讀而思
動(dòng)力電池制造企業(yè)一般處于產(chǎn)業(yè)鏈低端，利潤率低，通常采用傳統(tǒng)的加工裝配制造模式，缺少競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。湖南科霸的智能化改造證明，企業(yè)乃至整個(gè)行業(yè)需要進(jìn)行戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，向設(shè)計(jì)、服務(wù)等高價(jià)值供應(yīng)鏈獲取效益，以衍生更多核心競(jìng)爭(zhēng)力。
湖南科霸汽車動(dòng)力電池有限責(zé)任公司
湖南科力遠(yuǎn)高技術(shù)集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“科力遠(yuǎn)”）2011年啟動(dòng)了兩化融合的創(chuàng)新與實(shí)踐，通過收購松下日本本土汽車動(dòng)力電池株式會(huì)社，建立長(zhǎng)沙（湖南科力遠(yuǎn)新能源股份有限公司）智能化工廠，與豐田合資建立動(dòng)力電池企業(yè)（科力美汽車動(dòng)力電池有限公司），積極打造中國“后工業(yè)4.0”的智能制造產(chǎn)業(yè)示范應(yīng)用，輸出基于體系工程的智能制造系統(tǒng)創(chuàng)新平臺(tái)，賦能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。湖南科霸汽車動(dòng)力電池有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“湖南科霸”）成立于2008年，是湖南科力遠(yuǎn)新能源股份有限公司全資子公司。
湖南科霸致力于汽車動(dòng)力電池極板、電池，以及能量包的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，是我國產(chǎn)業(yè)化水平較高、技術(shù)水平先進(jìn)、產(chǎn)品應(yīng)用程度成熟、配套供貨能力厚實(shí)的國際化專業(yè)汽車動(dòng)力電池及能量包制造商之一。湖南科霸通過全面推行精益制造向智能制造的升級(jí)，融合工業(yè)4.0技術(shù)理念，著力打造動(dòng)力電池領(lǐng)域的新一代智能化制造工廠。2016年，湖南科霸承擔(dān)了工業(yè)和信息化部“智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化與新模式應(yīng)用項(xiàng)目”，并于2020年成功通過驗(yàn)收，其間先后獲批為湖南省、工業(yè)和信息化部“智能制造示范企業(yè)”。
電池企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)
動(dòng)力電池產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)，要經(jīng)過多輪的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、改進(jìn)、驗(yàn)證等環(huán)節(jié)，周期長(zhǎng)，電池相關(guān)企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展過程中面臨諸多挑戰(zhàn)。
一是成本與競(jìng)爭(zhēng)方面，電池產(chǎn)品面臨硬件設(shè)備多、能耗成本高、人工成本高、業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)信息不對(duì)稱、審核數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、管理成本高等問題。
二是技術(shù)研發(fā)方面，面臨客戶新車型升級(jí)換代加快，電池新品研發(fā)能力存在瓶頸等問題。由于電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更頻繁，產(chǎn)品模型調(diào)整、模擬、量產(chǎn)依賴手工，效率不高，研發(fā)成果向生產(chǎn)應(yīng)用和市場(chǎng)投放的周期過長(zhǎng)。
三是工藝方面，需要解決工藝難題（如電池工藝均一性），滿足精益化、低損耗的要求，設(shè)計(jì)成套裝備并實(shí)現(xiàn)工藝協(xié)同。同時(shí)，電池企業(yè)面臨裝備數(shù)控化水平不足、通信網(wǎng)絡(luò)過程不穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)高、維護(hù)能力不足等問題。
四是設(shè)備方面，以往的核心設(shè)備過于依賴進(jìn)口，購置維護(hù)成本高，而且設(shè)備間的“孤島化”嚴(yán)重，產(chǎn)生多個(gè)生產(chǎn)節(jié)拍瓶頸，生產(chǎn)效率、設(shè)備利用率不足。
