Creating the better battery

Bewährte Automatisierungs- und Digitalisierungs­lösungen für die Batterie­industrie 

Im Zuge von eMobility und dezentraler Energiespeicherung steigt die weltweite Nachfrage nach Li-Ionen-Akkus. Der Weltmarkt ist jedoch von starkem Wettbewerb geprägt. Um in ihrem volatilen Marktsegment nachhaltigen Geschäftserfolg zu sichern, müssen Batteriehersteller ihre Prozesse durchgängig optimieren.

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Branchenanforderungen

Verbesserungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette für die bessere Batterie

Flexiblere, transparentere und effizientere Prozesse in allen Bereichen der Zell-, Modul- und Pack-Fertigung sichern dauerhaften Erfolg in der Batterieproduktion und beschleunigen die Time-to-market.

Die digitale Transformation in der Batterieindustrie

Anwendungsbeispiele

Der Blick fürs Ganze

Verbesserungen in der Batteriefertigung und bei Produktionsmaschinen für Batterien in puncto Flexibilität, Qualität, Effizienz und Time-to-Market können an zahlreichen Prozess­schritten ansetzen. Viele Faktoren müssen ineinandergreifen und viele Herausforderungen müssen auf dem Weg zur besseren Batterie gelöst werden.

Der digitale Zwilling

Digitalisierung ist das Schlüsselelement

Eine umfassende, durchgängige Digital-Enterprise-Lösung für den Workflow in der Batterie­herstellung mit konsequentem Einsatz digitaler Zwillinge macht Siemens zum idealen Partner um Unternehmen der Branche entlang der gesamten Wert­schöpfungs­kette zu unterstützen.

Der digitale Zwilling ist das exakte virtuelle Modell eines Produkts oder einer Produktionsanlage. Er bildet ihre Entwicklung über den gesamten Lebenszyklus ab und ermöglicht die Vorhersage des Verhaltens, die Optimierung der Performance und das Umsetzen von Erkenntnissen aus früheren Design- und Produktionserfahrungen. 

 

Das durchgängige Konzept der digitalen Zwillinge besteht aus drei Ausprägungen: dem digitalen Zwilling des Produkts, dem digitalen Zwilling der Produktion und dem digitalen Zwilling der Performance von Produkt und Produktion. Nur Siemens ist dank des umfangreichen Domain-Know-hows und der entsprechenden Tools in der Lage, diesen ganzheitlichen Ansatz umzusetzen.

Virtualisierung verbessert Batterien in der Realität

Der digitale Zwilling des Produkts fasst alle technischen Bereiche in einem einzigen Datenmodell zusammen.

 

Diese Daten ermöglichen es, die Batterie in einer vollständig virtuellen Umgebung zu simulieren, zu testen und zu optimieren. Mögliche Probleme und Fehler können identifiziert und behoben werden, bevor die Batterie tatsächlich hergestellt wird. Ein durchgängiger Datenbestand schafft daneben die Grundlage dafür, dass Arbeiten in verschiedenen Bereichen gleichzeitig ausgeführt werden können, beispielsweise in Forschung, Entwicklung und Mechanik.

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Produkt­design und Simulation

Beschleunigen Sie das Engineering

Unsere Planungssoftware Simcenter kombiniert auf einzigartige Weise Systemsimulation, 3D-CAE und Testen. Sie ermöglicht dadurch eine schnelle und zuverlässige Optimierung. Die multiphysische Komplettlösung Simcenter STAR-CCM + unterstützt das Design und die Simulation der elektrochemischen Zusammensetzung einer Batterie, der einzelnen Zelle, der Batteriemodule und der Packs. Darüber hinaus wird auch die Simulation des gesamten Batterieproduktionsprozesses unterstützt, wie beispielsweise das Mischen oder Beschichten.

