Hochleistungsproduktion in der Batterieindustrie

Da der Markt für Elektrofahrzeuge seit mehreren Jahren kontinuierlich wächst, hat die Nachfrage nach Batterien für diese Fahrzeuge stetig zugenommen. Laut McKinsey produzierten globale Hersteller von Elektrofahrzeugbatterien im Jahr 2017 eine geschätzte Speicherkapazität von 30 Gigawattstunden. Das sind fast 60 Prozent mehr als im Vorjahr – ein Trend, der sich aller Voraussicht nach fortsetzen wird.

Der Grund für diesen Trend ist eine Mischung aus sich ändernden Verbraucherprioritäten und einem Vorstoß zu einer nachhaltigeren Politik in Bezug auf benzin- und dieselbetriebene Autos.

Einige Länder, vor allem Dänemark und Island, haben bereits Pläne angekündigt, den Verkauf von Neufahrzeugen, die fossile Brennstoffe nutzen, bis 2030 zu verbieten. Während die Fristen anderer Länder in noch fernerer Zukunft liegen, können wir vorerst davon ausgehen, dass die Nachfrage nach einer Energiequelle für emissionsfreie Fahrzeuge – also nach Bordbatterien – erheblich zunehmen wird.

Auf die Plätze

Bis vor kurzem ist es den Batterieherstellern gelungen, den bislang geringen Bedarf unter Einsatz begrenzter Automatisierung und unabhängigen Software-Systemen zu decken. Doch dieser Ansatz wird nicht ausreichen, um die Energieleistung zu liefern, die in der Zukunft für Elektrofahrzeuge benötigt wird. Nicht nur wird die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen in die Höhe schnellen, sondern es wird auch einen anhaltenden Bedarf an Ersatzbatterien geben, da die Lebensdauer einer Batterie derzeit trotz ständiger Verbesserungen nach wie vor begrenzt ist.

Der Markt für Elektrofahrzeugbatterien wird jedoch von asiatischen Herstellern dominiert, auch wenn die europäischen Autohersteller sich aktiv dafür eingesetzt haben, eine ausreichende Batterieversorgung zu sichern. Für die europäischen Batteriehersteller bietet sich hier also eine große Chance, sich einzubringen und die Marktnachfrage zu befriedigen.

Aufgrund der Eigenschaften derartiger Batterien und der Schwierigkeiten bei ihrer Versendung wäre es für die Batteriehersteller weitaus sinnvoller, Fabriken in der Nähe zu errichten, als die Waren zu transportieren.

Genau das geschieht seit kurzem, wobei die erfolgreichsten Betriebe intelligent, hoch automatisiert und effizient vernetzt sind. Doch noch nicht alle Hersteller haben die notwendigen Investitionen getätigt.

Tatsächlich geht es nicht nur darum, den steigenden Batteriebedarf zu erfüllen, sondern auch darum, mit der raschen Entwicklung in der Batterietechnologie Schritt zu halten. Hersteller müssen in der Lage sein, sich auf verschiedene Batterietypen einzustellen und diese effizient zu produzieren. Es ist unverzichtbar, dass diese ihre Produktionslinien schnell umstellen und gleichzeitig die Ertrags- und Qualitätskontrolle sicherstellen können. Genau hier kommt integrierten Automations- und Softwarelösungen eine Schlüsselrolle zu.

Jüngsten Untersuchungen von Rockwell Automation zufolge räumen Führungskräfte in aller Welt bei ihren digitalen Initiativen der Steigerung der Betriebseffizienz höchste Priorität ein – außer in der Automobilindustrie.

In dieser Branche hatte die Förderung von Innovation oberste Priorität. Ein führender Vertreter der Automobilbranche bringt dies auf den Punkt: „Es geht kein Weg an neuen Technologien vorbei, wenn Sie mit den veränderten Verbrauchervorlieben Schritt halten wollen.“

Fertig

Neben der Bildung leistungsfähiger Partnerschaften zwischen Batterieherstellern in den Produktionsregionen, die sich auf lange Sicht als zeitaufwändig und kostspielig erweisen könnten, ist die Einführung neuer Technologien der zweckmäßigste Weg. Die gute Nachricht dabei: Es ist kein Ding der Unmöglichkeit, mit der rasanten Weiterentwicklung der Batterietechnologie Schritt zu halten.

In den meisten Fällen ist dies nicht einmal schwierig. Hersteller werden in leistungsfähigere Systeme investieren müssen, aber sie müssen nicht alles auf einmal machen. Die Umstellung auf einen digitalisierten Betrieb kann in Phasen, in einem Zeitrahmen und in einem Umfang erfolgen, die sowohl nachhaltig als auch praktikabel sind.

Könnte ein Manufacturing Execution System (MES) die Lösung sein? Für Batteriehersteller könnte ein MES eine solide Grundlage für einen automatisierten Hochleistungsbetrieb bieten. Durch die Integration von Steuerungs- und Unternehmenssystemen können Hersteller wertvolle Produktionsdaten besser generieren und verfolgen und diese dann analysieren und in umsetzbare Erkenntnisse umwandeln.

Batteriehersteller stehen vor einer Vielzahl von Herausforderungen, die sich mit einem guten MES bewältigen lassen. Qualität und Maschinenleistung können durch in die Maschinen integrierte Prozessarbeitsanweisungen standardisiert werden.

Darüber hinaus meldet eine gute MES-Anwendung, wenn bei einem Maschinenprozess die vorgeschriebenen Grenzwerte überschritten werden. Obwohl die bei der Batterieherstellung eingesetzte Technologie immer komplexer wird, können Hersteller in Echtzeit auf potenzielle Schwachstellen reagieren, bevor diese zu einem Problem für das Unternehmen werden.

MES-Anwendungen lassen sich je nach Bedarf erweitern oder herunterskalieren, was Flexibilität und Optimierung in kritischen Wachstumsphasen bietet.

Los

Schlussendlich müssen Batteriehersteller die folgenden Punkte berücksichtigen, um das vorhandene Potenzial für die Batterieherstellung zu nutzen: 

• Kontinuierliche Skalierung der Produktion: Sie können phasenweise auf automatisierte Abläufe umstellen und bei entsprechender Kapitalrendite schrittweise skalieren. 
• Einsatz eines Manufacturing Execution System: Dieses stellt die Weichen für einen digitalisierten Hochleistungsbetrieb und das Wachstum Ihres Unternehmens.
• Langfristige Vorbereitung: Arbeiten Sie mit Experten wie Rockwell Automation zusammen, die Sie bei jedem Prozessschritt unterstützen können. 

Denken Sie daran

Der Aufbau eines Connected Enterprise ist zweifelsohne für jeden Hersteller von Vorteil, doch angesichts der starken Zunahme (und prognostizierten künftigen Entwicklung) der Elektrofahrzeugverkäufe erhöhen sich die Dringlichkeit und Anreize zusätzlich.

Wenn Sie sich die Zeit nehmen, eine intelligente Fertigungsstrategie zu entwickeln und die richtigen Technologien und Partner einzubinden, sind Sie optimal aufgestellt, um von diesem Wachstumsmarkt zu profitieren.

Wenn Sie mehr zum Thema Hochleistungsproduktion in der Batterieindustrie erfahren möchten und zur Battery Show Europe kommen, die vom 28. bis 30. April auf der Messe Stuttgart stattfinden wird, möchte ich Sie herzlich zu meiner Präsentation einladen, die ich dort halten werde.