Gyors sáv akkumulátorcellák gyártásához

Az akkumulátorgyártás jövője itt kezdődik. A Fraunhofer Akkumulátorcella-gyártási Kutatóintézet FFB-nél a csapatok gazdaságilag és környezetvédelmi szempontból fenntartható akkumulátorcellákat fejlesztenek ki. A Siemens innovatív gyártási technológiákkal és szoftverekkel támogatja az FFB-t.

Kapcsolatfelvétel

A projekt első szakasza az „FFB Prefab”. Münster mellett számos interdiszciplináris csapat együttműködik az ipari és projektpartnerekkel annak kutatása érdekében, hogy miként lehet hatékonyabban, fenntarthatóbb, költséghatékonyabban és a legmagasabb minőségben előállítani az új akkumulátortechnológiákat Németországban.

„Kutatógyárként” az FFB PreFab nemcsak a tudományt, az elméletet és a gyakorlati alkalmazást hozza össze, hanem aktívan fejleszti azokat is. A laboratóriumok és a gyártósorok segítenek optimalizálni a berendezéseket, a digitalizációs technológiákat és a cellák tervezését a kísérleti léptéktől az ipari méretig, valamint javítják a gyártási módszereket és folyamatokat, és végül, de nem utolsósorban a sürgősen szükséges szakemberek képzését.

Méretezhető termelés

Az FFB PreFab lehetővé teszi a méretezhető akkumulátorgyártást a kutatástól az ipari szintig. A rugalmas rendszerek és a digitális tervezés lehetővé teszi az új technológiák gyors tesztelését és bővítését a hatékony felgyorsítás és a jövőbeni méretezés érdekében.

Adatintegráció

A rendszerek közötti zökkenőmentes adatintegráció átláthatóságot és következetességet biztosít. A gépek, folyamatok és digitális eszközök összekapcsolásával az FFB Prefab egységes adatbázist épít a jobb döntések és a folyamatos fejlesztés érdekében.

Fenntartható gyártás

A Sustainability központi szerepet játszik az FFB PreFab-ban, ahol a hatékony folyamatok, az optimalizált erőforrás-felhasználás és a digitális megoldások lehetővé teszik a környezetvédelmi szempontból felelős akkumulátorgyártást, miközben támogatják a hosszú távú éghajlati és energetikai célokat.

Fraunhofer akkumulátor üzemmód FFB Prefab

Az FFB Prefab-ot hivatalosan 2024. április 30-án nyitották meg Észak-Rajna-Vesztfália képviselői, a szövetségi kormány, Münster város, a Fraunhofer-Gesellschaft és a Fraunhofer FFB vezetése (balról jobbra: Silke Krebs, Ina Brandes, Bettina Stark-Watzinger, Hendrik Wüst, Markus Lewe, Dr. Ing. Holger Hanselka, professzor Dr. Achim Kampker, professzor Dr. Jens Tübke és Dr. Simon Lux professzor).

A fenntartható átalakulás kialakítása

Az FFB PreFab-nak két célja van, amelyek szintén fontos iránymutatások a Siemens vállalati vállalkozói tevékenységében: az innováció lehetővé tétele és a digitális átalakulás felgyorsítása a fenntartható jövő érdekében. Az akkumulátor- és tárolótechnológiák kritikus fontosságúak lesznek az energia- és közlekedési átmenet sikeréhez, és jelentősen hozzájárulnak az éghajlati célok eléréséhez. Szakértelmével és évtizedes tapasztalatával a Siemens szerves része az elektromobilitás helyi értékteremtésének ökoszisztémájának.

A Fraunhofer FFB projektpartnereként a Siemens Xcelerator nyílt digitális üzleti platformon alapuló létesítményt támogatja az épületautomatizálási és gyártási rendszerek szoftveres és hardveres megoldásaival — és mindenekelőtt egy átfogó digitalizációs modellel, amely digitálisan feltérképezi az egész kutatógyárat, az épületautomatizálási és vezérlőberendezésektől a gyártósorokig minden folyamatlépéssel.

