圖為合肥工業(yè)大學(xué)智能制造技術(shù)研究院院長助理李鑫發(fā)表主題演講

6月24日下午，由中國化學(xué)與物理行業(yè)協(xié)會動力電池應(yīng)用分會、電池中國網(wǎng)聯(lián)合主辦，愛發(fā)科東方真空(成都)有限公司重點支持的“Li+學(xué)社·成就鋰享 智信未來(2018)電池技術(shù)沙龍第四期：智能未來——解密動力電池數(shù)字化內(nèi)核”在四川省成都市舉辦。合肥工業(yè)大學(xué)智能制造技術(shù)研究院院長助理李鑫在沙龍上發(fā)表了題為《智能制造關(guān)鍵技術(shù)在儲能行業(yè)中的應(yīng)用》的演講。以下是演講內(nèi)容。

合肥工業(yè)大學(xué)智能制造技術(shù)研究院院長助理 李鑫：

各位專家、老總、朋友、秘書長，大家下午好，非常感謝中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會動力電池應(yīng)用分會秘書長的邀請，今天我的演講題目是《智能制造關(guān)鍵技術(shù)在儲能行業(yè)中的應(yīng)用》，為什么講智能制造在儲能行業(yè)的應(yīng)用呢，上午我們的專家講得非常好，當一個新的技術(shù)出來之后怎么把它造出來，大家都知道水果好吃，怎么把它種出來，而且種出來的東西健康環(huán)保還讓老百姓喜歡，這個是比較重要的事情。我就講一點自己的思考，請大家多批評指正。

我叫李鑫，我的單位是合肥工業(yè)大學(xué)智能制造技術(shù)研究院。我第一個方面介紹我們的機構(gòu)，第二個就是動力電池，第三個電力儲能，第四個講節(jié)能控制，第五個講研究課題。首先我們智能制造技術(shù)研究院是2013年底成立的，國家工信部、教育部和安徽省給予了很好的政策支持，合肥市給了我們1100多畝地，投資了130多個億。占地300多畝的項目一期已經(jīng)動工了，預(yù)計2019年6月份會竣工，上面是我們的研發(fā)中心，這個是我們新能源汽車檢驗檢測的平臺。它做的工作第一個就是圍繞一個主線，提升智能制造產(chǎn)業(yè)的競爭優(yōu)勢，我們有七大領(lǐng)域，其中一個比較重要的領(lǐng)域就是高端智能裝備，第二個是新材料和制備工藝，主要是新能源汽車應(yīng)用的新材料，第三個就是節(jié)能跟新能源汽車生產(chǎn)工藝，包括零部件的生產(chǎn)，第四個就是我們的新能源儲能技術(shù)，這塊我參與得比較多，因為我們有光伏中心，后來我們在推動光伏的過程中意識到儲能很重要。我們的產(chǎn)品和檢測是伴隨研發(fā)生產(chǎn)和再利用整個過程的，怎么評價和評估它?還有產(chǎn)品的設(shè)計、質(zhì)量評定、產(chǎn)品測定等等，這些都是非常重要的。

我們目前引進了60多家企業(yè)。這是我們拿的一些資質(zhì)，安徽省包括地方團隊與我們一塊合作做的項目。目前我們學(xué)校研究院每年我們約有500個研究生會參與到由入駐研究院的企業(yè)提出來的課題當中，老師帶著研究生做課題。研究生做什么呢，就做企業(yè)提出的課題，這樣我們學(xué)校的研究方向就非常明確，目前研究院有1000多名研究生。我們研究院的定位在什么地方呢，在這里邊我們簡單匯報一下學(xué)校的科研機構(gòu)和科研院所講到的原始創(chuàng)新：像我們鋰電池一樣，過一段時間就會出來一個高水平的電池，原始創(chuàng)新不講生產(chǎn)，只專注于技術(shù)的優(yōu)劣。企業(yè)需要大量的生產(chǎn)技術(shù)，原始創(chuàng)新和生產(chǎn)技術(shù)之間的節(jié)點在哪里呢?不可能讓企業(yè)去研究原始創(chuàng)新，我們研究院就立足這個點，把設(shè)備企業(yè)的需求與前沿技術(shù)相結(jié)合，把需求和技術(shù)結(jié)合在一起，目前我國在這方面已經(jīng)取得了一些成果，這是我們做的一些工作，我們的研究院只做研發(fā)和平臺，專利給企業(yè)，我們只寫論文。

