近兩年，我國新能源汽車產業飛速發展，為動力電池等相關產業帶來了難得的機遇。隨著動力電池和儲能電池市場的快速擴大，對電池品質提出了更高的要求，電池製造將朝著“高品質、高效率、高穩定性”和“資訊化、無人化、視覺化”的方向發展。因此，我國電池企業必須通過技術創新、生產自動化和管理規範化，加快推進電池的智慧製造步伐，推動電池產品更多地進入高階市場，滿足新能源汽車和儲能應用對電池品質的高要求。

一、動力電池行業現狀

2016 年，我國新能源汽車銷售量高達 50.7 萬輛；其中純電動汽車 40.9 萬輛，插電式混合動力汽車 9.8 萬輛。雖然近三年來新能源汽車發展迅猛，但是 2016 年新能源電動汽車銷量僅佔全國汽車總銷量的 1.8%，新能源汽車仍有廣闊的增長空間，新能源汽車的快速崛起也帶動了電動汽車產業鏈上其他各環節的增長。根據工信部印發的《汽車產業中長期發展規劃》，2020 年新能源汽車產銷達到 200 萬輛，保有量達到 500 萬輛；2025 年新能源汽車佔汽車產銷 20%以上。我們看好國家對新能源汽車產業的預計目標，到 2020 年，動力電池產業也將隨新能源汽車產業的增長而大幅擴張。我國動力鋰離子電池產業迎來了難得的發展機會，各動力鋰離子電池廠家都出現供不應求的局面。

近年來，我國新能源汽車產業發展迅猛，其中的原因除了人們節能減排、環保意識的提高之外，更主要的是國家財政補貼等各種利好政策的大力支援，眾多企業紛紛投身新能源汽車領域。然而，高額的補貼以及補貼的普惠性雖然加速了新能源汽車的推廣，卻帶來了諸如騙補、產能過剩、粗製濫造等一系列問題，在客觀上影響了技術路徑的選擇甚至影響了技術創新。

當前，我國新能源汽車動力電池行業仍然存在小、散、亂和整個行業盲目投資、低水平建設現象，技術水平和產品質量需要進一步提高。短期內，動力鋰電池整體產能過剩，低端產能供應遠大於需求，行業競爭激烈，高階產能不足或者空白的局面，超級梯隊與一級梯隊差較大，2018年,動力電池企業將加速優勝劣汰。

二、加速智慧化改造是關鍵

新能源汽車是中國製造2025十大重點突破領域之一，動力電池是新能源汽車的核心部件。目前，全球動力電池產業集中在中、日、韓三國，三者佔據全球95%左右的市場份額，日韓一流鋰電企業自動化比例在70%以上，國內一線企業約50%，二線企業僅20%，較低的自動化程度，導致中國動力電池在一致性上有較大差距，同時生產效率的低下甚至導致了成本優勢的喪失。

當前為提高生產的動力電池一致性，提高生產效率，提高資訊化管理，減少用工，降低勞動強度；同時也為了滿足動力電池生產過程中不同規格電池的混線生產等需求，建設自動化、智慧化的生產物流系統及智慧製造系統成為必然趨勢。

一方面對動力電池企業來說，實施智慧製造可以改善效率、降低成本、提升質量、提升材料利用率、縮短產品研發週期、降低單位產能人工成本，加速現場管理透明度，從而增強企業的競爭力；另一方面在推動動力電池轉型升級的同時，可以促進動力電池高階裝備的發展，因此智慧製造也是實現動力電池各項指標的重要的手段。

