5G-Technologie ermöglicht extrem umweltfreundliche Fertigung und macht CATL-Fabriken „intelligenter“

Was hat CATL in Bezug auf extreme Fertigung außer „Leuchtturmfabriken“ und „CO2-freien Fabriken“ noch zu bieten?

Mit der Unterstützung von Partnern wie Huawei und China Mobile hat CATL das größte 5G-Unternehmensnetz mit einer Gesamtfläche von über 5 Millionen Quadratmetern in sechs Provinzen und sieben Produktionsstätten fertiggestellt, darunter die Provinzen Fujian, Jiangsu im Osten Chinas und Sichuan im Südwesten Chinas.

Beim Betreten des Hudong-Werks von CATL in Ningde bleibt Überwältigung durch Szenarien der vollständigen 5G-Integration in Produktionsvorgänge nicht aus. Dies umschließt ein zentrales intelligentes Prozesserkennungs-Kontrollsystem, KI-Qualitätsinspektion des vollständigen Ultrahochgeschwindigkeits-Videostreams, Echtzeitinspektion vollständiger Megadaten, ein AR-Expertensystem, intelligente Logistik und mehr. Als befähigende Schlüsseltechnologie des industriellen Internets gibt 5G dem intelligenten Upgrade von CATL einen starken Motivationsschub.

5G: Grundlage für extrem umweltfreundliche Fertigungsprozesse

Vor dem Hintergrund des weltweiten Trends zur CO2-Neutralität wird der Markt für EV-Batterien eine Nachfrageexplosion einläuten und die Lithium-Ionen-Batterieindustrie in das Zeitalter der TWh-Kapazität eintreten. Um der zunehmenden Komplexität der Herstellungsprozesse und der Nachfrage nach hoher Produktqualität gerecht zu werden, führte CATL im Jahr 2020 das Konzept der „extremen Fertigung“ ein. Angesichts der drei Herausforderungen „extrem hohe Qualitätsanforderungen, extrem hohe Prozessgenauigkeit und extrem schnelle Produktionsgeschwindigkeit“ etablierte CATL eine Systemarchitektur für extreme Fertigung. Hierzu zählen sieben Technologien, die zur intelligenten Fertigung befähigen, nämlich KI, Big Data, Cloud Computing, Digital Twinning, Edge Computing, RF-Technologie und 5G-Technologie. So soll eine umweltfreundliche Plattform aufgebaut werden, die Industrialisierung und Informatisierung mit einer intelligenten Fertigungsplattform als Kernstück und einer tiefreichenden plattform- und systemübergreifenden Interaktion integriert, um das Ziel der extremen Fertigung zu erreichen. In diesem Prozess spielt 5G-Technologie eine grundlegende Rolle. CATL hat eine industrielle Internetarchitektur auf der Grundlage von 5G aufgebaut und sich dabei auf hohe Bandbreite, geringe Latenz und breiten Zugang gestützt, um die Schmerzpunkte extremer Fertigung zu lösen. Durch die Kombination von 5G-Technologie und extremer Fertigung hat CATL 22 Szenarien für hochwertige Anwendungen erforscht, von denen 9 erfolgreich umgesetzt werden konnten. CATL beschleunigt seine Fortschritte, um das Ziele einer 5G-Fabrik zu erreichen.

5G-Anwendungsszenarien in einer CATL-Fabrik (von links nach rechts: intelligente Navigation mit hochpräzisem Laserradar, ultraschnelle Spulenausrüstung, automatisiertes unbemanntes Fahrzeug für Materialtransport (Automated Guided Vehicle).

„Intelligentere” Fabriken durch 5G-Technologie

Das intelligente zentrale Kontrollsystem zur Prozesserkennung und das AR-Expertensystem können komplexe Fertigungsprozesse problemlos verwalten. Mithilfe der KI-Technologie verbindet und verwaltet das intelligente zentrale Prozesssensor-Kontrollsystem automatisch alle mit der Beschichtungsmaschine verbundenen Geräte und Instrumente in der Werkstatt, führt eine Echtzeitanpassung der Beschichtungsparameter durch und löst Probleme wie schwierige Qualitätskontrolle und komplizierte manuelle Bedienung. Mit dem AR Expert-System benötigen Produktionsbasis und Kontrollzentrum einzig eine AR/VR-Brille, um in Echtzeit agieren zu können. Die Mitarbeiter des Kontrollzentrums können die Bediener auf der Produktionsbasis bei der Durchführung von intelligenter Hilfswartung, intelligenter Schulung, Fernführung und anderen Aktivitäten unterstützen, um die Arbeitskompetenzen und die Effizienz der Bediener zu verbessern.

