数字经济——数字化效率提升业企业优秀案例：宁德时代智能工厂实践与创新建设案例

企业介绍

宁德时代新能源科技股份有限公司是国内率先具备国际竞争力的动力电池制造商之一，专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售，致力于为全球新能源应用提供一流解决方案，核心技术包括在动力和储能电池领域，材料、电芯、电池系统、电池回收二次利用等全产业链研发及制造能力。

案例概况

——实施背景

锂电池生产是典型的离散型制造业，其中电池制造的前工序膜卷制造有部分流程行业的特点，除此之外的电池制造、装配、模组封装都是典型的离散制造。因其行业产品本身的特点，如产品工艺复杂、制造流程长、管控点多、数据量巨大、对检测手段多样化的需求强烈、海量数据的价值没有被完全挖掘并发挥等，都是锂电池企业面临的主要问题。对高性能锂电池，可能还面临着一致性差、生产效率低等困境，生产制造能力仍无法满足巨大的市场需求。面临这些问题，宁德时代在智能工厂的建设上不断进行着实践与创新。

——案例详情

宁德时代的智能化建设立足现场实际需求，围绕智能物流、数字孪生、大数据、人工智能、APS高级排产、机器学习、5G技术等的实际应用展开建设，并基于大量网络技术应用，对信息安全系统建设的关注度也同步提升至最高水平。具体包括以下几个方面。

一是数字孪生技术实现全局产品设计与仿真。

宁德时代基于三维模型的产品设计与仿真，建立产品数据管理（PDM）系统。PDM系统集成CAX软件等设计工具，由各模块设计工程师同步在线进行产品的三维设计工作。从概念设计到详细设计，PDM系统完整地保留了开发过程中的所有三维模型，在统一的数字设计环境内，仿真工程师借助CAE软件对三维模型虚拟样机进行模拟验证，求解最优设计方案。基于三维模型驱动生成的物料清单（BOM）和技术文件自动同步到ERP/MES系统，支持产品生产。PDM系统构建了研发协同管理平台，基于三维模型的产品设计和仿真，减少了产品开发过程中对物理样机的需求，从而缩短研发周期，降低研发成本，保证产品质量。

二是智能化物流管理提升生产效率。

工厂生产线的效率在很大程度上受物流系统智能化程度的制约。宁德时代根据锂电池生产的特点，使用AGV、机器人、立体仓库、RFID等智能化技术，提高了物流系统的自动化、信息化、智能化水平，有效提高了生产线效率。在整个物流体系中，形成了极片车间立体仓库、装配段物流线、烘烤炉段智能物流线、原材料仓的智能立库，及成品仓库的智能立库等特色应用。

三是基于物联网进行远程监测。

产品销售出库并不代表销售的终结，产品的运营和服务从价值链的角度来看，即是产品价值的延伸，这离不开数据和流程的支撑。对新能源应用而言，不论是新能源汽车，还是储能电站，都存在运营状态监控及持续运维的问题。与之对应，就延展出远程运维监控大数据平台。

通过在制造过程中植入针对电池系统（新能源汽车和储能电站）的T-BOX终端，可以直接收集BMS（电池管理系统）采集到的关于电池系统的售后运行状态数据，在达到特定阈值或条件时直接触发对应的异常报警，并建立基于已知模型对电池系统的预测性维护（PDMS）。同时，也打通了制造过程和售后过程的大数据对接。

四是借力大数据和人工智能技术实现创新。

无论是产品维度的MES系统，还是设备设施和工装夹具、仪器仪表维度的TPM系统，都面临着大量数据的快速采集和存储问题。例如，MES存在大量的非结构化数据（如工件的照片），在线系统存在在线数据容量的限制。

宁德时代以MES、TPM和MHR等系统为基础，引入LAMBDA大数据架构，打造出制造系统大数据平台（MDP）。

在各个业务系统（如MES、TPM、MHR等）的数据通过ETL工具集成到制造系统大数据平台后，公司可根据集成的制造系统数据库进行集中式数据分析和通用数据挖掘功能的开发。

MDP上，通过引入典型化的人工智能技术框架（如TensorFlow），宁德时代还将其定义为公司的数据洞察和创新平台，并在产品/设备加工参数的关联分析和优化分析、基于机器视觉的产品缺陷分析、设备的预测性维护等领域展开具体和实质化的运用。

同时，宁德时代的智能化建设立足现场实际需求，围绕智能物流、数字孪生、大数据、人工智能、APS高级排产、机器学习、5G技术等的实际应用展开建设，并基于大量网络技术应用，对信息安全系统建设的关注度也同步提升至最高水平。

——实施效果

宁德时代宁德工厂利用人工智能、先进分析和边缘/云计算等技术，以制造为核心，有效地驱动了研发制造一体化、制造供应链一体化、制造服务一体化，并在实践中得到了验证，取得了研制周期缩短50%、运营成本下降21%、产品不良率下降75%、资源综合利用率提升24%、生产效率提升56%、每年的能源消耗降低了10%等良好效果。

案例实施创新点

 一是始终坚持问题导向。宁德时代针对行业发展问题和自身实际需求，积极发挥龙头骨干企业的牵引作用，带动上下游企业同步开展智能化改造，推动产业链、供应链深度互联。着眼于产品工艺复杂、制造流程长、管控点多、数据量巨大、检测手段需求多样化、海量数据价值未有效发挥等主要问题，从技术上、管理上、生产模式上不断突破，开展综合式创新。

二是创新战略清晰。宁德时代的智能制造采取渐进式创新战略，方向明确。经过稳步实施“自动化”“自动化+系统化”“数字化+智能化”，宁德时代为取得扎实创新成效奠定了坚实基础。“自动化”改造实践阶段，公司注重培育起一批拥有先进制造潜力的自动化装备供应商，打造良好产业链生态；“自动化+系统化”阶段，注重体系建设，建立大数据平台、搭建物联网体系、部署云平台应用，为下一步大数据分析和智能化的导入奠定良好基础；“数字化+智能化”阶段，启动数据管理分析，利用AI等新一代信息技术，开展数据管理、数据应用、数据分析，充分发挥制造大数据这一重要生产要素的作用，着眼于解决智能维护、智能排程、质量智能管控等锂电池制造新需求，为未来发展积累了经验。

三是突出数据要素价值。“数据赋能”贯穿宁德时代的智能工厂建设数字化升级全过程，体现在生产制造和运营管理各环节。一方面，立足制造本质，成立大数据团队进行数据治理和价值变现工作，针对海量数据整合成本高、建模困难等突出问题，通过关键工艺创新和数字化集成来实现动力电池制造的智能化改造。另一方面，打造远程运维监控大数据平台，延伸产品价值，延展服务链条，解决运营状态监控及持续运维问题。通过深挖数据价值，在数字化转型、网络化协同、智能化变革中更上一层楼。

社会影响力

宁德时代的智能制造实践，对国家、社会与行业提供了有价值的参考。通过智能工厂的实践与创新，宁德时代取得了智能制造相关关键技术的一定突破，实现了工艺设备的网络化自动检测、监控，达到生产过程的可视化；针对各制造工序自主开发的多项特色工艺及设备，实现了一定的技术领先性，使得动力电池行业数字化车间的自动化程度和生产效率大幅度提高；取得的专利、标准、软件著作权等技术成果，能够有效支撑生产线量产等方面的推广应用，为行业的数字化车间、智能工厂建设做出了积极贡献。