Rask bane for battericelleproduksjon

Fremtiden for batteriproduksjon starter her. Ved Fraunhofer Research Institution for Battery Cell Production FFB utvikler team økonomisk og miljømessig bærekraftige battericeller. Siemens støtter FFB med innovative produksjonsteknologier og programvare.

Kontakt oss

Den første fasen av prosjektet er «FFB PreFab.» Like utenfor Münster jobber flere tverrfaglige team med industri- og prosjektpartnere for å undersøke hvordan nye batteriteknologier kan produseres i Tyskland mer effektivt, bærekraftig, kostnadseffektivt og til høyeste kvalitet.

Som en «forskningsfabrikk» bringer FFB PreFab ikke bare vitenskap, teori og praktisk anvendelse sammen, men fremmer dem også aktivt. Laboratoriene og produksjonslinjene vil bidra til å optimalisere utstyr, digitaliseringsteknologier og celledesign fra pilotskala til industriell skala, samt forbedre produksjonsmetoder og prosesser og sist men ikke minst trene presserende spesialister.

Skalerbar produksjon

FFB PreFab muliggjør skalerbar batteriproduksjon fra forskning til industrielt nivå. Fleksible systemer og digital planlegging tillater rask testing og utvidelse av ny teknologi for effektiv oppstart og fremtidig skalering.

Dataintegrasjon

Sømløs dataintegrasjon på tvers av systemer sikrer gjennomsiktighet og konsistens. Ved å koble sammen maskiner, prosesser og digitale verktøy bygger FFB PreFab en enhetlig database for bedre beslutninger og kontinuerlig forbedring.

Bærekraftig produksjon

Sustainability er sentralt i FFB PreFab, der effektive prosesser, optimalisert ressursbruk og digitale løsninger muliggjør miljømessig ansvarlig batteriproduksjon samtidig som de støtter langsiktige klima- og energimål.

FFB PreFab ble offisielt åpnet 30. april 2024 av representanter fra Nordrhein-Westfalen, forbundsregjeringen, byen Münster, Fraunhofer-Gesellschaft og Fraunhofer FFB-ledelsen (fra venstre til høyre: 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).

Forme bærekraftig transformasjon

FFB PreFab har to mål, som også er viktige retningslinjer for Siemens i bedriftens entreprenørvirksomhet: å muliggjøre innovasjon og akselerere den digitale transformasjonen for en bærekraftig fremtid. Batteri- og lagringsteknologier vil være avgjørende for suksessen til energi- og transportovergangen og vil gi et betydelig bidrag til oppnåelsen av klimamålene. Med sin ekspertise og flere tiår med erfaring er Siemens en integrert del av økosystemet for lokal verdiskaping innen elektromobilitet.

Som prosjektpartner for Fraunhofer FFB støtter Siemens anlegget, basert på den åpne digitale forretningsplattformen Siemens Xcelerator, med programvare- og maskinvareløsninger for bygningsautomatisering og produksjonssystemer — og fremfor alt en omfattende digitaliseringsmodell som digitalt skal kartlegge hele forskningsfabrikken, fra bygningsautomatisering og kontrollutstyr til produksjonslinjene med alle prosesstrinn.

Skalerbar, fleksibel produksjonsarkitektur

Den dype integrasjonen av OT (operasjonell teknologi) og IT (informasjonsteknologi) er en viktig forutsetning for å undersøke og optimalisere et bredt utvalg av teknologier og materialer under virkelige og industriorienterte forhold i FFB PreFab.

Denne OT- og IT-integrasjonen gjør at maskiner fra forskjellige produsenter kan integreres i en fleksibel linjedesign og, gjennom standardisering av automatisering og grensesnitt, skaper betingelsene for systemenes interoperabilitet - viktige kriterier for et forskningsproduksjonsanlegg der innovative produksjonsscenarier vil være business as usual.

Solutions for det industrielle tingenes internett

Plass for innovasjon: FFB PreFab huser et komplett produksjonsanlegg for battericeller for produksjon av poseceller og prismatiske celler for forskningsformål i industriell skala.

Ved å implementere Manufacturing Execution System (MES) og IIoT-plattformen (Industrial Internet of Things), er Fraunhofer FFB i stand til å planlegge, kontrollere, optimalisere og fleksibelt skalere produksjonsprosesser. Med bygningsstyringsplattformen Desigo CC skal Siemens blant annet automatisere hele FFB PreFab-bygningen, inkludert rene- og tørkerom, som dekker rundt 1000 kvadratmeter. Et toppmoderne produksjonsutførelsessystem (MES) og et fleksibelt produksjonsstyringssystem vil bringe de ulike prosessene og dataene sammen og gjøre dem tilgjengelige for teamene.

Produksjonsstyringssystemet Production Management for Batteries, basert på SIMATIC WinCC OA, er en Industrial Internet of Things (IIoT) plattform som samler inn data fra maskin- og prosessnivå og gjør dem tilgjengelige for systemer på høyere nivå som MES og IT-applikasjoner. Ordreinformasjonen behandles i Siemens Opcenter Execution MES og overføres til maskinene via IIoT-laget. Dataene fra maskinene og systemene er koblet sammen via en standardisert informasjonsmodell slik at all informasjon er tilgjengelig langs hele verdikjeden. Batterispesifikke brukstilfeller og biblioteker sikrer effektiv og standardisert prosjektering av funksjonene.

