江西省数字领航企业数字化转型实践案例⑫

案例12 宜春国轩电池有限公司

锂电产品数字化生产全生命周期管理领航实践打造锂电行业智能制造工厂

一、企业简介

宜春国轩电池有限公司系国轩高科股份有限公司控股公司，2021年3月24日与宜春市签订落地协议，落户宜春经开区。主要从事锂离子电池制造、PACK、储能系统开发与销售。公司共投资100亿元，总占地面积1100亩，建设30GWh动力电池项目，可实现年产值100亿元，创造3000多个就业岗位。一期10GWH动力电池项目于2022年5月30日正式投产，二期10GWH动力电池项目于2025年8月1日正式投产，三期10GWH动力电池项目预计2026年二季度投产。

公司于2022年5月开始投入研发，每年按总营收的3%以上进行研发费用预算，累计投入3.7亿元。拥有智能化自动生产线8条，引进国内外先进制造装备及检测检验设备共计1936台。拥有一支经验丰富、技术创新的专业研发团队，以高度的专注和执着为客户提供锂电池的尖端科技产品及解决方案。现有研发人员150余名，其中博士4名，硕士30余名，建立了一支多学科交叉、专业互补的高层次研究队伍。与哈尔滨工业大学、中国科学院过程所、南昌大学等建立项目合作，共申请专利40余项，授权专利20余项，承担科研项目省级3项，市级1项，区级3项。

公司已获批国家高新技术企业、锂离子电池规范条件企业，江西省专精特新中小企业、小灯塔企业、智能制造标杆企业，宜春市制造业链主企业、宜春市优秀企业等荣誉，创建了江西省动力与储能电池工业设计中心，宜春市技术创新中心、企业技术中心、海智计划工作站，通过了国家质量管理体系、环境管理体系、能源管理体系、职业健康安全管理体系、知识产权管理体系等认证，数字化水平达江西省制造业L8级，是江西省第一家通过工业互联网平台三星级评估的企业。

二、案例概述

2024年以来公司坚持数字化转型“一把手工程”，高位推动企业数字化转型、智能化升级，完成“信息化、数字化、智能化”的三级跳。

在算力基础建设上，公司平台整体上基于分布式技术思想进行设计，采用分层结构，通过各层次引入分布式技术，实现系统的高处理性能以及良好的水平扩展能力。主要由边缘层、工业IaaS层、工业PaaS层、工业SaaS层以及贯穿平台整个端边云的工业安全保障体系所组成，覆盖产品研发、生产、仓储、流通、服务等各环节，实现资源整合、业务协同、生产优化、客户服务、智能决策、创新变革等多方面的提升，为企业管理实现数字化、智能化提供支撑。其中边缘计算层采用的是工业级GPU边缘盒子、带AI加速的PLC等us级响应速度，主要用于涂布机缺陷实时检测、激光焊接质量闭环控制等关键环节。云端算力服务采用的是阿里云 g7ne，是基于最新一代Intel Sapphire Rapids 处理器架构，用于高精度仿真、材料计算和产线数字孪生等场景。边缘计算设备数据采集，主要包含化成预冲设备、化成设备、分容设备、DCIR 设备等多种工序上设备的数据采集。

研发上，通过实验室信息管理系统模型、电池数字孪生模型、三维结构工艺仿真模型等，显著提升了研发效能，同时，版本控制模块避免重复实验，降低研发成本 20%以上，推动了技术成果快速转化量产。

生产制造上，采用 CCD 在线视觉监测系统模型、bar-R、X-MR、Xbar-S、能力直方图等一系列分析模型，这些模型可以根据产线和日期、工序、检验点等多个条件进行精确定位，通过分析均值、标准差图形走势，过程能力CPK、Std.Dev、Sigma、PPK、预估不良率（PPM）等指标，深入了解各个工艺参数之间的相互影响关系，找出对产品质量和生产效率具有重要影响的关键参数，采取相应的措施来调整工艺流程，优化参数设定，减少不良品率，提高生产效率，并降低成本。

经营管理上，采用动力电池追溯系统、电池溯源管理平台等模型、AGV 小车操作系统模型等，对制造过程环节进行实时监控和数据采集，对产品质量实时溯源监控，加强仓储管理自动调度和分配物料管理。实现了产品追溯符合率≥95%；库存资金占用下降≥16%，物流成本降低≥20%。

供应链管理上，采用供应链信息协同模型，该模型针对目前大数据、算法和智能预测等关键技术的发展，借助数字化的关键技术，通过流程、规则、算法、绩效改善等方式，整合供应链需求，进行供需分配，提高供应链的响应效率，优化资源的配置。

