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寧德時代的極限制造

高工機器人 ? 來源:高工機器人 ? 2023-03-22 10:13 ? 次閱讀

3月10日,寧德時代披露2022年年度報告,報告顯示,2022年全年,寧德時代實現營收3285.94億元,同比增長152.07%;實現歸母凈利潤307.29億元,同比增長92.89%;實現扣非歸母凈利潤282.13億元,同比增長109.88%。

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*寧德時代年報截圖 寧德時代表示,受益于以動力電池、儲能、電池材料及回收等為代表新能源行業的迅速發展,以及基于創新基因、深刻行業洞察、深化經營管理,公司在供應鏈管理、成本控制、技術迭代、客戶合作等方面有較強的競爭優勢,在此基礎上公司進一步追求高質量的穩步發展。

談及核心競爭力,寧德時代在年報中表示主要有四大方面:

1)研發創新持續領先:公司不斷推進材料及材料體系創新、系統結構創新、綠色極限制造創新,整體研發及技術創新能力在行業內處于領先地位。

2)引領綠色極限制造:公司致力于打造領先的極限制造體系,從產品質量、生產效率、安全保障等方面入手著力提升制造能力,利用先進分析、數字孿生仿真等技術,創新性推進工藝、設計智能化,大幅提升生產效率和產品質量。

3)打造韌性供應鏈:公司積極打造高效敏捷、技術創新、持續降本和綠色低碳的韌性供應鏈。

4)深度全面客戶覆蓋:動力電池方面,公司擁有最廣泛的客戶群體覆蓋,助力客戶打造全球領先的競爭力。儲能電池方面,公司加大各環節客戶覆蓋。中型電池方面,公司與ATL成立合資公司,推進細分市場發展。

但在新能源汽車持續擴張的背景下,寧德時代領跑新能源行業的重要誘因除了電池技術的領先外,或還有其長期以來追求的極限制造,以及基于極限制造藍圖構建起來的智能制造投資布局。


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“極限制造”制造極限

2020年,寧德時代提出“極限制造”概念,面對“極高的質量要求,極復雜的工藝流程,極快的生產速度”三大挑戰,寧德時代運用ABCDEFG七大智能制造使能技術(A-人工智能、B-大數據、C-云計算、D-數字孿生、E-邊緣計算、F-射頻技術、G-5G),建立了極限制造體系架構,打造以智能制造平臺為核心,多平臺多系統深度交互的工業化和信息化融合生態平臺,支撐極限制造目標的實現。

據悉,動力電池的極限制造要求缺陷率從ppm(百萬分之一)級別向ppb(十億分之一)級別提升,安全性能把控從6西格瑪進一步向9西格瑪靠攏。實際上,極限制造對應著的是產品品質、生產效率的全方位、高緯度提升。

寧德時代首席制造官倪軍也曾在一場直播活動中講到:“寧德時代已經推出了極限制造理念,整個把制造流程,從原材料到各個關鍵工藝過程,包括關鍵設備,我們都去完整的梳理,發現任何地方可能帶來波動,帶來產品不一致的,我們都完全的把它管控起來。”

實際上,寧德時代工廠如何實現極限制造?工信部裝備工業一司發布《智能工廠案例集》曾對寧德時代的智能工廠進行分析,揭開了寧德時代極限制造的一角。

1.自研裝備,協同合作,建設更適合行業特點的自動化基礎

針對制程工藝的復雜性、自主研發高速分散攪拌系統、高速雙層多面多層擠壓式涂布機、極片輥壓設備、高速模切機、極耳焊接機等關鍵技術裝備,提高了產品性能的一致性、保證生產效率的穩定性和數據的多樣性。設備研發過程中與供應商通力合作,為供應商提供技術支持,保持信息互通,實現互惠互利達成雙贏,打破國外壟斷。

2.夯實數據基礎,讓智能“有據可依”

針對智能生產縱向集成需求,研究工藝、設備、質量等元數據模型,研發多協議解析引擎、數據預處理和轉換引擎技術,開發了多源異構數據采集平臺,實現多主題數據融合;建立了電池制造生產線數據通信標準規范:打造了基于邊緣智能和大數據云架構技術,實現數據分層匯聚與治理;建立了精準、高效的動力電池制造數據平臺。

3.數字孿生技術助力智能研發

在智能研發設計能力方面,寧德時代秉持先進的研發理念,構建了開發迭代體系,應用數字孿生技術,建立大量的產品仿真設計模型和工具鏈,打造了智能化研發設計環境。同時,對樣品線的生產過程做到全系統管理,實現從需求到驗證的全程打通,并通過產品生命周期管理(PLM)系統對研發數據進行全生命周期管理。

