“目前氫電行業(yè)正處于中試往量產(chǎn)發(fā)展的階段,進行數(shù)字化生產(chǎn)正當時。”利元亨研究院院長杜義賢博士在2022高工氫電年會上發(fā)表演講時表示,在現(xiàn)階段企業(yè)應該重視產(chǎn)線數(shù)字化發(fā)展,只有把前期的經(jīng)驗積累成數(shù)據(jù),才能在行業(yè)產(chǎn)能爆發(fā)時實現(xiàn)技術降本。
在本屆年會上,杜義賢發(fā)表了“燃料電池數(shù)字化制造”的主題演講。當前,氫燃料電池汽車行業(yè)商業(yè)化趨勢逐漸明確,國外以氫燃料電池乘用車為主,國內以氫燃料電池商用車為主。其中,國內氫燃料電池的發(fā)展得益于國家政策補貼周期、“雙碳” 政策牽引以及前期市場培育,燃料電池汽車市場也將迎來快速增長期。
成本問題是限制氫電行業(yè)進一步發(fā)展的關隘。電堆是燃料電池的核心部件,占燃料電池系統(tǒng)成本的65%以上。降低電堆成本是燃料電池汽車未來大規(guī)模商業(yè)化的關鍵,目前電堆成本約在1300-1500元/kW,系統(tǒng)成本約在3000元/kW。而實現(xiàn)降本的關鍵,一方面是要實現(xiàn)燃料電池汽車的上量,推動電堆批量化生產(chǎn),另一方面是實現(xiàn)核心零部件的技術降本。
在會議上,杜義賢介紹了利元亨的電堆中試線工藝制造流程,其中有三個工位較為突出:
1、堆疊工位,該工位采用雙機械手,與料車對接從而可以自動抓取材料,堆疊精度達到±0.1mm,可對電堆進行瑕疵檢測;
2、壓裝緊固工位,該工位實現(xiàn)全自動穿螺桿,可扭矩追溯,精度誤差≤5%;
3、壓裝焊接工位,可以做到全自動穿鋼帶、折彎、焊接。
利元亨在電堆生產(chǎn)流程中如何推進數(shù)字化?杜義賢表示主要有八個應用場景。
場景一,排產(chǎn)。利元亨數(shù)字化智造系統(tǒng)可以做到每周定期排列對應的生產(chǎn)訂單任務,訂單任務能拆解細化到車間設備,車間設備收到訂單后就可以進行生產(chǎn)。同時,中控室看板會展示實時任務及歷史任務,方便隨時查看、了解進度。
場景二,工藝流程防呆。利元亨在生產(chǎn)時會對膜電極、雙極板、單極板及端板等組件賦上子碼,在裝堆時按順序組裝,遵循工藝防呆。目前,智造系統(tǒng)能有效預處理生產(chǎn)工藝流程防呆、不良品防呆、時效性防呆、產(chǎn)品類型防呆等問題。
場景三,堆疊壓裝配置及過程防呆。利元亨首先會將電堆組件堆疊壓裝參數(shù)配置化,在生產(chǎn)過程中做到堆疊組件層數(shù)防呆、堆疊組件類型防呆,同時對堆疊高度進行實時監(jiān)控。
場景四,人工PACK。利元亨將人工視為數(shù)字化的一部分,在PACK的過程中通過人工采集不同測試配置的數(shù)據(jù),比如氣密性測試、絕緣耐壓測試等,做到實時顯示測試數(shù)及對作業(yè)結果進行存儲和提取。
場景五,電堆電子報表。利元亨會將電堆生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)匯總成電子報表,具體有:1.總電堆數(shù)據(jù):電堆活化測試數(shù)、電堆氣密性測試數(shù)據(jù)、電堆絕緣耐壓測試數(shù)據(jù)、電堆高度、電堆穿孔緊固數(shù)據(jù)、電堆打標數(shù)據(jù)等;2.子組件膜電極數(shù)據(jù):氣密性測試數(shù)據(jù)、厚度數(shù)據(jù)、外觀檢測數(shù)據(jù);3.子組件雙極板數(shù)據(jù):氣密性測試數(shù)據(jù)、外觀檢測數(shù)據(jù)、阻力測試數(shù)據(jù);4.子組件端板數(shù)據(jù):集流板碼、絕緣板碼、端板碼、氣密性測試數(shù)據(jù)。
