一、背景与形势

　　1.1 世界工业转型背景

　　世界工业发展已历经三次工业革命，第一次工业革命促进人类社会进入蒸汽时代，第二次工业革命促进人类社会进入电气时代，第三次工业革命将人类社会带入信息时代，每次工业革命都促进了生产力的大幅提升，对人类社会文明的进步做出了巨大贡献。目前全球工业正在推进第四次工业革命，以德国、美国为首的西方发达国家正在大力推动工业制造转型，向智能化的生产方式发展。如德国实施的工业4.0以及美国实施的工业互联网等国家战略，其核心均是围绕智能制造对国家工业进行升级。

　　近年来，中国制造业增加值在逐年增长的同时，整体增速却趋于平缓，产业仍处于全球制造业产业链的中低端。中国经济发展进入新常态后，制造业的问题逐步显现，具体表现为产能过剩、制造成本居高不下，产品品质偏差、制造效率偏低以及创新能力不足等，这些问题桎梏着中国制造业的发展和提升。在新一轮信息技术与制造技术深度融合，新一代移动互联网技术以及大数据、云计算技术发展应用的背景下，中国制造业也亟需通过智能制造来完成新一轮制造业的战略转型。

　　1.2 新能源汽车的发展需要

　　汽车产业是中国的支柱产业，是发展高端制造业的代表，但是传统汽车对石油的消耗与依赖以及尾气排放对环境的污染迫切需要发展新能源汽车。目前以中国为代表的世界汽车大国正在积极推动汽车产业的电动化转型。作为新能源汽车心脏部件的动力电池，其成本可以占到整车成本的50%，其性能如能量密度、功率密度、高低温耐受性、循环寿命、一致性以及安全性等是决定新能源汽车使用性能以及未来发展的重要因素。与汽车制造相似，动力电池同样是重视制造能力的行业，高水平的动力电池生产制造能力是电池一致性、安全性和低成本的重要保障，也是决定产品市场表现的重要因素。

　　1.3 中国动力电池行业现状

　　在中国新能源汽车产业的带动下，动力电池产业近年来保持持续快速增长，企业产能建设规模扩张迅速，整体配套出货量居世界第一，但也存在一些发展上的问题，具体体现在以下几方面。

　　1.3.1 动力电池产业整体实力不强

　　2018年，中国新能源汽车总产量突破120万辆，动力电池总配套量达到57GW·h，已产新能源汽车有近100家动力电池配套企业。在这些企业中，除了配套规模领先的龙头企业，其他企业的实力在产品品质以及成本控制方面与国外先进水平相比还有较大差距，还无法真正参与日渐激烈的国际竞争。在动力电池产业高质量转型突破的背景下，这些企业则面临被市场淘汰的风险。

　　1.3.2 对动力电池产品安全重视度不高

　　2018年，新能源汽车出现了多起起火燃烧事故。据不完全统计，由动力电池引发的事故占到了65%。在当前，企业为了得到更多的财政补贴，不断追求动力电池能量密度的快速提升，却忽视了动力电池生产制造质量的同步提升，给新能源汽车的安全使用埋下了隐患，也影响了新能源汽车产业的健康发展。

　　1.3.3 动力电池行业亟需转型升级

　　目前，中国动力电池产业总体产能超过250GW·h，新能源汽车配套量居世界第一，但实际配套量仅为总产能的1/5，企业实力参差不齐，产品品质整体不高，核心技术专利仍然欠缺，动力电池市场竞争越来越激烈。随着新能源汽车补贴退出，车企对高品质动力电池的认知和理解加深，一些低端动力电池产品及企业逐渐失去市场，被淘汰出局。因此，动力电池生产企业提升发展水平，重点应立足品质，降本增效，应充分借助智能制造的发展契机，实现转型升级。

　　二、动力电池与智能制造

　　2.1 动力电池生产制造现状

　　动力电池生产制造包含匀浆、涂布、烘烤、辊压、分切、卷绕/叠片、装配、注液、封装、化成、分容等过程[1]。在中国新能源汽车产业发展的初级阶段，动力电池生产企业多由数码电池企业转型而来，生产过程多处于半自动化半手工状态。随着新能源汽车市场规模的扩大，动力电池行业也得到快速发展，自动化的生产能力日渐提高。

　　目前中国动力电池生产企业基本已实现单机单工序自动化生产过程，单线产能和生产效率也得到有效提升，目前少数先进制造水平可以达到单线2GW·h以上，产品合格率可以达到90%以上，但是与国外先进水平相比仍有差距。在新能源汽车财政补贴退出以及市场竞争加剧的形势下，动力电池生产企业需要通过智能制造来进一步缩短研发周期，提高生产效率，降低生产成本，提升产品品质，在新一轮国内外市场竞争中占据有利位置。

　　2.2 智能制造发展现状及内涵

　　智能制造是新一代的生产方式，最初始于20世纪80年代，并在21世纪的智能技术发展推动下逐渐形成清晰路线。智能制造是将信息技术、数字技术、网络技术以及智能技术与生产制造深度融合的生产方式，其形成的新一代生产控制系统能在生产过程中不断感知、分析、推理和决策，有效协同联络生产制造的上下游环节，从而提高生产效率和产品质量，形成和扩展新型的人机模式和商业模式。