实探宁德时代“灯塔工厂”：AI赋能“极限制造”

“目前，我们的产线都处于满负荷状态，相比去年订单量有所增加。”电芯制造装配车间负责人郭杰(化名)告诉中国证券报记者。郭杰所在的溧阳江苏时代工厂正是宁德时代去年新晋的“灯塔工厂”。目前，全球锂电行业仅有的3座“灯塔工厂”均来自宁德时代。

“‘灯塔工厂’重在突破与创新，应用先进技术，提升产品质量和生产效率，并降低能耗、成本。”江苏时代副总经理陈凌在接受中国证券报记者采访时表示，江苏时代通过智能化转型，实现产能提升320%、制造成本降低33%、碳排放减少47.4%、质量缺陷减少99%。鲜活的数字映射出宁德时代追求“极限制造”的成果。

智能制造引领

“灯塔工厂”被誉为世界上最先进的工厂，代表当今全球制造业领域智能制造和数字化的最高水平。

江苏时代为何可以入选?“在创新方面有引领作用，能够照亮某个领域。”陈凌告诉记者，江苏时代是宁德时代第三座“灯塔工厂”，能够入选主要得益于在智能化和数字化领域应用的突破。

走进江苏时代电芯制造装配车间，一排排整齐罗列的卷绕柜机映入眼帘。电芯制造装配环节涉及十多道工序，自动化程度极高。记者注意到，偌大的车间里，隆隆的机器作业声不绝于耳，鲜有工人穿着防尘服过来调整设备参数。

郭杰将卷绕概括为电芯成型工序。为保证清洁度和干燥度，电芯卷绕需要在柜机里完成。郭杰告诉记者：“正极片、负极片和隔膜片在卷绕时必须精确对齐。”卷绕机高速旋转将这些材料紧密卷绕成圆筒形的电芯。小小的电芯，需要用到十多米长的极片。整个过程需要极高的精度，任何偏差都可能影响电芯的性能。

卷绕工序完成后，成型的电芯会自动通过传输带运送到下一道工序——“AI检测”。

江苏时代工业工程高级经理葛启富介绍，“常见的缺陷包括极片翻折、撕裂和混入异物等。为精准检测这些缺陷，在检测环节配备了八个摄像头，深度融合高精度的CCD相机技术和AR人工智能检测技术，通过算法对摄像头捕捉到的图像进行实时分析，快速识别并标记出有缺陷的部分。”确保每一块电池都符合严格的安全标准。记者了解到，江苏时代每一条生产线都应用了近十种人工智能检测技术。

动力电池直接关系到新能源汽车的稳定运行和用户安全。陈凌表示，“我们可以做到单体电芯失效率降至十亿分之一，意味着10亿个电芯才可能有一个出现安全方面的问题。”

追求“极限制造”

为什么将单体电芯的失效率标准定为十亿分之一?陈凌告诉记者，一辆电动汽车上有几百个电芯，而储能电站有成千上万个电芯，如果沿用原来汽车行业百万分之一的失效率，会存在一定的安全隐患。电芯失效率标准降至十亿分之一，意味着达到核电级安全标准。

电池制造的八大难点包括极精密、极快速、极高一致性、极低缺陷率、极高柔性、极高安全、极低成本、极高洁净度。

在江苏时代的展厅，“极限制造”的标语被放在显眼位置。记者调研了解到，江苏时代平均一秒钟生产一个电芯，2.5分钟生产一个电池包。“宁德时代追求‘极限制造’，不断实现制造速度的极限、缺陷检测率的极限、产品质量的极限等。”陈凌表示，江苏时代通过智能化转型，产能提升了320%，制造成本降低了33%，碳排放减少了47.4%，质量缺陷减少了99%，缺陷率从“百万分之一”升级为“十亿分之一”。