五是品質(zhì)管控方面，電池企業(yè)需要有效降低惡劣環(huán)境下的汽車安全風(fēng)險(xiǎn)，滿足國外、國內(nèi)汽車廠客戶們提出的嚴(yán)苛的“電池高一致性”標(biāo)準(zhǔn)，但傳統(tǒng)的制造模式對(duì)此難以有效保障。同時(shí)，近年來國家對(duì)動(dòng)力電池提出物料和產(chǎn)品全程追溯的強(qiáng)制要求，但傳統(tǒng)的人工模式管理效率低、易出錯(cuò)。
六是產(chǎn)品售后服務(wù)方面，傳統(tǒng)上電池廠依賴人工上門服務(wù)，響應(yīng)速度慢。服務(wù)的解決效率過于依賴人工技術(shù)水平、素質(zhì)經(jīng)驗(yàn)，一旦出現(xiàn)人才流失，企業(yè)損失較大。
綜合可見，動(dòng)力電池制造企業(yè)一般處于產(chǎn)業(yè)鏈低端，利潤率低，大多采用傳統(tǒng)的加工裝配的制造模式，缺少競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。企業(yè)乃至整個(gè)行業(yè)需要進(jìn)行戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，向設(shè)計(jì)、服務(wù)等高價(jià)值供應(yīng)鏈獲取效益，以衍生更多核心競(jìng)爭(zhēng)力。
基于體系工程的智能化改造
在智能化項(xiàng)目實(shí)施前，雖然工廠所有工序的單機(jī)自動(dòng)化水平較高，但只能基本實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集分析，整體智能化水平有待提升。制造模式以極板制造流程型，與電池、模組PACK離散型生產(chǎn)相結(jié)合，設(shè)備能力匹配精度不高，物流過程依賴大量人工轉(zhuǎn)運(yùn)、上下料作業(yè)、等待時(shí)間長(zhǎng)。工廠數(shù)字化應(yīng)用不足，沒有實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)一體化，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、管理相互之間存在孤島問題，整體效率不高。
2016年3月，湖南科霸啟動(dòng)了“年產(chǎn)5.18億安時(shí)車用動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目——節(jié)能與新能源汽車動(dòng)力電池智能工廠”項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“智能工廠項(xiàng)目”）建設(shè)。該項(xiàng)目主要涵蓋了智能設(shè)計(jì)、智能經(jīng)營、智能生產(chǎn)（包含MES、控制系統(tǒng)、智能檢測(cè)與裝配裝備、智能物流和倉儲(chǔ)）和智能服務(wù)四大主體，并在智能保障體系的基礎(chǔ)上通過數(shù)據(jù)集成、系統(tǒng)集成，在保障系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)上構(gòu)建出智能工廠。
智能工廠項(xiàng)目主要建設(shè)完成正負(fù)極生產(chǎn)線、電池裝配生產(chǎn)線、化成生產(chǎn)線，工廠總面積達(dá)4萬平方米，建成年產(chǎn)能達(dá)到5.18億安時(shí)的車用動(dòng)力電池智能制造工廠。智能工廠項(xiàng)目建設(shè)的核心智能制造裝備主要包括智能化的電池極板制造、電池裝配、電池化成及倉儲(chǔ)物流設(shè)備。
通過開展總體設(shè)計(jì)，湖南科霸進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝管理，建設(shè)智能生產(chǎn)的生產(chǎn)線/加工中心，發(fā)展智能檢測(cè)裝備和智能倉儲(chǔ)、物流，建立能源管理系統(tǒng)和ERP、MES系統(tǒng)；開展工業(yè)軟件和網(wǎng)絡(luò)集成應(yīng)用；搭建企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，自主完成電池制造成套裝備開發(fā)和系統(tǒng)集成等。該智能工廠項(xiàng)目已于2019年年底竣工，并通過正式驗(yàn)收。
實(shí)施目標(biāo)與策略
智能工廠實(shí)施目標(biāo)與策略包括以下6個(gè)方面。
一是裝備智能化：關(guān)鍵環(huán)節(jié)用設(shè)備替代人工，開展裝備與工藝課題攻關(guān)，開發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套裝備。