三、智造發展遭遇重重障礙

一是目前國內鋰電製造企業硬體裝置多為分段採集，裝置之間存在相容性和多樣性的問題，導致各類工業軟體之間整合度低、資料無法共享流通。

二是鋰電的產品生產和測試資料的採集量大、每個工序有不同管控需求、製造模式屬於流程型和離散型的混合模式，加劇了產業數字化/智慧製造的難度；

三是動力電池尺寸標準規格不統一，我們國內企業生產了150多種不同規格的電芯，導致單一車型銷量相對較少，限制了標準化規模化智慧化的製造發展。

四是動力電池的產品設計和製造工藝技術沒有完全成熟，特別是電池模組的關鍵生產工藝設計不成熟，驗證不夠充分，一次通過率低，且較難實現線上自動測試及品質追蹤。因此，動力電池系統生產仍以半自動化為主，僅有少數電池廠商實現了動力電池模組或模組的自動化生產。

國內動力電池行業目前還處於智慧製造的“打地基”階段，國產動力電池處於低端的突出瓶頸是核心工藝和成套裝備。動力電池裝備涉及動力電池數十道生產工序、七大模組，與國外裝置相比，國內裝置在包括精度、速度、可靠性、無人化、視覺化、資訊化等方面存在一定差距，因此中高階裝置目前以進口為主。

因此，行業的當務之急是要建立一套電池工廠產品、工藝、質量的資訊模型，在資訊模型的建立的基礎上實現數字化、在大資料分析、累積、優化實現智慧化，同時，要加快製造工藝及裝備標準化的推進，兩頭並進能加速實現製造環節的標準化、模組化及數字化，然後才能做到基於資料的智慧化。

四、電池企業智慧製造熱

2017年6月，工信部發布了《2017年智慧製造綜合標準化與新模式應用擬立項專案名單》，樂凱膠片、湖南科霸、富朗特、孚能科技、寧波杉杉、青海時代新能源、欣旺達、巴莫科技、天津力神、微巨集動力等共14家鋰電企業申報專案成功入圍，佔比接近10%。

2017年智慧製造綜合標準化與新模式應用擬立項專案名單

隨後，2017年9月，工信部又釋出了《2017年智慧製造試點示範專案名單》，共有7家鋰電企業入選，涵蓋鈦酸鋰材料智慧製造試點示範、鈦酸鋰電池數字化車間試點示範，以及新能源汽車動力電池智慧製造/智慧工廠試點專案等。（注：標*的專案同時為工業網際網路應用試點示範專案）

2017年智慧製造試點示範專案名單（動力電池部分）

目前，一些試點示範企業已在智慧製造方面取得良好成效。有資料顯示，國家首批109個智慧製造試點示範專案智慧化改造後生產效率平均提高30%以上，最高達到2倍以上；運營成本平均降低20%以上，最高降低60%。

億緯鋰能

1、億緯鋰能

2001年，億緯鋰能在惠州成立之初，由於資金緊張，無法採購關鍵裝置，公司只能採取“人+機器”的半自動化方式。這些年，億緯鋰能不斷加大對自主研發的投入力度，實現了“手工——自動化——工業4.0”的技術變革。

2016年6月，億緯鋰能投產的鋰離子動力電池全自動生產線，是國內自動化水平較高的“無人工廠”，人均產值從過去的80萬~90萬元增長到了如今的1000萬元，翻了十倍之多。億緯鋰能釋出的半年報顯示，2017年上半年，公司實現營業收入13.44億元，比上年同期增長63.65%，其中，鋰離子電池業務實現營業收入3.97億，比上年同期增長155.63%。

沃特瑪

2、沃特瑪

沃特瑪打造的全新動力電池自動化pack車間，也稱為沃特瑪智慧工廠，集自動化、資訊化、智慧化於一體，通過雲資料處理實現以機帶人的自動化作業，形成集資料、資訊、服務為一體的綜合體系。

沃特瑪智慧工廠採用新型的生產模式，通過雲資料庫管理和人機資訊對接，僅需10人即可完成全部生產過程。目前，沃特瑪pack生產線的所有工序：配檔、電焊、包膜、鎖模、組裝和測試，已經全部由人工轉為了自動，可以說，工人的雙手已經走下了產線。

