效率就是竞争力-华数锦明“THE ONE”电池模组产线再升级
导读
随着动力电池技术更迭速度减缓,动力电池的制造业属性愈发明显。企业也从拼技术转变为拼效率、良品率等,也就是说在产品性能都差不多的时候,要拼谁的质量更好、价格更低。
降本增效成为行业的主旋律!在同一时间周期内,更低的成本更高的效率就能获得效益。尤其在这个高度竞争的行业,效率就是竞争力。在追求效率这件事上,没有任何一家企业敢含糊。
公司简介
华数锦明是华中数控(SZ.300161)旗下的子公司,是一家专注于工业机器人研发和系统集成的科技型制造企业,在动力电池、储能系统、工业机器人、全自动包装设备、大物流系统和智能软件等领域具备国际一流的研发与设计制造能力。
华数锦明坚持以“工业4.0”为导向,为全球客户提供智能制造整体解决方案。公司拥有常州、武汉两个生产基地,在苏州设有研发中心,在广州、赣州、深圳、重庆设有办事处;从2021年开始在欧洲布局,在匈牙利成立了匈牙利华数锦明,在日本和美国成立合资公司,逐步向海外市场进行布局。
华数锦明早年从事包装与大物流生产线业务,拥有完全自主可控的运动控制核心技术,对于高速、高效率、连续的生产装备有着先天的优势,将其的成功经验带到电池模组PACK生产线领域,成功为诸多动力电池头部企业提供模组、PACK生产线,收获订单颇丰。
随动是华数锦明生产线的最大特点,通过改变传统的输出线走-停-走的模式,大幅提升电池的生产节拍。
电池行业痛点在食品行业有成熟解决方案
华数锦明从2014年开始接触动力电池模组线,当时动力电池模组的生产节拍大多在12PPM,经过几年的发展逐步走向24PPM,现在动力电池头部企业和车企都提出60PPM的高节拍生产要求。
对此要求,行业传统的做法都是通过增加更多单机设备,通过输送线进行一个复杂的连接。这样的生产方式靠输送线进行连接串联的单机设备,在运行的过程中是传统的启停作业方式,就是输出线启动停止下来再启动,即走-停-走的模式。在这样的模式下,电池企业要想效率更高,普遍的做法,就要增加更多的单机设备,再通过输送线进行一个复杂的连接,要想提高节拍只能增加更多的单机设备来实现。
这样的高速生产,依靠大量的设备堆出来的,生产线在不断地做加法,付出更多的成本和低稳定性。使得生产布局更加复杂,而且后续的维护保养难度也会增加,如果再叠加多SKU的换型问题,生产效率反而更慢了。
对电池企业而言,制造成本就会更高,并且对维护人员的技能水平要求也更高,无形中都会增加企业的成本。
随着新能源汽车业的迅猛发展,对电池型号的要求与变化也愈来愈多,模组PACK端的生产也频繁换型。如何在高节拍、高速生产的情况下怎么实现频繁的换型作业?就变成了动力电池行业最大的痛点。
但是华数锦明在给食品包装行业提供装备时发现,食品包装速度是非常快的,比如在牛奶包装领域就可以做到300PPM的节拍,饼干包装线可以做到600PPM,而且生产设备的稳定性和整体的设备利用率(OEE)也很高,而且最大的优势就是:整个线体是在一个不停歇的情况下进行动作和作业的。
华数锦明发现食品包装设备具有六大优点可以借鉴到动力电池模组PACK端来:1,极高的生产效率;2,是在组合式生产方式;3,在运动中完成大量的工艺动作,没有启停时间浪费;4,同时还有极高设备利用率(OEE);5,可以多SKU生产;6,可以迅速换型,是以小时为单位的。
华数锦明首创随动的“THE ONE”电池模组生产线
目前动力电池行业平均12-24个月就会换型要求,高节拍的生产线如何应对?这是动力电池行业模组PACK端的最大痛点。
华数锦明立志解决行业痛点,借鉴在食品包装行业丰富的成功经验。要提高生产节拍,就要在生产线上尽量做减法,让所有的工艺动作都是在高速运动过程中完成。
华数锦明为电池行业打造的“THE ONE”模组生产线就是一条随动生产线。华数锦明为电池行业打造的“THE ONE”模组生产线就是一条随动生产线。传统的做法当中配置大量的工装板,不同的产品配置不同的工装板,会导致工装板的数量会急剧增加,因此,华数锦明的做法是取消了工装板。