二是物流無人化、柔性化：建立智能化的立體倉庫、AGV自動(dòng)物流系統(tǒng)，提高整體生產(chǎn)節(jié)拍，消除瓶頸工序。減少倉儲(chǔ)物流過程中的搬運(yùn)、轉(zhuǎn)運(yùn)占用大量人工成本的問題，并提升物料供應(yīng)效率，解決“物流孤島”問題。
三是品質(zhì)智能管控：加大投入展開科研攻關(guān)，解決品質(zhì)均一性問題。建立生產(chǎn)監(jiān)控指揮中心，強(qiáng)化預(yù)警與事前管理。
四是信息化集成：補(bǔ)齊信息化短板應(yīng)用，如ERP、MES等軟件系統(tǒng)并強(qiáng)化軟件集成，提升數(shù)據(jù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，減少人工干預(yù)風(fēng)險(xiǎn)；強(qiáng)化基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，工廠網(wǎng)絡(luò)與通信能力、安全性達(dá)到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
五是開發(fā)智能運(yùn)維：開發(fā)智能化電池包產(chǎn)品，升級(jí)遠(yuǎn)程監(jiān)控與自診斷自維護(hù)能力，建立遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)。
六是建立大數(shù)據(jù)平臺(tái)：通過制造與服務(wù)端的大數(shù)據(jù)分析，建立起全生命周期的管理分析機(jī)制，實(shí)現(xiàn)服務(wù)性創(chuàng)收轉(zhuǎn)型升級(jí)。
湖南科霸智能工廠項(xiàng)目充分貫徹以上思路，通過應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測(cè)與裝配裝備、智能物流與倉儲(chǔ)裝備，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的設(shè)計(jì)、制造、裝配、物流等各方面數(shù)據(jù)互通，從而縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化時(shí)間，對(duì)產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行系統(tǒng)高效的管理。
實(shí)施內(nèi)容
在湖南科霸基于體系工程的智能制造建設(shè)中，涉及基礎(chǔ)設(shè)施改造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率提升、生產(chǎn)規(guī)劃能力提升、生產(chǎn)制造管控、信息系統(tǒng)融合、生產(chǎn)監(jiān)控與指揮、產(chǎn)品售后服務(wù)提升等幾個(gè)方面的內(nèi)容，具體體現(xiàn)在以下七個(gè)方面。
一是通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，改造提升基礎(chǔ)設(shè)施，主要是通過工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無線網(wǎng)通信以及構(gòu)建信息安全來實(shí)現(xiàn)。其中，工業(yè)以太網(wǎng)主干采用企業(yè)級(jí)環(huán)形以太網(wǎng)搭建，大大降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)；現(xiàn)場(chǎng)所有的智能設(shè)備和管理系統(tǒng)接入以太網(wǎng)；經(jīng)營、管理、車間三段防火墻分隔，實(shí)現(xiàn)了“全面保護(hù)”和“縱深防御”。
二是通過智能研發(fā)，提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率，主要通過融合三維設(shè)計(jì)軟件、三維仿真軟件和覆蓋性虛擬驗(yàn)證來實(shí)現(xiàn)。其中，應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件（CATIA）對(duì)電池產(chǎn)品進(jìn)行三維數(shù)字化建模；應(yīng)用三維仿真軟件（ANSYS）來對(duì)電池產(chǎn)品進(jìn)行仿真；應(yīng)用覆蓋性虛擬驗(yàn)證來模擬多種應(yīng)用環(huán)境對(duì)電池產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。
三是通過智能規(guī)劃，提升生產(chǎn)規(guī)劃能力。其中，應(yīng)用布局規(guī)劃來解決電池工廠和倉庫的總體布置，適應(yīng)生產(chǎn)過程的預(yù)先驗(yàn)證問題；應(yīng)用布局規(guī)劃來解決電池制造車間物流動(dòng)線布局優(yōu)化問題；應(yīng)用生產(chǎn)仿真驗(yàn)證來解決生產(chǎn)工藝的規(guī)劃和仿真優(yōu)化問題。