我們講到智能制造和儲能產(chǎn)品的關(guān)系是什么，上午我們討論了這個事情，首先就是電池的安全性問題。我們經(jīng)常會聽到有人說鋰電池不安全，在我看來出現(xiàn)鋰電池出現(xiàn)不安全情況主要是以下幾種情況導(dǎo)致的：從原理上來看，鋰電池是安全的，之所以會出現(xiàn)不安全的情況，是生產(chǎn)過程中粗制濫造出的問題，鋰電池制造原理是好的，但生產(chǎn)過程沒有做好，生產(chǎn)工藝出了問題或者沒有使用好的原料導(dǎo)致的;第二個就是電池本身是好的，但是客戶的使用環(huán)境、控制系統(tǒng)，乃至使用方式不好，導(dǎo)致電池出現(xiàn)了問題;再有就是客戶可能只購買了一些低價劣質(zhì)產(chǎn)品，進而從開始形成了較差的印象，而真正優(yōu)質(zhì)的電池他們出于多種因素沒有購買使用。上述情況在學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界都會以不同的場景出現(xiàn)。今天上午有一位專家講得非常好，在目前階段鋰電池向國外學(xué)習(xí)的話，像誰學(xué)習(xí)，我們本身就走在行業(yè)的前面，那一腳要我們自己邁，這個時候要呼吁新的技術(shù)伴隨著新的生產(chǎn)工藝。那么新的生產(chǎn)工藝由誰提出呢?原來我們有設(shè)計院，自己有生產(chǎn)工藝，但是顛覆性的生產(chǎn)工藝不多，這就需要新的生產(chǎn)體系，新的生產(chǎn)體系包括原材料的管理、生產(chǎn)控制、設(shè)備、庫存、使用、回收再利用等構(gòu)成的一個生產(chǎn)體系。我們原來的研發(fā)機構(gòu)是有問題的，原來的研發(fā)機構(gòu)只是進行梯段性的研發(fā)，漸進性的研發(fā)，在研發(fā)上沒有突破。智能制造和儲能產(chǎn)品的關(guān)系非常密切，我聽了秘書長介紹儲能產(chǎn)品與智能制造以及構(gòu)件儲能產(chǎn)業(yè)智能制造體系，感到非常高興。前段時間我到江淮的蔚藍汽車生產(chǎn)線，它的車間溫度是26度，非常低，沒有什么噪聲，里邊全部是機器人工作，生產(chǎn)出來的汽車定價在10萬。

