原创 | 从制造到智造：宁德时代的数字化转型之路
导语
对制造业企业而言，数字化转型早已不是选择题，而是实现可持续发展的必修课。作为全球领先的动力电池研发制造公司，宁德时代是如何实现从“制造”到“智造”的呢？本文梳理了宁德时代经历的“系统升级——万物互联——数据赋能——AI助力”四个阶段，总结其数字化转型的模式和路径，以期为传统制造业企业向数字化企业的转型升级提供借鉴。
文 / 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。
转型背景
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。
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。
系统升级：开启数字纪元
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。
在这一阶段，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。
万物互联：打通信息渠道
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。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。
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”。
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。
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。
数据赋能：优化生产流程
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。
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。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，帮助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。
AI助力：迈向智能制造
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。
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，通过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。
任重道远，未来可期
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。
关于作者 | 王家宝：上海大学管理学院副教授；
蒋铭霁：上海大学管理学院硕士研究生；
盛洁：上海大学外国语学院硕士研究生
责任编辑 | 高菁阳（gaojy@sem.tsinghua.edu.cn）
文章来源 | 本文刊登于《清华管理评论》2022年9月刊，内容有删减
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