Durchgängiges Data-Warehousing

Informationen durchgängig verfügbar machen

Die Software Teamcenter verbindet Menschen und Prozesse über die verschiedenen funktionalen Silos hinweg mit einem digitalen roten Faden. So können Produktinformationen für mehrere Bereiche und Abteilungen nutzbar gemacht werden, beispielsweise in Fertigung, Qualitätssicherung, Kostenplanung, Compliance, Service und in der Lieferkette.

Optimierte Produkt­entwicklung

Liefern Sie schneller bessere Produkte mit CAD/CAM

Siemens NX-Software unterstützt alle Aspekte der Produktentwicklung von der Konzeptentwicklung über das Engineering bis zur Fertigung. Sie bietet ein integriertes Toolset, das die verschiedenen Disziplinen aufeinander abstimmt, die Datenintegrität sichert, die Entwurfsabsicht schützt und den gesamten Prozess rationalisiert.

Revolutionäre Maschinen­konzeption

Sagen Sie Modellen Lebewohl

Mechatronics Concept Designer (MCD) ist eine durchgängige Lösung für die Maschinenkonzeption. Basis ist ein Funktionsmodell, das eine gemeinsame Sprache für die parallele Zusammenarbeit von Mechanik, Elektrik und Automatisierung bietet. Im Gegensatz zu einem modellbasierten Werkzeug zeigt MCD nicht nur, wie eine Maschine aussehen wird, sondern prüft auch deren Funktionsfähigkeit. MCD ermöglicht dadurch eine schnellere und fundiertere Entscheidungsfindung durch die Evaluierung vom Konzept bis zur Produktion.

Eine gesamte Anlage in einem Zug optimiert

Genau wie Batterien vor dem Produktionsstart digital entwickelt und getestet werden, wird der gesamte Produktionsprozess und die Fertigungslinie mithilfe seines digitalen Zwillings in einer vollständig virtuellen Umgebung geplant, simuliert und optimiert.

 

Eine komplette Software-Suite von Siemens ist für den gesamten Prozess verfügbar: von der grafischen Modellierung über die virtuelle Inbetriebnahme bis hin zum Line Monitoring.

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Anlagen- und Prozess­simulation

Evaluieren Sie den gesamten Lebenszyklus

Plant Simulation ermöglicht Batterieherstellern die virtuelle Planung und Analyse von Eigenschaften und Prozessabhängigkeiten einer Batteriefertigung. So können beispielsweise Energiefluss- und Verbrauchsanalysen, Materialfluss, Logistik und Geschäftsprozesse in der Batterieproduktion, Was-wäre-wenn-Szenarien und deren Optimierung sowie Engpass-Analysen betrachtet und durchgeführt werden. 

Mit Process Simulate können Produktionskonzepte über den gesamten Lebenszyklus vorab virtuell untersucht werden.

Virtuelle Inbetrieb­nahme

Befreien Sie sich von Risiken und zeitlichen Engpässen

Eine virtuelle Inbetriebnahme ermöglicht die Simulation und Validierung aller einzelnen Funktionen. Auch das Zusammenspiel von Mechanik, Elektrik und Automatisierung kann frühzeitig simuliert und validiert werden. Fehler werden beizeiten erkannt. Dies beschleunigt die Inbetriebnahme beim Kunden und eliminiert gleichzeitig Risiken.

Synchronisierte Fertigungs­linien

Profitieren Sie von Standardisierung

Standardisierte Datenschnittstellen und Statusmodelle (z. B. das OMAC State Model) sichern die optimale Kombination einzelner Maschinen in einer synchronen Linie. Wenn darüber hinaus das Verhalten der Maschinen standardisiert ist, können alle Maschinen mit einer zentralen Liniensteuerung ausgesteuert werden. Der OPC UA Modeling Editor verknüpft die standardisierte Datenschnittstelle mit den Steuerungsdaten zu einer standardisierten Schnittstelle. TIA und OPC UA sorgen für zuverlässige Kommunikation zwischen Maschinen und bieten zudem eine sichere Verbindung zur Unternehmens-IT und in die Cloud.