四是通過建設(shè)MES系統(tǒng)，融合智能管理進(jìn)行高效管控。高效管控主要體現(xiàn)在以下6個(gè)方面：第一，建設(shè)MES系統(tǒng)，覆蓋對(duì)人、機(jī)、料、法、環(huán)、產(chǎn)品等重要生產(chǎn)要素的管理，通過對(duì)制程管控、設(shè)備維修保養(yǎng)、質(zhì)量控制、過程數(shù)據(jù)采集的管理，實(shí)現(xiàn)制造車間生產(chǎn)設(shè)備控制層和車間管理信息流的集成，從而達(dá)到生產(chǎn)過程的可視、可控的智能化管理。第二，應(yīng)用智能現(xiàn)場(chǎng)管理的生產(chǎn)過程監(jiān)控來提升對(duì)電池生產(chǎn)過程的透明化監(jiān)控以及精確辨識(shí)和預(yù)測(cè)。第三，應(yīng)用智能現(xiàn)場(chǎng)管理的智能操控，實(shí)現(xiàn)了極板生產(chǎn)車間根據(jù)實(shí)際工況自動(dòng)優(yōu)化工藝參數(shù)的能力。第四，應(yīng)用智能現(xiàn)場(chǎng)管理的生產(chǎn)設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)，提升對(duì)生產(chǎn)設(shè)備健康狀況的評(píng)估，并提升預(yù)測(cè)故障及剩余壽命的能力。第五，應(yīng)用智能倉儲(chǔ)物流管理對(duì)前置倉中的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主作業(yè)規(guī)劃。第六，應(yīng)用智能倉儲(chǔ)物流管理對(duì)電池車間AGV實(shí)現(xiàn)行進(jìn)路徑優(yōu)化。
五是通過ERP、MES、PLM系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)融合。通過建立標(biāo)準(zhǔn)化的接口平臺(tái)，統(tǒng)一接口方式和接口管理平臺(tái)，由MES系統(tǒng)將ERP系統(tǒng)、PLM系統(tǒng)、自動(dòng)化物流倉儲(chǔ)系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完全共享，達(dá)成信息流和資金流的全面貫通。
六是建立生產(chǎn)監(jiān)控與指揮中心，制造中心辦公區(qū)所有制造、設(shè)備系統(tǒng)的一線管理人員均可隨時(shí)掌握工廠全局狀況，有效提升生產(chǎn)效率、品質(zhì)水平，降低單位產(chǎn)值能耗。項(xiàng)目實(shí)施后，湖南科霸的制造部門成為“生產(chǎn)監(jiān)控中心”“生產(chǎn)指揮中心”，由以往發(fā)生事件后“緊急尋人式”管理，轉(zhuǎn)變?yōu)椤巴该髦圃臁钡闹悄苤圃旃S。
七是通過智能服務(wù)提升產(chǎn)品售后服務(wù)能力。在交付物理產(chǎn)品給客戶時(shí)，湖南科霸同時(shí)提供該物理產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的數(shù)字孿生體至售后運(yùn)維部門，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控物理產(chǎn)品的實(shí)時(shí)工況。其中，應(yīng)用產(chǎn)品遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)工況監(jiān)控基于數(shù)字孿生體，同步對(duì)應(yīng)物理產(chǎn)品的各種傳感器采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理產(chǎn)品運(yùn)行工況的透明化監(jiān)控以及精確辨識(shí)和預(yù)測(cè)；應(yīng)用產(chǎn)品預(yù)測(cè)性維護(hù)，采用各種數(shù)據(jù)處理方法對(duì)產(chǎn)品健康狀況進(jìn)行評(píng)估，并預(yù)測(cè)故障及剩余壽命。
基于體系工程的智能制造特點(diǎn)
基于科力遠(yuǎn)智能制造體系工程系統(tǒng)平臺(tái)，湖南科霸提出了覆蓋需求、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、產(chǎn)品、用戶、生產(chǎn)線、任務(wù)場(chǎng)景和關(guān)聯(lián)系統(tǒng)等全體系、全場(chǎng)景的智能制造解決方案，深度實(shí)踐智能制造，探索出了一條適合動(dòng)力電池行業(yè)的“智造”之路。
