中國堿性鋅錳電池智造風口

朱效銘

( 寧波博大梧桐電池科技有限公司，浙江 寧波 315040 )

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中國堿性鋅錳電池智造風口

朱效銘

( 寧波博大梧桐電池科技有限公司，浙江 寧波 315040 )

采用RFID射頻技術，對堿性鋅錳(堿錳)電池生產過程進行工藝參數采集、記錄、統計、分析和集成，讓每個電池產品具有信息化功能，實現堿錳電池的智能制造。提出堿錳電池智能制造的目的與意義。

智造風口； 工業4.0； 電池身份證； 堿性鋅錳電池

目前，全球正在進行一場第四次工業革命的浪潮，德國的工業4.0，美國的再工業化，日本的科技發展與創新，英國的高價值制造，韓國的數字經濟和中國制造2025。

時代的變化和社會的進步，同時也改變著制造業的發展條件與環境，目前我國的堿性鋅錳(堿錳)電池制造處于工業2.0與3.0之間，產品同質化嚴重，產品質量控制手段簡單落后，依然采用生產過程抽樣檢查，作為判斷的依據，從而導致一些質量缺陷的產品流入到后續工序。隨著產品生產規模的不斷擴大，用戶對生產制造過程提出更高要求，為了滿足用戶需求，目前的狀況必須徹底改變。

作為傳統產品，如何尋找我國堿性鋅錳電池制造的風口？這將成為堿錳電池行業的一個難題。如何破解這個難題，將決定我國堿錳電池行業的命運。

眾所周知，第一、二、三次工業革命，我國都因各種原因而錯過，第四次工業革命，我國應緊跟時代或彎道超車。

我國的堿錳電池生產，要全部達到工業4.0的水平還有很長的路要走，當然也不能照搬照抄，必須符合中國國情和工廠的實際情況。本文作者就此粗略地談一下個人看法。

1 中國堿錳電池智造風口

我國堿錳電池智造風口，本文作者認為是指生產過程局部實現智能化、數字化、信息化、自動化、大規模定制化、網絡化、虛擬化、集成化、個性化、生產全球化、營銷全球化和服務全球化等方面。

2 智造的幾個方面

2.1 智能化

智能化，即生產智能化和物流智能化。就目前我國堿錳電池行業而言，首先要突破的是工廠局部實現智能化，特別是生產線的智能化。生產線是基礎，只有最基礎的實現了一定程度的智能化，才能去實現工廠智能化。

這里重點談一談生產線的智能化。我國的堿錳電池是從引進設備和工藝技術發展起來的。經過近30年的發展，我國已成為全球最大的堿錳電池生產國和出口國之一。近些年來，國外堿錳電池生產規模的縮小，對設備和工藝技術的投入也相應減少，設備、生產技術基本上沒有大的突破。

我國從引進技術到消化吸收，基本上掌握了堿錳電池的設備和工藝技術。由于制造成本和生產規模的優勢，已經形成了完整的產業鏈。目前，不少電池廠的生產設備速度已經達到600只/min的水平，是一個較高水平的速度，如果檢測技術跟不上，就會有不良品流向市場，對用戶造成損失。

基于目前的狀況，智能化生產就顯示出它的重要性。堿錳電池生產線的智能化，不僅僅是在生產線上增加幾臺機器人。所謂生產線的智能化是有條件的，需要對主要工藝參數的控制實現數字化，具體地說：堿錳電池的生產主要工藝，如正極粉顆粒、水分的控制，要實行自動檢測并將參數數字化；又例如正極成型機對正極環的壓制，對正極環質量、高度進行自動檢測，并將檢測數據數字化；最重要的一點，是將這些檢測到的數據與工藝標準進行自動對比，超過工藝標準，設備控制系統將會自動實行調整。這就是智能化的全過程，也是將來生產過程必須要達到的水平。對于大規模生產的堿錳電池，智能化生產是未來的發展方向。

2.2 數字化

數字化是智能化制造的特點，是工業4.0的核心，也是區別于傳統工業生產體系的本質特征，主要表現為產品數字化、運營數字化及價值鏈數字化。

在堿錳電池制造過程中，產品工藝參數的數據采集、記錄和分析是數字化最基礎、最重要的一個環節，是智能制造基本特征，也是最難突破的一個技術瓶頸，對堿錳電池智能制造具有重大的意義。這是堿錳電池行業必須解決的一個難題。

