从制造到智造：宁德时代的数字化转型之路

王家宝 蒋铭霁 盛洁

宁德时代成立于2011年12月，总部位于中国福建省宁德市。2021年，在全球市场，宁德时代的动力电池装机量以32.6%的占有率遥遥领先于 LG化学的20.3%。作为动力电池行业的新生力量，宁德时代成立距今仅有短短的11年，却在动力电池行业赛道上一路飞速发展，从一家初创企业，超越松下电器、LG化学和比亚迪等一众老牌企业，成长为行业全球第一的绝对领跑者。

宁德时代取得如此亮眼的成就，其实施的数字化转型战略功不可没。2021年9月，世界经济论坛（WEF）发布了第7批全球“灯塔工厂”名单，宁德时代宁德工厂成为了全球首个获此认可的电池工厂，这确立了宁德时代在电池智能制造领域的标杆地位。

如果你去参观宁德时代的智能工厂，一定会被它的生产场景所震撼：空无一人的生产车间里，中控系统有条不紊地向所有子设备传送工作指令，一台台搭载视觉传感的机械臂灵活舞动，AGV自动运输车来回穿梭，高科技机器人自动检测电池缺陷，宁德时代的智能工厂已经实现了“生产数据可视化”、“生产过程透明化”和“生产现场无人化”。然而，你看不见的是，在高度自动化、数字化、智能化的生产背后，宁德时代构建了以MES为核心的集成制造系统，以及以客户为中心的集成交付系统，并引入了人工智能、物联网、机器学习和云计算等技术，在三年内就将劳动生产率提高了75%，将能源消耗降低了10%。

从一家初创企业成长为动力电池行业的领跑者，宁德时代的成功与它较早布局数字化战略密切相关。通过数字化转型，宁德时代突破了生产经营的困难和外部市场的压力，实现了从“制造”到“智造”的跨越。

从内部生产的视角看，数字化转型是宁德时代优化生产方式的需要。一方面，由于动力电池的生产属于离散型制造，宁德时代面临着制造工艺复杂、生产流程冗长、标准化程度低、质量检测低效等问题。因此，通过引入物联网、大数据和人工智能等技术，从而实现对工艺的高精度控制、优化生产线、降低产品缺陷率，已经成为宁德时代的迫切需求。另一方面，宁德时代早在2011年就开始引入自动化设备，并尝试打造产线、物流和仓储等方面的自动化流程。但是，动力电池制造对生产过程有着极高的质量一致性要求，宁德时代急需建立一个统一的生产制造管理平台，以协调大量自动化设备之间的交互和兼容。

从外部市场的视角看，需求的暴增是宁德时代开启数字化转型的重要驱动力。2012年，国务院印发了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》，大规模财政支持和牌照补贴政策带动了国内新能源车企的发展，也为动力电池厂商宁德时代带来了发展契机。2012年底，宁德时代成为了华晨宝马大中华地区的唯一供应商，随后国内车厂的合作订单接踵而来。从2013年开始，宇通客车、吉利、长安、东风等车企相继选择宁德时代作为动力电池的供应商。市场需求的暴增是一把双刃剑，它给宁德时代带来了大量的订单和收入，同时也给宁德时代的生产效率和业务管理提出了更高的要求。一方面，原有的产能无法满足巨大的市场需求，宁德时代需要借助数字技术不断升级制造能力，提高生产效率。另一方面，业务规模的扩大也带来了内外部各类资源协作难度的大幅增长，在这样的背景下，推动人、财、物、流程、生产等方面的数字化转型成为了宁德时代的破局之道。

因此，为了优化生产方式，提高生产效率，满足市场需求，宁德时代不断加强与探索数字化建设，建立起了动力电池研发、生产、开发等全流程制造体系，通过数字化转型，完成了“系统升级——万物互联——数据赋能——AI助力”四个阶段的升级跃迁，成为了动力电池智能制造领域的标杆企业。

