为什么锂电池数智化生产线缺乏话语权“云”如何隐藏

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·    为什么锂电池数智化生产线缺乏话语权？

·    “云”如何隐藏生产线背后，承担基础设施功能？

·    独家采访:为什么甲方良心挤满了锂电池上云的赛道？

文 ｜ 孙鹏飞

编辑 ｜ 唐晓园

正文共计 ：4032字

预计阅读时间 ：6分钟

甲方曾见过虐待乙方，但花钱让乙方工作，也顺便说一句，甲方的良心，挤满了锂电池生产线上的云轨道。

未来互联网大厂必争之地，在云中。云的必争之一，在新能源汽车行业。

2023年新年，星船智能制造通过采访宁德时代等锂电池企业和云计算相关人士，梳理了中国锂电池生产线上的云现状，重点回答了以下四个问题:

1.中国锂电车间小史:“上云”会成为2023年生产线的主旋律吗？

2.为什么锂电池企业还难以向大型互联网制造商敞开心扉？

3.云制造商在锂电池制造过程中缺乏什么？Know－how？

4.现在云制造商的计划可以应用于锂电池生产的哪些环节？未来将进入哪些新场景？

01． 锂车间发展小史

美国人发明了它，日本人大规模生产它，韩国人试图普及它，但经过多年的忍耐和积累，中国人把它打成了制造业的王牌。

2022年上半年，中国不仅在锂电池生产的各个环节占据了至少60%的全球市场份额，还率先向全球输出了中国智能制造的答卷。

工欲善其事，必先利其器。中国智能制造变革的夯土，正是制造业生产线的不断进化。

让我们简要梳理一下中国锂电池车间的三段发展——

2007年前：半自动半人工生产线

比亚迪成立于1995年，由于买不起1000万元级的锂电池流水线，不得不将生产工艺分为人工工艺。

比亚迪凭借中国的劳动力成本优势，将锂电池的生产成本降低到日本三洋自动化生产线的三分之一。然而，日本和韩国的锂电池企业在这个时候比我们快一步——使用自动化生产线和更精密的技术。然而，中国工人不得不拉隔膜，一旦张力控制不好，材料就会分层起皱。

在各种因素的叠加下，当时中国制造的锂电池仍徘徊在中低端产品的范围内。

2007-2013年：自动化程度提高，国内设备更换

为了保护锂电池的制造优势，日本和韩国以较高的价格销售相对落后的自动化设备生产线，但只有少数企业，如比亚迪、力神和比克能负担得起。

大多数中国锂电池公司只能转向日本和韩国三分之一的国内自动化设备。在这波国内自动化生产线替代浪潮中，中国设备提供了一个个性化的解决方案——如何在电极板弯曲、厚度不均匀的情况下提高生产自动化程度。