Méretezhető, rugalmas gyártási architektúra

Az OT (operatív technológia) és az IT (informatika) mély integrációja alapvető előfeltétele annak, hogy a technológiák és anyagok széles skáláját vizsgálják és optimalizálják valós és iparorientált körülmények között az FFB Prefab-ban.

Ez az OT- és informatikai integráció lehetővé teszi a különböző gyártók gépeinek rugalmas vonaltervezésbe történő integrálását, és az automatizálás és interfészek szabványosítása révén megteremti a rendszerek kölcsönös átjárhatóságának feltételeit — fontos kritériumok egy olyan kutatási termelési létesítmény számára, amelyben az innovatív gyártási forgatókönyvek a szokásos módon működnek.

Solutions a dolgok ipari internetéhez

Hely az innovációhoz: az FFB Prefab egy teljes akkumulátorcella-gyártó létesítménynek ad otthont a tasakcellák és prizmatikus cellák gyártására ipari méretű kutatási célokra.

A gyártási végrehajtási rendszer (MES) és az IIoT (Industrial Internet of Things) platform megvalósításával a Fraunhofer FFB képes tervezni, irányítani, optimalizálni és rugalmasan méretezni a termelési folyamatokat. A Desigo CC épületkezelő platformmal a Siemens automatizálja többek között az egész FFB Prefab épületét, beleértve a mintegy 1000 négyzetmétert lefedő tiszta- és szárítóhelyiségeket is. A legmodernebb gyártási végrehajtási rendszer (MES) és egy rugalmas termelésirányítási rendszer egyesíti a különböző folyamatokat és adatokat, és elérhetővé teszi azokat a csapatok számára.

A SIMATIC WinCC OA alapú akkumulátorok gyártásmenedzsment rendszere egy ipari tárgyak internetének (IIoT) platformja, amely adatokat gyűjt a gép és a folyamat szintjéről, és elérhetővé teszi azokat magasabb szintű rendszerek, például a MES és az informatikai alkalmazások számára. A megrendelési információkat a Siemens Opcenter Execution MES-ben dolgozza fel, és az IIoT rétegen keresztül továbbítja a gépekre. A gépek és rendszerek adatai egy szabványosított információs modell segítségével kapcsolódnak össze, így minden információ elérhető az értéklánc teljes mentén. Az akkumulátorspecifikus használati esetek és könyvtárak biztosítják a funkciók hatékony és szabványosított tervezését.

Az akkumulátortechnológia a jövő kulcsfontosságú technológiája. Az FFB PreFab, mint egy nyitott kutatási és fejlesztési akkumulátorcella-gyárral, jelentősen hozzájárulunk az akkumulátorcellák gyártásának előmozdításához Németországban. Ily módon nemcsak a nemzetközi piaci keresletet kezeljük, hanem segítünk Németországot és Európát hosszú távon vezető nemzetközi technológiai központként való sikeresen megalapozni.

Professzor Dr. Simon Lux, Ügyvezető igazgató, Fraunhofer FFB

Az FFB Prefab-tól az FFB Fab-ig

Markus Birkhan, a Siemens AG akkumulátorfüggőségének vezetője szerint az eredmény nem más, mint egy forradalom az akkumulátorcellák gyártásában. „A Fraunhofer FFB-vel együtt szeretnénk a következő szintre emelni a németországi akkumulátor-iparot.” Ezzel a szakértő azt jelenti, hogy gyorsan bővíthető kapacitást, optimális gyártási minőséget és csökkenti a visszautasítások számát az átlátható folyamatoknak, valamint az új vagy alternatív akkumulátortechnológiák gyors bővítésének képességének köszönhetően.
Az FFB PreFab fontos lépés az FFB Fab építése felé, amely 20 000 négyzetméter további termelési és kutatási teret hoz létre, és lehetővé teszi az iparorientált termelési kutatást és fejlesztést a gigawatt-tartományban, rendszertechnológiával nagy ipari méretben. Münster így végül Európa „Battery City” lesz.

