Компания HIRANO TECSEED, ведущая японская машиностроительная компания, достигла исторического прогресса в производстве аккумуляторов, используя платформу мультифизического моделирования Simcenter Amesim от Siemens и SIMATIC Converting Toolbox для оптимизации критически важных процессов нанесения покрытий. Этот подход, ориентированный на цифровые технологии, обеспечил ощутимое повышение качества продукции, сокращение отходов материалов и ускорение эксплуатационных характеристик, минимизируя при этом необходимость создания физических прототипов.

Решение проблемы сложности точного нанесения покрытий

Покрытие электродов аккумуляторов требует микрометрической точности. Подложки должны разматываться, покрываться, сушиться и перематываться с такими скоростями и натяжениями, при которых даже незначительные отклонения могут привести к дефектам. Инженеры HIRANO TECSEED теперь используют Simcenter Amesim для моделирования динамики натяжения полотна во всех сегментах машины и режимах работы, что позволяет виртуально выявлять потенциальные разрывы или дефекты. Эта функция цифрового двойника исключает необходимость в настройке машины методом проб и ошибок, сокращая циклы разработки.

Цифровизация повышает конкурентоспособность

Компания HIRANO TECSEED, специализирующаяся на системах нанесения покрытий и ламинирования для различных отраслей промышленности, от производства клеев до литий-ионных аккумуляторов, стремится занять лидирующие позиции на мировом рынке. В партнерстве с Siemens компания интегрировала Simcenter Amesim со своей инфраструктурой автоматизации, включая ПЛК SIMATIC S7-1500 и преобразователи частоты SINAMICS S120, для создания единой среды моделирования. Такое сочетание мехатроники, обработки полотна и моделирования автоматизации позволяет оптимизировать производительность оборудования и параметры материалов в режиме реального времени.

Количественное воздействие: сокращение расходов, ускорение роста

Специализированная библиотека конвертации платформы Simcenter Amesim оказалась революционной. Импортируя параметры машины и свойства материалов, инженеры визуализируют натяжение полотна с помощью 3D-анимаций, раскрашенных в зависимости от уровня напряжения, — даже в зонах без датчиков. Эта возможность:

• Сокращение затрат на прототипирование за счет исключения физического тестирования машины для корректировки параметров
• Сокращение сроков ввода в эксплуатацию на 80%, что критически важно в гиперконкурентном секторе аккумуляторных батарей.
• Возможность пятикратной ускоренной оценки новых материалов или конфигураций машин (15-минутная виртуальная настройка против 1–2 часов физической настройки)

«Точность и наглядность моделирования упростили понимание процесса», — отмечает Н. Ванш, инженер по исследованиям и разработкам HIRANO TECSEED. «Теперь мы решаем проблемы до того, как они повлияют на производство».

Бесшовная цифрово-физическая интеграция

Помимо моделирования, компания внедрила систему SIMATIC Converting Toolbox от Siemens, которая оптимизирует кодирование автоматизации благодаря 80% преднастроенных функциональных блоков. Эта стандартизация в сочетании с точностью управления движением Siemens гарантирует, что виртуальные оптимизации будут напрямую переноситься на физическое оборудование. Критически важные параметры, такие как скорость и натяжение полотна, поддерживаются с точностью до миллисекунды, что напрямую повышает стабильность качества конечного продукта.

Стратегическое видение реализовано

Для Кацухиро Омори, директора HIRANO TECSEED, партнерство с Siemens представляет собой смену парадигмы: «Объединив опыт в области автоматизации с передовым моделированием, мы повысили производительность наших систем и наши собственные инженерные возможности».

Ключевые результаты

• Сокращение дефектов: проактивное выявление дефектов, связанных с напряжением, с помощью мультифизического анализа
• Устранение отходов: на 30% меньше отходов за счет виртуальной настройки процесса
• Время вывода на рынок: циклы проверки оборудования сокращаются на 50%
• Устойчивость: снижение потребления энергии за счет оптимизированной работы машины

В условиях стремительного роста спроса на аккумуляторы стратегия HIRANO TECSEED, ориентированная на цифровые технологии, позиционирует себя как лидера инноваций. Это сотрудничество наглядно демонстрирует, как инженерное моделирование меняет производство, превращая сложные процессы в предсказуемые и высокопроизводительные.

Ссылка: HIRANOTEC