2013年，国产自动化设备在中国锂电池企业车间的渗透率超过30%。

从数字化到数智化，从2014年开始

自2014年以来，中国锂电池下游应用新能源汽车爆发，锂电池产能扩大。行业增长红利迅速回馈给中国锂电池企业，车间生产线数字化。

数据在流通中产生价值，但忽视细微的数据颗粒也可能导致“成本杀手”。星船智能制造以锂电池注射过程中的橡胶塞数字化为例：

注射液需要在高真空环境中操作，主要用于损坏部件的橡胶塞

在传统的自动化生产线中，橡胶塞状态的检测取决于工人的眼睛，但长时间观察不可避免地会分心，次品会混入生产线。

在数字化生产线中，如果可以实时记录注液精度数据，则可以追溯次品的流向。

如果在数智化生产线中AI识别数据异常，也可以从源头上生成残次品。

正是从这个阶段开始，中国锂电池企业在技术研发和生产线上投入了大量资金，中国锂电池行业开始引领世界。

从产业发展的角度来看，生产线数智化转型是我国锂电池产业形成核心竞争力的因果。

从企业选择的角度来看，数智化改革也是降低成本、提高效率、提高价值的必然因素。

图源：宁德时代官网

我们以锂电池生产过程中的关键环节为例。它相当于激活生产的电池，在负极表面形成一层薄膜。简而言之，第一次给锂电池充电。

星船知识制造了解到，化学环节是锂电池差异最大的过程之一——龙头企业的化学周期约为2周，二线企业约为2-3周，其他企业的化学周期较长。

差异来自产能利用率——这就像高速排队等新能源汽车充电一样。前面的车还没充完，后面的车只能等。

如果此时生产线的数字方案可以根据不同类型的锂电池划分充电优先级，并根据订单优先级实时插入订单，则可以缩短充电排队时间。

锂电池企业比克动力告诉星船，自2019年以来，比克动力布局生产线的数智化改造，特别是在分段改造中，将电池的生产周期缩短了一半。

云是数据存储和计算的基础，也是降低成本和提高效率的关键。

锂电池企业应该拥抱云服务提供商，无论是跟随行业变革的步伐，还是从提高产品价值的角度。那么，为什么大厂云很难进入锂电池车间呢？

02． 甲方“锂老师”

目前，中国云服务提供商主要包括“运营商云”和“大厂云”。

在对锂电池制造的应用方案进行了研究后，星船知识制造发现，大多数云业务提供的方案都是通用的。换句话说，锂电池企业无论是大型工厂云还是运营商云，都没有太大区别。

锂电池车间上云，业内高情商的说法是合作共赢，低情商的说法是不断互相虐待。

在我国制造业中，锂电池行业的数字化程度相对较高，为云的生产数据创造了基础。然而，不可战胜的大型工厂云仍难以真正进入锂车间的生产端，甚至成为生产线改造中可有可无的一方——

宁德时代等龙头企业具有财务实力，将选择建立自己的云，并在与云制造商的合作中拥有更高的发言权。宁德时代在接受星船制造采访时表示，该公司已储备了云计算相关人才，其自己的团队已经完成了“云数字工厂”的大部分关键工作。

2019年，比克开始规划云，主要集中在绕组、容量分配等环节。锂电池老师比克几乎把“讲堂”搬到了改造现场——比克的工作人员提供了电化学原理和物理结构机制来改进算法——只是为了确保“云”后的顺利生产和提高效率。

星船知造了解到，目前需要掌握锂电池生产线上云的生产know－how主要集中在以下几个领域：

整个生产线流程：从前段均匀浆料混料到后段化成分容量

难点：产品质量一致性：

前段：涂布、分切

难点：工艺精度要求高

中段：电池合成

难点：工艺路线复杂

后段：封装

难点：设备在高节拍运行下的交互、协调和兼容

图源：先导智能公告，国泰君安证券

桃李满天下，徒弟们教会了甲方锂电池企业的核心know－how会不会泄漏？

锂电池企业担心的是，他们想通过云降低成本，提高效率，但云企业也需要向整个行业推广甲方的一套计划。甲方在课堂上教学徒，但他们把自己的核心know－how造福整个行业。

