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利元亨数字孪生驱动锂电智能制造

2020/1/9    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:MES  e-works岁末盘点  智能制造  利元亨  
本文为“2019年度中国智能制造最佳实践奖”参评案例。本次活动将评选出2019年度,在智能制造各领域有实践案例,或者有突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业实施智能制造的过程、步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,有效推动中国智能制造应用,供广大制造业行业企业学习供鉴。

一、企业简介

    广东利元亨智能装备股份有限公司(下称利元亨)专注于高端智能成套装备的定制研发,生产及销售,致力于为新能源、汽车零部件、精密电子、轨道交通等领域的客户提供智能制造整体解决方案。

    从自动化设备、自动化生产线、智能仓储物流、信息化产品到数字化工厂的整体集成,针对不同行业领域的特点,将利元亨擅长的感知检测、高速高精控制、激光加工、人工智能、数字化信息化等技术,结合自有的软件开发平台,为国内外的优秀企业提供极具竞争力的产品和服务。同时,公司是具备动力电池电芯装配、电池模组组装及箱体Pack整线智能成套装备研发制造能力的少数厂商之一。

    利元亨已获批国家博士后科研工作站、广东省博士工作站,并认定为国家高新技术企业、广东省机器人骨干企业、广东省智能成套装备工程技术研究中心、广东省企业技术中心、广东省创新型试点企业、广东省战略性新兴产业培育企业(智能制造领域)。

广东利元亨智能装备股份有限公司

图1 广东利元亨智能装备股份有限公司

二、企业在智能制造方面的现状

    在管理方面,利元亨引入信息化工具,如ERP、PM、PLM、SRM、CRM、钉钉等。通过规范化、信息化、标准化的管理,全面提高企业经营效益。在智能制造方面,受多方面因素影响,智能装备调试时间不等,影响设备交付。为此,利元亨采用数字孪生技术,运用仿真技术在产品设计阶段就模拟出该产品的整个生命周期。实现更有效,更经济、更灵活的组织生产,缩短产品开发周期,降低试错成本,有效提升产品质量,是高效生产的保证。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

    1.项目背景介绍

    汽车行业作为自动化、智能化集中度最高的制造业之一,对追溯系统的要求更高,应用更为广泛和深入。而“车规级”动力电池标准或有望成为打破现有行业竞争格局的突破口之一,帮助动力电池企业在竞争中脱颖而出。

    行业内,很多企业已经实现自动化工厂建设,但是车间信息还是无法实时呈现在管理者面前,导致发生“变化”时无法及时作出反应。为了解决车间的“黑匣子”问题(信息化建设存在断层):焊接可靠性问题、包膜气泡产生问题、不同规格的产品无法兼容、产品信息无法追溯的问题等等。

    主要目标:实现数字化、柔性化的工厂

    2.项目实施与应用情况详细介绍

    该智能车间依据定制化的设计理念,结合完整的生产工艺,完成单体处理、电芯包膜、模组堆叠、模组侧板铆接及侧缝焊接、模组静置、模组激光焊接、模组补焊、包体组装、动态测试、装密封盖等工艺;在数字化方面采用MES+SCADA+Automation对接ERP系统,实现智能化、柔性化、信息化生产。

    项目研究路线:

    应用仿真技术、数字孪生技术和利元亨自主设计的追溯系统。

    通过制作大量工位动作的程序仿真实现关键、难点工位的验证。利用数字孪生平台提高设备和车间的可视化程度,最终实现生产过程全程透明化跟踪、做到有效的实时监控。

    项目实施过程:

    项目合同签订后,项目就进入制造装配的流程,再到出机验收。

    1、对设计方案细化

设计方案细化

图2 设计方案细化

    2、按图定制零部件、采购大型外购件、控制电柜等部件。

    3、组装阶段,把制造加工完成的设备零部件组装成部件成品。

装配环节

图3 装配环节

    安装调试,按设计布局位置要求匹配仿真模拟位置,完成机器人、其他功能工站及周边设备布局、布管布线、模拟运行、路线优化、故障率考核、现场示教、客户培训等一系列工作。按技术协议要求,调试检验,直至符合。

    3.效益分析

    利元亨利用数字孪生平台与MES系统无缝对接,提高了可视化水平,生产过程的信息反馈有效及时得到保障,生产过程可实现全程透明化跟踪、能做到有效的实时监控,企业管理效率和生产智能化水平都将大大提高。

    数字孪生平台可按订单匹配生产逻辑,设定生产配方,产线支持12种产品的配方,降低生产投入20%。在提高产品质量方面的措施:

    1.配备有效的电芯除尘系统,包括电芯铝壳清洁过程消除静电系统及除尘抽风系统、风压监控系统;

    2.配备可靠的焊接可监控,对每一个极柱连接片有压紧功能,压力可调及监控功能、焊接压紧工装自动清洁焊渣。

    同时,项目突破性地采用新型泡沫海绵滚轮包膜,防止包膜气泡产生,将产品优率提高。

责任编辑:程玥
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