Rychlý pruh pro výrobu bateriových článků

Budoucnost výroby baterií začíná zde. Ve výzkumném ústavu Fraunhofer pro výrobu bateriových článků FFB vyvíjejí týmy ekonomicky a ekologicky udržitelné bateriové články. Siemens podporuje FFB inovativními výrobními technologiemi a softwarem.

Kontaktujte nás

První fází projektu je „FFB PreFab“. Nedaleko Münsteru spolupracuje několik interdisciplinárních týmů s průmyslovými a projektovými partnery na výzkumu toho, jak lze v Německu vyrábět nové technologie baterií efektivněji, udržitelněji, nákladově efektivněji a v nejvyšší kvalitě.

Jako „výzkumná továrna“ FFB PreFab spojuje nejen vědu, teorii a praktické aplikace, ale také je aktivně rozvíjí. Laboratoře a výrobní linky pomohou optimalizovat vybavení, digitalizační technologie a návrhy buněk od pilotního měřítka až po průmyslové měřítko, zdokonalit výrobní metody a procesy a v neposlední řadě vyškolit naléhavě potřebné specialisty.

Škálovatelná výroba

FFB PreFab umožňuje škálovatelnou výrobu baterií od výzkumu až po průmyslovou úroveň. Flexibilní systémy a digitální plánování umožňují rychlé testování a rozšiřování nových technologií pro efektivní nástup a budoucí škálování.

Integrace dat

Bezproblémová integrace dat napříč systémy zajišťuje transparentnost a konzistenci. Propojením strojů, procesů a digitálních nástrojů vytváří FFB PreFab jednotnou databázi pro lepší rozhodování a neustálé zlepšování.

Udržitelná výroba

Sustainability je ústředním prvkem FFB PreFab, kde efektivní procesy, optimalizované využívání zdrojů a digitální řešení umožňují ekologicky odpovědnou výrobu baterií a zároveň podporují dlouhodobé cíle v oblasti klimatu a energetiky.

FFB PreFab byl oficiálně otevřen 30. dubna 2024 zástupci Severního Porýní-Vestfálska, spolkové vlády, města Münster, Fraunhofer-Gesellschaft a vedení Fraunhofer FFB (zleva doprava: Silke Krebs, Ina Brandes, Bettina Stark-Watzinger, Hendrik Wüst, Markus Lewe, prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka, prof. Dr. Achim Kampker, prof. Dr. Jens Tübke a prof. Dr. Simon Lux).

Formování udržitelné transformace

FFB PreFab má dva cíle, které jsou také důležitými směrnicemi pro Siemens v jejích podnikových podnikatelských aktivitách: umožnit inovace a urychlit digitální transformaci pro udržitelnou budoucnost. Technologie baterií a skladování budou rozhodující pro úspěch přechodu na energetiku a dopravu a významně přispějí k dosažení cílů v oblasti klimatu. Díky svým odborným znalostem a desetiletým zkušenostem je Siemens nedílnou součástí ekosystému vytváření místní hodnoty v elektromobilitě.

Jako projektový partner společnosti Fraunhofer FFB podporuje Siemens zařízení založené na otevřené digitální obchodní platformě Siemens Xcelerator softwarovými a hardwarovými řešeními pro automatizaci budov a výrobní systémy - a především komplexním modelem digitalizace, který digitálně mapuje celou výzkumnou továrnu, od automatizačního a řídicího zařízení budov až po výrobní linky se všemi procesními kroky.

Škálovatelná, flexibilní výrobní architektura

Hluboká integrace OT (provozní technologie) a IT (informační technologie) je základním předpokladem pro zkoumání a optimalizaci široké škály technologií a materiálů v reálných a průmyslově orientovaných podmínkách v FFB PreFab.

Tato integrace OT a IT umožňuje integrovat stroje různých výrobců do flexibilního návrhu linky a prostřednictvím standardizace automatizace a rozhraní vytváří podmínky pro interoperabilitu systémů - důležitá kritéria pro výzkumné výrobní zařízení, ve kterém budou inovativní výrobní scénáře fungovat jako obvykle.

Solutions pro průmyslový internet věcí

Prostor pro inovace: FFB PreFab obsahuje kompletní výrobní závod na výrobu bateriových článků pro výrobu pouzder a hranolových článků pro výzkumné účely v průmyslovém měřítku.

Implementací systému Manufacturing Execution System (MES) a platformy IIoT (Industrial Internet of Things) je Fraunhofer FFB schopen plánovat, řídit, optimalizovat a flexibilně škálovat výrobní procesy. S platformou pro správu budov Desigo CC bude Siemens mimo jiné automatizovat celou budovu FFB PreFab, včetně čistých a sušících místností o rozloze přibližně 1 000 metrů čtverečních. Nejmodernější systém provádění výroby (MES) a flexibilní systém řízení výroby spojí různé procesy a data a zpřístupní je týmům.

Systém řízení výroby baterií pro řízení výroby, založený na SIMATIC WinCC OA, je platforma průmyslového internetu věcí (IIoT), která shromažďuje data ze strojní a procesní úrovně a zpřístupňuje je systémům vyšší úrovně, jako jsou MES a IT aplikace. Informace o objednávce jsou zpracovávány v systému Siemens Opcenter Execution MES a přenášeny do strojů prostřednictvím vrstvy IIoT. Data ze strojů a systémů jsou propojena prostřednictvím standardizovaného informačního modelu, takže všechny informace jsou dostupné v celém hodnotovém řetězci. Případy použití a knihovny specifické pro baterie zajišťují efektivní a standardizované inženýrství funkcí.

