黄 辉

（广东利元亨智能装备股份有限公司，广东惠州 516000）

在新能源汽车持续发展以及国家各项政策积极支持的大环境下，新能源汽车在市场中占据的份额日益增加。电池作为新能源汽车非常重要的动力来源，保障其生产质量和品质，是电池企业实现可持续发展的重要目标，而打造智能化工厂和数字化生产线，对带动电池企业实现精细化管理，提升电池生产效率有着非常重要的现实意义[1]。MES 系统是一种连接顶层ERP 系统与制造设备的非常重要的纽带，其能够对各项生产数据进行采集分析，为广大管理人员提供切实可靠的决策支持信息，实现对生产过程的改善和生产资源的有效调配，帮助整体生产工艺或者产品的合格率等得到快速提升。本研究结合电池生产线的特点，对MES 系统的设计与应用实施探讨。

1 电池生产线MES系统的特点

（1）其能够形成包含整个电池生产各个环节的信息采集管理系统，提高整个生产线的管理实时性与精准度。

（2）配合条形码的运作模式，帮助电池生产在进入到第一个环节时就能够形成闭环管控体系，切实有效地打造起一个更为完整的电池追溯体系。

（3）能够实现对设备实际运行情况的有效监督管控，促使设备的管控质量得到全面提升。在系统运作期间，其能够及时对存在故障问题的设备进行预警，若为严重故障则能够自动停止设备运作，并在前一道工序就进行暂停处理，最大程度上避免了在前一道工序中出现电池积压的情况，从而使得后续工序在解除故障之后，进入到死循环中。

（4）能够生成相应的分析报表，为管理人员提供强而有力的信息支撑。

（5）具备相应的库存功能模块，能够就库存量进行动态更新。

（6）能够进行个性化工厂信息门户的设计，并且能够经由浏览器进行相关信息搜索，随时随地掌握生产现场的具体情况。

2 MES系统在电池生产线的应用

2.1 整体架构

引入MES 系统构建起全新的信息化、数字化、智能化生产车间，促使信息技术与工厂的生产信息实现深度融合，形成生命周期管理模式，具体架构见图1。

2.1.1 设备层

该层最主要的功能是能够为设备数据提供信息交互和数据采集，主要是经由各种不同类型传感器元件来实现对湿度、温度以及相关工况信息的采集处理，借助数据信息来达到对设备运作情况的监督管控，搭载扫码器等构建起产品追溯体系。设备层主要是对各种信息化设备进行集成运作，确保MES 层能够获得生产环节各种信息数据，确保其能够结合生产环节给出明确的运作指令，从而保障整个车间的正常运作。

2.1.2 MES层

作为生产车间的核心部位，其同时涉及到了车间管理、质量控制、设备调控等各个要点。MES 层在实际运作过程中，主要是发挥连接外部设备数据信息和系统的桥梁作用，其能够完成对设备层中各种信息数据、计划安排等数据信息的快速接收，从而最大程度上完成系统内部数据参数的调整，与此同时，还能够基于安排和指令将设备层的参数实施收集整理，为管理人员提供客观的数据支撑。

2.1.3 业务层

该层包含产品数据管理系统、企业资源计划系统等，其最主要的作用是能够结合产品订单为MES 系统发布生产指令，并为MES 系统提供相对应的数据与文档信息。

2.1.4 系统层系统层是整个车间非常关键的硬件层，其能够为系统的正常运作提供数据库和以太网网络支撑等。

2.1.5 用户层

该层最主要的作用是能够促使管理人员通过系统完成对各方面信息的交互处理，具体包括监控屏幕、终端等交互手段，并在这些手段中快速掌握生产车间的具体运作情况，客观准确地了解生产计划、参数信息等，为下一步安排提供数据支撑。

2.2 MES系统功能模块

通过对MES 系统车间的各层运作特性来看，其实际上就是基于电池生产线路置入一个智慧“大脑”，形成一个围绕各个环节的动态、智慧、数字化的跟踪系统，其能够为生产运作提供合理的安排，还能够对生产中产生的各方面信息进行实时采集和信息的处理，并基于工艺情况进行生产优化处理。