4. AI技術讓智能制造真正智能

機器視覺在生產過程中的姿態控制、信息追溯、質量檢測等環節的大規模運用為基礎,將傳統的數字圖像處理和人工智能檢測技術相融合,在產品在線缺陷檢測領域發揮了重要作用。可實現直接在設備端完成圖像采集和圖像外理,并通過訓練后的人工智能模型完成缺陷盤點,及時發現缺陷產品,極大地提高了全過程產品質量控制水平和良品率。

具體來看,在寧德時代總部基地,寧德時代利用人工智能、先進分析和邊緣/云計算等技術,在3年內實現了在生產每組電池耗時1.7秒的速度下僅有十億分之一的缺陷率,同時將勞動生產率提高了75%,將每年的能源消耗降低了10%; 四川時代宜賓工廠,寧德時代在總部燈塔數字計劃基礎上,進一步深入應用人工智能、物聯網和柔性自動化技術,生產線速度提高17%,產量損失減少14%以及實現了零碳排放。

2023年1月,世界經濟論壇(WEF)公布最新一批“燈塔工廠”名單,截至本次名單公布,全球共有132家燈塔工廠,其中寧德時代總部基地和四川時代宜賓工廠是鋰電行業僅有的兩座燈塔工廠。

寧德時代2022年年報指出,在極限制造方面,寧德時代通過新一代拉線及高效運營管理大幅提升生產效率、提高產品質量。寧德時代在投資者平臺表示,超級拉線是寧德時代極限制造的成果之一,引入大量的智能設備,競爭力體現為生產效率更高、產品質量更優、生產成本更低,同時超級拉線為寧德時代自主研發,公司有專利和Knowhow在里面,并能夠持續升級,競爭對手難以復制。

鋰電行業僅有的兩座燈塔工廠、超級拉線的應用或證明著一個事實:寧德時代的極限制造正在制造極限。

寧德時代的投資“王國”??

為了進一步達成極限制造,寧德時代的重要一步,或是通過投資、成立合資子公司等多種方式完善產業鏈上下游生態布局。

具體來看,寧德時代在鋰電行業上下游均有較多的投資。在鋰電材料領域,寧德時代投資了湖南裕能、NeoLithium、Pilbara Minerals、升華新材、AVZ Minerals Limited、天華超凈、志存鋰業、天華時代等企業,覆蓋鋰礦、正極材料、負極材料等。

在鋰電設備領域,寧德時代投資了利元亨(通過晨道資本間接參股)、星云電子(旗下基金認購定增)、先導智能、孟騰智能裝備、恒翼能、雙元科技(通過晨道資本間接參股)、智佳能(通過晨道資本間接參股)、捷盟智能(通過晨道資本簡介參股)等企業,覆蓋視覺檢測、疊片機、智慧物流、鋰電池整線解決方案等領域。

從寧德時代自身出發,其身處的動力電池行業有三大核心競爭力:一、產品材料研發;二、生產工藝積累;三、產業鏈整合能力。 寧德時代所投資的鋰電材料企業,覆蓋鋰礦、正極材料、負極材料等,可以保證核心材料的可控,有助于寧德時代更好研發產品,同時可以進一步保障產能擴張下的材料供給。

據悉,鋰電池設備是改良電池性能和提升電池廠經營效益的重要一環,是動力電池生產核心工藝,在全球電動化趨勢下,具有全球領先技術競爭力和持續研發創新能力的鋰電設備廠商將成為新能源汽車產業鏈戰略性資源。

而寧德時代所投的鋰電設備企業,在智能制造領域均具備較強的研發和技術實力,有助于保障寧德時代核心生產設備的穩定供應,進而提升寧德時代的核心競爭力和技術創新能力,進一步推動寧德時代的極限制造。

除了鋰電材料和鋰電設備所處的鋰電行業外,寧德時代的投資版圖還拓展到新能源汽車、換電、自動駕駛、出行、半導體等領域。如在新能源汽車領域,寧德時代通過直接、間接等方式投資了阿維塔、哪吒汽車、奇瑞控股、拿森汽車、極氪等企業;在芯片領域,寧德時代投資了芯邁半導體、芯安智控、杰華特等企業……

從另一個角度來看,寧德時代多且復雜的投資版圖,是否有助于寧德時代從可能應用到鋰電池的行業獲取到更多的行業反饋,從而推動極限制造?

審核編輯 :李倩

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原文標題:寧德時代的極限制造

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