最近,锂电行业头部数字化服务商A跟大东时代智库(TD)提到一个变化:之前锂电行业企业找他们做数字化,多半是因为客户有验厂、产品溯源等要求;但现在越来越多企业是出于全面提升自身竞争力的目的来做数字化。
这一现象的行业背景是,锂电产业进入大规模制造阶段,产品品质和性价比成为竞争的关键点。出于对成本、效率、良率的极致追求,锂电行业上下游进入数字化和智能化的全新发展阶段,纷纷加大数字化技术投入,努力挖掘制造和研发测试数据价值,尝试通过计算和数据驱动企业业务发展。
该服务商表示,锂电企业的数字化项目实施难度较大。纵观整个锂电行业,宁德时代的数字化转型无疑是较为成功的,对于其他锂电企业来说,具有较高的借鉴价值。大东时代智库(TD)认为,宁德时代在数字化转型方面的成功实践,以一己之力,拉高了行业竞争水准,使得锂电池企业之间的竞争焦点转向数字化、智能化较量。
8到9月,各大锂电企业相继公布2023年上半年业绩报告。按照财报统计,全球TOP10中有6家中国企业,宁德时代再次位列第一。2023年上半年,宁德时代营收1892.46亿元、盈利207.17亿元,盈利超过另外5家之和。
在2023上半年财报中,宁德时代表示除了研发创新持续领先,其第二大核心竞争力是“引领绿色极限制造”。“极限制造”是宁德时代2020年提出的概念。2020年,动力电池行业进入第二次产能扩张周期,动力电池制造开始从侧重装备自动化向制造智能化转变。宁德时代在极限制造方面提出三个目标: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。
宁德时代首席制造官倪军于2023年3月接受采访时,着重强调了极限制造的良率目标:“极限制造是我们对自身提出的一个很高的制造目标,实质上体现为三个数量级的提升。宁德时代生产的是电池,电池从严格意义上讲是一种安全系统,对消费者而言,驾乘的汽车底盘上安装了上百个上千个电芯,一个个小的单元连起来组成了一个安全系统,直接关系到生命安全。从安全角度来看,按照传统制造业原有的6 Sigma质量标准,已经无法满足汽车、大巴等驾乘场景对于安全性的要求,在这种背景下我们提出极限制造的概念。
传统制造业的6 Sigma质量标准要求,是每百万个产品当中,允许出现1-3个不良品。这在传统制造业中已经是比较高的水平了,像手机、芯片也都是这个水平。宁德时代提出的极限制造目标,对不良品的要求上升到十亿级,也就是每十亿个产品当中,才允许出现1-3个不良品,相较于百万分之一的不良率,实现了三个数量级的提升。以这个目标为约束,倒逼我们自己进行制造水平和能力的提升。”
宁德时代致力于打造领先的极限制造体系,拥有全球锂电行业仅有的两座“灯塔工厂”--宁德时代总部基地和四川时代宜宾工厂,生产自动化、智能化及信息化水平达世界一流水平,率先运用图像识别、机器学习、预测性算法和5G等新技术,并在全球各大基地推广极限制造智能生产经验。
目前,宁德时代总部基地已实现在生产每组电池耗时1.7秒的速度下仅有十亿分之一(PPB)的缺陷率,同时将劳动生产率提高75%,将每年的能源消耗降低了10%;而宜宾工厂在此基础上,实现生产线%。
如此低的缺陷率是如何实现的?以涂布工艺为例,这道工艺需要将已搅拌好的浆料均匀地涂抹到厚度仅有几微米的箔材上。传统的涂布工艺十分依赖人工经验,调试精确度只能靠“涂布大师”手工操作来应对涂布工艺上的不稳定性。
在涂布工序中,宁德时代建立的“中央智慧工艺感知控制系统+增强现实专家系统”还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。
宁德时代灯塔工厂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。比如,如果生产中出现了缺陷,在线监控功能就会及时警报,帮助员工第一时间发现问题。
借助“极限制造”,宁德时代拉大自己与竞争对手在产品质量、生产效率、安全保障等方面的差距,创造出差异性。这无疑给竞争对手带来较大的压力。近期宁德时代采访文章给出了一个观点:“在宁王看来,恰恰是实现了极限制造,价格战才会不复存在。”
虽然目前有部分锂电池企业私下表示自己的产品单体缺陷率跟宁德时代一样,也达到了PPB级(十亿分之一),但在其正式的对外宣传中,还并未出现类似的官方说法。不过,可以肯定的是,PPB级(十亿分之一)已经成为业界一致目标。
宁德时代以一己之力,拉高了行业竞争水准。在宁德时代引领下,锂电池企业之间的竞争焦点渐渐转向企业间的数字化、智能化较量。近年,不时能在不同场合听到宁德时代之外的锂电龙头企业提及“极限制造”一词。
比如,中创新航董事长刘静瑜去年曾在公开演讲中表示:“极限制造,肯定是提速,速度、精度、稳定。把制造过程的控制水平发挥到极限,一方面是通过高精度高可靠性的设备把工艺水平发挥到极限,支持下一代规模化制造产品,比如超宽超薄的集流体开发、超高精度的制造技术等。另外,要开发超高速的制造生产线,而且还要做到极致的稳定性单线个GWh,单栋厂房怎么做到30GWh,还有真正的品质管控如何从PPM走到PPB级,这都是大规模制造给我们提出的挑战。
目前(中创新航)生产线实现了大数据应用、云计算运用与机器感知,处于中级水平。下一个阶段我们要聚焦更高层次的数据应用,同步在智能监测、AI自分析、闭环自调整等方面深入研究,实现精益自动化、数字化和智能化的深度融合,支撑TWH时代的大规模制造。”
不过,数字化服务商A表示,因为锂电池制造流程非常长,工艺极其复杂,且各工序管控要求各不相同、制造模式混合流程型和离散型、电芯规格较多等原因,锂电企业的数字化项目实施难度较大。尤其是项目对数字化服务商的行业Know-How要求较高。一些锂电企业在挑选数字化服务商时,首先就要求对方此前有锂电行业数字化项目实施经验。目前多个锂电行业头部数字化服务商主创人员都曾有锂电行业从业经验。
考虑到以上难度,大东时代智库(TD)认为,数字化转型成果会铸就锂电企业全新的“护城河”,锂电企业在数字化“赛场”上的追赶会愈发激烈。返回搜狐,查看更多