目前，國內堿錳電池生產過程中，操作人員會定時、定量對產品的主要工藝參數進行人工抽檢，并作記錄，但不是所有的生產廠都會對抽測的數據進行很好的統計和分析，讓不多的生產抽檢數據能很好地為提高產品質量和設備運行率所用。

隨著科技的日益發展和大數據技術、軟件技術的廣泛應用，數字經濟無處不在，堿錳電池的生產過程也需要實現數字化。在電池生產過程中，質量控制主要在產品裝配線上，也就是從打環到封口成形之間，質量控制點主要為正極環質量、入筒高度，電解液和鋅膏的質量等。這些都必須在生產過程中實現自動稱量、監測，并記錄，然后對照工藝標準，由設備自動控制，來實現調整生產過程中的偏差，所以說，生產過程中的檢測是手段，根據檢測到的數據進行數字化處理并對生產過程中的工藝參數適時調整是目的，然后才能實現智能化生產。

2.3 信息化

以數字化為基礎，以智能化為手段，達到人與設備、物之間的連接為信息化。就目前我國堿錳電池行業而言，產品制造全過程要達到智能化還有很大難度，但做到信息化已成為可能，這就是傳統堿錳電池上賦予一個工業4.0產品的概念，即“信息化堿錳電池”。

2.4 信息化堿錳電池

信息化堿錳電池，本文作者認為是將堿錳電池制造過程的工藝參數數字化，也就是說，將正極環質量、電液注入質量、鋅膏注入質量及封口劑涂布狀態、隔膜紙插入狀態、鋅膏注入狀態等進行數字化，并采用射頻技術(RFID)進行采集、記錄、統計、分析和集成，最后在堿錳電池商標上賦予數字碼、條形碼和二維碼，可通過掃描來讀取每只堿錳電池的生產工藝參數等信息，同時賦予每只堿錳電池一個唯一的“身份證”號碼，以便產品質量追溯、分析和防偽等。

產品身份證和產品質量信息，對產品質量的提高至關重要。在堿錳電池電性能和安全性檢測過程中，產品工藝參數數字化后，可以將檢測結果與生產工藝參數進行比較，從而進行分析、研究，找到改正產品質量的方法。具體地說，如放電時間的長短，可以分析正極、負極、電解液等參數與放電時間之間的關系，從而找到原因；又如漏液，可以對涂封口膠、正極環的高低、電解液的多少、鋅膏量的多少、封口成型狀態之間的關系去找出原因。這就是工藝參數數字化的最大好處。數字化不但是生產智能化的基礎，也是提高產品質量的基礎，更是產品信息化的基礎。

2.5 服務全球化

經濟的全球化，產品以用戶為中心的理念，促使企業服務趨向全球化方向發展。就堿錳電池而言，產品的使用過程難免會有用戶投訴，由于產品實現了信息化功能和互聯網的連接，為全球用戶提供質量信息反饋和投訴處理成為可能，這樣將能促進我國的堿錳電池技術的發展和提高。

2.6 網絡化、虛擬化、集成化

關于網絡化、虛擬化、集成化等，電池行業和其他行業具有很多的類同之處，可以向別人學習，根據實際出發，不斷完善，逐步提高。

3 如何實現

國內堿錳電池生產當前急需解決的一個重要問題，就是要提高產品質量，那就要實現對產品生產過程的全檢而不是抽檢，要達到對產品全檢就要靠設備自動化、智能化、數字化，而不是依靠人工進行控制。

堿錳電池的生產設備自動化，目前國產生產線的速度已達到600只/min。堿錳電池的注液量與生產線速度是一個矛盾體，限制了設備向更高速度發展，設備速度快，電解液就加得少。有些高速生產線的電解液量，以LR6為例，在1.5 g以下，有些甚至不到1.4 g，影響了產品質量，如果電解液量達到一定的標準值，生產線要達到600只/min，應該是自動化程度相當高的水平，因此國內生產線的自動化水平已經達到工業4.0的要求，當然還有發展空間。

