動力鋰離子電池制造數(shù)字化，本質(zhì)上是利用互聯(lián)網(wǎng)，將制造過程的信息數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成一串代碼，進(jìn)行數(shù)字化管理。然后通過驗證、仿真、調(diào)試、系統(tǒng)搭建，把真實生產(chǎn)虛擬化，再映射到現(xiàn)實，完成數(shù)字化全流程生產(chǎn)。

通俗一點(diǎn)理解，就是把現(xiàn)實世界搬到網(wǎng)絡(luò)中虛擬運(yùn)行，然后按照仿真結(jié)果來指導(dǎo)生產(chǎn)。

像蓋房子相同，提前輸入全部參數(shù)并建立模型，計算最佳方法并建設(shè)。同時，軟件能實時反饋調(diào)整，讓所有數(shù)據(jù)按最初模型幾乎一分不差運(yùn)行。

從執(zhí)行層面上看，動力鋰離子電池制造數(shù)字化重要分三個部分，包括生產(chǎn)規(guī)劃、設(shè)備運(yùn)行和具體性能。

生產(chǎn)規(guī)劃上，重要用PlantSimulation等軟件，在虛擬平臺上進(jìn)行真實生產(chǎn)映射。然后根據(jù)映射，去設(shè)計驗證，進(jìn)而實際生產(chǎn)滿足產(chǎn)量規(guī)劃。例如視頻1所示，疊片設(shè)備節(jié)拍仿真，能真實映射實際過程。

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設(shè)備運(yùn)行方面，用MCD等提前模擬核心物理動作，包括相關(guān)設(shè)計和電氣聯(lián)動，能全部模擬出來。還可以遠(yuǎn)程虛擬調(diào)試，讓軟件和硬件交融，完整顯示真實機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。

具體性能驗證，西門子用的是UG-NX仿真。利用有限元原理，通過一系列真實參數(shù)設(shè)定和網(wǎng)格劃分，測算產(chǎn)品性能和最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法等。

整體而言，動力鋰離子電池制造數(shù)字化是將產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)和生命周期管理、廠運(yùn)營規(guī)劃結(jié)合起來。通過數(shù)學(xué)建模，進(jìn)行模擬，實現(xiàn)數(shù)字和現(xiàn)實交融。

動力鋰離子電池制造數(shù)字化牽涉的實際應(yīng)用難點(diǎn)很多，重要分三個方面。

第一是數(shù)據(jù)采集難度大。將產(chǎn)品信息通過傳感器采集，然后轉(zhuǎn)變成有價值的數(shù)據(jù)。這中間牽扯到數(shù)據(jù)的精度，真實性，有效性。一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯，結(jié)果自然不準(zhǔn)，不但起不到指導(dǎo)現(xiàn)實，還會誤導(dǎo)。

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第二是硬件兼容。不同元器件，不同設(shè)備的數(shù)據(jù)錄入和信息交換方式不同。公司采購各家供應(yīng)商的硬件不兼容，會造成數(shù)據(jù)交換不穩(wěn)定和易出現(xiàn)錯誤，進(jìn)而導(dǎo)致仿真時結(jié)果不準(zhǔn)。

第三是數(shù)據(jù)有效利用。即便數(shù)據(jù)真實，但不同的仿真模型和參數(shù)輸入，得出結(jié)果也千差萬別，無法落實到實際生產(chǎn)。

在動力鋰離子電池制造數(shù)字化投入上，重要分三個方面。

首先要采購一整套系統(tǒng)軟件，完成和公司自身用的PLM、MES、ERP系統(tǒng)對接。光全部軟件費(fèi)用，可能至少要一二百萬起步。

其次是培訓(xùn)成本支出。動力鋰離子電池工業(yè)數(shù)字化軟件培訓(xùn)，要管理層、工程師、采購員、普通工人等全部參加。不但使用軟件要轉(zhuǎn)換，還有從業(yè)思維模式也要變更。

最后是體系架構(gòu)變革成本。動力鋰離子電池工業(yè)數(shù)字化，管理體系要跟西方的數(shù)字化廠模式接軌。例如產(chǎn)品質(zhì)量管理體系，要跟歐洲的標(biāo)準(zhǔn)看齊。

不過在效益產(chǎn)出方面，也會非常大。第一節(jié)省成本，由于自動化程度普及和軟件仿真應(yīng)用，動力鋰離子電池數(shù)字化生產(chǎn)，幾乎不要人工就行。

第二提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率。數(shù)字化廠能充分利用設(shè)備等資源，提前防范和控制錯誤風(fēng)險，以最小產(chǎn)出獲得最大生產(chǎn)效率。

第三，產(chǎn)品良率和一致性等品質(zhì)提升。通過精細(xì)化數(shù)據(jù)管理，產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中受損縮減。設(shè)備等投入只需一次性，產(chǎn)品的性價比得到大幅提升。

有業(yè)內(nèi)人士反饋，動力鋰離子電池制造數(shù)字化是大勢所趨。要想建好，最好是一開始就按數(shù)字化建設(shè)，自動化程度高，這樣方便數(shù)據(jù)收集和交換反饋。同時電池工藝要穩(wěn)定，不要經(jīng)常變動。

不過在投入產(chǎn)出比、技術(shù)、管理等方面還需慎重考慮，不要盲目推進(jìn)，原因重要是數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換不精確和管理流程跟不上。

利元亨研究院院長杜義賢博士曾向高工鋰電表示，動力鋰離子電池制造數(shù)字化可實現(xiàn)移動端與設(shè)備實體運(yùn)作同步。管理者能隨時隨地了解設(shè)備實時運(yùn)行和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，同時能預(yù)測未來的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和可能出現(xiàn)的產(chǎn)線故障，提前制定計劃和對策。

有關(guān)動力鋰離子電池制造數(shù)字化，利元亨理解是以MES為核心，對廠內(nèi)的制造資源、計劃、流程等進(jìn)行管控；廠與產(chǎn)品設(shè)計層有緊密關(guān)聯(lián)，是設(shè)計意圖的物化環(huán)節(jié)；通過系統(tǒng)集成，數(shù)字化廠還與公司層和設(shè)備控制層實時交換數(shù)據(jù)，形成制造決策、執(zhí)行和控制等信息流的閉環(huán)。

逸飛激光技術(shù)總監(jiān)冉昌林認(rèn)為，動力鋰離子電池制造數(shù)字化在消除浪費(fèi)、降低成本、改善交期、提高品質(zhì)等方面將實現(xiàn)重大提升，使產(chǎn)品制造做到盡善盡美。

總之，動力鋰離子電池工業(yè)數(shù)字化推進(jìn)，要看投入產(chǎn)出比，要根據(jù)實際情況而定。從當(dāng)前動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)入冬，“降本增效”壓力劇增背景看，眼下最重要可能還是動力鋰離子電池生產(chǎn)工藝和材料體系的革新。