为践行“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略决策，贯彻落实《“十四五”工业绿色发展规划》，加快推进工业节能降碳，构建工业绿色低碳转型与工业互联网赋能绿色低碳发展相互促进、深度融合的现代化产业格局，受工业和信息化部节能与综合利用司委托，中国工业互联网研究院依托工业互联网大数据技术工信部重点实验室面向社会公开征集工业互联网赋能绿色低碳发展优秀案例。本文是本次征集活动的优秀案例之一。
案例关联单位：江苏中天互联科技有限公司
案例背景
储能技术是未来能源结构转变和电力生产消费方式变革的战略性支撑。在储能技术发展和商业化趋势推动下，锂电池作为新能源行业的主角之一迎来发展的新机遇。锂电池储能技术正向大规模、高效率、长寿命、低成本、无污染的方向发展。
中天互联基于自身现已成熟的爱尚工业互联网平台，结合高性能锂电池工厂在实际生产过程中的痛点和难点问题，通过工业互联网平台推动电池工厂生产制造智能化、数字化和网络化，以数字化转型驱动生产方式变革，采用工业互联网、大数据、5G等新一代信息技术提升能源、资源、环境管理水平，深化生产制造过程的数字化应用，赋能绿色制造。通过构建连接机器、物料、人、信息系统的基础网络，实现工业数据的全面感知、动态传输、实时分析，形成科学决策与智能控制，提高制造资源配置效率，正成为领军电池工业企业竞争的新赛道、全球产业布局的新方向、制造大国竞争的新焦点。
针对中天储能在电池生产过程中出现的制造一致性，产品质量稳定性、安全性，生产成本、产线智能化程度等方面痛点和难点。通过打造基于工业互联网的“高性能锂电离子电池数字化或绿色制造工厂”，利用工业互联网技术构建智能设计、智能制造、智能物流、智能运维，实现设计、工艺、制造、检验、物流、运维服务等全生命周期智能化管理，提高电池产品制造质量的一致性，延长电池组使用寿命，同时降低产品成本，缩短研发周期，提升生产效率和能源利用率，提高我国锂电池智能制造水平。
案例详情
本项目依靠工业互联网平台创新性技术和生态合作的模式改变传统企业单靠自身力量来发展的格局，有助于推动产业升级。通过工业互联网平台的力量，行业企业可以在平台中找到自身定位和适合自己经营发展的所需技术和模式，提升管理水平，提高产品质量，带动自身改变升级。同时基于平台大数据的模型算法和工业机理的优化可以带动企业的转型升级。
基于爱尚工业互联网平台，结合中天储能现有的ERP、MES、PLM等信息系统，实现从智能设计、智能制造、智能运维覆盖了高性能锂离子电池产品全生命周期，结合标识解析体系推动企业内外数据高效流通，推动产能共享、柔性制造，实现智能化生产、仿真模拟、资产设备管理、锂电池产业链和大数据分析平台等建设内容，推动基于工业互联网平台的面向高性能锂离子电池的数字化和绿色制造标杆工厂建设。
爱尚工业互联网平台采用先进的四层架构，分别是边缘层、IaaS层、平台层(工业PaaS)和应用层(工业SaaS)。第一层是边缘，通过大范围、深层次的数据采集，以及异构数据的协议转换与边缘处理，构建中天科技工业互联网平台的数据基础。第二层是IaaS层为平台的基础设施层，主要包括各类服务器、网络、存储等基础设施服务设计，采用云服务搭建IaaS各类基础服务。第三层是平台(工业PaaS)，包括物联网平台、工业大数据平台，沉淀了工业机理模型，构建可扩展的开发式云平台，在这层中部署集成了标识解析系统，供SaaS层用户通过REST API和SDK开发基于标识解析的融合创新应用。第四层是应用层，形成基于标识解析满足不同行业、不同场景的工业SaaS和工业APP，形成该平台的最终价值。
应用场景包括：
(1)基于工业互联网的锂电池生产制造执行系统
建设高度集成智能化装备集群统一管理为目标，用工业互联网标识解析体系为数据流通纽带，以生产制造执行系统(MES)为调度中心，重点突破动力锂电池柔性制造集成控制技术，实现以智能装备、智能检测、智能控制和智能感知为一体的智能制造，构建面向高性能锂离子电池智能制造的数字化车间。
