Technology 能源电池制造过程中的全流程数字化智能制造技术 范 龙，张 研 （黄河水利职业技术学院机械工程学院，河南 开封 475004） 摘 要：全流程数字化智能制造技术是能源电池制造过程中极为关键的技术手段，其安全性越高，能源电池所能 存储能量信号的质量水平就越高。为促进能源电池对能量信号的高质量存储，针对能源电池制造过程中的全流 程数字化智能制造技术展开研究。分析能源电池生产工艺的 具体实施流程，并以此为基础，设计核心储能部件， 再分别从能量转化效率、能源存储质量等多个方面，研究全流程数字化智能制造技术在能源电池中的应用情况。 关键词：能源电池；全流程数字化；智能制造；生产工艺；储能部件 doi： 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0275 中图分类号：TP 278 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2024）04-1356-03 energy storage components 随着能源结构的转型，能源电池制造行业正在 面临着前所未有的挑战和机遇。为了满足能源市场 对高安全性、高性能水平、低生产成本电池元件的 需求，全流程数字化智能制造技术成为了生产与制 造过程中的关键因素。未来光伏、风电等新能源装 机占比将快速提升，可再生能源的消纳问题亟待解 决 [1]。在能源电池制造过程中，全流程数字化智能 制造技术涵盖由材料采购到仓储物流等各个加工环

............................................................................................122 6 能源与储充换............................................................................................... 动化技术的引入，使网络管理向自治网络演进。 6.5 数据中心设备 数据中心是数字经济的基础设施，承载着计算、存储、网络等关键功能。5G 和 AI 推 动数据中心向更大规模、更高密度、更低时延方向发展。 6.6 能源基础设施 通信网络是能耗大户，5G 基站的功耗是 4G 的 3-4 倍。绿色节能不仅是社会责任，也 是降低运营成本的关键。 7 通信使能技术与服务 通信使能技术与服务是确保网络高效运行的关键支撑，涵盖了从规划设计到运维优化 车联网领域，广和 通的 5G 车规级模组已经大规模应用于智能网联汽车，支持 C-V2X 车路协同，为自动 驾驶提供低时延、高可靠的通信保障。在智慧能源领域，其 NB-IoT 和 Cat.1 模组广 泛部署于智能电表、充电桩、储能系统中，实现能源数据的实时采集和远程管理。在 医疗健康领域，广和通提供的医疗级认证模组确保了远程医疗设备、可穿戴健康监测 设备的稳定连接。公司不仅提供标准化产品，还针对客户需求提供定制化的解决方案，

多区域集成与复用  统一综合运营  汇聚交通枢纽大数据  …… 综合交通枢纽将以信息化为基础、以数据为纽带、以运营为核心、以管理为载体打造新型交通枢纽，该交 通枢纽整合了交通枢纽的安全、环保、能源、安防、应急、服务等数据资源，支撑交通枢纽科学、准确、及时 决策，提升交通枢纽综合运营能力、改善交通枢纽环境质量、强化运营本质安全、降低经营成本，实现交通枢 纽管理精细化、决策科学化和服务高效化。 BA ） 办公自动化 （ OA ） 综合布线 计算机网络 程控交换机系统 云服务及虚拟化 网络安全 无线覆盖 公共广播 信息发布及引导 无线对讲 卫星及有线电视 智能照明 能源计量 环境监测 智慧灯杆 楼宇自控 IBMS 集成 智能灯光 。。。 售检票系统 检票闸机 门户平台 OA 办公 旅客信息服务系统 资产管理 视频会议 时钟系统 。。。 现安全隐患。并将交通枢纽运行监控、安全监控、 动能源监控、设备监控、道路监控、人员活动区域监控、综合楼监控等内容，通过网络手段，实现集中的实时监控和 预警。 运行管控中心 经营分析 财务分析 运营分析 人力资源分析 …… 安全运营管控中心 视频监控系统 安防技术防范系统 防盗报警系统 重要设备系统 …… 能源及环境管控中心 能耗监测系统 环境监控系统 会议系统

新一代信息技术和窄带物联网、超宽带等网络通信技 术,构建自身的物联网和工业互联网平台,通过“精益 +数字化”实现数据驱动的技术、业务、组织两化融合四 要素协同创新,实现了生产管理、质量管理、设备运行、 能源管控、物流运输、环境监控等企业运营管控智慧化。 1 基于 5G 和工业互联网的绿色智能工厂的 设计意义 1. 1 建设冶金尘泥循环利用绿色智能工厂,是钢铁行 业企业落实政策、合规经营的必经之路 预警、安全数据统计分析、安全知识库等九大功能模 块,实现网络化的现场管理、安全人管理、安全物管理 的三级管理制度。 (5)基于工业物联网、数据平台技术,并采用钢铁 流程能量流网络信息描述模型实施能源监控智能优化 平台,实现所有能源介质的在线实时监控,杜绝了浪费 现象,工序能耗稳步下降至设计水平的 70. 7%。 3 基于 5G 和工业互联网的绿色智能工厂的 设计与实施 3. 1 工业互联网平台整体规划 生产效能管控 5G 和工业互联网在设计之初即构建了专属的能 源管理系统并接入企业级能源管理平台,不仅可实现 生产现场内部的能耗数据采集和管理,还能支撑企业 级的能源调度和管理要求,通过公司级的能耗管理向 下层层追溯,可以做到工序、班组、产品的能源精细化 管理,大幅减少能源浪费(见图 8)。 工厂的能源综合 管理系统中建有产耗预测模型,实现了对水、电、氧、气 (汽)等消耗的实时监控、指标超预警功能

