智能制造，標準引領——通過標準的推廣和應用，技術創新才得以迅速擴散，并高效轉化為現實生產力。這一理念已經成為鋰電業共識。

近日，在由中國化學與物理電源行業協會動力電池應用分會（以下簡稱“動力電池應用分會”）舉辦的“洞見未來：標準化智造”主題沙龍上，西門子電池行業業務拓展經理張學峰詳盡解剖了鋰電制造業的未來——數字化工廠及智能制造。

2010年，西門子在全球把電池行業作為一個獨立的領域進行業務拓展，除了德國總部，在中國、美國、韓國、日本都設有分公司，來推動全球電池行業的發展。目前其關注的領域主要有電池原材料生產、消費及動力鋰電池、燃料電池、鉛酸電池、鎳氫電池等。毋庸置疑的是，未來制造業的競爭在于用最短時間做出最優質的產品，因而數字化及智能工廠的建設已被越來越多的企業提上了日程。

羅馬建成并非一日之功

提起最接近工業4.0的數字化工廠，可能大多數人都會想到西門子位于德國巴伐利亞州東部的安貝格電子制造工廠。西門子的這家工廠主要生產Simatic可編程邏輯控制器（PLC）。如今，這座工廠的生產過程有75%實現了自動化，其產品百萬缺陷率僅為12，生產質量之高令人驚嘆。

事實上，自1989年工廠投產以來，雖然安貝格電子制造工廠在外觀上基本定格了，但一場向著工業4.0方向前進的自我進化從未停止過：1993年建成自動組裝線；1995年ERP部署成功，1999年搭建PLC新自動化線；2008年集成數字化工廠（MES/PLM/SCM/ECM），并建成首條混線生產線；2013年引入Teamcenter，增強現實技術……安貝格工廠也由一家普通的工廠成長為真正的數字化工廠。

“羅馬建成并非一日之功”，張學峰認為，目前鋰電企業還處于數字化/智能制造的初級階段，可能各種軟件設施都有，但需要不斷地優化整合才能達到最佳生產狀態。因此，企業新建的數字化項目一定要腳踏實地，而不能急于求成。

搭建數字化工廠的“四梁八柱”

在張學峰看來，鋰電企業需要做的第一件事，就是設備的數據采集。“數據采集是整個數字化及智能工廠的核心基礎，因為只有把設備上的狀態參數、過程參數、檢測參數、報警參數等所有影響到產品生產和產品質量的參數采集上來后，MES、PLM等上層系統才能良好運行。而且沒有這些數據的采集，后續的大數據、智慧云平臺等也將成為空中樓閣。”張學峰說道。

如何高效、快速采集到這些數據，還要從整個數字化工廠的框架說起。

數字化制造信息化系統參考框架集成思路

在西門子看來，Automation（底層自動化）主要包括：SCADA（數據采集與監視控制系統）、Robot（智能設備）、VC（網絡與通信系統）、Position（物料定位）、Move（物料移動控制）和HMI（人機交互系統）六部分。

其中，SCADA作為專業的數據采集與監測軟件，是連接設備層和MES系統的橋梁，但目前有不少企業都忽視了SCADA系統在數據采集方面的作用。張學峰介紹說，如果MES系統直接到PLC上讀取數據，而工廠需要采集的數據量巨大，勢必會影響到MES系統的運行效率和判斷時間，并對系統造成很大的負擔；而MES系統從SCADA上取數都是實時的。所以，在鋰電企業的數字化工廠建設前期，SCADA數據采集是非常重要的基礎部分。

規劃好工業自動化網絡無疑是數字化工廠建設前期的另一個重要方向，因為數據的采集都是通過網絡系統傳輸而來的。西門子的經驗是，通過現場總線系統、PLC、機器人、檢測設備等組成一個冗余的環形工業以太網，以便于工廠數據的流通。而這對鋰電企業也提出了更高的要求，需要建立自己的IT部門，并且IT部門員工還需要懂工藝，最終才能更好地服務于鋰電業的智能制造。

而說到鋰電業目前最火的數字化建設項目，就非MES系統莫屬了。究其原因，張學峰解釋說，“是因為整車廠對動力電池企業提出了強制性的產品追蹤追溯需求。”但目前國內企業搭建的MES系統多數僅能實現車間級的設備管理和數據采集，真正的MES系統是管理整個或多個工廠的生產制造執行系統。“目前國內大多數企業對MES系統基本功能的認識還不足，希望以后能有更多的交流探討的機會。”張學峰說道。

Automation/SCADA、MES、ERP、PLM（產品全生命周期管理）和Logistic系統（智能化物流）五大系統一起構成了數字化工廠的雛形。

標準領航“池”騁未來

以上提到，數字化工廠的建設并非一日之功。一方面，鋰電企業對于數字化及智能工廠項目的投資也不應該只看到投資的“冰山一角”，還要考慮到營運維護、服務、技術支持、產線升級、人員培訓等后期投入。

另一方面，需要明確的是，數字化工廠只是一個工具，而不是實現鋰電業未來發展的萬能鑰匙。因此，數字化項目的建設一定要提前咨詢并做好規劃。畢竟，企業的任何一種升級改造，都需要綜合考慮成本、投資回收期、投資回報率這些問題。

張學峰給出的建議是，通過西門子基于模型的動力電池智能制造系統和設計、仿真系統，分期、逐步進行數字化改造。“先把標準化工作做好，打好通訊基礎，才能降低后續資本投入。”標準化要從三方面展開：第一，數據的標準化；第二，通訊及網絡系統的標準化；第三，數據交互的標準化及生產制造工藝流程的標準化。

此外，在越來越多的電動汽車主機廠進入鋰電業的背景下，勢必會把汽車行業生產制造的標準帶入鋰電制造業。而西門子憑借同主機廠一起建立企業及行業標準的豐富經驗，可以先幫助鋰電企業建立自己的生產標準（從容易實現的模組標準化開始并延伸至整個鋰電生產制造流程），并逐步推動其成為行業標準。