Projektpartnerség az integrált akkumulátorgyártáshoz

A Fraunhofer FFB és a Siemens elősegíti a folyamatok és rendszerek szabványosítását és integrálását az FFB Prefab-ban más projektekben. A projektpartnerek tehát tisztázzák a kutatás és fejlesztés, de az akkumulátorcellák gyártása terén is fontos kérdéseket, mint például, hogyan szabványosíthatók az adatok, interfészek és interakciók az akkumulátorcellák gyártásában? Milyen előnyei vannak az élvonalbeli technológiáknak a folyamat- és minőségellenőrzésben? Hogyan fog kinézni egy rugalmas, méretezhető és biztonságos adatcsere-platform az akkumulátoradatok hatékony és fenntartható felhasználására szolgáló átfogó digitalizációs stratégia technikai megvalósításához? És végül, de nem utolsósorban: Hogyan lehet kombinálni a termék, a rendszerek és az épület digitális ikreit, hogy átfogó digitális képet hozzanak létre az egész gyárról?

Az FFB PreFab laboratóriumokat és egy teljes akkumulátorcellát gyártó létesítményt kínál innovatív európai géptechnológiával, mintegy 6450 négyzetméter kutatási területen.

Az adatalapú modellek és optimalizálások a modern gyártásban csak annyira jók, mint a mögöttes adatminőség. Az akkumulátorgyártás magas adatminőségének biztosításához informatikai és OT rendszerek hatékony integrációja szükséges. A következetes akkumulátorgyártási szabványok leegyszerűsítik ezt az integrációs folyamatot, és elengedhetetlenek a gigafactory szintre történő méretezéshez.

Arno Schmetz, Csoportvezető, adatgyűjtés és összesítés, Fraunhofer FFB

Szakértelem a holnapi akkumulátorcellák gyártásához

A Siemens ezekkel a megoldásokkal és rendszerekkel támogatja a Fraunhofer FFB projektet, többek között:

A (z) tecnomatix-plant-simulation-professional-mhero-1280x720.jpg

Gyári és folyamattervezés

A szimuláció az FFB Prefab digitalizációs stratégiájának kulcsfontosságú eleme, amely összekapcsolja a tervezést, a fejlesztést és a gyártást. A digitális gyári, vonal- és logisztikai modellek lehetővé teszik a korai validálást, optimalizálást és kockázatcsökkentést, támogatva a rugalmas, hatékony és skálázható akkumulátorcellák gyártását.

Opcenter-Siemens-SI-akkumulátorgyártás-kihívás-találkozó

Gyártási kivitelezési rendszer

A gyártási műveletek menedzsment valós időben összekapcsolja a tervezést, a tervezést és a termelést. Az FFB PreFab digitális ecosystem magjaként lehetővé teszi az átlátható, adatvezérelt műveleteket, a folyamatos optimalizálást és a skálázható, kiváló minőségű akkumulátorcellák gyártását.

IIoT platform

A felügyeleti ellenőrzés és az adatgyűjtés egységes platformot biztosít a valós idejű monitorozáshoz, megjelenítéshez és vezérléshez az FFB Prefab-ban. Átlátható működést, zökkenőmentes adatáramlást és megbízható döntéshozatalt biztosít, támogatva a hatékony és skálázható akkumulátorcellák gyártását.

Desigo CC

A Fraunhofer FFB-nél a Siemens a Desigo CC segítségével automatizálja és kezeli a teljes Prefab létesítményt, beleértve a tiszta és száraz helyiségeket is. A platform integrálja az építési rendszereket, biztosítja a működési átláthatóságot, és támogatja a hatékony, skálázható és fenntartható akkumulátorcellák gyártását.

Digital Infrastructure

A Siemens segíti a Fraunhofer FFB-t a jövő akkumulátorgyárának építésében a digitális tervezés, automatizálás, épületkezelés és gyártási rendszerek integrálásával. Ez a csatlakoztatott infrastruktúra javítja az akkumulátorcellák gyártásának hatékonyságát, fenntarthatóságát és méretezhetőségét.