Technologie baterií je klíčovou technologií budoucnosti. S FFB PreFab jako otevřenou továrnou na bateriové články pro výzkum a vývoj významně přispíváme k rozvoji výroby bateriových článků v Německu. Tímto způsobem neřešíme pouze poptávku na mezinárodním trhu, ale také pomáháme dlouhodobě úspěšně etablovat Německo a Evropu jako přední mezinárodní technologický uzel.

Prof. Dr. Simon Lux, Výkonný ředitel, Fraunhofer FFB

Od prefabriky FFB po FFB Fab

Podle Marka Birkhana, vedoucího divize Battery Vertical ve společnosti Siemens AG, nebude výsledkem nic menšího než revoluce ve výrobě bateriových článků. „Společně s Fraunhofer FFB chceme posunout průmysl baterií v Německu na další úroveň.“ Odborník tím znamená kapacitu, kterou lze rychle rozšířit, optimální kvalitu výroby a snížení počtu odpadů díky transparentním procesům a schopnosti rychle škálovat nové nebo alternativní technologie baterií.
FFB PreFab je důležitým krokem k výstavbě FFB Fab, který vytvoří 20 000 metrů čtverečních dodatečných výrobních a výzkumných prostor a umožní průmyslově orientovaný výzkum a vývoj výroby v gigawattové řadě se systémovou technologií ve velkém průmyslovém měřítku. Münster se tak konečně stane evropským „Bateriovým městem“.

Projektové partnerství pro integrovanou výrobu baterií

Fraunhofer FFB a Siemens prosazují standardizaci a integraci procesů a systémů v FFB PreFab v dalších projektech. Partneři projektu tak objasňují důležité otázky ve výzkumu a vývoji, ale také ve výrobě bateriových článků, jako například, jak lze standardizovat data, rozhraní a interakci při výrobě bateriových článků? Jaké jsou výhody špičkových technologií pro řízení procesů a kvality? Jak bude vypadat flexibilní, škálovatelná a bezpečná platforma pro výměnu dat pro technickou implementaci komplexní strategie digitalizace pro efektivní a udržitelné využívání dat z baterií? A v neposlední řadě: Jak lze kombinovat digitální dvojčata produktu, systémů a budovy a vytvořit tak ucelený digitální obraz celé továrny?

FFB PreFab sídlí laboratoře a kompletní výrobní závod na bateriových článcích s inovativní evropskou strojírenskou technologií na přibližně 6 450 metrech čtverečních výzkumných prostor.

Modely založené na datech a optimalizace v moderní výrobě jsou jen tak dobré jako kvalita podkladových dat. Pro zajištění vysoké kvality dat při výrobě baterií je nutná efektivní integrace IT a OT systémů. Konzistentní standardy výroby baterií zjednodušují tento proces integrace a jsou nezbytné pro rozšíření na úroveň gigafactory.

Arno Schmetz, Vedoucí skupiny, sběr a agregace dat, Fraunhofer FFB

Odbornost pro zítřejší výrobu bateriových článků

Společnost Siemens podporuje projekt Fraunhofer FFB mimo jiné těmito řešeními a systémy:

tecnomatix-plant-simulation-professional-mhero-1280x720.jpg

Plánování továrny a procesů

Simulace je klíčovým prvkem strategie digitalizace FFB PreFab, která spojuje plánování, vývoj a výrobu. Digitální tovární, linkové a logistické modely umožňují včasnou validaci, optimalizaci a snižování rizik a podporují flexibilní, efektivní a škálovatelnou výrobu bateriových článků.

OPCENTER-SIEMENS-SI-baterie-výrobae-výzvy-setkání

Systém provádění výroby

Řízení výrobních operací propojuje plánování, inženýrství a výrobu v reálném čase. Jako jádro digitálního ekosystému FFB PreFab umožňuje transparentní operace založené na datech, nepřetržitou optimalizaci a škálovatelnou, vysoce kvalitní výrobu bateriových článků.

Platforma IIoT

Kontrola dohledu a sběr dat poskytuje jednotnou platformu pro monitorování, vizualizaci a řízení v reálném čase napříč FFB PreFab. Zajišťuje transparentní operace, plynulý tok dat a spolehlivé rozhodování, což podporuje efektivní a škálovatelnou výrobu bateriových článků.

Desigo CC

Ve společnosti Fraunhofer FFB používá Siemens Desigo CC k automatizaci a správě celého zařízení PreFab, včetně čistých a suchých místností. Platforma integruje stavební systémy, zajišťuje provozní transparentnost a podporuje efektivní, škálovatelnou a udržitelnou výrobu bateriových článků.

Digital Infrastructure

Siemens pomáhá společnosti Fraunhofer FFB vybudovat továrnu na baterie budoucnosti integrací digitálního plánování, automatizace, správy budov a výrobních systémů. Tato propojená infrastruktura zlepšuje efektivitu, udržitelnost a škálovatelnost výroby bateriových článků.