2014年是宁德时代的“SAP应用元年”，也是开启数字化之路的元年。在此阶段，宁德时代开始对管理信息系统进行升级，陆续导入企业管理软件巨头思爱普（SAP）的企业资源计划（ERP）系统、供应商关系管理（SRM）系统和客户关系管理（CRM）系统，而宁德时代与SAP的合作几乎贯穿了整个数字化转型之路。

在SAP的帮助下，宁德时代打造了以ERP为核心的管理信息系统，打通了运营前后端整体价值链，实现了核心业务层、业务支持层和职能管理层三个层面的系统集成。在核心业务层面，宁德时代实现了对生产计划与生产过程的实时管控，以及对产品销售情况的追踪，并借助CRM系统加强对销售的运作管理和售后服务管理。在业务支持层面，宁德时代对采购和库存管理、仓储和报关管理、进货质量检验管理等方面进行了系统化建设，同时依托SRM系统细化了供应商引入与评估、采购寻源管理和采购合同管理等方面，优化了供应商、采购、库存、仓储等方面的管理流程。在职能管理层面，宁德时代构建了项目预算与费用管理、生产成本核算、组织人事管理等方面的集成系统，为员工提供了信息共享和工作协同的平台。

在這一阶段，宁德时代与全球领先的业务流程管理软件供应商SAP建立合作，通过系统升级，构建了高效的内部协作平台，实现了全流程的信息化、系统化管理，开启了宁德时代的数字化转型之路。

2015年，宁德时代超过三星和SK，动力电池装机量居全球第三，确立了其在动力电池行业的领先地位。彼时，德国提出的工业4.0的概念开始在制造业中兴起，中国也提出了“中国制造2025”制造强国战略。在这样的背景下，宁德时代也设立了其数字化转型的目标，致力于通过物联网技术做到生产全过程的可控，并实现对产品生命周期的全流程追溯，从而提升生产效率、降低制造成本。2015年被认为是宁德时代的“物联网应用元年”，其物联网体系建设主要包括以下三个层面。

在终端控制层面，实现数据采集和传递的准确完整。宁德时代从终端设备、数据采集平台、数据通信标准三个方面，构建了物联网终端数据采集控制体系。首先，宁德时代建立了庞大的物联网终端设备体系，打造了物联网神经末梢，实现对生产信息全面的采集和识别。据宁德时代首席制造官倪军介绍，目前建成的物联网系统支撑了上百万个不同设备，涉及3600多个和质量相关的检测点实时数据。其次，宁德时代开发了统一的物联网数据采集平台，攻克了海量数据环境下的多源异构数据采集问题，实现了物联网数据的统一化、平台化采集。此外，宁德时代还打造了数据总线，建立了生产数据通信标准，解决了生产数据传输问题，大幅提高了通信效率。

在制造现场管理层面，实现全生产要素的集成。建立覆盖全生产要素的制造执行系统（MES系统），是宁德时代搭建物联网体系的重要举措。在MES系统的部署上，宁德时代选择与SAP深入合作，并成为了中国第一个SAP MES on HANA灯塔客户。宁德时代CIO陈凌表示，“在SAP的帮助下，宁德时代形成了以MES为核心的集成制造系统，内容涵盖过程管控、环境监控、能源管理等方面，驱动全价值链的集成与优化”。宁德时代采用SAP MES on HAHA 的生产制造执行平台，做到了对全生产过程的状态管控和数据管理，实现了以制造现场管理为核心的全生产要素集成，助力人、机、料等各要素的数据互通。

在产品生命周期管理层面，实现了产品从研发到售后的一体化生产模式。宁德时代大量的引入产品生命周期管理（PLM）软件，加强对产品制造全流程的一体化管理。具体而言，实现了“三个一体化”：第一，借助于产品生命周期管理软件完成设计物料清单到制造物料清单的转化，实现研发制造一体化；第二，要求单件物品条形码打印精确化，做到对单件原材料的追溯管理，并将数据集成到MES系统，实现供应链制造一体化；第三，保证生产和服务过程中条形码数据信息的一致，实现服务制造一体化。宁德时代通过对产品全生命周期的数据追溯管理，打破了“信息孤岛”，实现了“研发-设计-制造-售后”各个环节的一体化管理，同时也为客户提供了及时的、有预见性的服务。