例如,华数锦明的方形电池生产线的电芯堆叠站之前是没有工装板的,堆叠段之后就可以灵活配置,同时因为结构简单,比较容易做单元化和标准化。
在组装过程中,传统生产线也非常繁琐且浪费。
传统的是整个输送线在厂里做FAT的前端,穿透到设备当中,需要把这个输送线拆散,这样会造成工艺材料的浪费。华数锦明的模组线“THE ONE”实现了模块化,每个单元可以像玩积木一样插入工站,各个工站独立并行,组装调试在客户自己的工厂里就能够完成,FAT可以进行单机的打包,不需要拆得很散,这样会节省在现场整体调试的时间。
华数锦明今年发到国外的项目都是以这样的形式发出去,节省了大量的调试的费用。
对比以工装板的形式进行运行的产线,在相同的产出的情况下,“THE ONE”模组生产线节省空间20~40%。简单总结在生产投资规划上有六大优点,一是可灵活组合,一次性硬件投资下降10-15%;二是可以多SKU生产;三是工装板设计、堆叠后段可以灵活配置工艺需求;四是占地面积减少15-40%;五是,极低的换型硬件投资;六是,结构简单,单元化、标准化。
根据华数锦明的规划,大圆柱的节拍可以做到100-400PPM,方型铝壳电芯可以做到20-60PPM,软包电芯可以做到30-50PPM。
“THE ONE”模组生产线在生产布局上也有4大优点:
一是,非刚性连接、各个工艺站之间生产顺序可以调整;
二是,平衡各个工艺站产能节拍波动、提高稼动率和工站均衡性;
三是,拆卸、维护方便、换型快速便捷、硬件和时间成本低;
四是,非常容易实现标准化,更容易实现我们的规模化生产。
“THE ONE”第二代效率再升级
前面是第一代“THE ONE”生产线的特点。如今华数锦明已经将该生产线升级到第二代,效率更高。
二代线的装配过程更加简单,单机设备上面留出几个航空插头,配上电源即可。
整体来看,二代线与一代线相比,具备以下优势:
一是,设备整体柔性更强,具备工位快换的功能,可以穿插兼容工艺;
二是,设备响应及节拍提高(机构动作行程短,动作响应快);
三是,设备整体紧凑性高,维护性提高及调试难度降低;
四是,设备占据空间减小;
五是,NG替换柔性更强,避免了第一代夹具空间的影响;
六是,电芯上线更加具备柔性,实现立抓立放和立抓平放的兼容集成。
对比下两代产品的数据会更直观。
整线高度方面,由一代的3.2米降低到二代的2.2米,高度降低30%;整线物料种类明显降低由一代线的1902种,减少至二代的1420种,零部件数量下降25%,设备更精简、成本更低。
简单说,二代线可以满足单一产品和多SKU组合式的生产,在过程的当中客户有小批量的订单进行不断的换型的过程当中,可以进行灵活的切换生产,切换方面会变得更加便捷,可以生产和切换同时进行,后端在切换前端可以正常地运行生产,效率大幅提升。
采用“THE ONE”模组线,在同等GWh的条件下相比传统生产线整体的成本可以节省15%-30%。
目前看,“THE ONE”模组线在大圆柱、方型铝壳和软包领域,并开启了交付。
早在2022年,华数锦明就交付了第一代“THE ONE”模组线,具体型号是4680大圆柱的模组线,起步就是100PPM;2023年,华数锦明分别交付了方型铝壳的模组线和软包模组线。2024年,升级后的“THE ONE”模组线,有望成为客户更具性价比的选择。
最后
帮助客户生产效率提高,综合成本降低,永远都是装备企业不变的核心竞争力,未来将在更多动力电池企业生产车间看到“THE ONE”模组生产线。
随着中国动力电池企业在海外的拓展,华数锦明从2021年开始,就在匈牙利成立了欧洲公司,在日本和美国也相应成立了合资公司。华数锦明正在不断加速海外市场的拓展,“THE ONE”模组生产线有望跟着华数锦明拓展至全球。
(本文作者顾国洪,现任江苏大学新能源汽车专精特新产业学院副院长。中国汽车工程学会汽车经济分会副主任委员。专注于企业成长与新能源产业研究。)