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智造+零碳,四川时代入选世界经济论坛灯塔工厂

宁德2022年10月12日 /美通社/ -- 10月11日,继宁德基地后,四川时代成为宁德时代第二家获评灯塔工厂的生产基地。目前全球锂电行业仅有2座灯塔工厂,均来自宁德时代。当前,电池交付即将进入TWh时代,这对企业的能源管理、制造方式、制造工艺、制造安全等均提出了挑战。四川时代运用数字化智能控制技术,通过对全工序参数的感知、监控及校验,实现生产过程全透明可追溯,并大量运用AI技术实现闭环控制管理。四川时代此次加入全球灯塔网络,标志着电池智能制造进入高质量发展新阶段。


世界经济论坛指出,该工厂在宁德时代总部灯塔工厂已取得的成就之上,进一步应用人工智能,工业物联网和柔性自动化技术,实现生产线速度17%提升,优率损失降低14%,并成为了全球首家零碳排放动力电池生产基地。

绿色能源管理

全域设备监控

设备运转是能源消耗的大户,面对一条拉线上的数百台设备,人工点对点操作常常顾此失彼,也无法及时响应。四川时代自主研发了CFMS系统,并在厂区中铺设了超过40000个环境探测传感器,通过窄带物联网(NB-IoT)采集,全域厂房设备被100%在线监控,它们的状态参数都可以得到实时上传,数据可以实现快速交互。AI系统通过计算这些数据,进行节能方案的优化,并为每台设备量身定制最优的运行参数。

无人智能巡检

通过AI视觉监控,四川时代的人工巡检被仿生可视化巡检替代,不仅效率得到提升,而且,智能预警功能可在设备出现问题前,提醒人员提前介入,最大限度避免设备故障和损失。

智能生产管理

5G智慧涂布

涂布工艺是电池极片制造最重要的工艺之一,需要将已搅拌好的浆料均匀地涂抹到厚度仅有几微米的箔材上。传统的涂布工艺十分依赖于人工经验,调试精确度只能靠产线工人手工操作来应对涂布工艺上的不稳定性。四川时代开发了锂电加工工艺闭环控制算法,对1000多种粉体和流体的各项组合参数进行建模并深度学习,实现箔材涂覆微米级和毫克级的精准调控,大大提升产品的一致性。如果生产中出现了缺陷,在线监控功能就会及时报警,帮助员工第一时间发现问题。

高自动化PACK拉线

动力电池组装的过程中电芯需要通过螺丝锁附以固定于电池箱内。螺丝锁附的过程通过人工实现这也导致了人工工作量大耗时长,生产效率低且人工成本高。四川时代基于仿真技术和虚拟调试技术,设计了自动化程度达到80%的自动PACK拉线。热熔自攻螺接工艺替代了螺栓锁附人工作业,自动化设备使得螺丝高速旋转向下打入板材中,并在板材与螺钉之间形成螺纹连接,该工艺不产生碎屑,螺钉不会变形且容易拆卸,工时效率得到大幅度提升。涂胶工序自动化线的导入帮助Pack拉线减少近70%作业人力,并实现了99.8%的涂胶优率。

极限质量管理

质量是产品的生命线,四川时代应用了行业内先进的质量检测技术,实现关键焊接工位的高精度缺陷检测、复杂工况下卷绕缺陷检测、高速流体状态下前工序缺陷检测三大突破。

四川时代凭借高精度的视觉检测设备以及AI技术,可将焊接缺陷识别精度提升至微米级,让针孔瑕疵也无处遁形;AI技术用于卷绕工序超高转速、隔离膜遮挡膜片的极复杂工况,可识别极耳工艺的所有缺陷;在前工序中,许多浆料呈现高速流体状态,通过高速相机以及AI深度学习,系统可以捕捉到材料的瞬时状态,并准确识别缺陷。

精准安全管理

四川时代现已是全球规模最大的动力电池生产基地之一,安全防控至关重要,传统的巡检只能依靠人力,易燃区域主要采用现场定时定点抽检的形式,漏检风险较大。对此四川时代运用视频流+AI技术,打破网络、系统之间的屏障。通过视频实时成像,系统可自动识别违规操作,例如标志牌混放、通道占用等,并进行智能标注、保存图像等。对不同的生产场景,四川时代分别定制了安全防护解决方案,例如通过红外热成像,进行仓库电芯集中温度监控、关键高温工序电芯温度监控。

当前,电池产业发展正在向数字化全面转型,宁德时代正加速在电池设计、制造、使用、回收的全生命周期进行数字化创新,以应对极复杂的工艺流程、极快的生产速度、极高的质量要求等极限挑战。作为可持续发展的灯塔工厂,宁德时代已率先将产品缺陷率从PPM降低至PPB。同时,宁德时代正复制敏捷、柔性的智能生产经验并在全球13家基地中进行推广,为工业4.0下新能源产业高质量发展做出积极贡献。

消息来源:宁德时代
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