Hurtig bane til produktion af battericeller

Fremtiden for batteriproduktion starter her. På Fraunhofer Research Institution for Battery Cell Production FFB udvikler teams økonomisk og miljømæssigt bæredygtige battericeller. Siemens understøtter FFB med innovative produktionsteknologier og software.

Kontakt os

Den første fase af projektet er „FFB PreFab.“ Lige uden for Münster arbejder flere tværfaglige teams med industri- og projektpartnere for at undersøge, hvordan nye batteriteknologier kan produceres i Tyskland mere effektivt, bæredygtigt, omkostningseffektivt og til højeste kvalitet.

Som en „forskningsfabrik“ bringer FFB PreFab ikke kun videnskab, teori og praktisk anvendelse sammen, men fremmer dem også aktivt. Laboratorierne og produktionslinjerne vil hjælpe med at optimere udstyr, digitaliseringsteknologier og celledesign fra pilotskala til industriel skala samt forbedre fremstillingsmetoder og processer og sidst men ikke mindst uddanne presserende specialister.

Skalerbar produktion

FFB PreFab muliggør skalerbar batteriproduktion fra forskning til industrielt niveau. Fleksible systemer og digital planlægning muliggør hurtig test og udvidelse af nye teknologier til effektiv opstart og fremtidig skalering.

Dataintegration

Problemfri dataintegration på tværs af systemer sikrer gennemsigtighed og konsistens. Ved at forbinde maskiner, processer og digitale værktøjer bygger FFB PreFab en samlet database til bedre beslutninger og løbende forbedringer.

Bæredygtig produktion

Sustainability er centralt i FFB PreFab, hvor effektive processer, optimeret ressourceanvendelse og digitale løsninger muliggør miljøansvarlig batteriproduktion, samtidig med at de understøtter langsigtede klima- og energimål.

FFB PreFab blev officielt åbnet den 30. april 2024 af repræsentanter fra Nordrhein-Westfalen, forbundsregeringen, byen Münster, Fraunhofer-Gesellschaft og Fraunhofer FFB-ledelsen (fra venstre til højre: Silke Krebs, Ina Brandes, Bettina Stark-Watzinger, Hendrik Wüst, Markus Lewe, Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka, professor Dr. Achim Kampker, professor Dr. Jens Tübke og professor Dr. Simon Lux).

Udformning af bæredygtig transformation

FFB PreFab har to mål, som også er vigtige retningslinjer for Siemens i virksomhedens iværksætteraktiviteter: at muliggøre innovation og fremskynde den digitale transformation for en bæredygtig fremtid. Batteri- og lagringsteknologier vil være afgørende for succes med omstillingen til energi og transport og vil yde et væsentligt bidrag til opfyldelsen af klimamålene. Med sin ekspertise og årtiers erfaring er Siemens en integreret del af økosystemet for lokal værdiskabelse inden for elektromobilitet.

Som projektpartner for Fraunhofer FFB støtter Siemens anlægget, baseret på den åbne digitale forretningsplatform Siemens Xcelerator, med software- og hardwareløsninger til bygningsautomatisering og produktionssystemer — og frem for alt en omfattende digitaliseringsmodel, der digitalt kortlægger hele forskningsfabrikken, fra bygningsautomatisering og styringsudstyr til produktionslinjerne med alle procestrin.

Skalerbar, fleksibel produktionsarkitektur

Den dybe integration af OT (operationel teknologi) og IT (informationsteknologi) er en væsentlig forudsætning for at undersøge og optimere en lang række teknologier og materialer under virkelige og industriorienterede forhold i FFB PreFab.

Denne OT- og IT-integration gør det muligt at integrere maskiner fra forskellige producenter i et fleksibelt linjedesign og skaber gennem standardisering af automatisering og grænseflader betingelserne for systemernes interoperabilitet - vigtige kriterier for et forskningsproduktionsanlæg, hvor innovative produktionsscenarier vil være business as usual.

Solutions til det industrielle Internet of Things

Plads til innovation: FFB PreFab huser et komplet battericelleproduktionsanlæg til produktion af poseceller og prismatiske celler til forskningsformål i industriel skala.

Ved at implementere Manufacturing Execution System (MES) og IIoT (Industrial Internet of Things) platformen er Fraunhofer FFB i stand til at planlægge, kontrollere, optimere og fleksibelt skalere produktionsprocesser. Med bygningsstyringsplatformen Desigo CC vil Siemens blandt andet automatisere hele FFB PreFab-bygningen, herunder rene- og tørrerum, der dækker omkring 1.000 kvadratmeter. Et avanceret produktionsudførelsessystem (MES) og et fleksibelt produktionsstyringssystem vil bringe de forskellige processer og data sammen og gøre dem tilgængelige for holdene.

Produktionsstyringssystemet Production Management for Batteries, der er baseret på SIMATIC WinCC OA, er en Industrial Internet of Things (IIoT) platform, der indsamler data fra maskin- og procesniveau og gør dem tilgængelige for systemer på højere niveau såsom MES og IT-applikationer. Ordreoplysningerne behandles i Siemens Opcenter Execution MES og overføres til maskinerne via IIoT-laget. Dataene fra maskinerne og systemerne netværkes via en standardiseret informationsmodel, så al information er tilgængelig langs hele værdikæden. Batterispecifikke brugssager og biblioteker sikrer effektiv og standardiseret konstruktion af funktionerne.