三、解决的痛点及需求

公司的生产计划往往涉及多个生产环节和多个工序，为了提高生产效率和降低成本，需要合理地安排各个环节和工序的排产与调度，以实现生产效率的最大化和成本的最优化。往往各生产环节的数据独立存在，缺乏统一的平台进行数据汇总和共享，导致信息流通不畅，难以全面了解生产状况，缺乏有效的调度系统，无法实现生产任务的优化分配和合理安排，导致生产过程中的等待时间和切换成本增加，有以下痛点及需求：

（一）生产计划与调度优化需求

痛点‌：生产计划涉及多环节和工序，缺乏统一平台导致数据分散、信息流通不畅，难以全面掌握生产状况。缺乏有效调度系统，生产任务分配不合理，造成等待时间和切换成本增加。

需求‌：通过传感器、工业总线和工业以太网等技术，实现车间设备互联互通和数据自动采集，构建软硬一体化数据设施，支撑数据全生命周期管理，优化排产与调度，提升生产效率并降低成本。

（二）投料质量管控需求

痛点‌：原材料来料检验结果在投料时未系统校验，存在投料不满足质量要求的风险，可能导致质量问题和成本浪费。

需求‌：利用MES与设备交互，自动校验物料批次检验信息，反馈结果至设备侧拦截不合格批次，确保投料符合质量管控标准。

（三）在制品流转与质量风险控制需求

痛点‌：生产计划执行滞后导致在制品（如浆料、极卷）流转超时；前道工序不合格品可能流转至下道工序，人工判定方式存在质量风险，引发报废或降档浪费。

需求‌：通过系统与设备交互，在上料扫码时自动校验物料时效性、先进先出规则及在制品合格状态，拦截不合规投入物料，减少操作失误带来的质量风险。

（四）生产数据统计准确性需求

痛点‌：合浆、涂布、辊压等工序产量依赖人工统计，人为干预多，原材料损耗与领料数量不符，生产报表与产成品数据不一致，影响决策准确性。

需求‌：实现设备自动统计在制品信息，包括投入数量、合格/不合格产出，并上传至MES，减少人为干预，提升数据准确性，优化工艺控制，推动生产流程智能化互联。

四、案例实施内容

宜春国轩电池实现以“数据驱动”为核心的智能柔性制造模式，通过工业互联网平台打通公司内部设备、产线、生产、运营的数据通路链，实现MES（生产信息化管理系统）、PLM（产品生命周期管理系统）、TPM（设备管理系统）、WMS（仓储物流管理系统）、ERP（企业资源计划管理系统）、SRM（供应商关系管理系统）、PRS（国轩追溯系统）、TWX（数字化业务平台）、MDM（研发协同平台）、电芯发货扫码系统（出货系统）、电芯分档挑选系统、AGV小车操作系统等数据传递联动，搭建柔性制造智能排产与生产及物流优化智能调度管理系统，实现车间设备、生产、人员、质量、物料、环境等方面全流程可视化、信息化、智能化管理。

工厂实时监控生产过程数据进行预报警，扼杀质量风险。通过边缘网关采集上来的数据再根据故障机理模型进行有效的预警和报警，使生产能够及时发现问题并处理，进一步提高产品质量，将质量风险扼杀在生产的摇篮里。

实现锂电行业生产过程无纸化、数字化、智能化。可以实时反馈生产情况和质量状况，实现生产状态、进度的可视化，将原来显现的纸质记录全部利用系统进行数字化呈现，并通过大数据平台进行数字化展示，实现智能化生产，以数据支撑生产、经营决策，优化资源配置。

打造动力电池实施监控主动服务的新生态，连接研发、供应链、营销、运营、服务、后市场六大价值领域，形成智慧生态链。通过信息化、智能化信息手段，推进数字化管理，实现全信息共享、互动与业务协同，以产业结构优化升级和实现创新驱动发展为重点，实现新能源生态链的优势互补、良性互动、共赢发展。

公司工业互联网平台围绕“人机料法环”等方面，快速构建人员技能、设备、生产资源、工业环境等一系列高度解耦、可复用的工业微服务及微组件等，并根据相应的使用情况，对其进行持续的管理和迭代优化。

公司生产工艺标准从PLM系统同步模型，工艺标准在设计完成后，由PLM下发生产现场，现场不能对工艺标准进行修改，控制计划与现场执行保持一致，任何标准的修改都在PLM系统中完成，并同步到MES系统执行。