Line Monitoring

Erkenn Sie, was tatsächlich vor sich geht

Die nahtlose Integration der gesamten Produktion in die übergeordnete SCADA / Line-Monitoring-Ebene sorgt für entscheidend mehr Transparenz und Effizienz in der Produktion. SIMATIC SCADA-Systeme gewährleisten sowohl als Einzelplatzsystem als auch als dezentrales Mehrplatzsystem eine optimale Überwachung der Anlage.

Das Prozessleitsystem SiStar/BRAUMAT ist die ideale Lösung für die effektive Steuerung von rezeptgesteuerten Prozessen, wie dem Mischen in der Elektrodenfertigung. Es sorgt für maximale Transparenz, maximale Flexibilität und optimale Qualität.

Bibliothek für Maschinen­lösungen

Greifen Sie einfach in die Toolbox

Die Battery Toolbox bietet eine Bibliothek aus standardisierten und vorgefertigten Converting- und Handling-Applikationen, die Sie einfach integrieren und anpassen können. So sorgt beispielsweise die Applikation für prismatisches Wickeln durch einen kontinuierlichen Prozess für höhere Produktivität.

TIA Portfolio

Treffen Sie eine sichere Wahl

Totally Integrated Automation (TIA) ist das weltweit führende Automatisierungskonzept. Dieses einzigartige Hard- und Software-Portfolio bietet für jede Branche die richtigen Lösungen und ist von Anfang an zukunftssicher.

Datengetriebene Optimierung der Leistung von Produktion und Produkt

Die Produktion moderner Batterien sowie die Batterien selbst erzeugen enorme Datenmengen hinsichtlich Produktnutzung und -effektivität. Ein digitaler Zwilling der Performance bezieht diese Betriebsdaten mit ein und analysiert sie, um alle virtuellen Modelle kontinuierlich zu verbessern. Er bietet darüber hinaus aussagekräftige Erkenntnisse, die fundierte Entscheidungen in der realen Welt erlauben.

 

Die Nutzung dieser Fähigkeiten in der Batterieproduktion ermöglicht es Unternehmen, ihre Produkte und Produktionssysteme effizient zu verbessern. Auf der Grundlage präziser Einblicke in aggregierte und analysierte Betriebsdaten können sie sogar neue Geschäftsmöglichkeiten entwickeln.

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Energie­management

Nutzen Sie Energie so gut wie möglich

Effizientes Energiemanagement ist ein Schlüsselfaktor für Wettbewerbsfähigkeit in der Batterieherstellung. Wer weiß, wie viel Energie wann und wo verbraucht wird, kann gezielte Energiesparmaßnahmen einleiten und die Produktionskosten senken. Die SIMATIC Energy Suite und die SIMATIC Energy Management Software bieten alles notwendige für ein durchgängiges, in das Automatisierungssystem integriertes Energiemanagement – von der Messung einzelner Lasten bis zur detaillierten Evaluierung der Effizienz ganzer Maschinen.

Industrial Security

Gehen Sie auf Nummer sicher

Das einzigartige Defense-in-Depth-Konzept von Siemens schafft die Grundlage für den umfassenden Schutz ganzer Industrieanlagen. Das Konzept basiert auf Anlagensicherheit, Netzwerksicherheit und Systemintegrität. Integrierte Sicherheitsfunktionen verhindern den unbefugten Zugriff auf Automatisierungsprozesse und schützen so das bestehende Know-how.

Industrial Edge Computing

Schließen Sie die Lücke zwischen Cloud und Feldebene

Mit Siemens Industrial Edge beginnt die nächste Phase der digitalen Automatisierung. Dieser Ansatz der nächsten Generation bringt die Intelligenz und Skalierbarkeit der Cloud auf einfache und leistungsfähige Weise direkt in den Produktionsprozess ein – ohne dass dabei Daten den Produktionsbereich verlassen. Er kombiniert lokale, performante Datenverarbeitung innerhalb der Automatisierung mit den klaren Vorteilen der Cloud und ermöglicht so App-basierte Datenanalyse, Datenverarbeitung und Infrastructure-as-a-Service-Konzepte mit zentraler Update-Funktionalität.