锂离子电池生产制造执行系统是一套面向中天储能锂离子电池车间执行层的生产信息化管理系统。提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块。系统是基于平台集成的MES系统，结合锂离子电池生产的实际需要进行定制开发，可与平台无缝衔接，数据高端协同。
(2)基于工业互联网搭建IOT和数字孪生应用场景
设备数据采集方案采用的是中天科技工业平台中的物联网平台一体化采集方案，该方案包含中天物联网平台(ZTT-IoT)和中天智能采控终端(ZTT-IBOX)。ZTT-IoT平台为设备提供安全可靠的连接通信能力，支持百万级设备连接，并且底层封装了大数据存储和计算分析能力，为上层应用系统提供丰富的API支撑。
(3)基于工业互联网标识的物料信息采集
任何原料、辅料在进入工厂的第一步就是先注册标识，将原料、辅料的基础属性上传到标识解析中心，然后在ERP和WMS系统中做操作的时候只要扫标识码即可解析物料属性信息。同样在MES系统中任何的产成品也赋予标识码，根据每一道工序的报工情况将产成品的特征属性进行标识注册，并且结合工业互联网标识的References属性将投产的原料进行关联，这样在后续的操作中层层管控，直至最终的成品，即可通过标识扫码解析出成品所使用的所有原材料，为MES系统的物料追溯提供了极大的便利。
(4)基于工业互联网的生产协同
中天互联将标识解析和工业互联网平台融合起来，通过构建产业链数据共识机制，推动MES和企业现有ERP系统实现数据集成，将ERP中的销售订单转换生产订单，ERP系统下达生产计划至MES系统，MES系统下发生产任务给生产人员;生产分派管理，根据订单情况，每天安排人员到机台，帮助生产人员下发任务。
项目实现ERP、MES和设备管理、数字孪生等相结合的可视化监控，通过数字孪生、报表、看板等管理工具，及时反应生产情况，通过可视化界面可快速找到发生异常的部位，及时作出响应;结合可视化监控的操作联动功能，合理生产安排调度，严格规格生产流程，质量控制力度。
应用价值
案例通过解决储能产业尤其是锂离子电池工厂面临的一些共性和痛点问题，为行业其他企业提供有效借鉴，具有极大的社会价值。
(1)破解产业链数据互联互通程度不高
依托融合标识解析的工业互联网平台，不仅实现对储能工厂机器或物理实体的连接，而且包括了在产业链大生产环境中，产业链不同企业、不同层次和不同环节中的不同系统之间的连接和融合。
(2)破解面向产品全生命周期的管理与服务能力较弱问题
借助工业互联网平台将产品设计、生产、运行和服务数据进行全面集成，以全生命周期可追溯为基础，在设计环节实现可制造预测，在使用环节实现健康管理，并通过生产与使用数据的反馈改进产品设计。
(3)破解企业运营的决策管理能力薄弱
借助工业互联网平台打通生产现场数据、企业管理数据和供应链数据，提升决策效率，推动数据沿着储能产业链上各环节进行流转，助力产业链上企业实现更加精准与透明的企业管理。
实践效果
针对企业现有工业化项目研发流程，依托辅助设计、仿真分析、虚拟试验、虚拟制造等信息化手段，促进产品生命周期最前端的智能化设计，并利用仿真数据与试验数据的对比，促进产品的设计优化，并实现设计数据的有效传递，降低设计成本，实现研发效率的最优化。解决传统锂离子电池工厂新产品导入周期长、产品一致性差、资源利用率低等问题。
通过中天互联爱尚工业互联网平台为储能电池工厂建设一个现代化的高性能动力锂电池数字化工厂，推动动力锂电池全生命周期全生态智能制造应用场景构建。建成后实现中天储能工厂生产效率提升25%、运营成本降低25%、产品升级周期缩短40%，产品不良品降低22%，能源利用率提高12%。可形成年产10000万Ah高性能锂电池系列产品的生产能力，实现销售收入34786.3万元，净利润1801.3万元，税收600.4万元。