除了自動化裝置，在測試區，一臺機器人正在勤勤懇懇地給所有已經完成組裝的電池箱進行充電測試前的接插線工作，然後將它們送上自動駛來的AGV小車進行充放電測試。儘管從速度上看機器人的動作並不比手工更快，但其背後所帶來的規範化、標準化和全自動化，則是未來車間作業的方向。從統計資料來看，這條產線下來的成品，合格率高達99%。

沃特瑪智慧化生產車間可實現資訊資料化、過程視覺化和決策智慧化，從智慧車間出去的所有電池，都會納入到沃特瑪自主打造的沃聯網大資料監控平臺，實現資料共享；整個生產過程視覺化，實現有效監管；此外，智慧車間可做到一鍵完成工藝流程設計，所有裝置能夠進行智慧檢測，對有效資料實行監控和實時記錄，異常情況及時報警。

長期來看，新能源汽車將維持高景氣度，動力電池企業處於大規模擴產週期。智慧製造是電池生產的未來趨勢，它是企業提高電池質量、佔領市場的重要途徑。而鋰電裝置品質和工藝水平高低是決定動力鋰電池品質的關鍵因素。產線智慧化和數字化工廠是鋰電裝置行業智慧製造的下一張王牌。

本文為頭條號作者“蘇州智慧製造”原創

風電行業智慧化發展趨勢分析及案例

蘇州智慧製造

2017年，首次出現國內新增新能源裝機容量超過傳統能源的拐點，是新能源將快速成為主體能源的重要標誌，大力發展新能源已成為各開發企業和電力裝備業的共識。風電、光伏、生物質能等新能源產業可持續發展空間廣闊，催生了一批優秀企業誕生，併成為國際知名新能源開發、裝備製造及智慧能源管理運營的領軍者。

風電製造業，是一個綠色產業與傳統工業相結合的、年輕的新能源行業。既結合了先進的產品設計，又依賴於傳統工業生產。那麼在新一代工業革命浪潮的衝擊下，風電製造業應該如何應對並實現智慧轉型呢？

一、我國風電行業現狀

過去五年，我國風電市場應用規模不斷擴大，無論是新增市場，還是累計應用量均位居全球第一。

2013年，我國風電累計併網裝機尚未達到1億千瓦，海上風電僅有3家企業在潮間帶專案上有所佈局。直至2014年，風電建設步伐逐漸加快，行業全面回暖，爾後一路高歌猛進，在2015年2月正式邁入“一億千瓦俱樂部”，成為我國各類發電型別中首個完成“十二五”規劃裝機目標的能源種類。截至2017年底，我國風電累計併網裝機容量達到1．64億千瓦，佔全部發電裝機容量的9．2％，裝機規模持續領跑全球。

與風電裝機一路高歌猛進相攜而來的是我國風電裝備製造產業技術領域的不斷創新和進步。經過五年來的不斷沉澱和積累，一個涵蓋技術研發、整機制造、開發建設、標準和檢測認證體系以及市場運維，具有全球競爭力的完整風電產業鏈體系已經火熱出爐。

事實上，國內一批企業通過技術引進、消化吸收、聯合設計以及自主研發等方式，風電機組功率和風輪直徑都呈現逐年擴大之勢，多兆瓦級風電機組的研發程式正在加快。風電機組在設計方面更加智慧化和細分化，研發出了很多適合不同環境氣候條件的定製化機組。

目前我國已經有相當一批能源裝置製造企業從最初的“追趕者”躍升成為該領域的“領跑者”。截至2017年底，我國風電出口量達到340萬千瓦，出口國家覆蓋了美國、英國、法國、澳大利亞等將近超過34個國家和地區，海外市場份額進一步擴大。

二、風電裝置製造業發展瓶頸

目前全國可開發利用的風資源越來越少，全國風電機組生產製造廠商較多，生產規模較之前不斷擴大。市場競爭越來越激烈，生產製造風電機組的市場價格，降至目前3700元／千瓦左右。這些年生產製造成本不斷上漲，對風電機組製造商來說，勢必考慮到經濟成本。