智能研發(fā)提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率
基于智能制造體系工程系統(tǒng)平臺(tái)與三維設(shè)計(jì)軟件、三維仿真軟件的銜接配合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)、仿真和覆蓋性虛擬驗(yàn)證，在虛擬環(huán)境中完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)制定、應(yīng)用環(huán)境仿真，縮短研發(fā)周期并降低投產(chǎn)成本，提升了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率。
智能規(guī)劃提升生產(chǎn)規(guī)劃能力
基于智能制造體系工程系統(tǒng)平臺(tái)提供智能規(guī)劃，提升生產(chǎn)規(guī)劃能力。智能規(guī)劃是指利用相關(guān)技術(shù)為工廠提供布局規(guī)劃和生產(chǎn)仿真驗(yàn)證，降低業(yè)務(wù)過程的成本，提高場(chǎng)地空間、設(shè)備的利用效率，靈活適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化。其中，布局規(guī)劃解決了工廠總體布置適應(yīng)生產(chǎn)過程的預(yù)先驗(yàn)證問題，以及車間、生產(chǎn)線和物流動(dòng)線布局優(yōu)化問題；生產(chǎn)仿真驗(yàn)證解決了生產(chǎn)工藝的規(guī)劃和仿真優(yōu)化問題。
智能排程提升生產(chǎn)靈活性和交付能力
基于智能制造體系工程系統(tǒng)平臺(tái)提供智能排程，提升生產(chǎn)安排的靈活性和交付能力。智能排程與生產(chǎn)計(jì)劃軟件（如ERP、APS）銜接配合，在遵循有限產(chǎn)能計(jì)劃的框架下，綜合考慮企業(yè)資源的目標(biāo)、排產(chǎn)的策略，以及產(chǎn)品、工藝、生產(chǎn)綱領(lǐng)、制造資源等約束情況，結(jié)合設(shè)備狀態(tài)反饋和生產(chǎn)實(shí)況反饋，利用數(shù)字孿生的推演預(yù)測(cè)和動(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù)，為工廠生產(chǎn)提供多目標(biāo)優(yōu)化排程和動(dòng)態(tài)排程，實(shí)現(xiàn)縮短制造提前期、消減庫存，縮短交貨期，更好地適應(yīng)支持多品種、小批量、短交期、個(gè)性化定制的生產(chǎn)模式。
智能現(xiàn)場(chǎng)管理提升監(jiān)控、辨識(shí)和預(yù)測(cè)能力
基于智能制造體系工程系統(tǒng)平臺(tái)提供智能現(xiàn)場(chǎng)管理，提升對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)控、辨識(shí)和預(yù)測(cè)能力。智能現(xiàn)場(chǎng)管理是指與生產(chǎn)控制中心的大屏幕/監(jiān)控看板系統(tǒng)銜接配合，利用相關(guān)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理。其中，生產(chǎn)過程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的透明化監(jiān)控以及精確辨識(shí)和預(yù)測(cè)；自主作業(yè)規(guī)劃是對(duì)智能設(shè)備狀態(tài)、作業(yè)狀況進(jìn)行推理預(yù)測(cè)和控制預(yù)演，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備自主作業(yè)管控及未來的群智能協(xié)同作業(yè)；智能操控是指根據(jù)設(shè)備狀態(tài)反饋和生產(chǎn)實(shí)況反饋，基于作業(yè)規(guī)劃或作業(yè)規(guī)則要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的智能操控；生產(chǎn)設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)是指利用各種傳感器數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理方法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備健康狀況進(jìn)行評(píng)估，并預(yù)測(cè)故障及剩余壽命。
智能倉儲(chǔ)物流管理提升自主作業(yè)規(guī)劃能力