智能制造行業(yè)的問題是什么呢，第一個是車間維護問題非常難，原來我們機床壞了可以上修一下，無所謂這個機構(gòu)那個機構(gòu)有沒有問題，但是現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)程序很小，很復(fù)雜，還有網(wǎng)絡(luò)，還有圖像識別，人員維護幾乎不可能，工廠電工來維護這個系統(tǒng)很困難。第二個持續(xù)改進很難，今天上午有專家講，新的設(shè)備剛提交貨物三個月，產(chǎn)線就要根據(jù)客戶的需求就要改變了。第三個柔性生產(chǎn)，我們希望電池廠把東西固定下來，但老百姓需要的東西是日新月異的，所以很難。第四個經(jīng)驗保留難，現(xiàn)在一個人才在一家公司待到7年以上是非常難的，我們的核心人員很難保，他的經(jīng)驗沒有辦法保持下來。第五個固定資產(chǎn)容易貶值，機器人是固定資產(chǎn)，像機床一樣可以抵押，生產(chǎn)線抵押給誰呢，一旦生產(chǎn)線用了大量的機器人你的生產(chǎn)線就可以貨幣化，可以抵押。汽車是幾十萬輛要換一個生產(chǎn)制造，我們儲能也是一樣的，我們的自動化、數(shù)據(jù)化、信息化、智能化，這些東西都是手段，它的目的是什么，目的是首先讓我們的管理人員能夠可觀測到我們每一個生產(chǎn)工藝的參數(shù)和結(jié)果，我提了一個名字叫全景可觀測。什么意思呢?就是深度可觀測，我們生產(chǎn)線的觀測水平處于什么位置呢，原來是在秒級的，現(xiàn)在到毫秒級。這個全景可觀測就帶來了大數(shù)據(jù)，剛才我們有老總說，一個生產(chǎn)線里邊有2000個數(shù)據(jù)，你把這2000個數(shù)據(jù)乘上1000倍，然后再乘以24小時有多少數(shù)據(jù)在那里放著，如果你沒有想好數(shù)據(jù)怎么用你采用這么多的數(shù)據(jù)在這里干什么呢，全景可觀測很難。我在蔚藍汽車看了他們生產(chǎn)過程基本上是全景可觀測。

第二個是深度集成，我們在做生產(chǎn)線的時候有很多的工位，有可能一號廠家提供的設(shè)備采用的設(shè)備是西門子的，二號采用的設(shè)備是二號廠家的，三號采用的是其他的。這些東西拿來之后，當你做系統(tǒng)集成的時候你想設(shè)定某些參數(shù)設(shè)定不了，你看不見控制不了。1999年在我當研究生的時候我們老師帶我去海螺水泥做調(diào)研，那時候他們就可觀測，所以它們就成功的擊敗了其他競爭對手。這是生產(chǎn)車間的圖像，這里邊我們目前做的網(wǎng)絡(luò)、顯示、互聯(lián)沒有問題了，但是在全景觀測上有信息孤島。

這個是隔膜的圖像，有褶皺了，有破壞了。第二個就是基片的模次的檢測，要求每秒鐘2米，這里邊有一些圖像，包括漏底、暗斑等等都是它的瑕疵，圖像處理會在里邊大量的使用。這是它的指標，現(xiàn)在很多的廠家都在做這些事情。我們學(xué)校做的工作就是企業(yè)提出來我接到鋰電池的檢測項目視覺來做比較難，我們就大平臺幫它測試找視覺的方法，用什么方法解決最好，多快的方法比較合適，老師、學(xué)生、企業(yè)都有收獲，這是非常好的正向的環(huán)節(jié)。有的說我不找老師和學(xué)生，因為有點慢，找市場的人可以嗎，當然也可以。

另外就是鋰電池的整個生產(chǎn)線，我在2015年和格力空調(diào)下面的電工廠做的項目，我們描述他的工藝花了一年半時間，我?guī)Я肆鶄€學(xué)生把那個項目做完了。因為它的生產(chǎn)工藝沒有描述，廠家采購的時候說要什么，企業(yè)提供給他了，生產(chǎn)工藝的描述沒有，這就帶來了問題，動力電池的生產(chǎn)線做了很詳細的描述，包括對環(huán)境、水電氣的需求，前段中段后段和PACK的工藝都數(shù)據(jù)化了。之后就實時監(jiān)測的時候數(shù)據(jù)有問題就找問題是什么，到底哪里出來的。第二個是整個的規(guī)劃，第三個就是我們?nèi)珡S的信息。后來在鋰電池的智能制造的顯示里邊，它的傳感、它的顯示3維立馬就看到，工廠的人掃這個設(shè)備之后立馬知道這個設(shè)備哪個廠家生產(chǎn)的，什么時候檢測的，我們的生產(chǎn)設(shè)備廠家和生產(chǎn)廠家通過云平臺無縫對接，這個3維的設(shè)計避免了干涉各個方面的問題。

