中国碱性锌锰电池智造风口

朱效铭

( 宁波博大梧桐电池科技有限公司，浙江 宁波 315040 )

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中国碱性锌锰电池智造风口

朱效铭

( 宁波博大梧桐电池科技有限公司，浙江 宁波 315040 )

采用RFID射频技术，对碱性锌锰(碱锰)电池生产过程进行工艺参数采集、记录、统计、分析和集成，让每个电池产品具有信息化功能，实现碱锰电池的智能制造。提出碱锰电池智能制造的目的与意义。

智造风口； 工业4.0； 电池身份证； 碱性锌锰电池

目前，全球正在进行一场第四次工业革命的浪潮，德国的工业4.0，美国的再工业化，日本的科技发展与创新，英国的高价值制造，韩国的数字经济和中国制造2025。

时代的变化和社会的进步，同时也改变着制造业的发展条件与环境，目前我国的碱性锌锰(碱锰)电池制造处于工业2.0与3.0之间，产品同质化严重，产品质量控制手段简单落后，依然采用生产过程抽样检查，作为判断的依据，从而导致一些质量缺陷的产品流入到后续工序。随着产品生产规模的不断扩大，用户对生产制造过程提出更高要求，为了满足用户需求，目前的状况必须彻底改变。

作为传统产品，如何寻找我国碱性锌锰电池制造的风口？这将成为碱锰电池行业的一个难题。如何破解这个难题，将决定我国碱锰电池行业的命运。

众所周知，第一、二、三次工业革命，我国都因各种原因而错过，第四次工业革命，我国应紧跟时代或弯道超车。

我国的碱锰电池生产，要全部达到工业4.0的水平还有很长的路要走，当然也不能照搬照抄，必须符合中国国情和工厂的实际情况。本文作者就此粗略地谈一下个人看法。

1 中国碱锰电池智造风口

我国碱锰电池智造风口，本文作者认为是指生产过程局部实现智能化、数字化、信息化、自动化、大规模定制化、网络化、虚拟化、集成化、个性化、生产全球化、营销全球化和服务全球化等方面。

2 智造的几个方面

2.1 智能化

智能化，即生产智能化和物流智能化。就目前我国碱锰电池行业而言，首先要突破的是工厂局部实现智能化，特别是生产线的智能化。生产线是基础，只有最基础的实现了一定程度的智能化，才能去实现工厂智能化。

这里重点谈一谈生产线的智能化。我国的碱锰电池是从引进设备和工艺技术发展起来的。经过近30年的发展，我国已成为全球最大的碱锰电池生产国和出口国之一。近些年来，国外碱锰电池生产规模的缩小，对设备和工艺技术的投入也相应减少，设备、生产技术基本上没有大的突破。

我国从引进技术到消化吸收，基本上掌握了碱锰电池的设备和工艺技术。由于制造成本和生产规模的优势，已经形成了完整的产业链。目前，不少电池厂的生产设备速度已经达到600只/min的水平，是一个较高水平的速度，如果检测技术跟不上，就会有不良品流向市场，对用户造成损失。

基于目前的状况，智能化生产就显示出它的重要性。碱锰电池生产线的智能化，不仅仅是在生产线上增加几台机器人。所谓生产线的智能化是有条件的，需要对主要工艺参数的控制实现数字化，具体地说：碱锰电池的生产主要工艺，如正极粉颗粒、水分的控制，要实行自动检测并将参数数字化；又例如正极成型机对正极环的压制，对正极环质量、高度进行自动检测，并将检测数据数字化；最重要的一点，是将这些检测到的数据与工艺标准进行自动对比，超过工艺标准，设备控制系统将会自动实行调整。这就是智能化的全过程，也是将来生产过程必须要达到的水平。对于大规模生产的碱锰电池，智能化生产是未来的发展方向。