同时，全面实行数字化管理，通过物联网、人工智能、云计算等创新技术，实时监控生产数据，实现供应链的透明化和可追溯性。

江苏时代产量约占宁德时代总产量的1/5，是宁德时代在长三角地区重要的生产基地。其立足长三角、辐射华东地区，理想、蔚来等新能源汽车品牌的电池就来源于此。

市占率持续提升

作为全球锂电龙头，宁德时代已拥有包括江苏时代在内的3座“灯塔工厂”及9座“零碳工厂”，且相关技术和经验在全球13家工厂推广应用。

陈凌表示，宁德时代以领先的智造能力，在产品交付、质量管控等方面领跑行业。以近期颇受欢迎的神行超充电池为例，从发布到量产交付仅用半年时间，极速交付的背后，依靠的是高效率的生产支撑。

根据SNE Research统计数据，2023年宁德时代全球动力电池使用量市占率为36.8%，较2022年提升0.6个百分点，连续7年排名全球第一;2023年公司全球储能电池出货量市占率为40%，连续3年排名全球第一。

动力电池全球市场份额稳步提升。今年1-4月，宁德时代在全球市场电池装机量共计81.4GWh，位居全球榜首，同比增长30%，市占率达37.7%，同比提升2.4个百分点。据中国汽车动力电池产业创新联盟数据，2024年1-5月，宁德时代国内动力电池市场份额为46.73%，同比提升3.8个百分点。

183 亿元研发费用背后，宁德时代全面推进数智化经营

作者 | 何逸灿

策划 | 罗燕珊

3 月 15 日，宁德时代发布了 2023 年年度报告及 ESG 报告。该公司在报告期内实现营业总收入 4009.17 亿元，同比增长 22.01%，归属于上市公司股东的净利润 441.21 亿元，同比增长 43.58%。

宁德时代在报告中指出，新能源车型产品力提升、智能化水平提高，充换电等基础设施持续完善，储能政策环境持续优化，人工智能发展带来新增算力和电力储能需求，是全球动力电池、储能电池市场持续扩大的主要原因。

乘着这股东风，宁德时代又一次在市场份额上做出了亮眼成绩。2023 年公司全球动力电池使用量市占率为 36.8%，连续 7 年排名全球第一；国内动力电池使用量 171.9GWh，同比增长 28.7%，以 44.5% 的市场份额连续 7 年位列第一；全球储能电池出货量市占率为 40%，连续 3 年排名全球第一。

不过，连续 7 年遥遥领先的宁德时代，在赚大钱的同时仍然面临着产能过剩、车企逐渐向上游反扑抢夺市场份额等挑战。尽管如此，宁德时代在最新发布的年度报告中表现出坚定信心，并强调要继续坚持“三大发展方向”和“四大创新”战略，致力于将数字化、智能化贯彻至研发、采购、生产、销售、管理等各个运营环节，全面推进数智化经营。 这一战略决策无疑是对当前复杂市场环境的积极回应。

砸近 200 亿元，实现全流程研发闭环

宁德时代持续以高水平研发投入驱动创新发展，2023 年研发费用投入达 183.56 亿元，同比增长 18.35%；截至 2023 年末，已拥有 8137 项境内专利及 1850 项境外专利，正在申请的境内和境外专利合计 19500 项。

宁德时代基于前沿研究，结合自身在锂电池行业的丰富经验、技术沉淀和海量数据，形成了独特电池材料研发方法论。针对不同电池体系，宁德时代运用多尺度耦合模拟技术，持续优化和升级以强大算力、先进算法和海量数据为支撑的智能化产品研发平台 。通过数据与智能化技术融合，实现设计、建模、仿真、验证与管理的全面集成 ，构建全流程研发闭环，实现数据全追溯，提升研发效率，持续推出高比能、超快充、高安全、长寿命的新产品。

布局八大数智化系统

宁德时代聚焦工艺工程核心业务模块，运用知识图谱、机器学习、自然语言算法和机器视觉等技术，构建八大数智化系统 ，全面覆盖全流程，实现系统间的高效互联；利用先进分析、数字孪生仿真、5G+、3D 打印、边缘计算 / 云计算等技术，创新性推进设计、工艺、检测智能化。报告期内新一代超级拉线开始全面应用，切拉换型效率同比 2022 年提升约 50%，公司整体极限产能达成率从 30% 提升至 71%。