除了我們的生產(chǎn)工藝之外還有水電氣，不單單是我們生產(chǎn)工藝本身的問題，例如我們的通風(fēng)，我們的配電，因為在我們的鋰電生產(chǎn)過程里邊我們設(shè)備對電源的敏感性非常的高，這里邊高精度的電源，通信用的電源，氣候用的電源，我們照明用的電源，還有檢測用的電源都是很特殊的，我到很多的廠家去看了廠房非常漂亮，但是在我們電源細節(jié)部分卻不是很好。另外我們的潔凈、干燥、水處理，怎么實現(xiàn)能源的綜合利用也是非常大的問題，不單單是設(shè)備廠，生產(chǎn)加工所需要的設(shè)備，同時包括環(huán)境的設(shè)備也非常重要，怎么實現(xiàn)它的平衡，這是我們講鋰電智能制造的思考的東西。

第三個給大家匯報電力儲能，我們的電池如果是梯次應(yīng)用。電力系統(tǒng)用的儲能是什么呢，這個電池里邊是電化學(xué)微組的液類電池，我們的國家在能源的技術(shù)路線圖里邊講了系統(tǒng)效率的要求，我們2016年拿到了一個國家的研發(fā)項目，集中在全國14個單位做這件事情，現(xiàn)在在推進，難度非常大。高能量密度、高系統(tǒng)效率、低成本，這里邊我們講的低成本不是低價低頻次，低成本講的是低消耗。它包含核心原部件，我們選擇的時候要選擇批量化穩(wěn)定生產(chǎn)的東西，我們鋰電池也要這樣考慮，我采用原材料它就是批量的穩(wěn)定的。另外就是控制性，在這個過程里邊我們感覺到鋰電的控制系統(tǒng)也是有一點小問題的，什么意思呢，在我們的新能源汽車用了電池的管理系統(tǒng)，有些廠家說我1200塊錢做到，有些廠家800塊錢做到。我就問他這個板子做了之后處理了嗎，他說我做了三方漆，但是我說你知道三方漆有問題嗎，他說廠家沒有要求。其實這個時候會帶來很多的問題，這個時候你說問題到底是誰的呢，所以我看到這個都可怕，他們跟我說你不要怕，他們說電池本來用不了多長時間的，我想也是對的，但是我們鋰電池承諾的次數(shù)是5000次，我們實際多少次呢。你要保證5000次、10000次的時候你的系統(tǒng)能保證嗎。另外就是控制系統(tǒng)的原部件，我們新能源汽車用的冷卻泵，冷卻泵前面的部分怎么保證它的可靠性，也保證不了，電池的熱控不好，泵不好怎么保證呢，控制系統(tǒng)要引起大家的重視。

我們和芯片廠家合作來解決鋰電池里邊的保護，這里邊有一個可以參考的經(jīng)驗，我們每家有一個表，前幾年的表很貴，后來有芯片，芯片解決了外圍的東西，表就變成了幾十塊錢。在我們鋰電池，電力儲能，動力儲能我們有沒有提高芯片解決方案。上午我們在討論課題的分解時我想提一個建議，能不能加一個這樣的東西，我們鋰電池的劑量和保護在芯片這個方面是怎么樣的。第三個就是應(yīng)用領(lǐng)域，我們的充電樁要和其他的配合，這種配合你的環(huán)境適應(yīng)性就要高，你的熱控就不能復(fù)雜，如果你早光伏電站應(yīng)用你的次數(shù)就高。我們生產(chǎn)電池的時候往往只從電池本體進行技術(shù)考慮，另外應(yīng)該考慮當我們的電池用在什么場合，根據(jù)這個場合我的生產(chǎn)工藝怎么調(diào)整。前段時間有個廠家跟我們說在內(nèi)蒙古有3萬個表要用鋰電池，我找了鋰電廠家問方案，鋰電廠家說我們這個電池什么廠家都可以，顯然針對特定的沒有考慮。生產(chǎn)出應(yīng)用所有的場景對電池來講代價太高了，應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域做適應(yīng)性的調(diào)整。

