极限智造：宁德时代的“基本功”与“想象力”

宁德时代|极限制造文章来源自：高工锂电网

2023-03-29 09:15:01 阅读：2107

“练好基本功，发挥想象力。” 在上周的投资者调研活动中，曾毓群又一次对宁德时代的创新文化作了强调。

2023年开年，锂电材料端产能过剩隐忧凸显，下游车企价格战杂音不断，资本表现也进入周期性调整阶段，引发行业迷茫情绪。

对此，宁德时代在调研中表示，“新能源产业处在早期发展阶段，除动力、储能外，还有中型电池、工程机械、重卡、船舶、飞机等电动化刚刚开始。从长周期维度看，行业有二十倍的市场空间。”无疑为行业打出一针强心剂。

从去年的业绩表现看，宁德时代的判断有着足够的底气作为支撑。

2022年，宁德时代实现营收3285.94亿元，同比增长152.07%；净利润307.29亿元，同比增长92.89%。公司动力及储能用锂电池总装机量连续六年排名世界第一，全球每三辆电动汽车中就有一辆配套宁德时代的电池。

在年报中，宁德时代将其增长战略概括为材料体系、系统结构、极限制造、商业模式四大创新体系。其中，极限制造起着底层支撑的作用，也即是曾毓群所说的“练好基本功”。

其近乎严苛的“极限制造”理念，带来产品性能的稳定性与安全性，成为宁德时代稳坐新能源电池“销冠”的重要原因。

而全线智能化在极限制造中的导入，是在制造的维度上发挥想象力的关键一步。

3月19日，被誉为中国工业“奥斯卡”的第七届中国工业大奖公布，宁德时代名列其中。

作为国务院批准设立的中国工业领域最高奖项，中国工业大奖旨在鼓励制造企业通过技术改造提高传统生产线效率、加快智能制造拥抱数字化机遇、推进绿色制造更加节能环保。

宁德时代作为新能源领域企业代表，树立了“数字化制造”和“工业化4.0”的典范。

打造锂电极限智造标杆

今年3月的全国两会上，曾毓群作为第十四届人大代表，提出了“电池储能需核电级安全保障”的提案。

事实上，这不是宁德时代第一次提及核电级安全概念。早在去年的一次媒体采访中，宁德时代首席制造官倪军就表示，中国的动力电池和大型储能亟需核电级安全系统设计。而这直接体现在对产品良率的极高要求上。

另一方面，从终端市场发展看，通过提升产线效率大幅摊薄生产成本，有利于新能源汽车保有量进一步扩大，助力其渗透率突破临界值。

再者，在绿色生产的大背景下，零碳已经成为高端电池产品必不可少的评价维度，因此产线升级带来的能耗降低也至关重要。

针对以上诉求，宁德时代在极限制造创新方面力求实现三个目标：一是要将电芯单体安全失效率从ppm(百万分之一)级别，降到ppb(十亿分之一)级别；二是要保障电池产品全生命周期的可靠性；三是要大幅提高生产效率，打造“TWh”级别的超大规模高质量交付能力。

当前，在全球锂电行业，只有两家生产基地入选“灯塔工厂”，均来自宁德时代。

宁德总部生产基地平均每1.7秒可生产一个电芯，全生产流程设置了超过6800个质量控制点，每个电池平均追溯数据超过1万项，每颗电芯下仓前都会经过100 的检测工序，同时将劳动生产率提高75%，将每年的能源消耗降低了10%。宜宾工厂在总部基地的基础上，实现生产线速度17%提升，优率损失降低17%。

此外，宁德时代在全球各大基地推广绿色高端智能制造，让灯塔工厂的技术经验在内部复制和流动。

据最新消息，作为极限制造的代表成果，宁德时代下一代拉线已成功投产。

宁德时代在过往 7 代产线的经验累积下，工艺和设备大幅升级，铸造了第 8 代超级智造产线-PSL，实现竞争力的大幅领先，人员数量下降 70%，速度提升 300%，产品单体缺陷率达到 DPPB 级别。

灯塔是如何点亮的？

从2020年起，宁德时代运用ABCDEFG 七大智能制造技术（A-人工智能、B-大数据、C-云计算、D-数字孪生、E-边缘计算、F-射频技术、G-5G），建立极限制造体系架构，持续打造以智能制造平台为核心，多平台多系统深度交互的工业化和信息化融合生态平台。以此在锂电池制程中覆盖了万米级的极片长度、亚微米级的精度控制、秒级的电芯生产速度、毫秒级的数据处理。