2.2.1 生产排产管理

MES 系统能够实现对顶层ERP 所下发生产计划的快速接收，并且能够经由排产算法来做好相应的排产安排，生成与工位相对应且较为详细的工艺设备生产计划。

2.2.2 生产追溯

该模块是整个系统中信息录入非常关键的基础模块，在生产期间，其能够基于条码和扫描器下完成全面追溯，不仅能够获得供货商信息，还能够查找到相对应的工位号信息和在进行制作的电池产品信息等。

2.2.3 质量管理

根据预定义的产品分选标准来明确具体的产品，明确不同电池类型所属具体区域，MES 工艺管理人员能够根据具体情况来做好相应的分布，并能够结合原材料实现对工艺参数的合理优化处理。

2.2.4 数据采集

MES 系统所采集的数据主要包含了生产过程相关数据、设备状态参数信息、物料信息以及I 艺参数等数据来完成对具体信息的采集与存储。

2.2.5 数据分析

就电池生产的特点来看，其针对不同环节、不同岗位、不同需求，能够给出不同的数据支撑。例如：针对车间管理层而言，其能够为其提供动态的员工、生产计划安排等信息，针对设备维护管理人员而言，则能够动态掌握设备的运作参数，以便做好相应的设备维护管理计划，同时及时掌握故障设备的故障信息，制定快速有效的调整方案，保证车间稳定正常运转。

3 电池生产线使用MES系统的具体操作

3.1 物料管理

通过MES 系统的运用，通过数据信息的收集整理与处理，生产管理人员能够在系统中调取生产信息，并基于产品物料信息和等级要求等各方面数据信息的基础上，制定明确的物料管控方案。同时还能够结合物料信息来制定客观的生产调度安排方案，在车间内部形成一个良性的物料与生产的协调管理方案，最大程度上保障生产计划得到更为合理的安排。MES 系统中所搭载的物料管控模块，除了发挥上述功能之外，还能够结合计划安排进行相关指令发布，配合IQC来完成取样检测处理，收料工在接收到指令要求后，可通过相应模块操作完成入工位库信息的采集，确保物料各方面信息能够准确录入到系统中；库管人员在接收物料期间，则能够根据系统中物料信息对其进行严格核查，并就存放时间、位置等信息实施完善，以便后续按照先进先出原则安排物料出库运作，同时还能够迅速完成对物料的定位，做好物料出库调度处理。此外，MES 系统所配置的物料代码信息，还能够根据系统生产计划，智能化制定物料数量预警，建立起更为科学的物料补充方案，为生产运作提供最大物料保障。

3.2 设备管理

电池在进行生产期间，若能够具有较高的自动化水平，必然能够经由底层平台实现对设备各项参数的实时采集，MES 系统的运用则能够促使各项数据得到更为客观的分析，从而形成综合效能和效率分析的集成信息，构建起一个动态、客观的设备监控体系。在对设备进行管理期间，MES 系统除了能够形成基本信息台账之外，还能够基于管理需求形成相应的绩效KPI 报告，为设备管理考核提供依据。

3.3 生产过程跟踪与管理

针对电池正常生产运作的整个流程，MES 系统能够构建起动态跟踪管控模式，即结合系统各个模块功能获取生产中关键节点的关键数据参数信息，配合数据信息的处理，为管理人员提供产品从生产到销售整个流程的信息查询。在电池生产期间，配合MES系统软件即可完成对电池流程、数据、文档等各方面内容的跟踪生成，从而实现对产品成本的控制和生产能力的提升，帮助整体品质得到显著改善。在对电池涂布以及分切等操作期间，通过自动化运作模式的载入，可完成电池生产质量的同质化提升，促使大批量生产效率和质量的迅速提升，例如：在进行制浆搅拌处理期间，MES 系统能够对数据的动态采集，并完成物料批号等相据的记录处理；在完成相关测试操作之后，可将测试结果对接到系统中，后续人员和销售环节均能够通过内部系统调取查询；车间管理人员在进入到MES 系统之后，可配合相应模块信息的调取动态了解每桶材料的具体搅拌情况、运转路线和使用情况。