Cloud-basierte, offene IoT-Lösung

Vernetzen Sie Ihre Produkte, Maschinen, Systeme und Fertigungsstätten mit MindSphere

MindSphere ist das Cloud-basierte, offene IoT-Betriebssystem von Siemens, das Ihre Produkte, Anlagen, Systeme und Maschinen miteinander verbindet. So können Sie die durch das Internet der Dinge (IoT) generierte Fülle an Daten mit hochentwickelten Analysen nutzbar machen. Es bietet eine Vielzahl von Protokolloptionen für Geräte- und Unternehmensanwendungen, Branchenanwendungen, umfangreiche Analysen und eine innovative Entwicklungsumgebung.

Industry Services

Sichern Sie sich die Unterstützung der Experten

Maschinen und Anlagen zur Batterieherstellung müssen über ihren gesamten Lebenszyklus zuverlässig funktionieren, um schnell, flexibel und effizient auf Marktanforderungen zu reagieren und eine Produktion auf höchstem Qualitätsniveau zu gewährleisten. Das einzigartige Service- und Support-Angebot von Siemens, das auch die digitale Transformation umfasst, bietet alles, um die Gesamteffektivität einer Produktionsanlage zu optimieren, maximale Leistung zu erzielen und die Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern.

Proof Points

Automatisierungs- und Digitalisierungskompetenz für Ihre Batteriefertigung

Die flexiblen Automatisierungs- und Digitalisierungslösungen von Siemens haben sich bereits in zahlreichen Industriezweigen bewährt. Sie ermöglichen eine zuverlässige und effiziente Massenfertigung, die langfristig wirtschaftlichen Erfolg sichert.

Branchenkompetenz in der Automobil- und Elektroindustrie

Sowohl Automobil- als auch Elektronikunternehmen setzen auf die digitale Transformation, um ihre allgemeine Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Siemens kann auf eine langjährige und vertrauensvolle Zusammenarbeit mit der Automobilindustrie und anderen Branchen wie der Elektronikindustrie zurückblicken. Unsere Experten haben viele Unternehmen auf dem Weg zur Digitalisierung mit großem Erfolg unterstützt und verfügen über einzigartige Erfahrung bei der Umsetzung der digitalen Transformation.

Weltweiter Service und Support

Siemens bietet eine Vielzahl an Dienstleistungen für alle Phasen des Lebenszyklus von Produkten und Systemen – von der Planung und Realisierung über die Inbetriebnahme bis zur Instandhaltung und Modernisierung.

Langjähriges Engagement für die Batterie-Community

Siemens hat sich schon frühzeitig der Herausforderung gestellt, die Batterieproduktion mit Automatisierungs- und Digitalisierungslösungen zu optimieren. Das Unternehmen ist an zahlreichen Forschungs- und Entwicklungskooperationen mit Universitäten, privaten Institutionen und Industrieverbänden beteiligt.

 

Erfahren Sie mehr über unsere Mitgliedschaften:

Referenzen

Starke Leistung und spürbarer Mehrwert

Lösungen von Siemens für die Batterieherstellung werden überall auf der Welt eingesetzt. Die folgenden Referenzprojekte veranschaulichen die Leistungsfähigkeit unserer Angebote in verschiedenen Anwendungs­bereichen entlang der gesamten Wert­schöpfungskette.

Verlässliche Partnerschaft

Gemeinsam für Ihren Erfolg in der Batteriefertigung

Die Digital-Enterprise-Lösungen von Siemens ermöglichen transparentere, effizientere und zuverlässigere Prozesse in der Batterie­fertigung. Sie decken die gesamte Wert­schöpfungs­kette in der Batterie­herstellung vom Produkt­design über die Produktions­planung bis zur Produktion und zum Service ab. Die Siemens-Experten, die auf allen wichtigen Batterie­märkten weltweit vertreten sind, unterstützen Sie gern.

Nehmen Sie jetzt Kontakt auf und besprechen Sie Ihre individuellen Ziele und Anforderungen.

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