AI AR质量检测

基于“中央智慧工艺感知控制系统 增强现实专家系统”，宁德时代高效应对复杂工艺流程的质量检测难题。

涂布工序中，中央智慧工艺感知控制系统将车间内所有与涂布机相关的设备及仪器连接在一起，配合AI技术进行自动管理，实现涂布参数实时调整；

模切工序中，摄像头以80m/min的速度快速检测视野范围，精准捕捉每一段产品的高清图像，通过人工智能算法对图片进行实时分析，实现产品异常的0漏杀率。

同时，技术人员使用AR/VR眼镜，将生产操作现场与指挥后台的前后端信息实时同步交互，可远程协助进行智能辅助检修、智能培训、远程指导等功能，提升操作现场的工作能力与效率。

值得注意的是，AI视觉等技术不仅仅用在产品质量控制上，而且能够拓展到整个工厂运营层面。例如在安全管理方面，传统的巡检只能依靠人力，易燃区域采用现场定时定点抽检的形式，漏检风险较大。

对此四川时代运用视频流 AI技术，打破网络、系统之间的屏障。通过视频实时成像，系统可自动识别违规操作，例如标志牌混放、通道占用等，并进行智能标注、保存图像等。

全量大数据分析

大规模AI应用的底层逻辑是算力和算法支撑。

在上述检测中，面对超高速视频流带来的瞬时大数据，全量视频流AI质量检测实现无延迟采集传输，将数据准确传递至AI服务器并反馈结果，有效解决了前工序由于瑕疵微小、基材反光角度差异、设备转速极高导致的缺陷不易识别这一难题。

四川时代宜宾工厂还开发了锂电加工工艺闭环控制算法，对1000多种粉体和流体的各项组合参数进行建模并深度学习，实现箔材涂覆微米级的精准调控，提升了产品的一致性。

四川时代自主研发了CFMS系统，在厂区中铺设超过4万个环境探测传感器，通过窄带物联网采集，全域厂房设备被100%在线监控，状态参数实时上传，数据可以实现快速交互。AI系统通过计算这些数据，进行节能方案的优化，并为每台设备量身定制最优的运行参数。

5G技术应用

依托5G技术高带宽、低时延、广连接的技术先进性，宁德时代探索出了22个具有高价值的业务场景，目前已落地9种5G融合应用。

以工厂的日常运营管理为例，5G AR的应用大大减少了公司人员出差乘坐公共交通的次数，每年约1000人次出行的减少对应降低碳排放2566吨。5G 移动终端平台覆盖设备点检、保养维修登记、电子工艺文件查看等业务场景，“云上数字工厂”使移动化办公需求得到充分满足。如今，宜宾工厂已全面消除现场纸质单据使用，取消2141项纸档表单，预计每年节约用纸量相当于少砍伐7,516棵成年大树。

当前，宁德时代已建成全国覆盖面积最大的5G企业专网，总覆盖面积超500万平方米，横跨福建、江苏、四川等六个省份、七大基地。

智慧物流

在JIT物流中，智能物流调度系统可实现物流终端控制、商品入库存储、搬运、分拣等作业全流程自动化。通过同时接入超过200台5G AGV设备，配合先进智能导航技术，宁德时代工厂可实现电芯自动上线、模组自动转运、线边物料循环配送等自动运输场景，在节省人力开支的同时上提升了配送精准度和库存周转率。

倪军曾表示，灯塔工厂不仅仅是一项荣誉，更象征着一种影响力和引领作用。宁德时代作为龙头企业的智能生产经验有望带动更多中小企业开启数字化转型。

在2022年供应商大会上，宁德时代对供应商提出了三个方面的期待，其一是加大创新投入，提升技术能力；其二是持续的降本增效；其三是统筹规划，减碳降排。而宁德时代将尽最大努力为供应商赋能。

面向未来，宁德时代还将在供应链管理、内部运营体系、物流仓储等细分领域深度发力，不断向新能源智能制造和数字化的最高水平进发。

在此背景下，由高工锂电、高工机器人、高工产业研究院（GGII）联合举办的“2023高工锂电智能制造峰会”将于4月13-14日在四川成都举行，本届峰会的主题是“极限智造 极限品质 极限成本”，届时将有200 上下游企业，600 产业链嘉宾参会，敬请期待！