Teil einer Lithium-Ionen-Batterie eines Elektroautos (Foto: AdobeStock_407415049 )
Teil einer Lithium-Ionen-Batterie eines Elektroautos (Foto: AdobeStock_407415049 )

Elektromobilität nimmt Fahrt auf: Mit MOM-Lösung von iTAC Fertigungsprozesse optimieren

Die Nachfrage nach Komponenten für Elektroau­tos und alternative Antriebe steigt kontinuierlich. Die Anforderungen an die Fertig­ung von Batterien, E-Motoren und Leistungselektronik wachsen. Große Herausforderungen stellen sich unter anderem in der Produktion der Batterietechnik. Denn verschiedene Zelltypen wie Lithium-Ionen-Batterie­zellen, Wasserstoff-Brennstoffzellen und weitere Zell­arten müssen von Herstellern sicher und effizient produ­ziert werden, damit diese mit der rasanten Marktentwicklung Schritt halten können. Der MES-/MOM-Spezialist iTAC Software AG (www.itacsoftware.com) unterstützt die Optimierung der Produktionsabläufe von Batterieherstellern mit der iTAC.MOM.Suite.

Das Herz des Elektrofahrzeugs, also die Batterie, setzt sich aus miteinander verbundenen Batteriemodulen zusammen. Diese wiederum bestehen aus Batteriezellen und basieren auf Lithium-Ionen-Technologie. Die Fertigung einer Lithium-Ionen-Batterie­zelle ist in drei Hauptpro­zess­schritte unterteilt: Elektroden­fertigung, Zell-Assemblierung und Zell-Finishing.

„Einige Hersteller arbeiten aktuell häufig noch mit Insellösungen in der IT-Produktionssteuerung, die auf einzelne Prozesse fokussiert sind, jedoch keine ganzheitliche Lösung für sowohl vor- als auch nachgelagerte Abläufe darstellen“, erklärt Martin Heinz, Vorstand der iTAC Software AG.

Das Fertigungsmanage­ment­­system iTAC.MOM.Suite ist in der Lage, alle Pro­zesse end-to-end abzubilden. Es unterstützt sowohl die Abbildung als auch die Steuerung und Planung des gesamten Produktionsprozesses sowie die Trace­ability in einer Lösung.

Rückverfolgbarkeit, Produktionssteuerung und -optimierung in einem

„In der komplexen und anspruchsvollen Fertigung von Batteriezellen kommen Materialien zum Einsatz, die schwierig zu verarbeiten und teilweise hochge­fährlich sind. Eine durchgängige Qualitäts­analyse und Trace­ability ist hier essenziell, um Risiken zu mini­mieren, Fehlern vorzu­beugen und Prozesse zu optimieren“, erklärt Martin Heinz.

Die Reporting-Tools der iTAC.MOM.Suite, wie der iTAC.BI.Service und das Quality-Management, stellen Analyse- und Reporting-Funktionen für alle produktbe­zogenen Qualitätsdaten bereit. Somit wird die Qualität der Elektro­den im gesamten Prozess bewertet und analysiert. Fehler, wie z. B. Löcher, die im Produktionsprozess des Beschichtens entstehen können, werden dokumentiert, können rückverfolgt und somit in späteren Prozessschritten aus­sortiert werden. Transparenz in der Produktion ist sowohl mit Business Intelligence als auch mit real-time Dashboarding möglich. Dabei werden Optimie­rungspotenziale sichtbar.

„Mit der durchgängigen Traceability und Analyse aller Produktionsschritte, der Einhaltung von Qualitäts- und Leistungsmerkmalen sowie aller Nor­men und Anforderungen sind Hersteller auf der sicheren Seite. Gleichzeitig gilt es, durch eine durchdachte Produktionsplanung eine hohe Effizienz sicherzustellen, um die kontinuierlich steigende Nachfrage erfüllen zu können. In Kombination mit dem integrierten Advanced Planning and Scheduling-System (APS) ist eine optimierte Planung der Produktion auf Basis tat­sächlicher und begrenzter Kapazitäten möglich“, erklärt Martin Heinz. Somit entsteht ein ganzheitlicher Planungsansatz, der alle Ressourcen (Maschine, Prozesse, Werkzeuge, Material, Personal) integral berücksichtigt und den optimalen Einsatz gewährleistet.

Der Einsatz von Data-Analytics-Tools sorgt dafür, Veränderungen und Anomalien frühzeitig zu erkennen und damit die Basis für das vorausschauende Steuern der Produktionsabläufe (Predictive Quality) in der Batteriefertigung zu schaffen. Neben der Lithium-Ionen-Batteriezelle können auch weitere Zell­arten in der iTAC-Lösung abgebildet werden.

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