風電裝置製造業目前遇到最大問題是新增裝機量下降。產能過剩導致“價格戰”不斷，新產品倉促投放，主機制造企業被迫過度承擔責任與風險等問題，製造企業正面臨全行業毛利率急劇下滑、大面積虧損、運營風險加大的窘境。風力發電裝置產品的質量和可靠性問題依然嚴峻。在關鍵技術和核心競爭力方面，目前絕大多數風電機組製造商研發投入有限，創新能力及產品開發能力有限，為搶佔市場購買國外的技術或產品來進行組裝或製造，沒有自己核心的技術，特別是大型海上風電機組及重要部件技術，受制於其他公司。同時，由於技術力量分散，無法在引進消化的基礎上形成蛻變的創新能力。

近兩年，風電裝置智慧化發展已成為市場議論熱點，但總體來看還處於起步階段，裝置企業紛紛在裝置智慧設計、智慧運營（自識別、自維護、自動跟蹤）、大資料管理、智慧能源管理、風場場群管理等方面進行一些嘗試。

三、風電智慧化趨勢明顯

國家層面密集釋出促進風電、光伏等清潔能源發電的政策，無不釋放出風電行業進入穩定增長期的積極訊號，國內掀起了新一輪的風電“搶裝潮”。在搶裝行情帶來風電裝置需求放量的同時，對於風電機組效能和技術水平也提出了更高要求，風電智慧化也正被業內津津樂道。

參考一些歐洲國家的做法，他們的風機廠商每豎起一臺風機，就好像建立了一個小型的資料中心。廠商通過收集風電機組的發電指標、關鍵零部件的實時執行引數、此前十年的氣象資料等資料，在這些資料基礎上綜合作出判斷和預測，分析並提升投資者的資產回報率，並及時反饋到研發和運維領域，為下一代產品的改進和升級提供參考。除了風機裝置本身產生的資料，有實力的風機廠商還會統計自然環境產生的更大資料庫，即包含風和地形在內的環境資料，繪製出一張風資源分佈地圖。

在裝置方面，風電機組的控制型別多種多樣，目前，變槳健康診斷、振動監測、葉片健康監測、智慧潤滑、智慧偏航、智慧變槳、智慧解纜、智慧測試都將是風機智慧發展的方向。

此外，智慧化風電還有利於裝置的後期維護。由於風機通常都“體型巨大”，在日常維護中需要高空作業，尤其是在風力驅動風機葉片時候，會給工作人員造成很大麻煩。隨著無人機、大資料、移動智慧裝置等最新的技術成果在風電裝置上得以應用，會讓人類對於風電的控制變得更加得心應手。

而隨著風電智慧化的發展，風機廠商的收益也有望進一步提高。當風機採用智慧一體化的解決方案後，將大幅提高風機的可靠性和可用率、增加電量產出，降低成本。換句話說，將網際網路、大資料的思維應用於風電裝置製造和風電場運維，必將成為未來發展的趨勢。

四、風電行業智慧化案例

《中國製造2025》明確提出，智慧製造是未來中國製造發展的重要方向，在智慧製造的背景下，智慧化、資訊化、大資料、雲端計算等理念迅速被引入到風電機組設計製造、開發建設和運營管理的各個環節，現代化程度大大提高，風電行業勢必要不斷創新，進行技術全面升級，市場發展前景才將更為廣闊。

1、智慧車間

2017年，湘電股份電氣傳動事業部電氣車間躋身智慧製造“國家隊”行列。在湘電股份電氣傳動事業部智慧電氣車間內，一名工人熟練操作工裝機械手，將200多斤重的電抗器輕鬆放到指定位置，前後耗時不足2分鐘，往常這一工序需要3名工人和一臺叉車協力配合，耗時半個小時以上才能完成。這條生產線，13名工人的工作效率相當於過去100多名工人的工作效率，如果滿訂單生產，全年能生產產品1000臺，創造產值5億元。

