包邮电池智能制造手册

编者介绍
致谢
译者序
绪论　迈向可持续、高质量的电池制造　// 1
**部分　电池制造中的智能制造
第1章　电池制造过程概述　// 12
1.1　锂离子电池的兴起　// 12
1.2　电池制造的现状与挑战　// 13
1.2.1　电极制造　// 14
1.2.2　电池组装　// 17
1.2.3　*终步骤　// 17
1.2.4　模块和电池组装　// 18
1.2.5　航空电动化的现状　// 21
1.3　电池制造的成本因素　// 28
参考文献　// 29
第2章　实现智能制造的技术　// 32
2.1　概述　// 32
2.2　制造业数字化转型的定义　// 32
2.2.1　生产和制造的定义　// 32
2.2.2　数字化与自动化　// 33
2.2.3　整体数字化转型　// 33
2.2.4　电池生产的数字化转型概述　// 34
2.3　生产中数字化转型的技术和推动因素　// 34
2.3.1　信息物理系统　// 34
2.3.2　云计算　// 35
2.3.3　移动通信标准——5G　// 35
2.3.4　人工智能　// 36
2.3.5　区块链　// 37
2.3.6　数字孪生　// 37
2.3.7　增强现实和虚拟现实　// 37
2.3.8　机器人和自动导引车（AGV）　// 38
2.4　总结与展望　// 38
参考文献　// 39
第3章　电池制造的数字化现状　// 42
3.1　概述　// 42
3.2　方法　// 42
3.2.1　研究现状—科学文献分析　// 43
3.2.2　制造业现状—招聘广告分析　// 44
3.3　评估与解读　// 46
3.4　结论　// 48
参考文献　// 48
第二部分　电池制造业的数字化规划
第4章　电池工厂的数字化建设规划　// 50
4.1　数字化工厂的规划重点　// 50
4.2　工厂规划框架和制订者　// 51
4.3　规划电池工厂的侧重点和挑战　// 53
4.4　支持工厂规划的数字技术　// 55
参考文献　// 58
第5章　电池制造中的建模与仿真——概念与应用　// 60
5.1　多尺度生产模拟　// 60
5.1.1　材料尺度上的模拟　// 61
5.1.2　电池尺度上的模拟　// 62
5.1.3　系统级仿真　// 66
5.1.4　过程层面的模拟　// 67
5.1.5　生产链模拟　// 68
5.1.6　工厂建筑及其技术设备模拟　// 71
5.2　建模和仿真的分类　// 72
5.2.1　模型的分类　// 73
5.2.2　工业4.0中的仿真方法　// 76
5.3　多尺度模型耦合和交互　// 79
5.3.1　产品级多尺度模拟　// 79
5.3.2　过程级多尺度仿真　// 81
参考文献　// 84
第三部分　运行电池生产线中的数字化工具
第6章　完全可追溯性——在数字影子的框架内建立智能制造的基础　// 92
6.1　概述　// 92
6.2　数字影子的理论背景　// 93
6.2.1　理论概念、差异化和采用　// 93
6.2.2　一般结构概述　// 94
6.3　锂离子电池生产背景下的挑战　// 95
6.3.1　可追溯性系统　// 95
6.3.2　锂离子电池的具体单元可追溯性　// 96
6.3.3　锂离子电池生产中通过使用可追溯系统减少成本　// 97
6.4　电池生产的可追溯性概念　// 98
6.4.1　电池生产中的追踪物　// 99
6.4.2　鉴定技术和形态学分析　// 99
6.5　采用数字影子的可追溯性概念　// 102
6.6　识别技术的实施概念　// 104
6.6.1　第1组：浆料混合　// 104
6.6.2　第2和第3组：电极生产—涂敷和切割（线圈和副线圈部分）　// 105
6.6.3　第4组：电池组装　// 106
6.6.4　第5组：*终加工　// 106
6.7　总结　// 106
参考文献　// 107
第7章　经典IT系统架构实现数字化的电池组装　// 109
7.1　概述　// 109
7.2　IT系统架构演变　// 110
7.2.1　自动化金字塔　// 110
7.2.2　工业4.0服务导向架构　// 111
7.3　电池组装　// 112
7.3.1　常规电池生产过程中的电池组装　// 112
7.3.2　电池制造中心—电池制造的实验室环境　// 112
7.3.3　电池制造中心电池组装操作顺序　// 112
7.4　服务导向型IT系统架构　// 113
7.4.1　方法　// 113
7.4.2　概念　// 116