基于智能制造體系工程系統(tǒng)平臺(tái)提供智能倉儲(chǔ)物流管理，提升作業(yè)設(shè)施自主作業(yè)規(guī)劃能力。智能倉儲(chǔ)物流管理是指利用相關(guān)技術(shù)對(duì)倉儲(chǔ)物流現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理。其中，自主作業(yè)規(guī)劃是對(duì)AGV、各種作業(yè)機(jī)器人等智能設(shè)施狀態(tài)、作業(yè)狀況進(jìn)行推理預(yù)測(cè)和控制預(yù)演，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)施自主作業(yè)管控以及未來的群智能協(xié)同作業(yè)；動(dòng)態(tài)優(yōu)化是根據(jù)物流設(shè)施狀態(tài)反饋和倉儲(chǔ)物流生產(chǎn)實(shí)況反饋，基于作業(yè)規(guī)劃或作業(yè)規(guī)則要求，利用相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)物流設(shè)施的動(dòng)線優(yōu)化；物流設(shè)施預(yù)測(cè)性維護(hù)是指利用各種傳感器數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理方法對(duì)物流設(shè)備健康狀況進(jìn)行評(píng)估，并預(yù)測(cè)故障及剩余壽命。
智能服務(wù)提升對(duì)客戶的售后服務(wù)能力
基于智能制造體系工程系統(tǒng)平臺(tái)為客戶提供智能服務(wù)，提升售后服務(wù)能力。智能服務(wù)是指利用相關(guān)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的交付以及售后運(yùn)維進(jìn)行管理。其中，數(shù)字化產(chǎn)品交付是在交付物理產(chǎn)品給客戶過程中，也同時(shí)提供該物理產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的數(shù)字孿生體給售后運(yùn)維部門用于遠(yuǎn)程監(jiān)控物理產(chǎn)品的實(shí)時(shí)工況；產(chǎn)品遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)工況監(jiān)控基于數(shù)字孿生體同步對(duì)應(yīng)物理產(chǎn)品的各種傳感器采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理產(chǎn)品運(yùn)行工況的透明化監(jiān)控以及精確辨識(shí)和預(yù)測(cè)；產(chǎn)品預(yù)測(cè)性維護(hù)是基于物理產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的數(shù)字孿生體，采用各種數(shù)據(jù)處理方法對(duì)產(chǎn)品健康狀況進(jìn)行評(píng)估，并預(yù)測(cè)故障及剩余壽命。
智能化改造成效
通過智能工廠項(xiàng)目，湖南科霸建設(shè)了電池極片、車載電池的智能化工廠。智能化工廠建設(shè)3年來，湖南科霸銷售收入增加近1倍，達(dá)3.6億元，產(chǎn)品累計(jì)銷售額為12.39億元，呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，累計(jì)凈利潤約為1億元。
2019年智能化改造完成后，工廠產(chǎn)能可有效滿足12萬臺(tái)套的訂單需求，2021年該項(xiàng)目電池產(chǎn)品產(chǎn)能提升4倍。智能工廠的建設(shè)，為公司進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能，推動(dòng)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)保障，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益的顯著提升。
智能工廠項(xiàng)目實(shí)施后，湖南科霸智能制造水平大幅提升，通過將ERP、MES、PLM等信息技術(shù)與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、經(jīng)營、服務(wù)的無縫融合，將信息化、智能裝備貫穿應(yīng)用到工廠設(shè)計(jì)、工藝、物流、生產(chǎn)線、質(zhì)量控制等各個(gè)環(huán)節(jié)，以及基于企業(yè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通并完成智能工廠建設(shè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提高33.2%，運(yùn)營成本降低24.1%，產(chǎn)品不良品率降低82.1%，產(chǎn)品研制周期縮短37.2%，單位產(chǎn)值能耗降低24%，客戶滿意度由以前的91%提升到98%，產(chǎn)品的交付期也縮短了16天，有效提升了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和快速應(yīng)變能力。