這是我們的儲能，在我們電力儲能里邊它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是多個電池串起來，在這種結(jié)構(gòu)里邊我們?nèi)绾魏凸夥浜希绾魏蛷S家配合，它的壽命就要10到15年，我的電池是電力設(shè)備，它不是消費品。對于我們的電力儲能來講它就要考慮長壽命，高安全，高效率都往后靠。我們鋰電池設(shè)計生產(chǎn)時應(yīng)該提出針對電力儲能的應(yīng)用，針對儲能等后續(xù)應(yīng)用的全鏈條設(shè)計是比較合適的。這里邊我們的釩液流電池可以出現(xiàn)五六十家單位，這個市場就起來了，這是很好的一個領(lǐng)域。這是電堆的生產(chǎn)，這個電力儲能和我們講的動力電池的儲能不一樣了，這個功率小，但時間要長，5000瓦的電堆連續(xù)供電4個小時，這個時候鋰電池就沒有優(yōu)勢了。我們現(xiàn)在考慮把電堆和鋰電結(jié)合做很多的儲能，在充電樁，在烘干都有非常好的應(yīng)用，它整個的造價就下來了。這是它的一些主要參數(shù)。目前這種電池有兩種結(jié)構(gòu)，一種是大罐存儲集中反映，對于小系統(tǒng)采用小罐存儲，分布式反映的系統(tǒng)，比較靈活，目前我們的方案是這個比較小的系統(tǒng)。

這是我們與入駐智能研究院的企業(yè)合作的項目，為什么講電機保護呢，這里邊有泵，這個泵要專門保護。另外就是我們專門開發(fā)了我們自己的控制器，這里邊給大家匯報下我們的想法，我們做設(shè)備的時候，我們的設(shè)備買了PRC，你要進行編程，編程要熟悉工藝要懂得編程的技巧。往往出現(xiàn)這個人編程非常高但是不懂工藝，或者是這個人懂工藝不懂編程。我前段時間和日本一家做鍍膜的企業(yè)聊事情，能不能針對他們的鍍膜設(shè)備開發(fā)專門的控制系統(tǒng)，我們接了這個任務(wù)，但是我們一看它的思路跟我們國內(nèi)的思路，一旦它的控制器研發(fā)出來之后又把一批人攔在外面。這是我們后面的開關(guān)柜和變壓器。這是我們整個團隊里邊的對標，這里邊做鋰電的標準我們應(yīng)該有對標，我們國際上的標準是什么樣子的標準，將來我們怎么可以達到標準，包括生產(chǎn)標準和各方面的東西，我們的目標是什么。這是目前我們的一些產(chǎn)品做的一些工作。這是我們研究方向，我們主要根據(jù)原材料，我們根據(jù)核心原材料做的電堆研究，然后是它的集成，然后是它的系統(tǒng)控制，最后是應(yīng)用，我們根據(jù)這幾個部分控制，如果我們里邊做智能制造的話我們可以根據(jù)這幾個環(huán)節(jié)做智能制造。在原材料端我應(yīng)該怎么做，在組裝廠我應(yīng)該怎么做，我PACK上應(yīng)該怎么做，我們要有高標準提出來。同時在鋰電的集裝箱方案里邊也要有更好的方案出來，目前各個廠家的方案不一樣。