7.4.3　实施　// 116
7.5　讨论　// 120
7.6　总结　// 120
参考文献　// 121
第8章　电池制造供应链管理的数字化理念　// 122
8.1　概述　// 122
8.2　数字化供应链管理的一般概念　// 123
8.2.1　计划流程数字化　// 125
8.2.2　来源流程数字化　// 125
8.2.3　生产过程数字化　// 126
8.2.4　交付流程数字化　// 127
8.2.5　返回流程数字化　// 127
8.3　原材料质量控制数字化　// 128
8.3.1　概念框架　// 128
8.3.2　原料质量特性　// 130
8.3.3　整合供应商信息　// 130
8.3.4　进货检验和过程监控　// 130
8.3.5　离线和在线概念的实施　// 131
8.4　结论　// 132
参考文献　// 132
第9章　服务于生产工人信息需求的视觉辅助系统技术评估　// 134
9.1　概述　// 134
9.2　技术发展水平　// 134
9.2.1　制造业的生产工人　// 135
9.2.2　电池制造过程　// 135
9.2.3　生产工人辅助系统的相关综述　// 136
9.3　评价视觉信息方法的途径　// 137
9.3.1　以人为本的设计过程　// 138
9.3.2　电池制造实例　// 138
9.3.3　使用要求　// 139
9.3.4　技术解决方案　// 140
9.3.5　评估技术方案的方法　// 140
9.4　结果　// 143
9.4.1　专家评估　// 143
9.4.2　总分的解释　// 144
9.5　结论与展望　// 148
参考文献　// 149
第10章　电池生产线环境的可持续性管理　// 153
10.1　概述　// 153
10.2　定义和问题陈述　// 154
10.3　电池制造碳核算现状分析　// 155
10.3.1　测量和比较电池制造系统二氧化碳的相关性　// 155
10.3.2　生命周期评估数据不足且数据质量不确定　// 155
10.4　基于原始数据的碳核算和*新技术　// 156
10.4.1　整合供应链的原始数据　// 157
10.4.2　在产品层面整合数据　// 158
10.5　可持续发展数据管理系统实现基于原始数据的生命周期评估　// 160
10.6　电池和车辆的生命周期能量标签　// 163
10.7　结论　// 163
参考文献　// 164
第四部分　使用数字化工具优化电池生产线
第11章　电池制造中的生产力和质量扩展模型　// 170
11.1　在线数据采集—用于质量控制和提高生产力的传感器集成　// 170
11.2　串联式电池生产　// 171
11.2.1　用于电池制造的传感器网络　// 172
11.2.2　质量和故障传播　// 173
11.3　总结　// 175
参考文献　// 175
第12章　电池生产中过程品质特性识别方法及适宜的测量系统　// 177
12.1　概述　// 177
12.2　研究议题　// 178
12.3　目前发展水平　// 179
12.3.1　工艺-结构-特征关系中的变量　// 180
12.3.2　过程相关变量的识别和选择　// 180
12.3.3　测量系统　// 182
12.3.4　现有技术总结　// 183
12.4　建立过程质量特征和适当测量系统程序的步骤　// 183
12.4.1　影响变量的识别和选择　// 183
12.4.2　合适测量系统的选择　// 187
12.5　结论　// 188
参考文献　// 188
第13章　通过数字网络化过程站实现电池生产的跨工艺稳定与优化　// 190
13.1　概述　// 190
13.2　锂离子电池和制造方法发展—理论背景　// 191
13.2.1　电化学存储系统　// 191
13.2.2　过程稳定与优化方法　// 192
13.2.3　机器间通信　// 192
13.3　研发方法　// 193
13.3.1　单个过程的开发方法　// 194
13.3.2　交叉过程方法　// 195
13.4　过程理解和系统分析　// 197
13.4.1　方法测试的系统边界　// 197
13.4.2　锂离子电池生产结构示例　// 197
13.4.3　过程阶段PA082和过程阶段PA082.1的分析和特征识别　// 199
13.5　个性化流程技术实现与建模　// 200
13.5.1　IT系统和控制技术体系结构设计　// 200