湘電股份電氣傳動事業部智慧製造車間包括風電變流器、風電主控、風電變槳、模組、線束等5條生產線，運用了5t重型RGV有軌自動穿梭車、機械臂、自動裁壓線束機等先進裝置，同時工作臺位、夾具考慮產品系列相容性，實現柔性生產，產品根據不同工藝路徑設定引數後，通過軟體與產線PLC通訊控制實現產品物流進行對應流轉，整體產品生產製造效率提升40%。

2、數字化平臺

風資源的稟賦程度決定了風電場盈利的上限，而管理水平與成本則決定了風電場盈利的下限。作為風能領域首家提出“智慧風場”理念的企業，遠景能源7年的風電數字化探索已取得了階段性的成果——EnOSTM能源物聯網平臺（以下簡稱“EnOSTM平臺”），該平臺已成功為杜克能源、Pattern能源、殼牌等全球領先的能源企業實施了有效的能源資產管理，目前管理的能源資產已超過1億千瓦。

基於EnOSTM平臺，遠景能源所打造的“直連、安全、高精度、機器學習”EnOSTM智慧風場軟體解決方案，已實現從風機資料採集、集中監控，到損失電量分析、基於機器學習的裝置健康度預警、新能源功率預測等全方位服務功能，能夠幫助風電運營商打造“少人、透明、預測維護、電網友好”的智慧風場。

EnOSTM平臺能直接讀取140種風機機型和650種型號的光伏逆變器的資料，秒級資料實時更新，並能實現超過95%的資料合格率。在內蒙古一個擁有13個新能源電站的運營商，藉助EnOSTM平臺統一管理後，不僅對1098颱風機和15.4萬塊光伏元件實現了全天候監控，更有效保證了資料質量，減少現場運維人員。最終實現了運維人員成本2.03人/萬千瓦，運維成本僅為40萬元/萬千瓦，整體效益得到明顯提升。

著眼未來，在工業化和資訊化“兩化”融合的當下，風電企業應根據自身的特點，制定一條符合企業自身發展水平的轉型路線。要循序漸進，從不同環節制定不同突破點，以點帶面，逐步實現智慧製造。

人工智慧賽博物理作業系統

AI-CPS OS

“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧）分支用來的今天，企業領導者必須瞭解如何將“技術”全面滲入整個公司、產品等“商業”場景中，利用AI-CPS OS形成數字化+智慧化力量，實現行業的重新佈局、企業的重新構建和自我的煥然新生。

AI-CPS OS的真正價值並不來自構成技術或功能，而是要以一種傳遞獨特競爭優勢的方式將自動化+資訊化、智造+產品+服務和資料+分析一體化，這種整合方式能夠釋放新的業務和運營模式。如果不能實現跨功能的更大規模融合，沒有顛覆現狀的意願，這些將不可能實現。

領導者無法依靠某種單一戰略方法來應對多維度的數字化變革。面對新一代技術+商業作業系統AI-CPS OS顛覆性的數字化+智慧化力量，領導者必須在行業、企業與個人這三個層面都保持領先地位：

1. 重新行業佈局：你的世界觀要怎樣改變才算足夠？你必須對行業典範進行怎樣的反思？

2. 重新構建企業：你的企業需要做出什麼樣的變化？你準備如何重新定義你的公司？

3. 重新打造自己：你需要成為怎樣的人？要重塑自己並在數字化+智慧化時代保有領先地位，你必須如何去做？

AI-CPS OS是數字化智慧化創新平臺，設計思路是將大資料、物聯網、區塊鏈和人工智慧等無縫整合在雲端，可以幫助企業將創新成果融入自身業務體系，實現各個前沿技術在雲端的優勢協同。AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量與行業、企業及個人三個層面的交叉，形成了領導力模式，使數字化融入到領導者所在企業與領導方式的核心位置：

1. 精細：這種力量能夠使人在更加真實、細緻的層面觀察與感知現實世界和數字化世界正在發生的一切，進而理解和更加精細地進行產品個性化控制、微觀業務場景事件和結果控制。

