新能源汽車產(chǎn)銷兩旺的2018年，卻是動力電池行業(yè)的“多事之秋”。從政策補貼大幅滑坡到行業(yè)結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩，再到原材料價格劇烈波動，令動力電池企業(yè)苦頭吃盡。然而這些只能算“開胃小菜”，今年以來整車企業(yè)對動力電池提出更大的降價要求，要求電池成本降至1.2元/Wh，與去年相比降幅約25%。

為何整車企業(yè)那么有底氣？因為在業(yè)內(nèi)人士看來，國內(nèi)動力電池的成本仍然存在下行的空間。中國科學(xué)院院士歐陽明高曾表示，中國、美國和歐洲在電池平均成本上的目標分別為1元/Wh、0.1美元/Wh和0.1歐元/Wh。橫向比較之下，我國動力電池成本仍然偏高，未來理想價為應(yīng)為0.1美元/Wh。

松下鋰電池制造成本最低

以寧德時代為例，盡管寧德時代的成本控制能力在國內(nèi)表現(xiàn)出色，但相比國外巨頭仍存在不小的差距。國際分析機構(gòu)——瑞士聯(lián)合銀行近期曾對松下、LG化學(xué)、三星SDI和寧德時代的電池成本進行測試評估，發(fā)現(xiàn)松下鋰電池成本最低，為111美元/kWh，而寧德時代則以成本超150美元/kWh位列末尾。

業(yè)內(nèi)預(yù)估，2019年國內(nèi)動力電池價格仍將下降10%-15%，動力電池企業(yè)想要繼續(xù)保持利潤增長，必須要在“提質(zhì)降本”方面下工夫。動力電池成本的下降不外乎兩條路徑：首先采用新的材料體系提高能量密度；其次通過實現(xiàn)設(shè)備的智能制造，提高生產(chǎn)效率。而從短期來看，提升智能制造水平似乎更為可行。

智能制造逐漸成為共識

當前，動力電池行業(yè)的競爭越來越激烈，通過規(guī)模化、自動化生產(chǎn)實現(xiàn)“提質(zhì)降本”的目標在業(yè)內(nèi)已達成共識。而制造裝備升級，對于動力電池企業(yè)來說，在降低成本、提高產(chǎn)品安全性和一致性等方面，都起著至關(guān)重要的作用。采用先進智能化生產(chǎn)設(shè)備，成為國內(nèi)電池企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力的有效途徑。

“動力電池是新能源汽車的核心部件，但是目前在國內(nèi)有相當多產(chǎn)能和產(chǎn)品，其實是達不到新能源汽車的要求的。所以，實施智能制造對動力電池來說可改善效率、降低成本、提升質(zhì)量，增強企業(yè)競爭力，同時促進動力電池高端裝備的發(fā)展，更是實現(xiàn)動力電池各項指標重要手段?！碧旖蛄ι駰钊A東提到。

政策方面，此前國家確定了200余項《智能制造綜合標準化與新模式應(yīng)用項目》的組織實施工作，其中涉及動力鋰離子電池的智能制造項目10項，涉及電池材料、模組等的智能制造項目3項，引導(dǎo)著國內(nèi)部分動力電池及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)已經(jīng)開始著手動力電池智能制造產(chǎn)線的開發(fā)，智能制造已是大勢所趨。

動力電池智能制造已成共識

“整個動力電池智能制造架構(gòu)，我認為將通過數(shù)據(jù)+模型實現(xiàn)，底層是機器、設(shè)備、軟件和生產(chǎn)物料，中間是云的架構(gòu)，所有的MES系統(tǒng)應(yīng)該在這里得到云化，云化的目的是應(yīng)用微服務(wù)的方式實現(xiàn)整個過程控制，最后通過APP實現(xiàn)對整個過程的管理、監(jiān)控和使用，實現(xiàn)制造閉環(huán)?！奔栔悄芸偨?jīng)理陽如坤表示。

據(jù)了解，作為示范點之一的力神電池天津高新區(qū)六期新工廠首條生產(chǎn)線已全部實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。新工廠采用全自動生產(chǎn)線，建立從原材料到成品全方位自動化倉儲物流系統(tǒng)，實現(xiàn)卷繞、裝配、注液、化成、后處理等工序的生產(chǎn)自動化。同時通過引進MES系統(tǒng)，可以對產(chǎn)品進行嚴格的在線檢測、判定，實時傳輸數(shù)據(jù)信息。

微宏動力在鋰離子動力電池數(shù)字化車間建設(shè)方面也獲得了工信部認可。據(jù)了解，微宏動力擁有全球少有的高度垂直整合的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化體系，能夠把控從電池材料、單體到成組技術(shù)全鏈條的研發(fā)、中試和生產(chǎn)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈高效運轉(zhuǎn)，保障了產(chǎn)品的高品質(zhì)。而智能制造的實現(xiàn)，更增強了微宏動力的核心競爭力。

“如何在有限的時間和市場空間里，生存并蓄力發(fā)展，是接下來的時間內(nèi)考驗大部分動力電池企業(yè)的難題。“勤練內(nèi)外功”做好提質(zhì)降本增效，成為動力電池企業(yè)必修課。除改善現(xiàn)金流、穩(wěn)固上游材料供應(yīng)、確保銷售渠道暢通外，打造智能數(shù)字化工廠已成動力電池企業(yè)必經(jīng)之路”。麥子科技技術(shù)總監(jiān)陳裕華表示。

而動力電池智能制造的趨勢，也帶來了設(shè)備的全面升級?！霸诮?jīng)歷前期的仿制探索階段和消化吸收階段后，國內(nèi)設(shè)備企業(yè)已全面進入自主創(chuàng)新的新階段。

在動力電池產(chǎn)品性能及生產(chǎn)效率提升需求的倒逼下，實現(xiàn)智能制造成為設(shè)備企業(yè)提升競爭力的必然選擇，截止目前鋰電池裝備智能制造升級已初見成效。”業(yè)內(nèi)人士提到。

不過盡管如此，我國電池產(chǎn)線整體自動化、信息化和智能化水平，與日韓企業(yè)相比仍有不小差距。目前國內(nèi)主流電池企業(yè)自動化水平只有70%左右，而日韓電池產(chǎn)線自動化、智能化水平達90%以上。

提升智能制造水平，縮小與日韓企業(yè)整體差距，才能加速推動動力電池產(chǎn)業(yè)由數(shù)量規(guī)模擴張向質(zhì)量效益提升轉(zhuǎn)變。

我國智能制造水平與日韓仍有差距

“近年來，國內(nèi)鋰電企業(yè)不論在技術(shù)上、還是生產(chǎn)規(guī)模上都在快速提高和擴張，個別鋰電企業(yè)技術(shù)跟產(chǎn)能都處于世界領(lǐng)先，能繼續(xù)支撐我們鋰電產(chǎn)業(yè)在國際上的地位，有持續(xù)的競爭能力。我認為當前行業(yè)的短板還在設(shè)備上，主要表現(xiàn)在設(shè)備企業(yè)持續(xù)創(chuàng)新能力及自動化集成能力較低。”贏合科技董事長王維東表示。

楊華東也提到，智能制造對動力電池設(shè)備創(chuàng)新提出幾大要求：

一是要求設(shè)備具有規(guī)范的通信標準，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)收集和傳輸，遠程診斷和維護；二是穩(wěn)定、可靠性高，確保工廠穩(wěn)定運行；三是要具備高精度；四是自動化程度提高，減少人員因素影響；五是實現(xiàn)信息化與工業(yè)化融合。但截止目前，能達成這幾個要求的設(shè)備企業(yè)不多。

智能制造諸多難點待解

那么，未來動力電池智能制造將會經(jīng)歷哪些階段？比亞迪鋰電池事業(yè)部副總經(jīng)理沈晞這樣描述，動力電池智能制造分五個階段：1、機臺自動化，產(chǎn)品流半自動化；2、產(chǎn)線和產(chǎn)品流自動化，非閉環(huán)環(huán)境；3、檢驗自動化，全閉環(huán)控制；4、配送自動化，維護自動化，全閉環(huán)控制；5、全面AI化，智能化。

沈晞表示，“截至目前，比亞迪還介于第二和第三個階段之間?！毖韵轮饧磭鴥?nèi)動力電池智能制造水平還比較低?！叭ツ晡胰ミ^成都西門子數(shù)字化工廠，個人認為德國的4.0比我們領(lǐng)先10年都不止，差距非常大，希望動力電池產(chǎn)業(yè)鏈上各位企業(yè)家能夠共同推進智能制造的發(fā)展?！苯萃恿β?lián)合創(chuàng)始人楚紹國表示。

智能制造系統(tǒng)以執(zhí)行系統(tǒng)（MES）為核心。“智能制造系統(tǒng)不管是對人、對信息處理系統(tǒng)還是對生產(chǎn)線設(shè)備都有非常特殊的要求。所謂智能不僅是能執(zhí)行，還要將生產(chǎn)過程中與品質(zhì)相關(guān)的所有因素都采集起來，進行分析，得出結(jié)論，進行決策，而不是單純地以自動化設(shè)備來提升效率?！彼茽柛笨偨?jīng)理羅登紅提到。

西門子打造的無人化汽車產(chǎn)線

“智能制造系統(tǒng)最重要的是可以實現(xiàn)現(xiàn)場控制層、計劃層及制造現(xiàn)場之間的信息進行互聯(lián)互通，將生產(chǎn)過程可視化、透明化。產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境、溫度濕度、生產(chǎn)設(shè)備機號、操作員等，以及過程中產(chǎn)品檢查的相關(guān)信息，可以通過系統(tǒng)分析出來，時刻知道產(chǎn)能、品質(zhì)狀況及中間存在的風(fēng)險，提升品質(zhì)的可靠性”。

然而作為智能制造的核心，目前國內(nèi)MES技術(shù)水平相對落后。“國內(nèi)目前并沒有那家動力電池生產(chǎn)公司擁有真正成熟的MES系統(tǒng)軟件和方案?！背B國表示，很多公司的MES系統(tǒng)都是在國外供應(yīng)商的制造平臺上進行二次開發(fā)，獨立開發(fā)難度系數(shù)很大。因此智能制造感興趣的企業(yè)多，實際應(yīng)用的卻很少。

陳裕華也提到，“雖然國內(nèi)MES廠商很多，但專業(yè)從事電池行業(yè)MES的非常少。鋰電MES是一門綜合型學(xué)科，要求從業(yè)人員不僅要精通鋰電工藝、設(shè)備、軟件架構(gòu)、工業(yè)4.0，還要了解企業(yè)IT服務(wù)和現(xiàn)場實施方法論。畢竟，不同動力電池企業(yè)需求不同，對于MES系統(tǒng)的選擇也會影響到最終的上線效果”。

除了生產(chǎn)管理系統(tǒng)上存在問題，系統(tǒng)集成化低也是目前阻礙智能制造系統(tǒng)向前發(fā)展的技術(shù)難點之一?！捌髽I(yè)間的信息化系統(tǒng)由不同的開發(fā)商進行開發(fā)，系統(tǒng)架構(gòu)差異很大，這時就需要系統(tǒng)集成才能形成有機整體。”楚紹國指出，想要實現(xiàn)系統(tǒng)集成，就必須由電池企業(yè)和IT部門、軟件開發(fā)商來共同研究和開發(fā)。

此外值得一提的是，當前鋰電設(shè)備由單機加人工的分段集成，再到整線集成，這是鋰電設(shè)備行業(yè)發(fā)展的趨勢。有的客戶是單機采購，然后自已集成；有的是客戶提要求、設(shè)備廠家來集成。不管誰集成，這都是對MES廠商綜合能力的考驗。只有做到整線集成，才有機會為客戶提供智能化數(shù)字化工廠解決方案。

比亞迪青海電池廠智能化生產(chǎn)車間

企業(yè)方面，當前大家對于MES的引入態(tài)度謹慎。原因有：對MES系統(tǒng)目標不清晰，很難平衡投入產(chǎn)出效益；二是對于產(chǎn)線工藝保密的擔(dān)心，電池企業(yè)擔(dān)心技術(shù)泄密；三是MES與生產(chǎn)現(xiàn)場的結(jié)合度非常緊密，并且MES系統(tǒng)屬于持續(xù)性投資，如何實施非常不清晰；四是行業(yè)內(nèi)可以借鑒成功樣板屈指可數(shù)。

業(yè)內(nèi)人士建議，目前動力電池智能制造正處于起步階段，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的互聯(lián)互通是當前智能制造的關(guān)鍵，建議電池企業(yè)在初期階段圍繞品質(zhì)追溯和設(shè)備管理維核心功能，實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，工藝建模和信息化系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)性的投資。避免出現(xiàn)投資無效之后的再次推倒重建，造成不必要的投資浪費。

“上馬MES系統(tǒng)的解決方案，究竟應(yīng)該如何實施？總而言之，客戶、企業(yè)應(yīng)該搞清楚自己在這個階段想要達成怎樣的目標，有數(shù)據(jù)分析才有MES系統(tǒng)的成功實施。而且MES的實施是需要分階段的，畢竟客戶的需求在不斷地發(fā)生著變化。因此智能制造的實施可能需要長期的實踐和建設(shè)過程?！标愒ＨA表示。