锂电池行业的一位业内人士告诉星船智能制造公司，一家二线锂电池企业曾与一家大型工厂云合作，但生产线一旦改造，其改造计划就被复制到其他锂电池企业的生产线上。

宁德时代这样的龙头企业还有另一套选择——自主研发云技术。

从宁德时代了解到，宁德时代研发了星船知造CFMS智能工厂管理系统，自动获取工厂系统和设备运行数据。

宁德时代还入股工业智能企业安脉盛，成立宁德时代润智软件子公司。同样，中创新航也开发了自己的私有云平台。

上云用数，核心know－how掌握在自己手中，永远不会出错。目前大厂云商在头锂电池企业面前优势不大。

03． 城市被农村包围，车间被前后端包围，

大厂云从to C业务转向to B这是不可避免的选择。但是有了C端的经验和方案，B端场景的大门能敲响吗？

目前，大厂云的应用更集中在生产环节的前后两端——用非核心制造场景包裹制造线。

后端

制造商的后端更接近C端用户，这恰好是大厂云的优势——

例如，B端场景的视觉识别对应于C端的日常人脸识别B终端场景的物流配送对应于C端的日常交通管理，虽然技术上略有差异，但本质上是相似的。

质量检验端：传统锂电池生产线的质量检验取决于工人的检验，但锂电池的铜箔和铝箔重量为吨，重量大，脆弱。如果在搬运过程中发生轻微碰撞，肉眼就会产生无法识别的裂缝。

生产线上的云可以通过生产环节实现数据，声音、温度、物理强度等数据可以逐一记录和追溯。AI识别有缺陷的数据，可以在现实生产线中找到有问题的产品。

宁德时代的灯塔厂采用了AI质量检验功能。为了避免材料反射和产品高速运动时机器视觉识别的误差，宁德时代将层层加码AI质量检验功能应用于每一个关键过程。

这就导致了宁德时代锂电池产品的缺陷率PPM(百万分之一)级别降低到 PPB(十亿分之一)级别的故事。

这套AI质检方案属于宁德时代自主研究。目前还没有。AI、自主研发云技术能力的锂电池企业也可以选择大厂云的一般方案。

物流方面：在我国制造业中，锂电池是第一个使用移动机器人代替手动处理的行业之一——锂电池电解质具有挥发性。如果工人拆除了错误的包装，拆卸的材料将影响锂电池产品的良好产量。有了移动机器人，云、可追溯性和数据监控不会分配错误的商品，但也会降低材料损失的成本。

在锂电池生产线的涂层和卷绕段，机器人已经开始取代人工配送。

随着移动机器人汇入生产线，大量数据从仓库流出，这可能是锂电池行业最接近生产线的时刻。

前端

设计方面：当前正极技术没有变革性突破时，三元锂电池向无钴方向转型，磷酸铁锂不断提高能量密度。

从中长期来看，富锂正极和高压电极是提高锂电池能量密度的重要技术手段。然而，在未来，锂电池行业需要筛选出更有潜力的正极元素和无锂电极。

在寻找正极原材料的旅程中，我们需要使用云。宁德时代采用了一套数字研发平台，加快了钠离子、锂金属电池、无钴、无贵金属电池等新化学系统的研发过程。

同时，电池模拟设计软件平台也可以通过模拟手段优化电池产品设计，加快迭代开发。

大厂也在积极通过各种渠道SaaS软件深入制作场景。企业微信汽车行业负责人叶世珍告诉星船智能制造，目前企业微信在锂电池企业信息化建设中大致可分为两种模式：

一是通过企业微信协同套件的能力赋能业务，如通过企业微信智能表格帮助项目管理精细化、可视化。

二是将企业内部信息系统与企业微信开放接口深度耦合，提高业务协同效率。

尾声

宁德时代这样的企业具有领先的示范效果——率先试点云，也吸引了很多企业跟进，加快了整个行业的云节奏。

但毕竟并不是所有的锂电池企业都有宁德时代的条件。大厂云仍有丰富的进入锂电池制造车间的可能性。大厂云未来有一条路——

从后端进入，站稳脚跟，与头锂企业捆绑，创造基准案例。然后逐步将上云业务的地图扩展到制造端，开辟从前端设计、上游原材料到电池开发、中游制造、下游装载、后端质量检验、运维数据流通的全链路。

参考资料

1动力锂电池厂能耗研究与分析

【2】锂电池产业链在高景气周期下扩产6000亿元的机遇梳理 云岫资本

3锂电设备20年进化史 张丞

［4］Global Lighthouse Network： Unlocking Sustainability through Fourth Industrial Revolution Technologies World Economic Forum

5锂电池企业如何实现工业4.0时代的智能化转型？高工锂电池

6如何抓住锂电池制造技术的下一轮变革机遇？

7国产锂电池制造离数字化生产还有多远？高工锂电池

【8】宁德时代、比亚迪、日韩企业锂电江湖 国泰君安

本文基于访谈和公开信息写作，不构成任何投资建议。

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