通过数字化系统，宁德时代结合工艺仿真与智能试验设计，标准化 管理新工艺开发项目全流程；在产品开发阶段，实施全面量化 的可制造性管理，量化可制造标准与生产线设备关键指标，优化新产品量产方案；电子化 控制计划、质量相关文件，确保产品制造过程可控。

通过智能化系统，公司依托失效机理、特征分析及大数据模型，首创了智能失效分析技术 （Failure Analysis, FA），结合专家智慧与知识图谱、自然语言模型，构建锂电池工程知识库，提升分析准确性与根因排查效率。同时，开发了业内首个集多特征因子分析与大数据算法的二次防呆系统 ，系统化监控生产过程，智能预警质量波动，有效避免质量风险，确保电池产品高一致性，为产品安全可靠性保驾护航，为公司持续高效创新提供强大动力。

业务经营：数智化赋能可持续发展

在供应链可持续发展管理 方面，宁德时代充分利用数字化技术搭建供应链合规溯源体系，全面追溯和记录产品生产和供应链管理中的各个环节，通过内外溯源的协同作用，进一步提升整体供应链的透明度和质量管理水平，确保产品质量与合规性。

在产品质量安全管理 方面，宁德时代以数字化赋能自身全生命周期质量管理，提升产品质量管理效率和准确性。报告期内，公司打造“六大数字化系统、一个中心” ，打通全生命周期的数据链条，实现快速识别与应对风险，为公司产品质量管理能力提升提供有效的数据支持。目前已实现全场景质量问题改善与专项改进 100% 线上管理。

以制程大数据监控预警系统为例，该系统通过算法与功能创新，实现全集团千亿级产品数据的秒级可视化呈现 ，有效识别产品一致性存在的差异并跟进改善，持续提升公司产品一致性水平。

此外，按照宁德时代制定的碳中和目标，其计划到 2025 年实现核心运营的碳中和，到 2035 年实现整个价值链的碳中和 。为完成这一目标，宁德时代自主开发了“时代碳链”数字化平台，为电池全产业链协同降碳提供数字化工具；推进了第二期“CREDIT”价值链可持续透明度审核，与生态伙伴共同推动供应链的可持续发展。

宁德时代在报告中指出，2023 年零碳电力使用比例提升至 65.4%；单位产品温室气体排放量下降 45.6%。同时，子公司邦普循环全年回收 10 万吨废旧电池并再生 1.3 万吨碳酸锂。

值得一提的是，因其在智能制造、以及在生产效率和可持续发展上的持续探索，宁德时代在报告期内再增一家“灯塔工厂” ——宁德时代溧阳基地成为继宁德基地、宜宾基地后获评的第三座“灯塔工厂”。目前，全球锂电行业仅有的三座“灯塔工厂”均来自宁德时代。

人才建设：构建产学研一体化创新生态

为推进“四大创新“，宁德时代结合内外部资源，开发精益类课程共计 20 余门，共计开展精益培训 131 场，累计覆盖高管、技术骨干和一线班组长合计 14033 人次。

人才建设是数智化创新的重要动力。宁德时代始终重视高层次研发人才梯队建设工作、重视产学研结合的技术创新体系 ，打造行业人才高地。截至报告期末，公司专业研发团队共有 20604 人，其中硕士 3913 人、博士 361 人。

此外，宁德时代与上海交通大学、清华大学、复旦大学等近 140 所国内外知名高校与科研院所开展了近 400 个合作项目，建设有“宁德时代未来能源（上海）研究院”“上海交通大学 - 宁德时代清洁能源技术联合研究中心”等产学研共建研发创新平台，布局攻关新能源领域的前瞻性技术，为公司持续创新提供完善组织保障与有力支撑。

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