為迎接新一輪動(dòng)力電池?cái)U(kuò)產(chǎn)周期,備戰(zhàn)TWh時(shí)代,國(guó)產(chǎn)裝備企業(yè)還需在技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品性能、智能制造下功夫,完善設(shè)備的穩(wěn)定性、精度等,并積極探索成本控制、質(zhì)量把控及與上下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的協(xié)同合作。
頭部動(dòng)力電池企業(yè)的新一輪產(chǎn)能擴(kuò)張,對(duì)于制造裝備的需求正發(fā)生巨大變革。
寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群在2020高工鋰電年會(huì)上就表示,極限制造創(chuàng)新目標(biāo)要從ppm級(jí)別向ppb級(jí)別提升,從6西格瑪進(jìn)一步向9西格瑪靠攏。
要想達(dá)到這樣的目標(biāo),對(duì)于中國(guó)鋰電設(shè)備企業(yè)是巨大的挑戰(zhàn)。
科瑞科技總經(jīng)理李曉波認(rèn)為,為迎接新一輪動(dòng)力電池?cái)U(kuò)產(chǎn)周期,備戰(zhàn)TWh時(shí)代,國(guó)產(chǎn)裝備企業(yè)還需在技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品性能、智能制造下功夫,完善設(shè)備的穩(wěn)定性、精度等,并積極探索成本控制、質(zhì)量把控及與上下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的協(xié)同合作。
鋰電設(shè)備四大發(fā)展趨勢(shì)
一、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率大幅提升,動(dòng)力電池單產(chǎn)線產(chǎn)能投資快速下降,設(shè)備國(guó)產(chǎn)率超9成。
整體來看,2015年到2020年鋰電設(shè)備市場(chǎng)容量大幅提升,需求規(guī)模由120億元提升至2020年超280億元,增長(zhǎng)了近2.5倍。
同時(shí),每GWh設(shè)備的投資額也在大幅下降,2015年每GWh產(chǎn)線的設(shè)備投資金額約8-10億元,到2020年該數(shù)據(jù)變?yōu)?-2.3億元/GWh,出現(xiàn)了約4倍的降幅,且有望繼續(xù)下探。
設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率水平逐漸提高,2015年70%,到現(xiàn)在很容易實(shí)現(xiàn)90%的國(guó)產(chǎn)化率,未來100%也是可預(yù)期的。而且卷繞機(jī)、裝配線等關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)已逐步進(jìn)入海外供應(yīng)鏈。
二、技術(shù)逐步成熟,性能大幅提升。國(guó)產(chǎn)涂布機(jī)、卷繞機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)已達(dá)到國(guó)際水平。
國(guó)產(chǎn)鋰電生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)和性能大幅提升,如涂布機(jī)寬幅從500mm、800mm到1500mm,且持續(xù)快速上升,并且涂布機(jī)速度也有接近5倍的提升,PACK生產(chǎn)效率也有近6倍的提升。
不過,國(guó)產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性和精度較國(guó)外設(shè)備還有些差別。如圓柱電池的裝配一直是國(guó)內(nèi)設(shè)備廠家心中的痛,裝配速度與日韓企業(yè)有較大差別,并集中在設(shè)備的穩(wěn)定性和精度上。
但在價(jià)格、交期及售后服務(wù)等指標(biāo)上,國(guó)內(nèi)設(shè)備企業(yè)均大幅領(lǐng)先國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
三、日韓電池企業(yè)導(dǎo)入中國(guó)設(shè)備。
全球鋰電設(shè)備企業(yè)主要分布在中日韓,日韓發(fā)展快,技術(shù)相對(duì)先進(jìn),中國(guó)憑借新能源汽車市場(chǎng)帶動(dòng),已成為全球規(guī)模最大的鋰電設(shè)備市場(chǎng)。
為保證電池穩(wěn)定性、一致性,日韓電池企業(yè)設(shè)備供應(yīng)商仍以本土企業(yè)為主,受中國(guó)市場(chǎng)快速發(fā)展影響,正逐步導(dǎo)入中國(guó)鋰電設(shè)備供應(yīng)商。
相信,隨著第二波動(dòng)力電池?zé)岫绕饋?,歐洲和美國(guó)本土產(chǎn)能將有突破性增長(zhǎng),中國(guó)設(shè)備企業(yè)迎來新機(jī)遇。
四、設(shè)備企業(yè)全球化需加強(qiáng)專利布局。
鋰電設(shè)備是非標(biāo)化產(chǎn)品,一般定制化,與下游客戶共同開發(fā),產(chǎn)品粘性高;隨著電池需求大幅上升,規(guī)模效應(yīng)逐步顯現(xiàn),鋰電設(shè)備將向標(biāo)準(zhǔn)化、無人化、智能化發(fā)展。
而頭部企業(yè)憑借前期產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)及性價(jià)比,已逐步進(jìn)入海外電池企業(yè)供應(yīng)鏈,但仍需加大專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局。