13.5.2　PA082过程部分数据模型　// 201
13.5.3　单个过程PA082过程建模　// 201
13.6　实验步骤与评价　// 201
13.7　跨过程方法的理论思考　// 203
13.7.1　PA090的分析与特征识别　// 203
13.7.2　PA090交叉方法过程建模　// 204
13.8　总结与展望　// 205
参考文献　// 205
第14章　生产线生产效率的分析和*大化—— 瓶颈识别和预测性维护　// 208
14.1　概述　// 208
14.2　停机时间和性能损失的根本原因分析　// 210
14.2.1　文献综述　// 210
14.2.2　概念　// 210
14.2.3　利用迁移学习方法进行高效建模　// 212
14.2.4　瓶颈分析的应用　// 212
14.3　预测性维护　// 214
14.3.1　文献综述　// 214
14.3.2　概念　// 214
14.3.3　识别预测性维护机器和部件的示例　// 216
14.3.4　预测性维护集成到维护过程中的示例　// 216
14.4　总结与展望　// 218
参考文献　// 218
第五部分　智能电池产品的生命周期优化
第15章　电池循环经济——定义、意义和报废策略　// 222
15.1　概述　// 222
15.2　电池循环经济—定义与意义　// 223
15.3　电池系统的寿命终结策略　// 225
15.3.1　再使用　// 226
15.3.2　再利用—调整应用场景　// 227
15.3.3　再制造　// 227
15.3.4　再循环　// 228
15.4　归纳与总结　// 229
参考文献　// 230
第16章　数字化——循环经济解决方案的驱动力　// 233
16.1　概述　// 233
16.2　数字化的定义和意义　// 234
16.2.1　CPS架构　// 236
16.2.2　物联网和云组件　// 236
16.2.3　数字孪生　// 237
16.2.4　可视化—AR和VR　// 237
16.2.5　企业资源计划和制造执行系统　// 237
参考文献　// 238
第17章　智能测量——回收电池的测量评估　// 240
17.1　回收电池的生命周期优化使用　// 240
17.2　回收电池的评估—智能测量　// 240
17.3　电池电芯评估方法概述　// 241
17.4　不确定性管理　// 242
17.5　总结　// 242
参考文献　// 243
第18章　拆解——电池系统高效循环的要求　// 244
18.1　概述　// 244
18.2　拆解场景　// 246
18.2.1　拆解模式　// 246
18.2.2　拆解计划　// 249
18.2.3　电池系统的拆解场景　// 250
18.3　电池系统的拆解工厂　// 251
18.3.1　分类　// 251
18.3.2　网络　// 251
18.3.3　布局　// 252
18.4　结论　// 253
参考文献　// 253
第19章　电池回收——材料回收过程　// 255
19.1　概述　// 255
19.2　锂离子电池加工的一般类型　// 257
19.2.1　热加工　// 257
19.2.2　机械加工　// 257
19.2.3　火法冶金加工　// 257
19.2.4　湿法冶金加工　// 258
19.2.5　生物冶金加工　// 259
19.3　锂离子电池回收的工业应用加工路线　// 259
19.4　锂离子电池的一种新兴处理途径—直接回收　// 264
19.5　结论　// 265
参考文献　// 266
第20章　二次利用电池的商业模式　// 270
20.1　概述　// 270
20.2　商业模式的背景和使用　// 271
20.3　电池再制造的商业模式　// 271
20.4　电池再利用的商业模式　// 274
20.5　结论　// 278
参考文献　// 279
第六部分　展望
第21章　超越锂离子——全固态电池　// 286
21.1　自上而下：为什么是固态电池　// 286
21.2　粉末态固态电解质：界面接触挑战　// 287
21.3　制造固态电池的五个主要方案　// 288
21.4　混合方法　// 289
21.5　固体是什么　// 290
21.6　制造是固态电池的*大障碍　// 290
21.7　固态电解质的成本影响产品的选择　// 291
21.8　固态电池制造如何实现数字化　// 291
21.9　固态电池的进一步发展　// 292
参考文献　// 292