2.2 数字化

数字化是智能化制造的特点，是工业4.0的核心，也是区别于传统工业生产体系的本质特征，主要表现为产品数字化、运营数字化及价值链数字化。

在碱锰电池制造过程中，产品工艺参数的数据采集、记录和分析是数字化最基础、最重要的一个环节，是智能制造基本特征，也是最难突破的一个技术瓶颈，对碱锰电池智能制造具有重大的意义。这是碱锰电池行业必须解决的一个难题。

目前，国内碱锰电池生产过程中，操作人员会定时、定量对产品的主要工艺参数进行人工抽检，并作记录，但不是所有的生产厂都会对抽测的数据进行很好的统计和分析，让不多的生产抽检数据能很好地为提高产品质量和设备运行率所用。

随着科技的日益发展和大数据技术、软件技术的广泛应用，数字经济无处不在，碱锰电池的生产过程也需要实现数字化。在电池生产过程中，质量控制主要在产品装配线上，也就是从打环到封口成形之间，质量控制点主要为正极环质量、入筒高度，电解液和锌膏的质量等。这些都必须在生产过程中实现自动称量、监测，并记录，然后对照工艺标准，由设备自动控制，来实现调整生产过程中的偏差，所以说，生产过程中的检测是手段，根据检测到的数据进行数字化处理并对生产过程中的工艺参数适时调整是目的，然后才能实现智能化生产。

2.3 信息化

以数字化为基础，以智能化为手段，达到人与设备、物之间的连接为信息化。就目前我国碱锰电池行业而言，产品制造全过程要达到智能化还有很大难度，但做到信息化已成为可能，这就是传统碱锰电池上赋予一个工业4.0产品的概念，即“信息化碱锰电池”。

2.4 信息化碱锰电池

信息化碱锰电池，本文作者认为是将碱锰电池制造过程的工艺参数数字化，也就是说，将正极环质量、电液注入质量、锌膏注入质量及封口剂涂布状态、隔膜纸插入状态、锌膏注入状态等进行数字化，并采用射频技术(RFID)进行采集、记录、统计、分析和集成，最后在碱锰电池商标上赋予数字码、条形码和二维码，可通过扫描来读取每只碱锰电池的生产工艺参数等信息，同时赋予每只碱锰电池一个唯一的“身份证”号码，以便产品质量追溯、分析和防伪等。

产品身份证和产品质量信息，对产品质量的提高至关重要。在碱锰电池电性能和安全性检测过程中，产品工艺参数数字化后，可以将检测结果与生产工艺参数进行比较，从而进行分析、研究，找到改正产品质量的方法。具体地说，如放电时间的长短，可以分析正极、负极、电解液等参数与放电时间之间的关系，从而找到原因；又如漏液，可以对涂封口胶、正极环的高低、电解液的多少、锌膏量的多少、封口成型状态之间的关系去找出原因。这就是工艺参数数字化的最大好处。数字化不但是生产智能化的基础，也是提高产品质量的基础，更是产品信息化的基础。

2.5 服务全球化

经济的全球化，产品以用户为中心的理念，促使企业服务趋向全球化方向发展。就碱锰电池而言，产品的使用过程难免会有用户投诉，由于产品实现了信息化功能和互联网的连接，为全球用户提供质量信息反馈和投诉处理成为可能，这样将能促进我国的碱锰电池技术的发展和提高。

2.6 网络化、虚拟化、集成化

关于网络化、虚拟化、集成化等，电池行业和其他行业具有很多的类同之处，可以向别人学习，根据实际出发，不断完善，逐步提高。

3 如何实现

国内碱锰电池生产当前急需解决的一个重要问题，就是要提高产品质量，那就要实现对产品生产过程的全检而不是抽检，要达到对产品全检就要靠设备自动化、智能化、数字化，而不是依靠人工进行控制。