不過,國(guó)內(nèi)設(shè)備企業(yè)未來一旦走出去,要特別小心專利布局、知識(shí)產(chǎn)權(quán),否則可能走出去了,但步子邁不出來。
三大要素解決行業(yè)關(guān)鍵痛點(diǎn)
設(shè)備本質(zhì)上提供的是一個(gè)過程,即如何把零部件轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品,把材料轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品,這個(gè)是過程或者說設(shè)備需要解決的核心問題。李曉波的判斷是,針對(duì)行業(yè)的關(guān)鍵痛點(diǎn),離不開三個(gè)關(guān)鍵詞:成本、質(zhì)量、協(xié)同。
首先,成本顯然是一個(gè)非常重要的參考因素,建議重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備全生命周期的擁有成本和設(shè)備速度提升。
過去談到設(shè)備價(jià)格下降,只是談獲得成本,但整個(gè)設(shè)備生命周期中,擁有成本也十分可觀。這就需要減少設(shè)備全生命周期無效時(shí)間,重點(diǎn)關(guān)注易安裝、免維護(hù)和快換型三點(diǎn),全面解決全生命周期成本的痛點(diǎn)。
如安裝做不到即插即用,但盡量提供敏捷調(diào)試,能夠快速讓設(shè)備發(fā)揮全產(chǎn)能;在維護(hù)上做到預(yù)防性維護(hù),避免設(shè)備出現(xiàn)問題后去維護(hù),利用數(shù)字孿生及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、傳感等技術(shù)去分析設(shè)備運(yùn)行情況,預(yù)測(cè)設(shè)備故障模式,及時(shí)去處理,避免設(shè)備停機(jī)。
解決客戶擁有設(shè)備無效時(shí)間的另一個(gè)途徑是換型,因電池某種程度上很難將其作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,電池廠家經(jīng)常要根據(jù)主機(jī)廠需求做換型,設(shè)備如何配合換型,做到一鍵換型,也是值得思考的地方。
控制成本的另一個(gè)方向是提高設(shè)備速度。前面提到的圓柱電池生產(chǎn),國(guó)內(nèi)設(shè)備和日韓設(shè)備在速度上有2-3倍的差距,高速度的設(shè)備價(jià)格高些,但均攤到單個(gè)產(chǎn)品的單位成本其實(shí)是下降的。
因此,企業(yè)應(yīng)該通過高速同步的控制、高速模塊開發(fā)、整線系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及瓶頸模塊化優(yōu)化來提升設(shè)備速度,甚至整個(gè)產(chǎn)線均衡的產(chǎn)出。
其次在質(zhì)量控制領(lǐng)域,產(chǎn)品質(zhì)量確定后,所謂質(zhì)量就是提高一致性,而產(chǎn)品一致性受到過程一致性和零部件一致性影響。
如何提高設(shè)備一致性?讓設(shè)備更加精密?很重要的一點(diǎn)就是讓設(shè)備運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)越來約分布在公差的中心,而不僅限于滿足復(fù)合公差。如億緯鋰能董事長(zhǎng)劉金成提到到的0.01ppb,如果談CPK指數(shù)應(yīng)該是2.26。
另外,最終產(chǎn)品質(zhì)量把控還需讓實(shí)時(shí)全步驟全樣本檢測(cè)成為現(xiàn)實(shí)。
電池自動(dòng)化生產(chǎn)過程中,實(shí)時(shí)檢測(cè)可縮短反饋周期,即時(shí)決策,而非產(chǎn)品生產(chǎn)出來或階段制造才做檢測(cè)。此外,目前已經(jīng)到了一個(gè)質(zhì)量全知時(shí)代,質(zhì)量全知讓我們通過大數(shù)據(jù)分析建立一個(gè)靈活,接近真實(shí)世界的質(zhì)量模型,促進(jìn)最終產(chǎn)品質(zhì)量提升。
最后一項(xiàng)是協(xié)同,關(guān)鍵是上下游產(chǎn)業(yè)鏈深度交互,共進(jìn)共贏,建議設(shè)備廠商早期介入,提前介入到產(chǎn)品的部分開發(fā)或開發(fā)全過程。
目前解決問題的模式基本是上游客戶出題,設(shè)備廠商來解題,知其然,但不知其所以然。如果大家能共享產(chǎn)品開發(fā)背景,共同破題,甚至改變題設(shè),解決問題必將更加有效。
此外,協(xié)同領(lǐng)域還需關(guān)注全局規(guī)劃,提到“慢就是快”,不是說真的慢下來,而是適當(dāng)時(shí)候慢下來,最終將取得一個(gè)全局“快”,用老話說就是磨刀不誤砍柴工。
假設(shè)把設(shè)備發(fā)揮效應(yīng)分為設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和交付三個(gè)階段,現(xiàn)狀是前兩個(gè)階段非常快,但花了大量的時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)陪產(chǎn),設(shè)備遲遲不能達(dá)到滿產(chǎn)狀態(tài),主要是缺乏足夠的系統(tǒng)驗(yàn)證,浪費(fèi)客戶大量時(shí)間。如果能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)和系統(tǒng)分配更多時(shí)間,全局其實(shí)是更快的。
而歐美客戶在這個(gè)領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)十分豐富,國(guó)內(nèi)企業(yè)還需做好這一點(diǎn),才能避免起個(gè)大早,趕個(gè)晚集。
原標(biāo)題:面向TWh時(shí)代的中國(guó)鋰電裝備“向上之路”