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Comment les fabricants de batteries intègrent les méthodes numériques pour s’adapter à un marché en évolution
Cet article explore ce qui motive les changements dans la fabrication de batteries et comment les entreprises réagissent avec des solutions numériques.
À mesure que la demande de stockage d’énergie augmente et que la technologie progresse, les fabricants de batteries font de plus en plus progresser les méthodologies de production pour optimiser l’efficacité et la production. Dans une industrie en évolution rapide, l’adoption de la transformation numérique de l’analyse de données au contrôle de la qualité basé sur l’IA est devenue une pierre angulaire pour la fabrication. Cet article explore ce qui motive le changement et comment les entreprises révolutionnent les processus qui créent des solutions de stockage d’énergie de pointe.
Les facteurs qui ont un impact sur les fabricants de stockage d’énergie
Un certain nombre de pilotes se réunissent pour créer des changements tectoniques dans la fabrication de batteries. Bien que ces facteurs aient déclenché une phase de transformation pour les fabricants de batteries, ils ne sont pas des facteurs isolés, mais plutôt des éléments interconnectés d’un écosystème industriel complexe. Voici la dynamique en jeu :
- Montée des véhicules électriques : La demande croissante du marché des VE pousse les fabricants à innover en matière d’efficacité et de vitesse de charge.
- Croissance des énergies renouvelables : L’augmentation de l’utilisation de l’énergie éolienne et solaire nécessite des batteries efficaces et de grande capacité, ce qui pousse les fabricants à innover dans la technologie de stockage.
- Onshoring et localisation : Les facteurs géopolitiques et la résilience de la chaîne d’approvisionnement entraînent un virage vers la fabrication nationale, posant à la fois des défis et des opportunités.
- Règlements environnementaux : Des politiques plus strictes exigent des processus et des matériaux de fabrication plus écologiques , ce qui nécessite des investissements dans des technologies durables.
- Avancées technologiques : Des capteurs qui surveillent les mesures de performance en temps réel aux algorithmes d’IA qui prédisent les besoins de maintenance, la technologie est une force majeure dans la modernisation de la fabrication de batteries, révolutionnant l’efficacité de la production, le contrôle de la qualité et la maintenance prédictive.
- Concurrence sur le marché et attentes des consommateurs : Avec plus de joueurs sur le terrain, la concurrence est plus féroce que jamais. Les fabricants doivent continuellement innover pour garder une longueur d’avance.
L’urgence de s’adapter n’est pas simplement une entreprise interne ; c’est aussi une réponse à un marché qui exige des solutions plus rapides, plus efficaces et plus durables. Ces moteurs servent collectivement de catalyseur du changement, propulsant les fabricants à regarder au-delà des approches traditionnelles et à adopter des méthodes innovantes qui pourraient non seulement redéfinir leurs modèles d’affaires, mais aussi établir de nouvelles normes de l’industrie.
L’essor des techniques numériques et de l’automatisation dans la fabrication de batteries
Dans tous les secteurs manufacturiers, on parle de plus en plus de l’industrie 4.0. L’industrie 4.0 fait référence à la transformation numérique de la fabrication/production et des industries connexes grâce à la technologie intelligente et aux appareils interconnectés, améliorant l’automatisation, l’échange de données et l’analyse en temps réel. Pour le secteur du stockage d’énergie, l’adoption de ces idées s’accélère à mesure que la croissance rapide pousse les fabricants à construire et à prendre de l’expansion.
À Salas O’Brien, voici les possibilités que nous voyons dans cet espace :
Tirer parti des jumeaux numériques
Un jumeau numérique est une représentation virtuelle d’un objet, d’un système ou d’un processus physique à l’aide de capteurs, de logiciels et d’autres technologies pour recueillir des données sur son homologue physique. Un excellent exemple de jumeau numérique que la plupart d’entre nous connaissent est Google Maps. Il s’agit d’une représentation virtuelle du réseau routier tangible et physique qui fournit des rapports en temps réel sur les conditions de circulation, les détours et les accidents afin que les conducteurs puissent prendre des décisions éclairées sur leurs itinéraires.
