智能化提升 | 智能工厂系统化建设的实施的参照标准

系统化建设的实施

◉ 一是物联网终端采集控制层，实现基础数据采集准确完整。宁德时代针对锂电池行业制造系统复杂、设备数量大、数据通信缺少规范标准、多源异构数据类型导致通信效率低、数据平台管理困难等问题，研究基于OPC UA的多源异构数据采集技术，开发了自主知识产权的统一数据采集平台，建立了电池制造生产线数据通信标准规范，同时借鉴互联网行业数据总线技术，打造了锂电流数据总线，解决了海量生产数据高速、并发传输问题，满足了各层级信息系统对实时、时序数据进行并发处理的需求。

◉ 二是制造与物流执行控制层，助力制造现场各要素数据互通。以制造现场管理为核心的“人、机、具、料、法、环、能”全生产要素的集成，包括MES、LES、WMS、MHR、FIS、EMS、PDMS，以及它们与制造大数据平台MDP、E-Mail、移动App的集成处理。其中隐含的基础是构建在整个物联网和互联网环境下，制造过程中人、设备、物联终端和信息系统的集成和交互关系。

◉ 三是企业运营管理协作层，打通运营前后端整体价值链。这是以ERP为核心打造的，面向从需求、设计，一直到销售、服务的全价值链要素的集成。企业运营管理协作层是制造与物流执行控制层面向整个企业价值链的延展，是在整个价值链上建立以质量、效率、成本为核心的卓越管理体系。

◉ 四是研发设计试制和验证层，集成各系统实现信息互通和资源共享。采用CAX软件进行产品的虚拟设计、模拟仿真和工厂的布局设计，同步产生数字化模型和设计元数据，元数据进行纵向传输，实现“研发—工程—制造—售后”各环节的闭环。整体上通过各大信息系统的有机集成，打破了“信息孤岛”，形成了全面的信息连通，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理和运营。

智能化建设使技术价值实现最大化。

智能化建设立足现场实际需求，围绕智能物流、数字孪生、大数据、人工智能、APS高级排产、机器学习、5G技术等的实际应用展开建设，并基于大量网络技术应用，对信息安全系统建设的关注度也同步提升至最高水平。具体包括以下几个方面。

◉ 一是数字孪生技术实现全局产品设计与仿真。

建立产品数据管理（PDM）系统。PDM系统集成CAX软件等设计工具，由各模块设计工程师同步在线进行产品的三维设计工作。从概念设计到详细设计，PDM系统完整地保留了开发过程中的所有三维模型，在统一的数字设计环境内，仿真工程师借助CAE软件对三维模型虚拟样机进行模拟验证，求解最优设计方案。基于三维模型驱动生成的物料清单（BOM）和技术文件自动同步到ERP/MES系统，支持产品生产。

◉ 二是智能化物流管理提升生产效率。

工厂生产线的效率在很大程度上受物流系统智能化程度的制约。宁使用AGV、机器人、立体仓库、RFID等智能化技术，提高了物流系统的自动化、信息化、智能化水平，有效提高了生产线效率。

◉ 三是基于物联网进行远程监测。

产品销售出库并不代表销售的终结，产品的运营和服务从价值链的角度来看，即是产品价值的延伸，这离不开数据和流程的支撑。对新能源应用而言，不论是新能源汽车，还是储能电站，都存在运营状态监控及持续运维的问题。与之对应，就延展出远程运维监控大数据平台。

◉ 四是借力大数据和人工智能技术实现创新。

无论是产品维度的MES系统，还是设备设施和工装夹具、仪器仪表维度的TPM系统，都面临着大量数据的快速采集和存储问题。例如，MES存在大量的非结构化数据（如工件的照片），在线系统存在在线数据容量的限制。

在各个业务系统（如MES、TPM、MHR等）的数据通过ETL工具集成到制造系统大数据平台后，公司可根据集成的制造系统数据库进行集中式数据分析和通用数据挖掘功能的开发。