PLM针对被变更数据的状态，定义不同级别的变更执行类型，实施差异化的变更管理流程，体现业务规则的严谨与流程的灵活性；模组电芯批次监控报警模型，根据设定的最大批次数规则，对同一模组内电芯批次进行统计，超过阈值时报警并拦截；电芯不合格品拦截管控模型，电芯生产过程在当前工序进站处检测上一工序产出质量是否合格，不合格进站剔除。

模组装包重码监控报警模型，模组入箱工序对投入电芯编码校验，当投入的模组码为已绑定电池包的模组码时，系统报警并拦截；温湿度监控模型，用于产线现场生产环境实时监控，通过实时采集温湿度数据进行看板展现，并进行实时手机、邮件告警；设备备件切刀寿命监控模型，生产过程中切刀寿命即切刀米数或次数有一定标准值，当即将超出标准便邮件告警，提醒及时更换维保。

设备故障维修监控模型，用于车间设备维修实时监控，通过采集设备各类型故障后进行看板并语音播报通知设备人员及时维修；设备采集不良率监控模型，在生产过程中对组装段所有设备进行实时监控，若设备产出不良率超标，即告警相关人员立即查看是否产品问题或设备故障。

设备数据上传异常监控模型，用于设备数据上传系统接口异常监控，通过上传系统接口返回错误信息并进行实时报警反馈现场人员处理。

五、应用成效和亮点

（一）经济效益分析

在工业4.0的大热潮背景下，公司紧抓国家发展数字经济与新型工业化的双重风口，高标准制定宜春国轩电池智能制造战略，建设智能工厂，将目标计划渗透到研、产、供、销、财全价值链中，经过两年多的数字化改造，实现两连跳，即从传统业务模式向信息化业务模式再向数字化业务模式跳跃，接下来逐步向全智能化业务模式方向改变，且在这期间获得多方面实际的成效，以下从智能化生产和管理，企业高效协作沟通，精益化生产等方面介绍数字化转型在效率、质量、成本、能耗等方面取得的实际成效。

智能化生产和管理，推动企业内部数字化、网络化、智能化发展，生产设备的自动化控制、数据采集与分析，当前企业关键装备数控化率100%，生产数据数字化管控率95%以上，在线实时监控产线运行状况、高性能生产追溯（整线全链路全要素关联追溯3.2秒内完成），实现生产过程的智能化监控和管理，提高产品质量25%，产品质量达A品率提高10%，单位产品综合能耗降低36%，订单准时交付率提升8.9%，提高生产效率和产品质量，采用WMS智能仓储物流系统，优化库存管理，库存周转率提升4.2%库存资金占用下降10%。

企业高效协作沟通，公司对OA办公系统、MDM研发协同平台及KLG知识分享平台进行系统升级，明显改进企业内部的协作和沟通方式，促进流程协同、信息共享及知识传递，避免企业内部信息壁垒，沉淀企业内部知识使其高效增值，提高各部门间的协作沟通效率、准确性及全面性，每年可节约42万通讯费用，沟通成本降低40%。

精益化生产，通过数字化转型，将MES与TPM、PLM、ERP、WMS等核心系统联动，数字化协同生产管理，实现生产过程的精益化管理，带动生产部门产线原材料损耗率下降6%，设备综合利用率提升17.5%，意外停机时间减少10%，生产效率提升15%，运营成本降低25%，经济收益216.8万元/年，优化资源利用，降低生产成本，提高生产效率。

（二）项目价值及示范推广意义

宜春国轩电池的数字化转型不仅提升了内部运营，更在行业层面产生了深远影响。产品研发设计方面，5G、人工智能与数字孪生技术的应用，使产品设计合理度≥90%，研发周期和成本减少≥20%，推动了电池技术快速迭代，增强了市场适应性。生产制造中，MES与核心系统联动实现了全链路追溯，提升了质量管控水平，为行业提供了智能化生产标杆。管理运营上，数据驱动的追溯系统和自动调度机制，提高了合规性和资源利用效率，示范了零库存与精益管理的最佳实践。运维服务方面，系统兼容性提升和数据安全强化，解决了工业互联网常见的数据孤岛问题，为其他企业提供了可复制的集成方案。资源协同中，电池溯源平台与智联大数据平台实现了产业链数据互通，通过健康度预测模型，提升了电池安全性和寿命管理，为新能源汽车行业提供了售后支持新范式。产业链带动方面，工业互联网平台连接上下游企业，优化了排产、制造和库存管理，提高了协同效率25%—40%，增强了产业链黏性和竞争力，展现了数字化转型在推动产业生态共赢中的核心价值，具有广泛的示范推广意义。