リチウムイオンのバッテリセルの生産量が飛躍的に伸びています。電気自動車(EV)の生産能力増強を支えるため、バッテリセル需要は2030年までに9.3テラワット時に達すると予想され、2020年比で1,600%以上増加するとされています。
アジアは引き続き生産能力をリードしていますが、現在ヨーロッパでは38カ所、米国では13カ所の新しいバッテリセルのギガファクトリーが計画されています。そしてほぼ毎日、新たな情報が発表されています。
自動車生産能力に近づけるために安定したバッテリセルの供給を求めるEV製造メーカにとって、これらの施設を早急にオンライン化することは非常に重要です。そのため、高品質な製品を一貫して提供し、設備投資と運用コストを最小限に抑えています。
文字通り、すべての電気自動車はバッテリパック、つまりバッテリセルがその構造の中心的な存在です。そして、技術の進歩が続いているにもかかわらず、バッテリパックは依然として車両コストの約30%を占めています。この部品の重要性を考えると、バッテリ供給の中断やギガファクトリーの立上げの遅れは、電気自動車の生産計画をすぐに狂わせてしまうおそれがあります。
市場の需要に応えるため、製造メーカはバッテリ工場の立上げ期間を大幅に短縮しています。少し前までは、24ヶ月の立上げスケジュールは強引だと思われていました。現在では、製造メーカはスケジュールをさらに短縮するために取り組んでいます。
野心的な実施計画は方程式の一部に過ぎません。同時に、生産者は、責任ある原材料の調達、CO2排出量の申告、バッテリのライフサイクル全体にわたるトレーサビリティ能力を求めるサステナビリティ(持続可能性)に関する規制の強化に直面しています。
目的を達成するための最良の方法の1つは、エンド･ツー･エンドの接続性と可視性を可能にする製造実行システム(MES)を利用することです。MESやその他のスマートなコネクテッドテクノロジを活用したギガファクトリーは、オペレーショナルエクセレンスを推進し、規制コンプライアンスを実証し、人材の生産性を向上させることができます。
実際、私たちはMESがギガファクトリーを成功させるための基礎であると考えています。
MESはビジネスシステムとプラントフロアの間に位置し、情報を統合および共有し、生産指示や重要な品質問題を管理します。バッテリの製造は複雑ですが、MESは各バッテリセルのデジタル系譜を確立し、原材料から電極、セル組立、活性化工程まで追跡することができます。
もちろん、MESは確立された製造工程とルールの順守を実行する手段の1つであるという意見は少なくありません。そして、それは事実です。しかし同時に、MESシステムは、統合された分析機能や拡張現実(AR)などのデジタルな視覚的なサポートツールを使用して、従業員の生産性を高めることができます。
MESは、モデリングおよびシミュレーションツールと併用して、「もし～なら」の生産シナリオをオフラインでテストする場合にも並外れた機動性と柔軟性を実現します。
MESをタイムリーに導入するためには、どのようにすればよいのでしょうか? 多くの場合、お客様はMESの見積もりを依頼され、希望条件をまとめた文書を提供されます。これらの文書は非常に役立ちますが、このような文書には、コスト効率の高い最適なソリューションを提案するために必要な具体的な内容がほとんど含まれていません。
お客様を成功に導くためには、以下のような運用上の質問に対する明確な回答が必要です。
このタイプの情報を収集するための最良の方法の1つは、機能要件仕様(FRS)ワークショップを使用することです。このワークショップが開催されるのが早ければ早いほど、そしてMES、IoT、ネットワークとインフラ要件が定義されるのが早ければ早いほどその効果は大きくなります。
ギガファクトリーをタイムリーに立上げるには、機器ベンダーが積極的な調達期限を守れるかどうかにかかっていることは誰もが知っています。そのため、MES定義プロセスと並行して、機械メーカとラインメーカも早期に引き合わせる必要があります。
特に進行中のサプライチェーンの問題と主要サプライヤでの重大な機器の滞留が続いていることを考えると、調達プロセスを「ジャンプスタート」したくなるかもしれません。しかし、そうすることで重大な問題が発生し、特に試運転の段階で立上げに影響を与える可能性があります。
例えば、MESの要件が明確に定義されていないと、インライン品質テスト機能がないシステム、適切なデータフローを阻害する製造ネットワークを備えたライン、MESシステムの動作に必要な主要パラメータが含まれていない機械ロジックなどを受取ってしまう危険性などがあります。もちろん、これらの問題を解決するための回避策はありそうですが、どれも時間がかかり、コストも増加します。
公開 2022年4月22日
