Hitri pas za proizvodnjo baterijskih celic

Prihodnost proizvodnje baterij se začne tukaj. V raziskovalni ustanovi Fraunhofer za proizvodnjo baterijskih celic FFB ekipe razvijajo ekonomsko in okoljsko trajnostne baterijske celice. Siemens podpira FFB z inovativnimi proizvodnimi tehnologijami in programsko opremo.

Kontaktirajte nas

Prva faza projekta je »FFB Prefab«. Tik zunaj Münsterja več interdisciplinarnih ekip sodeluje z industrijskimi in projektnimi partnerji, da bi raziskali, kako je mogoče nove tehnologije baterij proizvajati v Nemčiji učinkoviteje, trajnostneje, stroškovno učinkoviteje in najvišje kakovosti.

Kot »raziskovalna tovarna« FFB PreFab ne združuje le znanosti, teorije in praktične uporabe, ampak jih tudi aktivno napreduje. Laboratoriji in proizvodne linije bodo pomagali optimizirati opremo, tehnologije digitalizacije in zasnove celic od pilotnega merila do industrijskega obsega ter izboljšali proizvodne metode in postopke ter nenazadnje usposabljali nujno potrebne strokovnjake.

Prilagodljiva proizvodnja

FFB PreFab omogoča razširljivo proizvodnjo baterij od raziskav do industrijske ravni. Prilagodljivi sistemi in digitalno načrtovanje omogočajo hitro testiranje in širitev novih tehnologij za učinkovito povečanje in prihodnje razširjanje.

Integracija podatkov

Brezhibna integracija podatkov med sistemi zagotavlja preglednost in doslednost. S povezovanjem strojev, procesov in digitalnih orodij FFB Prefab gradi enotno podatkovno bazo za boljše odločitve in nenehno izboljševanje.

Trajnostna proizvodnja

Sustainability je osrednjega pomena za FFB PreFab, kjer učinkoviti procesi, optimizirana raba virov in digitalne rešitve omogočajo okoljsko odgovorno proizvodnjo baterij, hkrati pa podpirajo dolgoročne podnebne in energetske cilje.

FFB PreFab so 30. aprila 2024 uradno odprli predstavniki Severnega Porenja-Vestfalije, zvezne vlade, mesta Münster, Fraunhofer-Gesellschaft in vodstva Fraunhofer FFB (od leve proti desni: Silke Krebs, Ina Brandes, Bettina Stark-Watzinger, Hendrik Wüst, Markus Lewe, prof. dr. Holger Hanselka, prof. dr. Achim Kampker, prof. dr. Jens Tübke in prof. dr. Simon Lux).

Oblikovanje trajnostne preobrazbe

FFB PreFab ima dva cilja, ki sta tudi pomembna smernica za Siemens v podjetniških dejavnostih: omogočiti inovacije in pospešiti digitalno preobrazbo za trajnostno prihodnost. Tehnologije akumulatorjev in skladiščenja bodo ključnega pomena za uspeh energetskega in prometnega prehoda ter bodo pomembno prispevale k doseganju podnebnih ciljev. Siemens je s svojim strokovnim znanjem in desetletnimi izkušnjami sestavni del ecosystem lokalnega ustvarjanja vrednosti na področju elektromobilnosti.

Siemens kot projektni partner podjetja Fraunhofer FFB podpira objekt, ki temelji na odprti digitalni poslovni platformi Siemens Xcelerator, s programskimi in strojnimi rešitvami za avtomatizacijo stavb in proizvodne sisteme — predvsem pa celovit model digitalizacije, ki bo digitalno preslikal celotno raziskovalno tovarno, od opreme za avtomatizacijo in nadzor stavb do proizvodnih linij z vsemi koraki procesa.

Prilagodljiva, prilagodljiva proizvodna arhitektura

Globoka integracija OT (operativna tehnologija) in IT (informacijska tehnologija) je bistven predpogoj za raziskovanje in optimizacijo najrazličnejših tehnologij in materialov v resničnih in industrijsko usmerjenih pogojih v FFB Prefab.

Ta integracija OT in IT omogoča integracijo strojev različnih proizvajalcev v prilagodljivo zasnovo linij in s standardizacijo avtomatizacije in vmesnikov ustvarja pogoje za interoperabilnost sistemov — pomembna merila za raziskovalni proizvodni obrat, v katerem bodo inovativni proizvodni scenariji poslovali kot običajno.

Solutions za industrijski internet stvari

Prostor za inovacije: FFB PreFab ima popoln obrat za proizvodnjo baterijskih celic za proizvodnjo vrečk in prizmatičnih celic za raziskovalne namene v industrijskem obsegu.

Z uvedbo sistema za izvajanje proizvodnje (MES) in platforme IIoT (Industrial Internet of Things) je Fraunhofer FFB sposoben načrtovati, nadzorovati, optimizirati in prilagodljivo razširiti proizvodne procese. S platformo za upravljanje stavb bo Desigo CC Siemens med drugim avtomatiziral celotno stavbo FFB PreFab, vključno s čistilnimi in sušilnimi prostori, ki pokrivajo približno 1.000 kvadratnih metrov. Najsodobnejši sistem izvedbe proizvodnje (MES) in prilagodljiv sistem vodenja proizvodnje bosta združila različne procese in podatke ter jih dala na voljo skupinam.

Sistem upravljanja proizvodnje za proizvodnjo baterij, ki temelji na SIMATIC WinCC OA, je platforma industrijskega interneta stvari (IIoT), ki zbira podatke s strojne in procesne ravni ter jih daje na voljo sistemom višje ravni, kot so MES in IT aplikacije. Informacije o naročilu se obdelujejo v Siemens Opcenter Execution MES in prenesejo na stroje prek sloja IIoT. Podatki iz strojev in sistemov so povezani prek standardiziranega informacijskega modela, tako da so vse informacije na voljo vzdolž celotne vrednostne verige. Primeri uporabe in knjižnice, specifične za baterije, zagotavljajo učinkovito in standardizirano inženirstvo funkcij.