項(xiàng)目開發(fā)出正負(fù)極極板閉環(huán)反饋定量噴涂系統(tǒng)，構(gòu)建了多孔金屬材料面密度在線計(jì)測(cè)的數(shù)學(xué)模型，研發(fā)出了無損連續(xù)檢測(cè)帶狀材料面密度及極板充填重量的裝置和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)正負(fù)極板充填重量的精確測(cè)量和管理，極板的填充重量變差相比日本豐田，從±6%降至±2.5%。湖南科霸同時(shí)開發(fā)出雙鎳帶精確連續(xù)超聲波焊接、正負(fù)極精確涂布關(guān)鍵設(shè)備，并進(jìn)行信息系統(tǒng)集成、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了電池制造的全流程數(shù)字化生產(chǎn)。
上述技術(shù)開發(fā)成果于2018年通過中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的技術(shù)鑒定會(huì)鑒定，整體技術(shù)創(chuàng)新性強(qiáng)，在電池溫度適應(yīng)性、安全可靠性、低溫倍率性、使用壽命和電極材料等方面達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
智能化項(xiàng)目實(shí)施后，通過公司電池遠(yuǎn)程監(jiān)控智能系統(tǒng)與內(nèi)部信息的集成，結(jié)合公司使用多年的數(shù)據(jù)采集追溯系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)行中電池產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，對(duì)核心指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析，售后部門收到系統(tǒng)異常預(yù)警后第一時(shí)間與客戶取得聯(lián)絡(luò)，啟動(dòng)相關(guān)預(yù)案，實(shí)現(xiàn)了電池產(chǎn)品“防患于未然”的目標(biāo)。
通過湖南科霸的智能化工廠建設(shè)，科力遠(yuǎn)智能制造體系工程系統(tǒng)平臺(tái)通過從先進(jìn)儲(chǔ)能材料國家工程研究中心的單項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品數(shù)字化與智能化，向全要素匯聚的產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)變，打造創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，積累行業(yè)數(shù)據(jù)，通過體系融合，形成“數(shù)據(jù)礦藏（龐大的智能制造知識(shí)庫）+數(shù)據(jù)鏈+技術(shù)鏈+供應(yīng)鏈+金融”完整智能生態(tài)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)數(shù)字化技術(shù)示范應(yīng)用與工程化平臺(tái)，形成單一企業(yè)局部創(chuàng)新環(huán)境改善，向重視營造產(chǎn)業(yè)跨界協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境轉(zhuǎn)變。通過加載智能制造優(yōu)秀實(shí)踐IP，完成多技術(shù)的跨界應(yīng)用融合。
打破邊界：跨越數(shù)智化轉(zhuǎn)型的三大深水區(qū)
楊繼剛企業(yè)轉(zhuǎn)型專家知行韜略合伙人
打破邊界，重塑增長(zhǎng)，勇敢跨越三大深水區(qū)，這才是傳統(tǒng)制造企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。
作為一家動(dòng)力電池生產(chǎn)商，湖南科霸（以下簡(jiǎn)稱“科霸”）用一場(chǎng)基于體系工程的智能制造系統(tǒng)創(chuàng)新，走出了一條從傳統(tǒng)加工裝配到智能制造賦能的轉(zhuǎn)型之路，展示了制造企業(yè)向數(shù)智化轉(zhuǎn)型要跨越的三大“深水區(qū)”。