在这一阶段，宁德时代通过打造物联网终端采集平台、部署MES制造执行系统和引入生命周期管理软件等方式，构建了物联网体系，实现了制造过程中人、设备、物联终端和信息系统的集成与交互，确保了生产过程的安全可控和精益高效。

2017年，宁德时代以12GWH（亿瓦时）的动力电池装机量超越了日本松下，夺得行业全球第一。得益于物联网技术的应用，此时宁德时代已有大量的数据产生。在此背景下，宁德时代成立了专门的大数据管理团队，进行数据资源的挖掘和应用工作，同时与天翼云和英特尔等企业合作，在大数据平台和数据应用等方面开展联合创新。2017年是宁德时代的“大数据应用元年”，很多数据相关的工作已经切入到实际的产线优化中，并在生产过程中发挥了巨大作用。

一方面，宁德时代与天翼云共同搭建了物联网数据分析平台。宁德时代的信息参数平台最初托管在异地，不仅有数据信息安全的隐患，同时还存在数据异地传输困难和访问低效的问题，导致大数据难以实现实时分析。基于此，2017年宁德时代定下了自建电池信息采集与分析平台的目标。2018年，宁德时代成功携手天翼云搭建了物联网数据分析平台，该平台通过数据专线有效的打通了异地与本地的数据中心，并对传输进行了安全加固。在数据分析方面，通过天翼云专线建立了异地数据传输，连接了大数据中心和企业内网，实现了对系统中产品研发设计、生产制造流程以及售后服务的追溯，并进行实时的数据分析。在安全方面，宁德时代与天翼云通过分工协作的方式共同维护数据安全。宁德时代定期对平台系统进行安全检查，天翼云则主要负责基础性的网络安全防护工作，以保障平台的安全运行，确保数据“零泄露”。

另一方面，宁德时代与英特尔合作，提升MES系统的数据计算和存储能力。在销量暴增的情况下，宁德时代又面临着新的挑战，即在短时间内将产能提升50%以满足当下市场需求。而正如宁德时代流程IT架构与解决方案部经理赖腾飞所说，“作为智能制造系统的‘中枢神经’，MES的性能提升无疑是我们提高生产效率、加大产能的关键。”MES系统每日新增记录超过10亿条，而每日计算量更是超过100亿次，海量数据的存储和计算压力对MES基础设施的性能和可靠性提出了严峻的挑战，宁德时代急需引进更为先进的数据存储和处理方案。因此，2018年，宁德时代携手英特尔，在超高产能MES方面进行了联合创新，最终打造了以英特尔至强可扩展处理器为核心，并搭载有英特尔傲腾TM持久内存的可扩展平台。该平台不仅具备可大幅提升计算性能的处理器，更搭载了颠覆传统内存的存储架构，如同给MES装上“动力引擎”，在海量的数据处理需求下，幫助MES的性能在计算和存储两大领域实现突破性的升级，推动宁德时代在数字化转型之路上“打怪升级”。

在这一阶段，宁德时代通过与天翼云和英特尔建立创新合作关系，大幅提升了数据管理、数据计算和数据存储等方面的能力，并充分挖掘数据的价值，为生产和决策提供了参考和指导。

工信部于“2019世界智能制造大会”上发布了全国第一批8家“智能制造标杆企业”，宁德时代作为唯一一家动力电池企业名列其中。工信部经过评选认为，宁德时代通过算法模型的研发应用，为生产制造各环节的智能化决策提供支撑。2019年是宁德时代的“AI应用元年”，宁德时代将AI应用于企业生产运营中，也意味着其在智能制造的道路上更进一步。宁德时代通过与英特尔、第四范式等企业的合作，尝试在生产线上推广机器学习、图像识别、智能物流、视频流智能监控等技术，将数字化转型的重点放在了如何基于导入的制造大数据，从而实现智能生产和质量智能管控。

