Rýchly pruh pre výrobu batériových článkov

Budúcnosť výroby batérií začína tu. V výskumnej inštitúcii Fraunhofer pre výrobu batériových článkov FFB tímy vyvíjajú ekonomicky a environmentálne udržateľné batériové články. Siemens podporuje FFB inovatívnymi výrobnými technológiami a softvérom.

Kontaktujte nás

Prvou fázou projektu je „FFB Prefab“. Hneď mimo Münster niekoľko interdisciplinárnych tímov spolupracuje s priemyselnými a projektovými partnermi na skúmaní, ako je možné nové technológie batérií vyrábať v Nemecku efektívnejšie, udržateľnejšie, nákladovo efektívnejšie a v najvyššej kvalite.

Ako „výskumná továreň“ FFB Prefab spája nielen vedu, teóriu a praktické aplikácie, ale aj aktívne ich rozvíja. Laboratóriá a výrobné linky pomôžu optimalizovať zariadenia, digitalizačné technológie a návrhy buniek od pilotného meradla až po priemyselné meradlo, ako aj zlepšiť výrobné metódy a procesy a v neposlednom rade vyškoliť naliehavo potrebných špecialistov.

Škálovateľná výroba

FFB Prefab umožňuje škálovateľnú výrobu batérií od výskumu až po priemyselnú úroveň. Flexibilné systémy a digitálne plánovanie umožňujú rýchle testovanie a rozšírenie nových technológií pre efektívne zrýchlenie a budúce škálovanie.

Integrácia dát

Bezproblémová integrácia údajov naprieč systémami zabezpečuje transparentnosť a konzistentnosť. Prepojením strojov, procesov a digitálnych nástrojov vytvára FFB Prefab jednotnú dátovú databázu pre lepšie rozhodnutia a neustále zlepšovanie.

Udržateľná výroba

Sustainability je ústredným prvkom FFB Prefab, kde efektívne procesy, optimalizované využívanie zdrojov a digitálne riešenia umožňujú ekologicky zodpovednú výrobu batérií a zároveň podporujú dlhodobé klimatické a energetické ciele.

FFB Prefab oficiálne otvorili 30. apríla 2024 zástupcovia Severného Porýnia-Vestfálska, spolkovej vlády, mesta Münster, Fraunhofer-Gesellschaft a vedenia Fraunhofer FFB (zľava doprava: Silke Krebs, Ina Brandes, Bettina Stark-Watzinger, Hendrik Wüst, Markus Lewe, prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka, prof. Dr. Achim Kampker, profesor Dr. Jens Tübke a profesor Dr. Simon Lux).

Formovanie udržateľnej transformácie

FFB Prefab má dva ciele, ktoré sú tiež dôležitými usmerneniami pre spoločnosť Siemens v jej podnikateľských aktivitách: umožnenie inovácií a urýchlenie digitálnej transformácie pre udržateľnú budúcnosť. Technológie batérií a skladovania budú rozhodujúce pre úspech transformácie v oblasti energetiky a dopravy a významne prispejú k dosiahnutiu cieľov v oblasti klímy. So svojimi odbornými znalosťami a desaťročiami skúseností je Siemens neoddeliteľnou súčasťou ekosystému tvorby lokálnej hodnoty v oblasti elektromobility.

Ako projektový partner spoločnosti Fraunhofer FFB spoločnosť Siemens podporuje zariadenie založené na otvorenej digitálnej obchodnej platforme Siemens Xcelerator softvérovými a hardvérovými riešeniami pre automatizáciu budov a výrobné systémy — a predovšetkým komplexným digitalizačným modelom, ktorý digitálne zmapuje celú výskumnú továreň, od automatizačných a riadiacich zariadení budov až po výrobné linky so všetkými procesnými krokmi.

Škálovateľná a flexibilná výrobná architektúra

Hlboká integrácia OT (prevádzková technológia) a IT (informačné technológie) je základným predpokladom pre skúmanie a optimalizáciu širokej škály technológií a materiálov v reálnych a priemyselne orientovaných podmienkach v FFB Prefab.

Táto integrácia OT a IT umožňuje integrovať stroje rôznych výrobcov do flexibilného dizajnu linky a prostredníctvom štandardizácie automatizácie a rozhraní vytvára podmienky pre interoperabilitu systémov — dôležité kritériá pre výskumné výrobné zariadenie, v ktorom budú inovatívne výrobné scenáre fungovať ako obvykle.

Solutions pre priemyselný internet vecí

Priestor pre inovácie: FFB Prefab obsahuje kompletné zariadenie na výrobu batériových článkov na výrobu vreckových článkov a hranolových článkov na výskumné účely v priemyselnom meradle.

Implementáciou Manufacturing Execution System (MES) a platformy IIoT (Industrial Internet of Things) je Fraunhofer FFB schopný plánovať, riadiť, optimalizovať a flexibilne rozširovať výrobné procesy. S platformou riadenia budov Desigo CC Siemens okrem iného automatizuje celú budovu FFB Prefab vrátane čistiacich a sušiacich miestností, ktoré pokrývajú približne 1 000 metrov štvorcových. Najmodernejší výrobný systém (MES) a flexibilný systém riadenia výroby spojí rôzne procesy a údaje a sprístupnia ich tímom.