Batteriteknologi er fremtidens nøgleteknologi. Med FFB PreFab som en åben battericellefabrik til forskning og udvikling yder vi et vigtigt bidrag til at fremme produktionen af battericeller i Tyskland. På denne måde imødekommer vi ikke kun efterspørgslen på det internationale marked, men hjælper også med at etablere Tyskland og Europa som et førende internationalt teknologiknudepunkt på lang sigt.

Professor Dr. Simon Lux, Administrerende direktør, Fraunhofer FFB

Fra FFB Prefab til FFB Fab

Ifølge Markus Birkhan, chef for Battery Vertical hos Siemens AG, bliver resultatet intet mindre end en revolution inden for battericelleproduktion. „Sammen med Fraunhofer FFB ønsker vi at tage batteriindustrien i Tyskland til det næste niveau.“ Med eksperten mener eksperten kapacitet, der hurtigt kan udvides, optimal produktionskvalitet og reduktion af afkast takket være gennemsigtige processer og muligheden for hurtigt at opskalere nye eller alternative batteriteknologier.
FFB PreFab er et vigtigt skridt i retning af opførelsen af FFB Fab, som vil skabe 20.000 kvadratmeter ekstra produktions- og forskningsrum og muliggøre industriorienteret produktionsforskning og udvikling i gigawatt-serien med systemteknologi i stor industriel skala. Münster vil således endelig blive Europas „Battery City“.

Projektpartnerskab for integreret batteriproduktion

Fraunhofer FFB og Siemens fremmer standardiseringen og integrationen af processer og systemer i FFB PreFab i andre projekter. Projektpartnerne afklarer således vigtige spørgsmål inden for forskning og udvikling, men også i produktionen af battericeller, såsom, hvordan kan data, grænseflader og interaktion i battericelleproduktion standardiseres? Hvad er fordelene ved edge teknologier til proces- og kvalitetskontrol? Hvordan vil en fleksibel, skalerbar og sikker dataudvekslingsplatform til teknisk implementering af en omfattende digitaliseringsstrategi for effektiv og bæredygtig brug af batteridata se ud? Og sidst men ikke mindst: Hvordan kan de digitale tvillinger af produktet, systemerne og bygningen kombineres for at skabe et omfattende digitalt billede af hele fabrikken?

FFB PreFab huser laboratorier og et komplet battericelleproduktionsanlæg med innovativ europæisk maskinteknologi på omkring 6.450 kvadratmeter forskningsrum.

Databaserede modeller og optimeringer i moderne produktion er kun lige så gode som den underliggende datakvalitet. Effektiv integration af IT- og OT-systemer er påkrævet for at sikre høj datakvalitet i batteriproduktionen. Konsekvente batteriproduktionsstandarder forenkler denne integrationsproces og er afgørende for at skalere op til gigafactory-niveauet.

Arno Schmetz, Gruppeleder, dataindsamling og aggregering, Fraunhofer FFB

Ekspertise til fremtidens battericelleproduktion

Siemens støtter Fraunhofer FFB-projektet med blandt andet følgende løsninger og systemer:

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

Fabrik- og procesplanlægning

Simulering er et centralt element i FFB PreFab-digitaliseringsstrategien, der forbinder planlægning, udvikling og produktion. Digitale fabriks-, linje- og logistikmodeller muliggør tidlig validering, optimering og risikoreduktion, hvilket understøtter fleksibel, effektiv og skalerbar produktion af battericeller.

Opcenter-Siemens-SI-batterifremstilling-udfordringer-møde

Produktionsudførelsessystem

Styring af produktionsoperationer forbinder planlægning, teknik og produktion i realtid. Som kernen i FFB PreFab-digitale økosystem muliggør det gennemsigtige, datadrevne operationer, kontinuerlig optimering og skalerbar battericelleproduktion af høj kvalitet.

IIoT-platform

Tilsynskontrol og dataindsamling giver en samlet platform til realtidsovervågning, visualisering og kontrol på tværs af FFB PreFab. Det sikrer gennemsigtige operationer, problemfri dataflow og pålidelig beslutningstagning, hvilket understøtter effektiv og skalerbar battericelleproduktion.

Desigo CC

Hos Fraunhofer FFB bruger Siemens Desigo CC til at automatisere og administrere hele PreFab-anlægget, herunder rene og tørre rum. Platformen integrerer bygningssystemer, sikrer operationel gennemsigtighed og understøtter effektiv, skalerbar og bæredygtig battericelleproduktion.

Digital Infrastructure

Siemens hjælper Fraunhofer FFB med at opbygge fremtidens batterifabrik ved at integrere digital planlægning, automatisering, bygningsstyring og produktionssystemer. Denne forbundne infrastruktur forbedrer effektiviteten, bæredygtigheden og skalerbarheden i produktionen af battericeller.