節(jié)能控制，我們設(shè)備采購的時候要考慮它的環(huán)境和它向后的擴展性，不能做閉口要做開口，這需要設(shè)備廠家有一定的研發(fā)能力。第二個我們的系統(tǒng)設(shè)計盡量模塊化，可置換，我們知道PRC原來的起源是因為汽車的可置換性，現(xiàn)在無論是什么都出現(xiàn)了下架的PRC，PRC和公共機結(jié)合，它做設(shè)備的模塊化設(shè)計。第三個就是實現(xiàn)項目管理和現(xiàn)場管理，我到一個光伏企業(yè)考察的時候，光伏企業(yè)拿來一個東西我都不知道原材料是誰生產(chǎn)的。我們要給用戶最大的安全保障，我的電芯給你之后在二次利用之后效率可以達到多少，你買了我的電機3年之后效率達到多少我會給你一個保障，你敢保障嗎。通過數(shù)據(jù)的搜集，數(shù)據(jù)的優(yōu)化來逐步改善我們的系統(tǒng)，這個是全流程，整個閉環(huán)我們要做起來。

這是我們監(jiān)督控制，我們的零件稱重和分配，還有電芯組裝，電池整體的組裝，尤其是最后一年固定資產(chǎn)貶值的問題怎么控制，我們要提高它的可資產(chǎn)化和貨幣化。另外節(jié)能控制就是對我們生產(chǎn)控制的參數(shù)進行監(jiān)控，調(diào)整我們生產(chǎn)過程的參數(shù)可以讓我們整個生產(chǎn)線的能耗降低，這里邊就實現(xiàn)了設(shè)備的可視化。設(shè)備的可視化目前有不少廠家可以做到，我看到傳感器的數(shù)據(jù)，但是傳感器數(shù)據(jù)的趨勢你沒有看到，這個傳感器和傳感器之間你看到溫度很低，沒有看到別的量增加了。第三個就是設(shè)備的可持續(xù)改進，我們的MES系統(tǒng)不可能一次成型，我們的MES系統(tǒng)要調(diào)整。現(xiàn)在有一家企業(yè)提出云MES，將來你的自動化生產(chǎn)不需要MES，他給你一個端口你把數(shù)據(jù)上傳，你的管理者就可以上云了。而且他做了一個廠家之后他的經(jīng)驗會越來越豐富，他的MES系統(tǒng)會越來越全，這是互聯(lián)網(wǎng)+對產(chǎn)業(yè)鏈的一個絞殺，這樣做有可能會造成同質(zhì)化，他要有自己的東西。有個公司提了智能制造連接，他們做的端的生產(chǎn)線是自己生產(chǎn)，我們鼓勵鋰電池的廠家和設(shè)備廠家聯(lián)合制造，這樣表面來看你投入了能力，但是后續(xù)可以改進，設(shè)計廠家就聯(lián)合制造協(xié)同創(chuàng)新。剛才講的全景可觀測，哪些叫全景呢，管理、生產(chǎn)、人員、市場需求，都可以看到。可觀測包括我們的視頻、音頻、流量等等的。假設(shè)你想調(diào)看每天10點鐘的生產(chǎn)數(shù)據(jù)就可以全部拿出來，從時間的切片來看你可以看到那個點的所有的數(shù)據(jù)，這個對你整個管理質(zhì)量保障是有數(shù)據(jù)支撐的。

目前我?guī)У男F隊在智能研究院做的工作就是建模，我們做建模很辛苦，但是我們收獲也很大，收獲很大是什么呢，如果我們對生產(chǎn)工藝的參數(shù)和過程的數(shù)據(jù)模型不清楚的話可能我們會失去很多的機會，比較大的機會就是我們對事物的本質(zhì)認識沒有了。這個是3維的建模，這個是生產(chǎn)過程的模擬，在我們生產(chǎn)線沒有做起來之后我們物流、水電氣的模擬完成了，我們所有的平臺是非常便宜就可以做到的。我們參與很多的項目，包括安徽省的科技攻關(guān)項目，基于大數(shù)據(jù)的電機柔性裝配自動化生產(chǎn)線及其關(guān)鍵技術(shù)，我們重點是大數(shù)據(jù)。第二個做了工信部的項目，農(nóng)機的自動化車間的項目。

最后有一點體會，大家對智能制造應(yīng)該有更多的耐心，只要有耐心一定會有所收獲。歡迎大家到合肥我們那里去做客，謝謝大家!

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