Batteriteknologi er en viktig teknologi i fremtiden. Med FFB PreFab som en åpen battericellefabrikk for forskning og utvikling, gir vi et viktig bidrag til å fremme produksjonen av battericeller i Tyskland. På denne måten imøtekommer vi ikke bare etterspørselen fra det internasjonale markedet, men hjelper også med å lykkes med å etablere Tyskland og Europa som et ledende internasjonalt teknologiknutepunkt på lang sikt.

Professor Dr. Simon Lux, Administrerende direktør, Fraunhofer FFB

Fra FFB PreFab til FFB Fab

Ifølge Markus Birkhan, sjef for Battery Vertical hos Siemens AG, vil resultatet ikke være noe mindre enn en revolusjon innen battericelleproduksjon. «Sammen med Fraunhofer FFB ønsker vi å ta batteriindustrien i Tyskland til neste nivå.» Med dette mener eksperten kapasitet som kan utvides raskt, optimal produksjonskvalitet og reduksjon av avslag takket være transparente prosesser og muligheten til raskt å skalere opp nye eller alternative batteriteknologier.
FFB PreFab er et viktig skritt mot byggingen av FFB Fab, som vil skape 20.000 kvadratmeter ekstra produksjons- og forskningsrom og muliggjøre industriorientert produksjonsforskning og utvikling i gigawatt-serien med systemteknologi i stor industriell skala. Münster vil dermed endelig bli Europas «Battery City.»

Prosjektpartnerskap for integrert batteriproduksjon

Fraunhofer FFB og Siemens driver fremover standardisering og integrering av prosesser og systemer i FFB PreFab i andre prosjekter. Prosjektpartnerne avklarer dermed viktige spørsmål innen forskning og utvikling, men også i produksjon av battericeller, for eksempel hvordan kan data, grensesnitt og interaksjon i battericelleproduksjon standardiseres? Hva er fordelene med edge-teknologier for prosess- og kvalitetskontroll? Hvordan vil en fleksibel, skalerbar og sikker datautvekslingsplattform for teknisk implementering av en omfattende digitaliseringsstrategi for effektiv og bærekraftig bruk av batteridata se ut? Og sist men ikke minst: Hvordan kan de digitale tvillingene til produktet, systemene og bygningen kombineres for å skape et omfattende digitalt bilde av hele fabrikken?

FFB PreFab huser laboratorier og et komplett produksjonsanlegg for battericeller med innovativ europeisk maskinteknologi på rundt 6.450 kvadratmeter forskningsrom.

Databaserte modeller og optimaliseringer i moderne produksjon er bare så gode som den underliggende datakvaliteten. Effektiv integrering av IT- og OT-systemer er nødvendig for å sikre høy datakvalitet i batteriproduksjonen. Konsekvente batteriproduksjonsstandarder forenkler denne integrasjonsprosessen og er avgjørende for å skalere opp til gigafactory-nivået.

Arno Schmetz, Gruppeleder, datainnsamling og aggregering, Fraunhofer FFB

Kompetanse for morgendagens battericelleproduksjon

Siemens støtter Fraunhofer FFB-prosjektet med blant annet disse løsningene og systemene:

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

Fabrikk- og prosessplanlegging

Simulering er et sentralt element i FFB PreFab-digitaliseringsstrategien, som forbinder planlegging, utvikling og produksjon. Digitale fabrikk-, linje- og logistikkmodeller muliggjør tidlig validering, optimalisering og risikoreduksjon, og støtter fleksibel, effektiv og skalerbar battericelleproduksjon.

OpCenter-Siemens-SI-Batteriproduksjon-Utfordringer-Møte

Produksjonsutførelsessystem

Produksjonsoperasjonsstyring kobler planlegging, prosjektering og produksjon i sanntid. Som kjernen i FFB PreFab digitale økosystem muliggjør det gjennomsiktige, datadrevne operasjoner, kontinuerlig optimalisering og skalerbar battericelleproduksjon av høy kvalitet.

IIoT-plattform

Tilsynskontroll og datainnsamling gir en enhetlig plattform for sanntidsovervåking, visualisering og kontroll på tvers av FFB PreFab. Det sikrer gjennomsiktig drift, sømløs dataflyt og pålitelig beslutningstaking, som støtter effektiv og skalerbar battericelleproduksjon.

Desigo CC

Hos Fraunhofer FFB bruker Siemens Desigo CC til å automatisere og administrere hele PreFab-anlegget, inkludert rene og tørre rom. Plattformen integrerer byggesystemer, sikrer operativ gjennomsiktighet og støtter effektiv, skalerbar og bærekraftig battericelleproduksjon.

Digital Infrastructure

Siemens hjelper Fraunhofer FFB med å bygge fremtidens batterifabrikk ved å integrere digital planlegging, automatisering, bygningsstyring og produksjonssystemer. Denne tilkoblede infrastrukturen forbedrer effektiviteten, bærekraften og skalerbarheten til battericelleproduksjon.