智能工廠梯次升級(jí) 引領(lǐng)工業(yè)智能化躍遷晉階新征程——包頭市智能工廠典型案例系列專題（5）
包頭工信局
· 2026-02-09 10:38:19
自治區(qū)先進(jìn)級(jí)智能工廠——內(nèi)蒙古杉杉科技有限公司：互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字孿生智慧工廠
內(nèi)蒙古杉杉科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱公司）成立于2017年9月，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市青山區(qū)裝備制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)新規(guī)劃區(qū)裝備大道46號(hào)。注冊(cè)資金130000萬元；法定代表人：姜寧林。主要業(yè)務(wù)：新能源汽車、儲(chǔ)能、消費(fèi)電子用鋰離子電池負(fù)極材料及其他碳素材料的生產(chǎn)研發(fā)及銷售等。具備十二萬噸鋰電負(fù)極材料成品產(chǎn)能，是國(guó)內(nèi)先進(jìn)的、內(nèi)蒙古地區(qū)最大的鋰電池負(fù)極材料生產(chǎn)基地。
一、數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)目的：解決發(fā)展痛點(diǎn)
1.解決“信息孤島”與數(shù)據(jù)割裂的痛點(diǎn)
公司擁有眾多來自不同層級(jí)和供應(yīng)商的系統(tǒng)（如ERP、SRM、MES、LIMS、PLC等），這些系統(tǒng)若相互獨(dú)立，會(huì)形成“信息孤島”，導(dǎo)致生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、質(zhì)量、設(shè)備等數(shù)據(jù)無法實(shí)時(shí)互通。
2.解決生產(chǎn)過程“黑箱”與管控粗放的難點(diǎn)
傳統(tǒng)生產(chǎn)管理依賴人工報(bào)表和經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)過程不透明，無法實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)度、質(zhì)量、設(shè)備狀態(tài)和物料流動(dòng)，問題發(fā)現(xiàn)滯后，決策效率低下。
3.解決管理決策依賴人工與效率低下的痛點(diǎn)
各級(jí)管理人員需要從不同系統(tǒng)手動(dòng)提取、整理、分析數(shù)據(jù)來制作報(bào)表，工作繁重且易出錯(cuò)，難以快速獲得支持決策的精準(zhǔn)信息。
4.應(yīng)對(duì)產(chǎn)品高端化與工藝復(fù)雜化的挑戰(zhàn)
公司生產(chǎn)高端儲(chǔ)能、動(dòng)力電池及消費(fèi)電子類產(chǎn)品，對(duì)材料的一致性、純度、精度要求極高。傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備和工藝控制難以滿足如此苛刻的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
5.支撐一體化、規(guī)?；l(fā)展的戰(zhàn)略需求
建設(shè)“全球首個(gè)全工序一體化”生產(chǎn)基地，涉及工序多、規(guī)模大、協(xié)同復(fù)雜。傳統(tǒng)的、離散的生產(chