新能源汽車產(chǎn)銷兩旺的2018年，卻是動(dòng)力電池行業(yè)的“多事之秋”。從政策補(bǔ)貼大幅滑坡到行業(yè)結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過(guò)剩，再到原材料價(jià)格劇烈波動(dòng)，令動(dòng)力電池企業(yè)苦頭吃盡。然而這些只能算“開(kāi)胃小菜”，今年以來(lái)整車企業(yè)對(duì)動(dòng)力電池提出更大的降價(jià)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?yàn)樵跇I(yè)內(nèi)人士看來(lái)，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池的成本仍然存在下行的空間。中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高曾表示，中國(guó)、美國(guó)和歐洲在電池平均成本上的目標(biāo)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(guó)動(dòng)力電池成本仍然偏高，未來(lái)理想價(jià)為應(yīng)為0.1美元/Wh。

松下鋰電池制造成本最低

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

業(yè)內(nèi)預(yù)估，2019年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池價(jià)格仍將下降10%-15%，動(dòng)力電池企業(yè)想要繼續(xù)保持利潤(rùn)增長(zhǎng)，必須要在“提質(zhì)降本”方面下工夫。動(dòng)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(guò)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能制造，提高生產(chǎn)效率。而從短期來(lái)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(shí)

當(dāng)前，動(dòng)力電池行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，通過(guò)規(guī)?；?、自動(dòng)化生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)“提質(zhì)降本”的目標(biāo)在業(yè)內(nèi)已達(dá)成共識(shí)。而制造裝備升級(jí)，對(duì)于動(dòng)力電池企業(yè)來(lái)說(shuō)，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(jìn)智能化生產(chǎn)設(shè)備，成為國(guó)內(nèi)電池企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑。

“動(dòng)力電池是新能源汽車的核心部件，但是目前在國(guó)內(nèi)有相當(dāng)多產(chǎn)能和產(chǎn)品，其實(shí)是達(dá)不到新能源汽車的要求的。所以，實(shí)施智能制造對(duì)動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)可改善效率、降低成本、提升質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)促進(jìn)動(dòng)力電池高端裝備的發(fā)展，更是實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池各項(xiàng)指標(biāo)重要手段。”天津力神楊華東提到。

政策方面，此前國(guó)家確定了200余項(xiàng)《智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化與新模式應(yīng)用項(xiàng)目》的組織實(shí)施工作，其中涉及動(dòng)力鋰離子電池的智能制造項(xiàng)目10項(xiàng)，涉及電池材料、模組等的智能制造項(xiàng)目3項(xiàng)，引導(dǎo)著國(guó)內(nèi)部分動(dòng)力電池及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始著手動(dòng)力電池智能制造產(chǎn)線的開(kāi)發(fā)，智能制造已是大勢(shì)所趨。

動(dòng)力電池智能制造已成共識(shí)

“整個(gè)動(dòng)力電池智能制造架構(gòu)，我認(rèn)為將通過(guò)數(shù)據(jù)+模型實(shí)現(xiàn)，底層是機(jī)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(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程控制，最后通過(guò)APP實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)過(guò)程的管理、監(jiān)控和使用，實(shí)現(xiàn)制造閉環(huán)?！奔?yáng)智能總經(jīng)理陽(yáng)如坤表示。

據(jù)了解，作為示范點(diǎn)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(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。新工廠采用全自動(dòng)生產(chǎn)線，建立從原材料到成品全方位自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)卷繞、裝配、注液、化成、后處理等工序的生產(chǎn)自動(dòng)化。同時(shí)通過(guò)引進(jìn)MES系統(tǒng)，可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的在線檢測(cè)、判定，實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)信息。

微宏動(dòng)力在鋰離子動(dòng)力電池數(shù)字化車間建設(shè)方面也獲得了工信部認(rèn)可。據(jù)了解，微宏動(dòng)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈高效運(yùn)轉(zhuǎn)，保障了產(chǎn)品的高品質(zhì)。而智能制造的實(shí)現(xiàn)，更增強(qiáng)了微宏動(dòng)力的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

“如何在有限的時(shí)間和市場(chǎng)空間里，生存并蓄力發(fā)展，是接下來(lái)的時(shí)間內(nèi)考驗(yàn)大部分動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)力電池智能制造的趨勢(shì)，也帶來(lái)了設(shè)備的全面升級(jí)?！霸诮?jīng)歷前期的仿制探索階段和消化吸收階段后，國(guó)內(nèi)設(shè)備企業(yè)已全面進(jìn)入自主創(chuàng)新的新階段。

在動(dòng)力電池產(chǎn)品性能及生產(chǎn)效率提升需求的倒逼下，實(shí)現(xiàn)智能制造成為設(shè)備企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力的必然選擇，截止目前鋰電池裝備智能制造升級(jí)已初見(jiàn)成效?！睒I(yè)內(nèi)人士提到。

不過(guò)盡管如此，我國(guó)電池產(chǎn)線整體自動(dòng)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(guó)內(nèi)主流電池企業(yè)自動(dòng)化水平只有70%左右，而日韓電池產(chǎn)線自動(dòng)化、智能化水平達(dá)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(dòng)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)由數(shù)量規(guī)模擴(kuò)張向質(zhì)量效益提升轉(zhuǎn)變。

我國(guó)智能制造水平與日韓仍有差距

“近年來(lái)，國(guó)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(kuò)張，個(gè)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(guó)際上的地位，有持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)能力。我認(rèn)為當(dāng)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(dòng)化集成能力較低?！壁A合科技董事長(zhǎng)王維東表示。

楊華東也提到，智能制造對(duì)動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收集和傳輸，遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)；二是穩(wěn)定、可靠性高，確保工廠穩(wěn)定運(yùn)行；三是要具備高精度；四是自動(dòng)化程度提高，減少人員因素影響；五是實(shí)現(xiàn)信息化與工業(yè)化融合。但截止目前，能達(dá)成這幾個(gè)要求的設(shè)備企業(yè)不多。

智能制造諸多難點(diǎn)待解

那么，未來(lái)動(dòng)力電池智能制造將會(huì)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(dòng)力電池智能制造分五個(gè)階段：1、機(jī)臺(tái)自動(dòng)化，產(chǎn)品流半自動(dòng)化；2、產(chǎn)線和產(chǎn)品流自動(dòng)化，非閉環(huán)環(huán)境；3、檢驗(yàn)自動(dòng)化，全閉環(huán)控制；4、配送自動(dòng)化，維護(hù)自動(dòng)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(gè)階段之間?！毖韵轮饧磭?guó)內(nèi)動(dòng)力電池智能制造水平還比較低。“去年我去過(guò)成都西門子數(shù)字化工廠，個(gè)人認(rèn)為德國(guó)的4.0比我們領(lǐng)先10年都不止，差距非常大，希望動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈上各位企業(yè)家能夠共同推進(jìn)智能制造的發(fā)展。”捷威動(dòng)力聯(lián)合創(chuàng)始人楚紹國(guó)表示。

智能制造系統(tǒng)以執(zhí)行系統(tǒng)（MES）為核心?！爸悄苤圃煜到y(tǒng)不管是對(duì)人、對(duì)信息處理系統(tǒng)還是對(duì)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(guò)程中與品質(zhì)相關(guān)的所有因素都采集起來(lái)，進(jìn)行分析，得出結(jié)論，進(jìn)行決策，而不是單純地以自動(dòng)化設(shè)備來(lái)提升效率?！彼茽柛笨偨?jīng)理羅登紅提到。

西門子打造的無(wú)人化汽車產(chǎn)線

“智能制造系統(tǒng)最重要的是可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制層、計(jì)劃層及制造現(xiàn)場(chǎng)之間的信息進(jìn)行互聯(lián)互通，將生產(chǎn)過(guò)程可視化、透明化。產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、溫度濕度、生產(chǎn)設(shè)備機(jī)號(hào)、操作員等，以及過(guò)程中產(chǎn)品檢查的相關(guān)信息，可以通過(guò)系統(tǒng)分析出來(lái)，時(shí)刻知道產(chǎn)能、品質(zhì)狀況及中間存在的風(fēng)險(xiǎn)，提升品質(zhì)的可靠性”。

然而作為智能制造的核心，目前國(guó)內(nèi)MES技術(shù)水平相對(duì)落后。“國(guó)內(nèi)目前并沒(méi)有那家動(dòng)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(guó)表示，很多公司的MES系統(tǒng)都是在國(guó)外供應(yīng)商的制造平臺(tái)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，獨(dú)立開(kāi)發(fā)難度系數(shù)很大。因此智能制造感興趣的企業(yè)多，實(shí)際應(yīng)用的卻很少。

陳裕華也提到，“雖然國(guó)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(chǎng)實(shí)施方法論。畢竟，不同動(dòng)力電池企業(yè)需求不同，對(duì)于MES系統(tǒng)的選擇也會(huì)影響到最終的上線效果”。

除了生產(chǎn)管理系統(tǒng)上存在問(wèn)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(diǎn)之一?！捌髽I(yè)間的信息化系統(tǒng)由不同的開(kāi)發(fā)商進(jìn)行開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)架構(gòu)差異很大，這時(shí)就需要系統(tǒng)集成才能形成有機(jī)整體?！背B國(guó)指出，想要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，就必須由電池企業(yè)和IT部門、軟件開(kāi)發(fā)商來(lái)共同研究和開(kāi)發(fā)。

此外值得一提的是，當(dāng)前鋰電設(shè)備由單機(jī)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(shì)。有的客戶是單機(jī)采購(gòu)，然后自已集成；有的是客戶提要求、設(shè)備廠家來(lái)集成。不管誰(shuí)集成，這都是對(duì)MES廠商綜合能力的考驗(yàn)。只有做到整線集成，才有機(jī)會(huì)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(dāng)前大家對(duì)于MES的引入態(tài)度謹(jǐn)慎。原因有：對(duì)MES系統(tǒng)目標(biāo)不清晰，很難平衡投入產(chǎn)出效益；二是對(duì)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(chǎng)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(shí)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(dòng)力電池智能制造正處于起步階段，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的互聯(lián)互通是當(dāng)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(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(wú)效之后的再次推倒重建，造成不必要的投資浪費(fèi)。

“上馬MES系統(tǒng)的解決方案，究竟應(yīng)該如何實(shí)施？總而言之，客戶、企業(yè)應(yīng)該搞清楚自己在這個(gè)階段想要達(dá)成怎樣的目標(biāo)，有數(shù)據(jù)分析才有MES系統(tǒng)的成功實(shí)施。而且MES的實(shí)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(shí)施可能需要長(zhǎng)期的實(shí)踐和建設(shè)過(guò)程。”陳裕華表示。