L’objectif premier d’un jumeau numérique est de fournir un cadre pour comprendre, analyser et optimiser l’objet, le système ou le processus qu’il représente. Cette technologie peut aider les fabricants de batteries à passer d’un mode de fonctionnement réactif à un mode de fonctionnement prédictif et proactif. Un jumeau numérique de l’usine facilite la cartographie des scénarios sans rien risquer sur l’actif physique. Il peut également permettre aux ingénieurs de résoudre les problèmes, d’optimiser les performances et même de prédire les besoins d’entretien futurs.
L’une des utilisations les plus importantes des jumeaux numériques est qu’ils peuvent être utilisés pour tester des hypothèses, ce qui permet aux équipes de direction de valider les décisions. Les jumeaux numériques offrent un impact réel sur les processus et les équipements de modélisation. Pour les fabricants de batteries, ils offrent l’occasion de tester les changements en cours de processus sans interruption. Ils peuvent également être utilisés pour former le personnel numériquement sans avoir à tirer des ressources de l’usine.
Combler le manque de talents avec la réalité augmentée
Quiconque a passé du temps dans une usine connaît bien les procédures opérationnelles normalisées (SOP). Ces documents essentiels offrent des lignes directrices structurées pour s’assurer que les opérations se déroulent sans heurts, en toute sécurité et en pleine conformité avec la réglementation. De plus, les SOP constituent des outils de formation inestimables pour éduquer les employés sur les tâches opérationnelles et les procédures d’entretien.
Cependant, les besoins en formation deviennent plus complexes. C’est là que la réalité augmentée (RA) peut avoir un impact profond. En simulant virtuellement les SOP (par exemple, les procédures d’ouverture et de manœuvre d’une boîte d’engrenages), la RA peut créer un environnement d’apprentissage interactif et pratique. Cette approche immersive peut raccourcir considérablement la courbe d’apprentissage associée à la maîtrise de nouveaux équipements ou à l’adaptation aux processus de fabrication mis à jour. La RA peut également accélérer l’adoption des meilleures pratiques dans l’ensemble de la main-d’œuvre en les documentant et en facilitant la distribution numérique.
Systèmes adaptatifs de collaboration homme-robot
Les fabricants de batteries mettent en œuvre des systèmes d’automatisation collaborative plus avancés qui intègrent de manière harmonieuse l’expertise humaine avec la précision robotique. Ces systèmes sont conçus pour fonctionner en collaboration avec les opérateurs humains, où les robots excellent dans l’exécution de tâches nécessitant précision, rapidité et constance, tandis que les travailleurs humains apportent des qualités telles que la pensée innovante, les capacités de résolution de problèmes et l’intelligence émotionnelle.
Ces systèmes de collaboration adaptative tirent parti d’une automatisation accrue et d’une intelligence artificielle tout en encourageant la créativité et l’expertise humaines. Ils sont particulièrement efficaces pour automatiser les tâches répétitives et laborieuses, ce qui réduit la fatigue des employés et libère les talents humains pour des responsabilités plus complexes nécessitant la pensée critique et l’adaptabilité.
Visibilité accrue grâce à la piste et à la traçabilité numériques
Les systèmes numériques de suivi et de traçabilité englobent une gamme de technologies et de méthodologies conçues pour surveiller, documenter et analyser le flux de matériaux, de composants et de produits finis tout au long de la chaîne d’approvisionnement et du processus de production.
Le besoin de technologie de suivi et de traçabilité n’a jamais été aussi élevé dans la fabrication de batteries. La mise en œuvre d’un système de suivi et de traçabilité numérique robuste offre plusieurs avantages tels qu’une meilleure visibilité, une meilleure conformité, un meilleur contrôle de la qualité et une utilisation plus efficace des ressources. Il protège également les fabricants contre la fraude et fournit une preuve de conformité et de qualité si quelque chose ne va pas dans l’écosystème d’un autre fabricant.
Embauche d’un champion pour superviser la transformation numérique
La supervision de l’intégration des technologies numériques et de l’analytique dans les processus de fabrication, la gestion de la chaîne d’approvisionnement, la gestion des clients et d’autres solutions numériques pour les objectifs commerciaux peut relever du chef de l’information (DSI) ou du chef de l’exploitation (COO).