Tehnologija baterij je ključna tehnologija prihodnosti. Z FFB PreFab kot odprto tovarno baterijskih celic za raziskave in razvoj pomembno prispevamo k napredovanju proizvodnje baterijskih celic v Nemčiji. Na ta način ne obravnavamo le povpraševanja na mednarodnem trgu, ampak tudi pomagamo uspešno vzpostaviti Nemčijo in Evropo kot dolgoročno vodilno mednarodno tehnološko središče.

Prof. dr. Simon Lux, izvršni direktor, Fraunhofer FFB

Od FFB Prefab do FFB Fab

Po besedah Markusa Birkhana, vodje oddelka Battery Vertical pri Siemens AG, bo rezultat nič manj kot revolucija v proizvodnji baterijskih celic. »Skupaj s Fraunhofer FFB želimo industrijo baterij v Nemčiji dvigniti na naslednjo raven.« S tem strokovnjak pomeni zmogljivost, ki jo je mogoče hitro razširiti, optimalno kakovost proizvodnje in zmanjšanje števila zavrnitev zahvaljujoč preglednim procesom in zmožnosti hitrega razširjanja novih ali alternativnih baterijskih tehnologij.
FFB PreFab je pomemben korak k gradnji FFB Fab, ki bo ustvaril 20.000 kvadratnih metrov dodatnega proizvodnega in raziskovalnega prostora ter omogočil industrijsko usmerjene proizvodne raziskave in razvoj v gigavatnem območju s sistemsko tehnologijo v velikem industrijskem obsegu. Münster bo tako končno postal evropsko »Battery City«.

Projektno partnerstvo za integrirano proizvodnjo baterij

Fraunhofer FFB in Siemens spodbujata standardizacijo in integracijo procesov in sistemov v FFB Prefab v drugih projektih. Partnerji projekta tako pojasnjujejo pomembna vprašanja v raziskavah in razvoju, pa tudi pri proizvodnji baterijskih celic, na primer, kako je mogoče standardizirati podatke, vmesnike in interakcijo pri proizvodnji baterijskih celic? Kakšne so prednosti robnih tehnologij za nadzor procesov in kakovosti? Kako bo izgledala prilagodljiva, razširljiva in varna platforma za izmenjavo podatkov za tehnično izvajanje celovite strategije digitalizacije za učinkovito in trajnostno uporabo podatkov o baterijah? In nenazadnje: Kako lahko digitalna dvojčka izdelka, sistemov in zgradbe združimo, da ustvarimo celovito digitalno podobo celotne tovarne?

FFB PreFab ima laboratorije in celoten obrat za proizvodnjo baterijskih celic z inovativno evropsko strojno tehnologijo na približno 6.450 kvadratnih metrih raziskovalnega prostora.

Podatkovni modeli in optimizacije v sodobni proizvodnji so le tako dobri kot osnovna kakovost podatkov. Za zagotovitev visoke kakovosti podatkov pri proizvodnji baterij je potrebna učinkovita integracija sistemov IT in OT. Dosledni standardi proizvodnje baterij poenostavljajo ta proces integracije in so bistveni za povečanje do gigafaktorske ravni.

Arno Schmetz, Vodja skupine, pridobivanje in združevanje podatkov, Fraunhofer FFB

Strokovno znanje za prihodnjo proizvodnjo baterijskih celic

Siemens podpira projekt Fraunhofer FFB s temi rešitvami in sistemi, med drugim:

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

Načrtovanje tovarn in procesov

Simulacija je ključni element strategije digitalizacije FFB Prefab, ki povezuje načrtovanje, razvoj in proizvodnjo. Digitalni tovarniški, linijski in logistični modeli omogočajo zgodnjo validacijo, optimizacijo in zmanjšanje tveganja ter podpirajo prilagodljivo, učinkovito in razširljivo proizvodnjo baterijskih celic.

Opcenter-Siemens-SI-Proizvodnja baterij, srečanje z izzivi

Sistem izvedbe proizvodnje

Upravljanje proizvodnih operacij povezuje načrtovanje, inženiring in proizvodnjo v realnem času. Kot jedro digitalnega ecosystem FFB PreFab omogoča pregledne operacije, ki temeljijo na podatkih, neprekinjeno optimizacijo in razširljivo, visokokakovostno proizvodnjo baterijskih celic.

IIoT platforma

Nadzorni nadzor in zbiranje podatkov zagotavljata enotno platformo za spremljanje, vizualizacijo in nadzor v realnem času v FFB Prefab. Zagotavlja pregledno delovanje, brezhiben pretok podatkov in zanesljivo odločanje ter podpira učinkovito in razširljivo proizvodnjo baterijskih celic.

Desigo CC

Pri podjetju Fraunhofer FFB Siemens uporablja Desigo CC za avtomatizacijo in upravljanje celotnega montažnega objekta, vključno s čistimi in suhimi prostori. Platforma združuje gradbene sisteme, zagotavlja operativno preglednost in podpira učinkovito, razširljivo in trajnostno proizvodnjo baterijskih celic.

Digital Infrastructure

Siemens pomaga podjetju Fraunhofer FFB zgraditi tovarno baterij prihodnosti z integracijo digitalnega načrtovanja, avtomatizacije, upravljanja stavb in proizvodnih sistemov. Ta povezana infrastruktura izboljšuje učinkovitost, trajnost in razširljivost proizvodnje baterijskih celic.