“基本功”+“想象力” 寧德時代打造極限智造

摘要

寧德時代在鋰電池制程中覆蓋了萬米級的極片長度、亞微米級的精度控制、秒級的電芯生產(chǎn)速度、毫秒級的數(shù)據(jù)處理。

“練好基本功，發(fā)揮想象力?！?在上周的投資者調(diào)研活動中，曾毓群又一次對寧德時代的創(chuàng)新文化作了強調(diào)。

2023年開年，鋰電材料端產(chǎn)能過剩隱憂凸顯，下游車企價格戰(zhàn)雜音不斷，資本表現(xiàn)也進入周期性調(diào)整階段，引發(fā)行業(yè)迷茫情緒。

對此，寧德時代在調(diào)研中表示，“新能源產(chǎn)業(yè)處在早期發(fā)展階段，除動力、儲能外，還有中型電池、工程機械、重卡、船舶、飛機等電動化剛剛開始。從長周期維度看，行業(yè)有二十倍的市場空間?！睙o疑為行業(yè)打出一針強心劑。

從去年的業(yè)績表現(xiàn)看，寧德時代的判斷有著足夠的底氣作為支撐。

2022年，寧德時代實現(xiàn)營收3285.94億元，同比增長152.07%；凈利潤307.29億元，同比增長92.89%。公司動力及儲能用鋰電池總裝機量連續(xù)六年排名世界第一，全球每三輛電動汽車中就有一輛配套寧德時代的電池。

在年報中，寧德時代將其增長戰(zhàn)略概括為材料體系、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、極限制造、商業(yè)模式四大創(chuàng)新體系。其中，極限制造起著底層支撐的作用，也即是曾毓群所說的“練好基本功”。

其近乎嚴苛的“極限制造”理念，帶來產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性與安全性，成為寧德時代穩(wěn)坐新能源電池“銷冠”的重要原因。

而全線智能化在極限制造中的導入，是在制造的維度上發(fā)揮想象力的關(guān)鍵一步。

3月19日，被譽為中國工業(yè)“奧斯卡”的第七屆中國工業(yè)大獎公布，寧德時代名列其中。

作為國務院批準設立的中國工業(yè)領域最高獎項，中國工業(yè)大獎旨在鼓勵制造企業(yè)通過技術(shù)改造提高傳統(tǒng)生產(chǎn)線效率、加快智能制造擁抱數(shù)字化機遇、推進綠色制造更加節(jié)能環(huán)保。

寧德時代作為新能源領域企業(yè)代表，樹立了“數(shù)字化制造”和“工業(yè)化4.0”的典范。

打造鋰電極限智造標桿

今年3月的全國兩會上，曾毓群作為第十四屆人大代表，提出了“電池儲能需核電級安全保障”的提案。

事實上，這不是寧德時代第一次提及核電級安全概念。早在去年的一次媒體采訪中，寧德時代首席制造官倪軍就表示，中國的動力電池和大型儲能亟需核電級安全系統(tǒng)設計。而這直接體現(xiàn)在對產(chǎn)品良率的極高要求上。

另一方面，從終端市場發(fā)展看，通過提升產(chǎn)線效率大幅攤薄生產(chǎn)成本，有利于新能源汽車保有量進一步擴大，助力其滲透率突破臨界值。

再者，在綠色生產(chǎn)的大背景下，零碳已經(jīng)成為高端電池產(chǎn)品必不可少的評價維度，因此產(chǎn)線升級帶來的能耗降低也至關(guān)重要。

針對以上訴求，寧德時代在極限制造創(chuàng)新方面力求實現(xiàn)三個目標：一是要將電芯單體安全失效率從ppm(百萬分之一)級別，降到ppb(十億分之一)級別；二是要保障電池產(chǎn)品全生命周期的可靠性；三是要大幅提高生產(chǎn)效率，打造“TWh”級別的超大規(guī)模高質(zhì)量交付能力。

當前，在全球鋰電行業(yè)，只有兩家生產(chǎn)基地入選“燈塔工廠”，均來自寧德時代。

寧德總部生產(chǎn)基地平均每1.7秒可生產(chǎn)一個電芯，全生產(chǎn)流程設置了超過6800個質(zhì)量控制點，每個電池平均追溯數(shù)據(jù)超過1萬項，每顆電芯下倉前都會經(jīng)過100+的檢測工序，同時將勞動生產(chǎn)率提高75%，將每年的能源消耗降低了10%。宜賓工廠在總部基地的基礎上，實現(xiàn)生產(chǎn)線速度17%提升，優(yōu)率損失降低17%。

此外，寧德時代在全球各大基地推廣綠色高端智能制造，讓燈塔工廠的技術(shù)經(jīng)驗在內(nèi)部復制和流動。

據(jù)最新消息，作為極限制造的代表成果，寧德時代下一代拉線已成功投產(chǎn)。

寧德時代在過往 7 代產(chǎn)線的經(jīng)驗累積下，工藝和設備大幅升級，鑄造了第 8 代超級智造產(chǎn)線-PSL，實現(xiàn)競爭力的大幅領先，人員數(shù)量下降 70%，速度提升 300%，產(chǎn)品單體缺陷率達到 DPPB 級別。

燈塔是如何點亮的？

從2020年起，寧德時代運用ABCDEFG 七大智能制造技術(shù)（A-人工智能、B-大數(shù)據(jù)、C-云計算、D-數(shù)字孿生、E-邊緣計算、F-射頻技術(shù)、G-5G），建立極限制造體系架構(gòu)，持續(xù)打造以智能制造平臺為核心，多平臺多系統(tǒng)深度交互的工業(yè)化和信息化融合生態(tài)平臺。以此在鋰電池制程中覆蓋了萬米級的極片長度、亞微米級的精度控制、秒級的電芯生產(chǎn)速度、毫秒級的數(shù)據(jù)處理。