2. 智慧：模型隨著時間（資料）的變化而變化，整個系統就具備了智慧（自學習）的能力。

3. 高效：企業需要建立實時或者準實時的資料採集傳輸、模型預測和響應決策能力，這樣智慧就從批量性、階段性的行為變成一個可以實時觸達的行為。

4. 不確定性：數字化變更顛覆和改變了領導者曾經仰仗的思維方式、結構和實踐經驗，其結果就是形成了複合不確定性這種顛覆性力量。主要的不確定性蘊含於三個領域：技術、文化、制度。

5. 邊界模糊：數字世界與現實世界的不斷融合成CPS不僅讓人們所知行業的核心產品、經濟學定理和可能性都產生了變化，還模糊了不同行業間的界限。這種效應正在向生態系統、企業、客戶、產品快速蔓延。

AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量通過三個方式激發經濟增長：

1. 創造虛擬勞動力，承擔需要適應性和敏捷性的複雜任務，即“智慧自動化”，以區別於傳統的自動化解決方案；

2. 對現有勞動力和實物資產進行有利的補充和提升，提高資本效率；

3. 人工智慧的普及，將推動多行業的相關創新，開闢嶄新的經濟增長空間。

給決策制定者和商業領袖的建議：

1. 超越自動化，開啟新創新模式：利用具有自主學習和自我控制能力的動態機器智慧，為企業創造新商機；

2. 迎接新一代資訊科技，迎接人工智慧：無縫整合人類智慧與機器智慧，重新

   評估未來的知識和技能型別；

3. 制定道德規範：切實為人工智慧生態系統制定道德準則，並在智慧機器的開

   發過程中確定更加明晰的標準和最佳實踐；

4. 重視再分配效應：對人工智慧可能帶來的衝擊做好準備，制定戰略幫助面臨

   較高失業風險的人群；

5. 開發數字化+智慧化企業所需新能力：員工團隊需要積極掌握判斷、溝通及想象力和創造力等人類所特有的重要能力。對於中國企業來說，創造兼具包容性和多樣性的文化也非常重要。

子曰：“君子和而不同，小人同而不和。”  《論語·子路》雲端計算、大資料、物聯網、區塊鏈和 人工智慧，像君子一般融合，一起體現科技就是生產力。

如果說上一次哥倫布地理大發現，擴充的是人類的物理空間。那麼這一次地理大發現，擴充的就是人們的數字空間。在數學空間，建立新的商業文明，從而發現新的創富模式，為人類社會帶來新的財富空間。雲端計算，大資料、物聯網和區塊鏈，是進入這個數字空間的船，而人工智慧就是那船上的帆，哥倫布之帆！

新一代技術+商業的人工智慧賽博物理作業系統AI-CPS OS作為新一輪產業變革的核心驅動力，將進一步釋放歷次科技革命和產業變革積蓄的巨大能量，並創造新的強大引擎。重構生產、分配、交換、消費等經濟活動各環節，形成從巨集觀到微觀各領域的智慧化新需求，催生新技術、新產品、新產業、新業態、新模式。引發經濟結構重大變革，深刻改變人類生產生活方式和思維模式，實現社會生產力的整體躍升。

產業智慧官  AI-CPS

用“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧），在場景中構建狀態感知-實時分析-自主決策-精準執行-學習提升的認知計算和機器智慧；實現產業轉型升級、DT驅動業務、價值創新創造的產業互聯生態鏈。

長按上方二維碼關注微信公眾號： AI-CPS，更多資訊回覆：

新技術：“雲端計算”、“大資料”、“物聯網”、“區塊鏈”、“人工智慧”；新產業：“智慧製造”、“智慧金融”、“智慧零售”、“智慧駕駛”、“智慧城市”；新模式：“財富空間”、“工業網際網路”、“資料科學家”、“賽博物理系統CPS”、“供應鏈金融”。

官方網站：AI-CPS.NET

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