電池組裝。電池組裝過(guò)程中的精度直接影響了電池的能量密度。由于目前的裝配機(jī)器通常采用統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制方法，不適合對(duì)幾何圖形的局部變化進(jìn)行調(diào)整，因此這限制了機(jī)器的精度，進(jìn)而降低了能量密度。在未來(lái)工廠中，在線檢查零件幾何尺寸的智能化參數(shù)設(shè)置可以提高裝配機(jī)器的精度，從而增加電池的容量。與采用固定參數(shù)設(shè)置的傳統(tǒng)裝配工藝相比，智能化參數(shù)設(shè)置可以提高電池容量約15％。

目前，裝配機(jī)器具有較高的可靠性，能夠生產(chǎn)出特定類(lèi)型的電池、化學(xué)以及設(shè)計(jì)，這也意味著每當(dāng)生產(chǎn)一個(gè)新產(chǎn)品，生產(chǎn)商不得不對(duì)重新投資新的裝配機(jī)器，甚至還需要新建工廠。在未來(lái)工廠中，由智能化參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)指導(dǎo)和先進(jìn)機(jī)器人支持的模塊裝配機(jī)器可以生產(chǎn)出不同類(lèi)型的電池，允許生產(chǎn)商可以在原有的生產(chǎn)線上制造出更多類(lèi)型的電池—一種轉(zhuǎn)換不同類(lèi)型電池生產(chǎn)的能力。新增的產(chǎn)品可以是如存儲(chǔ)等非汽車(chē)應(yīng)用的電池。

電池完成。在未來(lái)工廠中對(duì)電池進(jìn)行裝配時(shí)，生產(chǎn)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字孿生—包括組件規(guī)范和進(jìn)程內(nèi)質(zhì)量測(cè)量等數(shù)據(jù)在內(nèi)的電池的多維數(shù)字表示。基于數(shù)字孿生的電池裝配在線質(zhì)量控制可以極大地減少物理檢測(cè)站的數(shù)量。電解液的浸潤(rùn)以及預(yù)充電的參數(shù)都是根據(jù)數(shù)字孿生所得到的特征自動(dòng)調(diào)整的。例如，電解液浸潤(rùn)裝置可以根據(jù)電極生產(chǎn)過(guò)程所記錄的材料性能數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整浸潤(rùn)過(guò)程中的壓力和電解液的流動(dòng)，從而縮短浸潤(rùn)的時(shí)間。

目前工程師主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而不是物理關(guān)聯(lián)來(lái)設(shè)置形成工藝中的參數(shù)，造成所有電池的生產(chǎn)都采用相同的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。然而事實(shí)上由于每個(gè)電池會(huì)存在一定的允許誤差，因此固定的參數(shù)不利于電池性能的最優(yōu)化。而在未來(lái)工廠中，生產(chǎn)者通過(guò)分析數(shù)字孿生中的數(shù)據(jù)在電池形成工藝中設(shè)置相對(duì)應(yīng)的參數(shù)，因此可以實(shí)時(shí)調(diào)整過(guò)程參數(shù)進(jìn)而優(yōu)化電池性能。此外，在電極生產(chǎn)和電池組裝過(guò)程中采用質(zhì)量控制技術(shù)最大可減少20％的電池形成時(shí)間。

通過(guò)智能在線質(zhì)量控制技術(shù)，記錄整個(gè)生產(chǎn)鏈的產(chǎn)品測(cè)量數(shù)據(jù)，最大可將老化時(shí)間縮短80％。這種先進(jìn)的分析技術(shù)可以幫助生產(chǎn)者確定每個(gè)電池是否發(fā)生微短路的問(wèn)題而無(wú)需通過(guò)物理測(cè)量手段。通過(guò)數(shù)據(jù)分析后質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的電池才會(huì)經(jīng)歷老化過(guò)程，即按需老化方法。由于這一方法可以有效的減少老化過(guò)程中的電池?cái)?shù)量，進(jìn)而減小倉(cāng)庫(kù)空間及相關(guān)的設(shè)備。

即使在電池組投入使用后，數(shù)字化技術(shù)還可以發(fā)揮作用。例如，通過(guò)分析行駛的電池使用情況和電廠性能數(shù)據(jù)，進(jìn)而優(yōu)化電池的設(shè)計(jì)和制造工藝。

Battery Producers Must Retrofit Plants or Build New Ones電池廠家必須改造或新建智能工廠。

這一步主要由工廠處于運(yùn)營(yíng)還是規(guī)劃狀態(tài)來(lái)決定。

現(xiàn)有的工廠?？紤]到將工廠4．0應(yīng)用到現(xiàn)有工廠所要面臨的挑戰(zhàn)，電池生產(chǎn)商應(yīng)該將設(shè)備的改造投資控制在初始資本的10％以內(nèi)。高的改造投資會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的停產(chǎn)，進(jìn)而提高改造的成本。相比之下，新建生產(chǎn)線可能更加經(jīng)濟(jì)。為了選擇并實(shí)施合適的技術(shù)，生產(chǎn)商應(yīng)該采取下列的措施：

評(píng)估包括數(shù)字化應(yīng)用程度在內(nèi)的工廠現(xiàn)狀并且確定生產(chǎn)鏈中成本最高的關(guān)鍵因素。