場景六:裸堆返工。利元亨將電堆返工流程數(shù)字化,如果發(fā)生電堆需要返工的情況,通過智造系統(tǒng)可以查詢電堆子組件替換的信息更新,以及人工拆解后壓裝數(shù)據(jù)的更新。此外,智造系統(tǒng)還能記錄詳細的返工替換內容、電堆擰緊數(shù)據(jù)、返修原因、返工人、返工時間等信息。
場景七:易損件保養(yǎng)。利元亨對易損件進行數(shù)字化管理,通過數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng),可以查詢各類易損件的使用壽命信息,查看易損件當前的使用壽命以及使用壽命到期提醒,查詢最近一次的易損件更換時間等。
場景八,中控室。中控室是利元亨數(shù)字化智造系統(tǒng)至關重要的一環(huán),通過中控室的數(shù)據(jù)看板,能夠直觀地感知車間信息,可以提高車間生產(chǎn)過程控制能力,對車間系統(tǒng)的構建以及整個車間作業(yè)流程的優(yōu)化具有很大的作用。中控室也能有效實現(xiàn)生產(chǎn)的可視化管理,提高制造效率、設備效率和產(chǎn)品的品質,使生產(chǎn)、品質、設備的運轉狀況處于可控的狀態(tài)。
此外,利元亨在電堆生產(chǎn)流程中還采用了數(shù)字孿生平臺。數(shù)字孿生是利元亨力推一款數(shù)字化智能產(chǎn)品,它能夠通過大數(shù)據(jù)的運算實現(xiàn)雙極板、膜電極精準的堆疊,同時也能精準分析存在的問題。數(shù)字孿生創(chuàng)建的模型能對應車間實際設備,在虛擬空間中映射出實際車間的堆疊壓裝設備,能夠實現(xiàn)遠程運維,提高可視化管理水平,做到精準的數(shù)據(jù)分析和預測。
隨著氫燃料電池市場規(guī)模的逐漸擴大,技術降本成為企業(yè)追求降本增效的一大方向,而數(shù)字化是技術降本最好的方式,一個能夠記錄問題、追溯數(shù)據(jù)的數(shù)字化平臺顯得越發(fā)重要。
對此,在演講中杜義賢介紹了利元亨的“海葵智造”,它能為氫電企業(yè)提供一站式智能工廠整體解決方案。利元亨為海葵智造配備了專業(yè)的軟件服務團隊,能夠滿足從智能化設備到工業(yè)信息化軟件的業(yè)務流程閉環(huán)管理,可以實現(xiàn)精準的數(shù)據(jù)采集,覆蓋產(chǎn)品的售前、售中、售后全階段,為智能工廠的實現(xiàn)提供有力支撐。
利元亨成立于2014年,于2021年在科創(chuàng)板掛牌上市,證券代碼688499,全球員工超過6000人,知識產(chǎn)權超過千項,主營業(yè)務是給客戶提供數(shù)字化整體工廠,主要涉及新能源(氫能/鋰電/光伏)、汽車、ICT行業(yè)。
利元亨在中國、德國、波蘭、瑞士、加拿大、美國都設立了生產(chǎn)基地,全球合作供應商伙伴超過1000家。
近年來,利元亨已為氫電頭部企業(yè)交付燃料電池電堆智能化量產(chǎn)線,產(chǎn)品各項性能指標已得到客戶和市場的充分認可,在氫電設備領域打造了“樣板”。
面向未來,利元亨將攜手行業(yè)伙伴持續(xù)向上發(fā)展,著力打造氫能領域的高端智能裝備品牌,助力氫能和燃料電池高質量快速發(fā)展。