Fernunterstützung auf Grundlage von 5G + AR

Die ultraschnelle KI-Qualitätsinspektion des vollständigen Videostreamings und JIT-Logistik sind perfekt auf extrem hohe Produktionsgeschwindigkeiten abgestimmt. Durch Konfrontation mit umgehend entstehender Big Data, die durch das ultraschnelle Videostreaming entsteht, kann die ultraschnelle KI-Qualitätsinspektion des vollständigen Videostreamings sowohl Datenerfassung als auch -übertragung ohne Verzögerung durchführen, Daten präzise an den KI-Server übertragen und Ergebnisse zurücksenden, Schwierigkeiten bei der Fehlererkennung, die durch kleine Defekte, unterschiedliche Reflexionswinkel des Substrats und die extrem hohe Drehgeschwindigkeit im vorherigen Prozess verursacht werden, effektiv lösen und eine Verlängerung des Erkennungsprozesses vermeiden. Das intelligente Logistikverteilungssystem kann den automatisierten Betrieb des gesamten Prozesses realisieren, wie z. B. die Steuerung von Logistikterminals, Warenlagerung, Be- und Entladen, Sortieren usw. Durch den gleichzeitigen Anschluss von mehr als 200 5G-FTS-Geräten mit Unterstützung der fortschrittlichen intelligenten Navigationstechnologie realisiert die Fabrik automatisierte Transportszenarien wie das automatische Beladen von Einheiten, den automatischen Transfer von Modulen und sowie linienseitige Materialverteilung, wobei Arbeitskosten eingespart, Verteilungsgenauigkeit verbessert und der Lagerumschlag gesteigert werden.

AGVs handhaben Materialien

5G-Technologie fördert Energieeinsparungen und die Verringerung von Emissionen, wodurch Fabriken umweltfreundlicher werden.

Die 5G-Technologie ist die treibende Kraft hinter CATLs intelligenter Transformation hin zu einer umweltfreundlichen Fertigung. Big Data sammelt Informationen über den Energieverbrauch in Echtzeit und KI-Algorithmen setzen Energiesparpläne um, sodass Fabriken stets nach der effizientesten Energielösung suchen können. Die Einsparung von Energie und die Reduzierung von Emissionen durchziehen alle Aspekte der Produktion und jeden Winkel der Fabrik. Die Anwendung von 5G+AR reduziert die Nachfrage nach öffentlichen Verkehrsmitteln auf Geschäftsreisen erheblich, und eine Reduzierung von etwa 1.000 Fahrten pro Jahr kann die CO2-Emissionen um 2.566 Tonnen senken. Die 5G + Mobilterminalplattform deckt Szenarien wie die Inspektion von Anlagen, die Aufzeichnung von Wartungs- und Reparaturarbeiten, die elektronische Anzeige von Prozessdateien usw. ab. Die „digitale  Fabrik in der Cloud“ kann die Anforderungen mobiler Büros voll und ganz erfüllen. Zum heutigen Zeitpunkt konnten Fabriken die Verwendung von Papierdokumenten vollständig eliminieren und 2.141 Papierformulare abschaffen. Es wird geschätzt, dass die jährlich eingesparte Papiermenge 7.516 Bäumen entspricht.

Als einer der Pioniere bei der Erforschung industrieller 5G-Technologiepraktiken in China hat CATL den Weg für innovative Anwendungen des industriellen Internets 5G+ geebnet. Chen Ling, CIO von CATL, erklärte, dass CATL das 5G-Unternehmensnetz schrittweise auf seine 10 Produktionsstandorte weltweit anwenden werde. In Zukunft wird CATL weiterhin mehr 5G-basierte Anwendungsszenarien erforschen, einen Maßstab für extrem umweltfreundliche Fertigung setzen und sich bemühen, zur weltweiten Kohlenstoffneutralität beizutragen.