在质量管控方面，宁德时代与英特尔深入合作，成功构建了一套横跨“云-边-端”，融合计算机视觉（CV）、深度学习（DL）、机器学习（ML）的AI电池缺陷检测方案，大幅提升质量控制水平。传统的缺陷检测方案通常依赖人工，不仅效率低，还会耗费大量人力成本。同时，人工检测的方式难以对产品缺陷的成因进行有效分析，因而无法对企业生产线改进提出建议。鉴于此，宁德时代在英特尔的帮助下，结合动力电池缺陷检测的实际场景，打造了基于AI检测的“云-边-端”协同方案，即在云上做集中管控和模型训练，边缘做模型推理，端上做数据采集、预处理和实时管控，实现“云-边-端”协同的数据应用闭环。同时，在英特尔的助力下，宁德时代在原有计算机视觉（CV）检测方案的基础上，新添了深度学习（DL）及机器学习（ML）两种技术，提出了“CV+DL+ML”混合模式的检测方案。宁德时代人工智能高级工程师潘伟伟表示，“基于AI技术的缺陷检测方案，是我们用以提升动力电池产能和质量的重要平台”。通过“云-边-端” 协同的AI电池缺陷检测解决方案，宁德时代可灵活应对不同检测场景的需求，大幅提升检测的速度和检出率，并为产线升级提供重要数据参考。

2021年7月，宁德时代与人工智能技术与服务提供商第四范式达成战略合作，建设人工智能平台，以推进人工智能技术在生产制造中的全面应用。宁德时代认识到智能化转型的必要性，前瞻性的提出了以人工智能平台为核心的人工智能发展战略。依托第四范式Sage AIOS数据治理、模型学习等AI技术，以及全流程的AI应用与管理能力，宁德时代打造了快速落地的人工智能平台，将AI技术融入到电池生产线中，实现了对生产制造各个环节的智能化管理。同时，宁德时代保障了AI平台与现有的MES系统、产品生命周期管理系统等生产系统的对接，实现了数据的实时获取与分析决策。宁德时代通过人工智能平台的建立，开启了AI在生产制造中的全面落地之路，进一步推动了从“制造”向“智造”的转型。

在这一阶段，通過与英特尔和第四范式等企业的合作，宁德时代推动了人工智能技术在动力电池生产制造领域的应用，并加速智能制造体系的建设与完善。

2022年4月，中国科学院《互联网周刊》发布了“2021智能制造50强”排行榜，宁德时代作为电池制造行业的领军企业在榜中排名第十。经过“系统升级—万物互联—数据赋能—AI助力”四阶段数字化转型，宁德时代已建立一套智能制造体系，实现了从“制造”到“智造”的升级跃迁，并稳步成长为全球动力电池行业的领跑者。但是，倪军认为，为打造世界领先的智能制造企业，宁德时代还需要投入更多的数字技术与智能装备。在数字化转型和智能制造上，宁德时代还有很长的路要走。

值得注意的是，2021年10月25日，宁德时代以32亿元人民币的注册资本，全资控股成立了宁德时代润智软件科技有限公司，这是宁德时代加速数字化转型的新举措。实际上，很多制造业头部企业投资布局工业软件和数字技术，如美的、三一重工、TCL等。而在此之前，宁德时代便开始围绕数字化转型战略投资布局数字技术。如2020年7月，宁德时代控股51%成立安脉时代智能制造（宁德）有限公司，致力于工业大数据和人工智能的应用；2021年2月，宁德时代的子公司宁波梅山保税港区问鼎投资有限公司出资5.48亿，投资布局智能制造、智能驾驶等领域；2021年7月，宁德时代出资3亿元，拟主要投资智能终端、智能驾驶、AI技术等科技产业领域。

宁德时代的这些举措，一方面是为了满足自身数字化转型的需求，助力智能制造体系的建设；另一方面，则是借助自身的示范效应，服务于生态系统内的其他企业，赋能整个行业的发展。

作为动力电池行业的领跑者，宁德时代通过数字化转型，实现了智能制造的实践与创新。而如今，宁德时代正在尝试从数字化应用商向数字化赋能者转变。那么，宁德时代是否能够通过身份的转变，推广数字技术在行业内的应用，从而带动整个行业的转型升级？让我们拭目以待。