鋰電池行業MES智能制造執行管理系統解決方案，北京天思天心助力企業信息化、數字化、智慧化

喬先生

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2023-07-06 15:15

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鑒于鋰離子動力電池產品是新能源汽車上核心部件，其品質和可靠性直接關系到我國新能源汽車的發展，而產品的設計和制造過程又是鋰離子動力電池產品品質和可靠性保證的基礎。因此，作為有效保障產品制造過程質量重要手段之一的制造執行系統，建設的重要性和意義不言而喻。

鋰電池行業MES智能制造執行管理系統解決方案，北京天思天心助力企業信息化、數字化、智慧化

鋰電池行業生產特點

鋰的生產分兩段，流程段與離散段。流程段主要是是生產正負極材料，涂片及斷切。這里段工藝設備的自動化的程度較高，人工參與較少。產品的形式是以批的方式進行，所以MES系統在這一段是大批管制的方式。

流程段的斷切工作，對產品質量的影響小，生產方式是機群式的生產，但斷切機的管制及操作相對的簡單，所以斷切是可以不用MES系統。疊片/卷繞段了，是MES系統在鋰電池生產過程中的重點。

鋰電池行業生產現狀

目前動力電池生產企業雖然生產自動化水平有顯著提高，但生產信息化水平不高，生產過程的管理水平還相對落后，如動力電池生產周期相對較長，生產設備較多，而且不同生產段設備能力估算復雜，生產的不均衡、生產動態信息的不共享給現場管理帶來巨大困難，企業迫切需要采取詳細準確的計劃排產、作業調度、生產跟蹤、現場半成品庫存管理、物料管理等措施。

因此，加強各個生產段的現場管理勢在必行，只有提升各個生產段的現場管理水平，才能早日實現動力電池質量和性能的提升。將制造執行系統(MES)技術引入到電池生產企業的生產過程的管理中，解決其實際生產中存在的問題，將會極大提高電池生產企業生產水平。

1、生產自動化面臨的困難:

①產品尺寸大小不一，沒有統一的標準。

②材料狀態不一(粉末、漿狀物、液體等)，考慮粉塵的控制、液體的腐蝕、膠狀物的殘留等都給自動控制系統帶來不小的困難。

③軟質材料，硬質的使用以及精確定位的需求。

2、生產過程質量數據獲取困難

①生產過程中需要在線采集的質量數據量大，且由于生產工藝的特殊性，材料狀態的不一性，導致質量數據的獲取有一定的難度。

②鋰電池全線的精密測量手段落后。為使鋰電池生產過程管理透明、質量可控、產品可追溯，引入MES系統可以實現“可視化管理”。MES在整個企業信息集成系統中承上啟下，是生產活動與管理活動信息溝通的橋梁。MES 對企業生產計劃進行“再計劃”，“指令”生產設備“協同”或“同步“動作，使用實時精確的數據，優化從訂單到產品完成的整個生產活動，對工廠的生產活動進行指導、反應和報告。

鋰電池行業MES系統需求

①通過車間可用資源調度、對ERP生產訂單進行詳細排產，提高生產訂單的準確性與合理性。企業接到新的訂單，在ERP系統內制定生產訂單時，MES系統通過已下的排產工單，反饋給ERP系統下一段時間內的車間資源可用性。

②完善生產工序銜接、減少停機、縮短產品制造周期。工廠每天要生產的產品數量很多，每天往生產線投入的物料量大，再加上生產線流水線作業，物料消耗很快，這就需要采用MES 物料管理模塊來實現對車間物料的采集和跟蹤追溯，目的是要精確地統計物料在每道工序上的投入產出，實時了解每道工序上在制品的生產進度，防止出現工序之間產能不匹配而造成的停機等待情況。

③幫助企業實時了解客戶訂單目前在車間的執行進度，改善和提高客戶滿意度。MES系統在制工單排產計劃時，所下工單均對應相應訂單信息，MES系統通過物料管理模塊采集實時監控工單對應的批次物料目前處在哪道工序上，以及工單對應的產品量目前已完工數量，反饋給上層 ERP可實時告知客戶訂單還需要多少時間交付。

④實現對產品質量信息追溯。當市場出現產品質量問題時，可查詢到出現質量問題的產品批次，通過產品批次追溯到該批次產品是哪個班組、什么時間、采用什么材料在哪條生產線上生產出來的，幫助分析出造成產品質量問題的原因是因為哪道工序出了問題，還是因為生產班組沒有按照規定工序生產、還是因為供應商供應的原材料造成的，做到出現問題可了解相關原因、追究相關責任。

⑤MES系統對生產過程監控，幫助企業降低制造成本，提高產品質量。MES系統可以強化車間管理，通過對批次物料跟蹤，當發現生產線出現在制品品質問題時及時進行凍結，防止流入下一道工序，減少成品下線的次品量，提高良品率。

鋰電池行業MES系統解決方案

結合鋰電池生產實際需要，開發面向鋰電池生產線的MES制造執行系統，主要實現以下功能:

物料跟蹤

針對具備物料跟蹤的物料種類，MES系統通過對生產過程中的數據采集，按批次收集生產過程物料數據，建立物料跟蹤系統。鋰電池生產過程中涉及多種物料，如陽極材料、陰極材料、隔膜、膠帶等，各類原材料對產品質量影響很大，在生產過程中通過對物料批次信息的采集，實現原材料批次跟蹤，建立產品的物料譜系，為產品質量分析提供條件。

生產過程跟蹤與管理

生產過程跟蹤覆蓋從原料、生產工序、中間庫存等環節，通過數據采集平臺對生產過程的各類數據進行組織和整理，形成完整的動力電池生產檔案。同時可以根據生產過程信息進行質量分析和產品追溯。

①工藝參數采集與監控。通過與底層自動化設備的接口，實現對攪拌設備、卷繞等設備的控制參數進行監控。

②性能檢測數據采集與監控。通過自動化接口，實現對性能檢測數據的自動采集，并在檢測過程中對于性能沒有達到工藝要求的參數進行報警提示。

設備管理

在鋰電池生產過程中要涉及多種自動化設備，對于具備能夠通過底層平臺實時采集到參數的設備，系統可以對其進行使用效率分析、設備綜合效能OEE，從而了解到設備的運轉狀況。

自動化的鋰電池生產線由多種設備構成，設備的自動化控制系統具備自檢查、自診斷能力。通過MES系統的實時數據采集，可以獲取設備的實時狀態和相關參數，實現對整個電池生產線的效率，設備綜合效能OEE，設備可靠性、使用效率進行分析。

產品質量管理

質量管理包括質量實時監控、報警質量統計分析、質量檢驗通知與發布和質量追溯。質量實時監控及報警系統采用spc分析工具對關鍵指標分析，找出不滿足質量要求的條件與因素。

質量統計分析是對生產過程中所采集的質量數據、缺陷和問題按照指定條件進行統計、排序，給質量控制提供直接依據和數據來源。

在質量統計分析的基礎上進行質量檢驗通知與發布，包括檢驗結果的發布、判定結果的發布和質量報表的發布，是質量控制的依據。根據產品的批次號進行質量追溯，可以追溯到批次產品在各生產工序的質量記錄，對應各生產工序的時間、設備、操作人員，提高產品質量管理的水平。

生產統計分析