AI+AR質(zhì)量檢測

基于“中央智慧工藝感知控制系統(tǒng)+增強現(xiàn)實專家系統(tǒng)”，寧德時代高效應對復雜工藝流程的質(zhì)量檢測難題。

涂布工序中，中央智慧工藝感知控制系統(tǒng)將車間內(nèi)所有與涂布機相關(guān)的設備及儀器連接在一起，配合AI技術(shù)進行自動管理，實現(xiàn)涂布參數(shù)實時調(diào)整；

模切工序中，攝像頭以80m/min的速度快速檢測視野范圍，精準捕捉每一段產(chǎn)品的高清圖像，通過人工智能算法對圖片進行實時分析，實現(xiàn)產(chǎn)品異常的0漏殺率。

同時，技術(shù)人員使用AR/VR眼鏡，將生產(chǎn)操作現(xiàn)場與指揮后臺的前后端信息實時同步交互，可遠程協(xié)助進行智能輔助檢修、智能培訓、遠程指導等功能，提升操作現(xiàn)場的工作能力與效率。

值得注意的是，AI視覺等技術(shù)不僅僅用在產(chǎn)品質(zhì)量控制上，而且能夠拓展到整個工廠運營層面。例如在安全管理方面，傳統(tǒng)的巡檢只能依靠人力，易燃區(qū)域采用現(xiàn)場定時定點抽檢的形式，漏檢風險較大。

對此四川時代運用視頻流+AI技術(shù)，打破網(wǎng)絡、系統(tǒng)之間的屏障。通過視頻實時成像，系統(tǒng)可自動識別違規(guī)操作，例如標志牌混放、通道占用等，并進行智能標注、保存圖像等。

全量大數(shù)據(jù)分析

大規(guī)模AI應用的底層邏輯是算力和算法支撐。

在上述檢測中，面對超高速視頻流帶來的瞬時大數(shù)據(jù)，全量視頻流AI質(zhì)量檢測實現(xiàn)無延遲采集傳輸，將數(shù)據(jù)準確傳遞至AI服務器并反饋結(jié)果，有效解決了前工序由于瑕疵微小、基材反光角度差異、設備轉(zhuǎn)速極高導致的缺陷不易識別這一難題。

四川時代宜賓工廠還開發(fā)了鋰電加工工藝閉環(huán)控制算法，對1000多種粉體和流體的各項組合參數(shù)進行建模并深度學習，實現(xiàn)箔材涂覆微米級的精準調(diào)控，提升了產(chǎn)品的一致性。

四川時代自主研發(fā)了CFMS系統(tǒng)，在廠區(qū)中鋪設超過4萬個環(huán)境探測傳感器，通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)采集，全域廠房設備被100%在線監(jiān)控，狀態(tài)參數(shù)實時上傳，數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)快速交互。AI系統(tǒng)通過計算這些數(shù)據(jù)，進行節(jié)能方案的優(yōu)化，并為每臺設備量身定制最優(yōu)的運行參數(shù)。

5G技術(shù)應用

依托5G技術(shù)高帶寬、低時延、廣連接的技術(shù)先進性，寧德時代探索出了22個具有高價值的業(yè)務場景，目前已落地9種5G融合應用。

以工廠的日常運營管理為例，5G+AR的應用大大減少了公司人員出差乘坐公共交通的次數(shù)，每年約1000人次出行的減少對應降低碳排放2566噸。5G+移動終端平臺覆蓋設備點檢、保養(yǎng)維修登記、電子工藝文件查看等業(yè)務場景，“云上數(shù)字工廠”使移動化辦公需求得到充分滿足。如今，宜賓工廠已全面消除現(xiàn)場紙質(zhì)單據(jù)使用，取消2141項紙檔表單，預計每年節(jié)約用紙量相當于少砍伐7,516棵成年大樹。

當前，寧德時代已建成全國覆蓋面積最大的5G企業(yè)專網(wǎng)，總覆蓋面積超500萬平方米，橫跨福建、江蘇、四川等六個省份、七大基地。

智慧物流

在JIT物流中，智能物流調(diào)度系統(tǒng)可實現(xiàn)物流終端控制、商品入庫存儲、搬運、分揀等作業(yè)全流程自動化。通過同時接入超過200臺5G AGV設備，配合先進智能導航技術(shù)，寧德時代工廠可實現(xiàn)電芯自動上線、模組自動轉(zhuǎn)運、線邊物料循環(huán)配送等自動運輸場景，在節(jié)省人力開支的同時上提升了配送精準度和庫存周轉(zhuǎn)率。

倪軍曾表示，燈塔工廠不僅僅是一項榮譽，更象征著一種影響力和引領作用。寧德時代作為龍頭企業(yè)的智能生產(chǎn)經(jīng)驗有望帶動更多中小企業(yè)開啟數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

在2022年供應商大會上，寧德時代對供應商提出了三個方面的期待，其一是加大創(chuàng)新投入，提升技術(shù)能力；其二是持續(xù)的降本增效；其三是統(tǒng)籌規(guī)劃，減碳降排。而寧德時代將盡最大努力為供應商賦能。

面向未來，寧德時代還將在供應鏈管理、內(nèi)部運營體系、物流倉儲等細分領域深度發(fā)力，不斷向新能源智能制造和數(shù)字化的最高水平進發(fā)。

審核編輯 ：李倩