Systém riadenia výroby pre batérie založený na SIMATIC WinCC OA je platforma Industrial Internet of Things (IIoT), ktorá zhromažďuje údaje z úrovne stroja a procesu a sprístupňuje ich systémom vyššej úrovne, ako sú MES a IT aplikácie. Informácie o objednávke sú spracované v Siemens Opcenter Execution MES a prenášané do strojov prostredníctvom vrstvy IIoT. Údaje zo strojov a systémov sú prepojené pomocou štandardizovaného informačného modelu, takže všetky informácie sú k dispozícii v celom hodnotovom reťazci. Prípady použitia a knižnice špecifické pre batérie zabezpečujú efektívne a štandardizované inžinierstvo funkcií.

Technológia batérií je kľúčovou technológiou budúcnosti. S FFB PreFab ako otvorenou továrňou na batériové články pre výskum a vývoj významne prispievame k pokroku výroby batériových článkov v Nemecku. Týmto spôsobom nielen riešime dopyt na medzinárodnom trhu, ale tiež pomáhame úspešne zaviesť Nemecko a Európu ako popredné medzinárodné technologické centrum z dlhodobého hľadiska.

Profesor Dr. Simon Lux, Výkonný riaditeľ, Fraunhofer FFB

Od FFB Prefab po FFB Fab

Podľa Markusa Birkhana, vedúceho oddelenia Battery Vertical v Siemens AG, výsledkom nebude nič iné ako revolúcia vo výrobe batériových článkov. „Spolu s Fraunhofer FFB chceme posunúť priemysel batérií v Nemecku na ďalšiu úroveň.“ Expert tým znamená kapacitu, ktorú je možné rýchlo rozšíriť, optimálnu kvalitu výroby a zníženie počtu odmietnutí vďaka transparentným procesom a schopnosti rýchlo rozšíriť nové alebo alternatívne technológie batérií.
FFB Prefab je dôležitým krokom k výstavbe FFB Fab, ktorý vytvorí 20 000 metrov štvorcových dodatočného výrobného a výskumného priestoru a umožní priemyselne orientovaný výskum a vývoj výroby v rade gigawattov so systémovou technológiou vo veľkom priemyselnom meradle. Münster sa tak konečne stane európskym „Battery City“.

Projektové partnerstvo pre integrovanú výrobu batérií

Fraunhofer FFB a Siemens presadzujú štandardizáciu a integráciu procesov a systémov v FFB Prefab v ďalších projektoch. Projektoví partneri tak objasňujú dôležité otázky vo výskume a vývoji, ale aj pri výrobe batériových článkov, ako napríklad, ako je možné štandardizovať údaje, rozhrania a interakcie pri výrobe batériových článkov? Aké sú výhody Edge technológií pre kontrolu procesov a kvality? Ako bude vyzerať flexibilná, škálovateľná a bezpečná platforma na výmenu údajov pre technickú implementáciu komplexnej digitalizačnej stratégie pre efektívne a udržateľné využívanie dát z batérií? A v neposlednom rade: Ako je možné kombinovať digitálne dvojčatá produktu, systémov a budovy, aby vytvorili komplexný digitálny obraz celej továrne?

FFB Prefab sídli laboratóriá a kompletné zariadenie na výrobu batériových článkov s inovatívnou európskou strojovou technológiou na približne 6 450 metrov štvorcových výskumných priestorov.

Modely založené na údajoch a optimalizácie v modernej výrobe sú len také dobré ako základná kvalita údajov. Na zabezpečenie vysokej kvality dát pri výrobe batérií je potrebná efektívna integrácia IT a OT systémov. Konzistentné štandardy výroby batérií zjednodušujú tento proces integrácie a sú nevyhnutné pre rozšírenie na úroveň gigafactory.

Arno Schmetz, Vedúci skupiny, získavanie a agregácia údajov, Fraunhofer FFB

Odborné znalosti na výrobu batériových článkov zajtrajška

Spoločnosť Siemens podporuje projekt Fraunhofer FFB týmito riešeniami a systémami, okrem iného:

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

Plánovanie tovární a procesov

Simulácia je kľúčovým prvkom digitalizačnej stratégie FFB Prefab, ktorá spája plánovanie, vývoj a výrobu. Digitálne výrobné, linkové a logistické modely umožňujú včasnú validáciu, optimalizáciu a zníženie rizika a podporujú flexibilnú, efektívnu a škálovateľnú výrobu batériových článkov.

Opcenter-Siemens-SI-Výroba batérií - stretnutie s výzvami

Systém vykonávania výroby

Riadenie výrobných operácií spája plánovanie, inžinierstvo a výrobu v reálnom čase. Ako jadro digitálneho ekosystému FFB Prefab umožňuje transparentné operácie založené na údajoch, nepretržitú optimalizáciu a škálovateľnú výrobu vysoko kvalitných batériových článkov.

Platforma IIoT

Kontrola dohľadu a získavanie údajov poskytuje jednotnú platformu pre monitorovanie, vizualizáciu a kontrolu v reálnom čase v rámci FFB Prefab. Zabezpečuje transparentné operácie, bezproblémový tok údajov a spoľahlivé rozhodovanie, podporuje efektívnu a škálovateľnú výrobu batériových článkov.

Desigo CC

Spoločnosť Siemens vo Fraunhofer FFB používa Desigo CC na automatizáciu a správu celého prefabrikovaného zariadenia vrátane čistých a suchých miestností. Platforma integruje stavebné systémy, zaisťuje prevádzkovú transparentnosť a podporuje efektívnu, škálovateľnú a udržateľnú výrobu batériových článkov.

Digital Infrastructure

Siemens pomáha spoločnosti Fraunhofer FFB vybudovať továreň na batérie budúcnosti integráciou digitálneho plánovania, automatizácie, riadenia budov a výrobných systémov. Táto prepojená infraštruktúra zvyšuje efektivitu, udržateľnosť a škálovateľnosť výroby batériových článkov.