關于堿錳電池生產線的智能化，目前國內所有生產線都沒有智能化功能。所謂的智能化，就是要求相關聯的生產工序或者前后工序在檢測過程中，根據后道工序的檢測結果，以工藝標準為依據，以檢測到的一定量的數據結果平均值與工藝標準相比較，如果平均值處于上限或是下限時，前道工序設備就會自動糾偏調整。例如注鋅膏，生產線在注鋅膏后有自動稱重系統，會對每個電池的鋅膏注入量進行稱重記錄、統計，可以設定一定數量電池，例如100只電池內鋅膏注入量的平均值、最高最低值，并與工藝標準作對比。如果接近上限或下限，系統就會自動控制注鋅膏機來調整鋅膏注入量，這就是堿錳電池生產過程的智能化。生產線能對所有關鍵工序都能做到智能化。

關于堿錳電池生產線的數字化，目前國內所有生產線也沒有數字化功能。數字工作都是通過人工抽樣、記錄，由于抽樣數量少，生產線產量高，抽檢對產品質量的可控無法保證，所以必須要做到全檢，才能保證每個電池的質量。

實現生產過程的數字化是一個相當復雜的過程，主要有幾個關鍵環節。①每只電池都要有編號；②對每只電池的關鍵工序工藝參數進行檢測；③將檢測的結果數字化；④通過RFID技術，將檢測數據關聯到電池編號中；⑤將所有數據保存在生產線數據處理中心，例如在注鋅膏前，生產線自動識別進入注鋅膏工序的每只電池，注好鋅膏后，生產線對每只電池進行自動稱重，并將電池內注入的鋅膏質量與電池編號相關聯，最后記錄，存儲在數據處理中心。這就是數字化生產的大概過程。

工藝參數數字化是基礎，對每個產品在生產過程的每一個工序進行自動檢測和控制，有利于確保產品質量。這樣做，能促進我國的堿錳電池生產在全球化過程中立于不敗之地，使堿錳電池品牌全球化，讓全世界的消費者認同中國的堿錳電池。

隨著互聯網、大數據、人工智能技術的到來，將我國堿錳電池制造徹底推向風口，智能化生產技術的發展與壯大，將使堿錳電池制造業的生產方式徹底改變，信息化堿錳電池的出現，使堿錳電池的增值服務大幅提升，改變目前的堿錳電池生產現狀，更為堿錳電池智能化制造帶來無盡的想象空間。

我國已經成為全球堿錳電池制造中心，眾多人士認為我國的堿錳電池制造工業化正在漸成完善，已經超過韓國、日本和歐洲，不久將超過美國。但與美國相比，缺少的正是堿錳電池生產過程的檢測數字化和智能化。美國生產的堿錳電池是全檢的，要想真正成為堿錳電池的制造強國，必須邁過這個坎，實現生產過程全檢，以及數字化與智能化。

國內堿錳電池生產從未在技術進步的道路上停止過，當今的中國制造2025和全球第四次工業革命提供了大好機會，使我國的堿錳電池制造跟上第四次工業革命的腳步。

[1] 張占斌，周躍輝.中國經濟大布局 [M].北京：北京聯合出版公司，2015.10.

[2] 胡曉波頻道.轉型之戰：傳統企業的互聯網機會 [M].北京：中國友誼出版公司，2015.7.

[3] 王延臣.中國智造大趨勢 [M].北京：中華工商聯合出版社，2016.8.

Intelligent manufacturing spotlight of alkaline Zn/MnO2battery in China

ZHU Xiao-ming

(NingboBodawutongBatteryTechnologyCo.，Ltd.，Ningbo，Zhejiang315040，China)

Using the technique of RFID，the acquiring，recording，counting，analyzing and integrating for process parameters during alkaline Zn/MnO2battery production were taken，which would let each battery have the function of informationization，to achieve the intelligent manufacturing of alkaline Zn/MnO2battery.The purpose and significance of the intelligent manufacturing of alkaline Zn/MnO2batteries were proposed.

intelligent manufacturing spotlight； industry 4.0； battery ID； alkaline Zn/MnO2battery

朱效銘(1961-)，男，浙江人，寧波博大梧桐電池科技有限公司總經理、董事長，研究方向：電池。

10.19535/j.1001-1579.2017.02.012

TM911.47

A

1001-1579(2017)02-0109-03

2016-12-27