一是“體系深水區(qū)”：不止設(shè)備智能，更要體系重構(gòu)。科霸通過構(gòu)建工業(yè)以太網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)與信息安全防護(hù)體系，打通了從研發(fā)、制造、物流到服務(wù)等多環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息鏈，全面消除“流程孤島”。在這一過程中，智能制造不僅是信息與數(shù)字技術(shù)的疊加，更是業(yè)務(wù)流程與機(jī)制的重構(gòu)。更為關(guān)鍵的是，科霸打造的智能制造體系工程系統(tǒng)平臺(tái)，打通了包括ERP、MES、PLM等核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，讓設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、倉儲(chǔ)、交付、售后實(shí)現(xiàn)全過程聯(lián)動(dòng)。從這個(gè)角度看，數(shù)智化視角的“設(shè)備”，不是單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的孤島，而應(yīng)該成為整個(gè)智能體系中的感知與執(zhí)行節(jié)點(diǎn)。這種體系重構(gòu)帶來的不只是生產(chǎn)效率的提升，更是科霸在管理能力、業(yè)務(wù)模式與資源配置能力方面的全方位躍遷。
二是“全鏈深水區(qū)”：不止制造升級(jí)，更要全鏈閉環(huán)。對(duì)于數(shù)智化轉(zhuǎn)型而言，制造企業(yè)需要的并不是某個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)智化水平提升，而是基于價(jià)值鏈體系的“全鏈閉環(huán)”。在這方面，科霸構(gòu)建起了全方面的價(jià)值鏈數(shù)智化閉環(huán)體系。比如，在產(chǎn)品研發(fā)階段，借助三維建模、仿真與虛擬驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與仿真的數(shù)字化，大幅縮短研發(fā)周期，提升設(shè)計(jì)效率與精度；在生產(chǎn)規(guī)劃層面，科霸運(yùn)用智能排程系統(tǒng)，不僅減少了人工干預(yù)，還提升了應(yīng)對(duì)訂單變化的柔性能力；在制造執(zhí)行環(huán)節(jié)，科霸已實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的全程數(shù)字化與透明化，包括極板制造、電池裝配到模組PACK、倉儲(chǔ)物流等，初步構(gòu)建了自動(dòng)化、數(shù)字化與智能化的“三位一體”智能制造格局。另外，隨著“制造即服務(wù)”（MaaS）的制造理念升級(jí)，科霸在產(chǎn)品交付后，通過數(shù)字孿生技術(shù)與智能運(yùn)維平臺(tái)，為客戶提供全生命周期服務(wù)。從賣產(chǎn)品到賣價(jià)值，制造企業(yè)的數(shù)智化轉(zhuǎn)化為客戶買單與復(fù)購，這才是健康可持續(xù)的商業(yè)模式。
三是“生態(tài)深水區(qū)”：不止單廠突破，更要生態(tài)賦能?？瓢曰谧陨淼闹悄苤圃祗w系工程系統(tǒng)平臺(tái)，從“智能工廠建設(shè)者”轉(zhuǎn)型為“智能制造賦能者”——不僅用于自家工廠的持續(xù)優(yōu)化，還對(duì)生態(tài)圈開放，賦能產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴，成為生態(tài)圈里的超級(jí)引擎。比如，根據(jù)不同行業(yè)、不同產(chǎn)品類型，靈活調(diào)整生產(chǎn)工藝、智能排程、質(zhì)量管控、智能運(yùn)維等模塊，實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，逐步構(gòu)建“制造知識(shí)庫+數(shù)據(jù)鏈+技術(shù)鏈+供應(yīng)鏈+金融鏈”的五鏈協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)；再比如，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)平臺(tái)積累產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)，持續(xù)優(yōu)化自身技術(shù)能力，同時(shí)輸出服務(wù)方案，成為更多生態(tài)圈里的中小制造企業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)設(shè)施與賦能平臺(tái)。
打破邊界，重塑增長(zhǎng)，勇敢跨越三大深水區(qū)，這才是傳統(tǒng)制造企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。
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