MES 系统进行喷码处理时，能够从叠片最初的位置来进行电池生产关键信息的记录，包括检测短路的质量数据、热成型机参数以及热封边机参数等，在应用MES 系统之后即可快速完成对这些信息的获取和记录。若未引入MES 系统，那么在电池生产中复检环节才能够进行喷码处理，但也只是非常简单的产品型号、批号等信息。经由MES 系统来完成对条码的查询访问处理，管理人员就能够随时掌握生产期间各项生产产量、设备关键参数和质量状况等相关信息，为质量和生产的保障提供客观的信息支撑。

MES 系统在实际运作过程中，能够对注液工序的数据做好相应的采集处理，具体包含了实际的注液量等相关信息，实现对各种化成设备的有效监督管控，从而达到动态监督管理的效果，并结合实际需求完成预警信息保护、批量处理以及异常信息的筛查等相关工作，例如：在化成运作期间，能够明确具体的循环工作次数等，同时还能够确定不良电芯等相关信息，在对相关数据收集期间能够非常客观地体现出充电与放电操作中的实时数据信息。

终检之后即可进行出货，电池在实施复检操作时，通常需要配合AQL 水平来做好相应的抽检处理，MES 系统在与检测设备进行连接处理之后，即可实现对检测数据的收集整理，系统也能够自动根据已经设定好的AQL 检测方案来做好对应的批退或者接收处理。MES 系统也能够将所检测到的条形码数据与检测数据实施连接。MES 还能够对电池在包装过程中所匹配的对应包装箱等信息进行记录，为后期电池追溯管理提供客观依据。

3.4 生产统计分析

MES 系统引入到电池生产线中，其所具备的跟踪与管理功能模块还能够对生产期间所产生的各方面信息数据进行收集整理，生产管理人员则能够借助MES系统中所接收到的信息完成对数据的统计分析，从而获取相对应的生产统计分析结果。处于生产线的管理人员通过对生产统计数据分析的查阅即可动态掌握现场设备、生产计划执行、产品质量、生产成本等各方面数据信息，还能够生成月度、季度、年度的分析报告，为产品质量的提升、生成效率的提升以及产品管控效率等各项生产管理活动提供客观支持。

3.5 全面质量管理

MES 系统在日常使用期间，其还具备一项非常关键的质量管理模块功能，其能够结合电池生产线的实际情况打造起过程质量、质量标注、质量统计、检测数据以及质量考核等质量管控模式，从而保障电池生产线能够形成生产过程的自我检测、质量的全面监督检测等。MES 系统全面质量管理最主要的功能，是能够经由SQC、SPC 来实现对产品质量问题根源的有效分析，从而实现对各方面原因的综合判定，提出更为客观的改进方案。MES 系统能够从电池原材料检验、质量标注和电池加工控制等各方面实施全方位的质量管控，同时能够结合各个功能模块的实际需求为其提供对应的信息支撑，确保各项数据和功能得到切实有效的运作。生产管理人员则能够基于权限范围内实现对相关质量信息数据的查阅，找出生产线路中存在的流程问题，分析导致问题的根本原因，并第一时间给出解决方案。

4 结语

在电池生产线中，MES 系统是推动其实现数字化、智能化转变的重要技术，其能够促使生产数据实施动态采集、传输途径可靠性提升、生产质量的管控、生产信息的集成化管理等多项功能，帮助电池生产线的整体生产成本得以下降，促使电池同质化水平提升，最大程度上帮助企业的整体综合竞争力和制造能力的提升。MES 系统在电池企业实施精益化管理中必将发挥更为关键的作用，从而更好地满足新能源汽车对电池的各项高要求。