随着工业自动化与信息化发展, MES 已成为制造业, 尤其是化工行业实现智能制造的关键系统. MES 通常采用分层架构, 包括数据层、应用层、业务流程层和用户界面层, 支持生产计划、调度、工 艺、操作、物料、能源、质量、设备、统计与绩效管理等核心功能. 例如, 调度模块优化排产应对异常, 质量模块借助统计过程控制 (statistical process control, SPC) 提升品质, 物料模块实现库存优化与罐 广泛应用于离散型与流程型制造场景中. Honeywell MES (霍尼韦尔) [13]: Honeywell 的 MES 解决方案聚焦于流程工业, 强调生产计划管理 与流程优化, 结合大数据分析能力, 尤其适用于化工、能源等高复杂度生产环境. iPlat4M MES (宝信软件) [14]: iPlat4M 专注于实时监控、生产排程与质量管理, 旨在提升整体制 造效率, 适合推动数字化转型与提升制程可控性的企业. 2.2 工业数字孪生 —— 流程模拟软件 化工生产涉及复杂理论和繁琐计算, 传统手工方法效率低、易出错, 因此化工流程模拟软件成为 工艺设计与优化的关键工具. 该类软件自 20 世纪 80 年代能源危机以来, 依托化工原理、热力学、高 等数学与编程技术广泛应用于化工厂、设计院与科研单位. 通过质量与能量守恒计算, 模拟传热、传 https://www.sciengine.com/doi/10

航天科工以智能制造为核心，构建了新一代装备 制造平台及应用产业体系，在装备制造业发展中发 挥突击队作用。  高端装备制造  应急救援装备  重工装备与船艇  专用车及汽车电子零部件  能源装备  工业基础件  新材料及先进工艺应用 航天科工集团公司 —— 装备制造 航天科工集团公司 —— 装备制造 信息技术 航天科工在我国信息技术产业发展中发挥主力 二、工业大数据建设背景及思路 三、工业大数据平台技术架构 四、工业大数据平台案例 制造 电力 航空 石油 • 智能工厂 • 智能联网产品运维服务 • 绿色制造 • 广域电网测量 WAMS • 能源装备的远程运维 • 新能源分析与优化 • 停电预测和过载预警 • 飞行安全监控 • 航空器维护 • 航路管理，能耗优化 • 物探大数据管理和共享 • 油气生产物联网 • 管道完整性管理、能耗优化

目前哈电科技主营业务包括工业互联网数据服务、工业数字孪生 解决方案、智能发电服务、智能农业管理、工业自动控制系统装置制 造、储能技术服务、新能源技术、海洋工程关键配套系统开发、海洋 工程装备系统研发、制造、销售等。 2. 案例的意义及必要性 “碳达峰、碳中和”目标下，我国能源结构不断调整，电能绿色 低碳化转型呈必然发展趋势。随着工业互联网、数字孪生等新一代信 息技术的快速发展，发电行业的数字化与智能化转型充满机遇的同时

产品质量并降低废品率。 • 提高良率：预测良率管理和实时良率跟踪等技术可帮助半导体制 造商提高良率并减少浪费。 • 降低成本：半导体制造商可以通过实现任务自动化、减少 浪费和提高能源效率来降低成本。 • 增加收入：以更低的成本更高效地生产产品，更快地开发 和推出新产品，并更有效地满足客户需求。 • 新产品和服务：开发和推出以前无法实现的新产品和服 务，并为特定应用开发定制半导体。 型。通过仿 真，企业可以根据当前的模型更新，持续执行 “假设” 分析。 第一步：虚拟再现制造流程 验证模型 优化后 流程 实时反馈 仿真 真实生产 生产仪表板 价格 生产时间 能源 成本 产量 1 A5E2345 2 A5E2345 3 A5E2345 4 ... 订单序列 KPI 产品组合 创建模型 1 2 仿真助力生产优化 利用数字孪生，企业可以及早预测生产问题，从而通过关

统标准：全集团财务共享“ 一体化” 1 2 3 PAR T 财务数智化项目建设背景 1 国投集团：业务遍布海内外，多元化产业，规模体量大，经营业绩卓越 电力 为主能源 矿产 资源开发 交通 先进制造 新材料 生物能源 健康养老 医药医疗 检验检测 智能科技 生态环 保 多种业态 三大战略 业务单位 战略性新兴 金融及服务 基础产业 工程设计 资产管理 咨询业务 服务保障

物流系统 PTS 追溯系统 MI 制造集成与智能 生产进度 设备状态 缺陷跟踪 人力状态 看板管理 预警分析 SCM 系统 高级排产 供应协同 MES 系统 工单管理 物料配送 能源管理 品质管理 设备工具 制造分析 RFID 传感 器 条形码 设备检测集成 SCADA / DCS 设备集成 工业互联网 大数据 某著名企业与云平台 计量集成 战略 管理 无忧智库 S/4 ERP （ 1809 ） 睿能科技 S/4 ERP （ 1809 ） 唐山开元集团 S/4 ERP （ 1809 ） 江苏东城机电工具 S/4 ERP （ 1809 ） 江苏吉麦新能源汽车 S/4 ERP （ 1809 ） 某著名企业 S/4 ERP （ 1809 ） 永辉超市 S/4 ERP （ 1809 ） 合胜硅业 S/4 ERP （ 1809 ） 中航锂电 在制品 完工产品核算 生产订单结算 成本差异归集 差异分摊计算 实际成本结算 产品 / 项目销售收入 销售发货 / 开票 销售成本（标准） 材料成本 (S) 设备成本 (S) 能源费用 (S) 销售成本（实际） 运输仓储费用 销售毛利 -S 销售毛利 -A 销售利润 -A 获利分析 CO-PA CO-PC CO-OM CO-ML 2 3 4 7 6