专“芯”致“智”，宁德时代智能工厂攻略来了-金属板材成形之家-MFC金属板材成形杂志／金属成形商务咨询（北京）有限公司-MFC《金属成形智造》杂志

锂电池是目前动力电池的主流产品，但是因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。
本文由荣格编辑整理自工业装备一司

宁德时代新能源科技股份有限公司（以下简称“宁德时代”）是锂离子电池研发制造头部企业，公司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。
作为动力电池龙头企业，从2011年发展至今，宁德时代智能制造战略已经完成了“自动化”“自动化+系统化”“数字化+智能化”三个阶段的升级跃迁。这也让他们更有信心通过智能化的手段去解决问题和优化锂电池整体制造流程。
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针对电化学特性打造独特智能化模式

宁德时代智能制造的总体技术路线分为三个部分。

第一部分，在研发设计方面，采用数字化三维设计、模拟仿真技术进行产品设计，并且导入PLM系统进行全生命周期的数据管理。

第二部分，在生产线智能化方面，针对设备开发和生产线建设，坚持关键技术国产化的路线，导入三维仿真、在线检测、智能化物流等技术，推动生产线的智能化水平。
第三部分，在信息化架构方面，通过制定标准化的设备导入规范，建立互联互通的工业网络，建立覆盖全生产要素的制造执行系统，实现全生产过程的数据采集、信息追溯、状态检测和防呆控制，确保生产过程的成本节约、安全可控、精益高效和质量一致。在此基础上，通过集成研发、设计、供应链和售后服务系统，驱动全价值链的集成和优化。
在该过程中，锂电池独特的电化学特性对整个制作过程提出了高一致性标准，要求每一道工序的设备都具备高精度和稳定性。

关键技术研发设备包括高速分散搅拌系统、高速双层多面多层挤压式涂布机、极片辊压设备、高速模切机、高速预分切机及分切机、极耳焊接机、激光焊接机、注液机、气密性检测机、全自动化成系统、自动干燥线、极片立体仓库、装配段物流线、烘烤炉段智能物流线、模组组件及底板涂胶机、模组侧缝冷金属焊接机。

宁德时代研发了高速双面多层挤压式涂布机，该装备采用放卷及裁切机构、主牵引机构、涂布装置、真空吸附装置、气浮式烘箱、后牵引机构、收卷及裁切机构、CCD宽度方向检测单元和智能测厚系统等结构；同时开发了相应的以太网总线运动控制系统，能够自动驱动各功能部件协调动作，将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，并自动烘干形成正负极极片。该装备技术性能达到国际领先水平，已打破国外垄断，可替代进口。

采用自主研发及与合作伙伴联合研发相结合的方式，宁德时代不断提升生产线自动化率，将经验、工艺沉淀到自动化设备和系统中，把异常因素降到最低，铸就极高一致性的产品。

全流程信息化管理

在信息化架构的建设中，宁德时代制定了清晰的信息系统战略规划，通过构建信息系统来达成如下目标：
• 通过在各个层面有效地利用信息与知识促使CATL保持竞争优势并实现战略目标。• 通过业务流程创新和信息技术创新来提高市场、销售、研发、运营和售后的效率。• 通过为员工提供知识共享和协同能力，使他们能够交付符合预期的结果。• 通过对产品全生命周期的数据收集和分析，提供及时的、有预见性的服务以超越客户期望。在制造信息系统方面，宁德时代重点打造了四个层面的集成和协同。物联网终端采集控制层

宁德时代针对锂电池行业制造系统复杂、设备数量大、数据通信缺少规范标准、多源异构数据类型导致通讯效率低、数据平台管理困难等问题，研究基于OPCUA的多源异构数据采集技术，开发了自主知识产权的统一数据采集平台，建立了电池制造生产线数据通信标准规范，同时借鉴互联网行业数据总线技术，打造了锂电流数据总线，解决了海量生产数据高速、并发传输问题，满足了各层级信息系统对实时、时序数据进行并发处理的需求。制造与物流执行控制层

以制造现场管理为核心的“人、机、具、料、法、环、能”全生产要素的集成。该层面包括MES、LES、WMS、MHR、FIS、EMS、PDMS，以及它们与制造大数据平台MDP、E-Mail、移动App的集成处理。其中隐含的基础是构建在整个物联网和互联网环境下，制造过程中人、设备、物联终端和信息系统的集成和交互关系。企业运营管理协作层

以ERP为核心打造的，面向从需求、设计，一直到销售、服务的全价值链要素的集成。企业运营管理协作层是制造与物流执行控制层面向整个企业价值链的延展，在整个价值链上建立以质量、效率、成本为核心的卓越管理体系。研发设计试制和验证层

采用CAX软件进行产品的虚拟设计、模拟仿真和工厂的布局设计，同步产生数字化模型和设计元数据，元数据进行纵向传输，实现“研发—工程—制造—售后”各环节的闭环。
整体上通过各大信息系统的有机集成，打破了“信息孤岛”，形成了全面的信息连通，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理和运营，典型的运用场景有以下3个方面。
（1）从研发制造一体化的角度拉动研发端基于PLM实现E-BOM（设计物料清单）到M-BOM（制造物料清单）的转化，并直接同步到ERP系统，从而确保从研发到计划，从计划到制造的信息一致化。
（2）从供应链制造一体化的角度，促进ERP仓储物流的拉动式配送和供应物流的准时制生产方式（JIT）。同时，要求供应商将基于单个包装的条码打印精确化，优化仓储和上料作业。对需要做单件追溯用的原材料（如模组用PCBA板、线束隔离板），还可由软件配置管理（SCM）平台直接导入数据，并最终集成到生产大数据平台。

（3）从服务制造一体化的角度，促进运营和服务过程基于条码数据的一致化追溯和质量预测。

小结

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，最大化技术价值，实现更好的成效。

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