碱锰电池的生产设备自动化，目前国产生产线的速度已达到600只/min。碱锰电池的注液量与生产线速度是一个矛盾体，限制了设备向更高速度发展，设备速度快，电解液就加得少。有些高速生产线的电解液量，以LR6为例，在1.5 g以下，有些甚至不到1.4 g，影响了产品质量，如果电解液量达到一定的标准值，生产线要达到600只/min，应该是自动化程度相当高的水平，因此国内生产线的自动化水平已经达到工业4.0的要求，当然还有发展空间。

关于碱锰电池生产线的智能化，目前国内所有生产线都没有智能化功能。所谓的智能化，就是要求相关联的生产工序或者前后工序在检测过程中，根据后道工序的检测结果，以工艺标准为依据，以检测到的一定量的数据结果平均值与工艺标准相比较，如果平均值处于上限或是下限时，前道工序设备就会自动纠偏调整。例如注锌膏，生产线在注锌膏后有自动称重系统，会对每个电池的锌膏注入量进行称重记录、统计，可以设定一定数量电池，例如100只电池内锌膏注入量的平均值、最高最低值，并与工艺标准作对比。如果接近上限或下限，系统就会自动控制注锌膏机来调整锌膏注入量，这就是碱锰电池生产过程的智能化。生产线能对所有关键工序都能做到智能化。

关于碱锰电池生产线的数字化，目前国内所有生产线也没有数字化功能。数字工作都是通过人工抽样、记录，由于抽样数量少，生产线产量高，抽检对产品质量的可控无法保证，所以必须要做到全检，才能保证每个电池的质量。

实现生产过程的数字化是一个相当复杂的过程，主要有几个关键环节。①每只电池都要有编号；②对每只电池的关键工序工艺参数进行检测；③将检测的结果数字化；④通过RFID技术，将检测数据关联到电池编号中；⑤将所有数据保存在生产线数据处理中心，例如在注锌膏前，生产线自动识别进入注锌膏工序的每只电池，注好锌膏后，生产线对每只电池进行自动称重，并将电池内注入的锌膏质量与电池编号相关联，最后记录，存储在数据处理中心。这就是数字化生产的大概过程。

工艺参数数字化是基础，对每个产品在生产过程的每一个工序进行自动检测和控制，有利于确保产品质量。这样做，能促进我国的碱锰电池生产在全球化过程中立于不败之地，使碱锰电池品牌全球化，让全世界的消费者认同中国的碱锰电池。

随着互联网、大数据、人工智能技术的到来，将我国碱锰电池制造彻底推向风口，智能化生产技术的发展与壮大，将使碱锰电池制造业的生产方式彻底改变，信息化碱锰电池的出现，使碱锰电池的增值服务大幅提升，改变目前的碱锰电池生产现状，更为碱锰电池智能化制造带来无尽的想象空间。

我国已经成为全球碱锰电池制造中心，众多人士认为我国的碱锰电池制造工业化正在渐成完善，已经超过韩国、日本和欧洲，不久将超过美国。但与美国相比，缺少的正是碱锰电池生产过程的检测数字化和智能化。美国生产的碱锰电池是全检的，要想真正成为碱锰电池的制造强国，必须迈过这个坎，实现生产过程全检，以及数字化与智能化。

国内碱锰电池生产从未在技术进步的道路上停止过，当今的中国制造2025和全球第四次工业革命提供了大好机会，使我国的碱锰电池制造跟上第四次工业革命的脚步。

[1] 张占斌，周跃辉.中国经济大布局 [M].北京：北京联合出版公司，2015.10.

[2] 胡晓波频道.转型之战：传统企业的互联网机会 [M].北京：中国友谊出版公司，2015.7.

[3] 王延臣.中国智造大趋势 [M].北京：中华工商联合出版社，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

朱效铭(1961-)，男，浙江人，宁波博大梧桐电池科技有限公司总经理、董事长，研究方向：电池。

10.19535/j.1001-1579.2017.02.012

TM911.47

A

1001-1579(2017)02-0109-03

2016-12-27