的“中国(昆山)光伏产业数字转型高层论坛”,届时,让我们一起见证数字时代光伏产业的变革,共同破译中国光伏产业的进化密码。(点击左下角阅读原文进行活动报名)

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本期投稿作者:国轩高科制造信息部高级经理李单福投稿须知

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