Cependant, selon les besoins et la structure spécifiques de l’entreprise, nous constatons également une augmentation des embauches d’un chef du numérique (CDO). Ce rôle consiste généralement à définir la stratégie numérique de l’entreprise et à diriger les efforts pour mettre en œuvre des solutions numériques telles que l’analyse de données, l’apprentissage automatique, l’automatisation et d’autres technologies de l’industrie 4.0. La personne qui occupe ce poste collabore généralement étroitement avec d’autres cadres supérieurs et relève directement du chef de la direction ou du conseil d’administration, ce qui a une incidence importante sur l’orientation stratégique et le positionnement concurrentiel de l’entreprise.
Comment Salas O’Brien peut aider les fabricants de batteries à faire la transition vers les opérations numériques
Salas O’Brien, avec son expertise profondément enracinée en ingénierie multidisciplinaire, en durabilité et en solutions numériques, est particulièrement bien placée pour guider les fabricants de batteries tout au long de ce parcours de transformation numérique.
Notre équipe d’experts peut vous aider à élaborer une stratégie numérique complète adaptée spécifiquement aux défis et aux opportunités uniques de la fabrication de batteries. En alignant vos objectifs numériques sur vos objectifs commerciaux globaux, nous fournissons une approche cohérente qui améliore la productivité, réduit les coûts et renforce le contrôle de la qualité. De la création de jumeaux numériques aux services d’ingénierie à grande échelle, Salas O’Brien peut vous aider à adopter les technologies qui améliorent vos capacités de fabrication.
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Expansion pour renforcer davantage les solutions d’électrification de nouvelle génération
Notre partenaire American Battery Systems (ABS) a été confronté à la nécessité de modifier et d’élargir les types de batteries produites pour répondre aux différentes exigences des clients à chaque étape de la production. Leur système de fabrication initial avait une adaptabilité limitée pour les ajustements de recettes et des capacités minimales de collecte de données.
Notre équipe a examiné le système existant et a ensuite travaillé avec ABS pour déployer une combinaison de programmation d’usine et de développement de logiciels de haut niveau afin de permettre l’installation et la mise à l’essai de divers composants à chaque opération. En plus de la flexibilité ajoutée, le système est également conçu pour vérifier le numéro de recette des pièces en fonction d’une étiquette RFID sur un porte-pièce à chaque opération. Le système vérifie ensuite que la pièce est à la bonne station et n’est pas rejetée.
La recette correspondante est chargée et permet plusieurs points de consigne pour chaque composant/essai. Au fur et à mesure que les composants sont installés, chaque point de données est enregistré dans le système de collecte de données, fournissant un véritable suivi et traçabilité de leur produit à chaque cellule au fur et à mesure qu’ils progressent dans la production jusqu’à une batterie finie. De plus, tous les produits ont leurs numéros de pièce vérifiés dans la recette avant l’installation. Toutes les données et recettes sont stockées dans une base de données facilement accessible afin que les rapports que nous créons pour notre client puissent être consultés sur demande.
De nouveaux produits sont maintenant ajoutés en une fraction du temps en créant des points de recette dans le nouveau système.
Auparavant, un nouveau modèle nécessitait la programmation d’une recette codée en dur et de séquences d’installation complètement nouvelles.
La flexibilité du système lui permet d’exécuter plusieurs modèles sur la ligne simultanément, optimisant ainsi la production et réduisant les temps d’arrêt.
Les pièces peuvent être créées et sérialisées (par le biais de la piste et du traçage), puis utilisées par l’ABS lors d’autres opérations avec un suivi complet tout au long du processus.
ABS dispose désormais d’un système de premier ordre avec une visibilité complète et une myriade de tableaux de bord et de rapports pour faciliter le fonctionnement, la maintenance et une base adaptée à une expansion future.
John Glenski, CPM
John Glenski est un leader de la transformation numérique dans le secteur industriel qui a fait ses preuves en fournissant des résultats axés sur les données aux plus grands fabricants du monde. John travaille en collaboration avec des partenaires internes et externes pour fournir des solutions innovantes pour la fabrication intelligente (automatisation, manutention de matériaux et solutions de données/informations) en mettant l’accent sur des applications durables. John est directeur principal, automatisation et solutions numériques chez Salas O’Brien. Vous pouvez le contacter à [email protected].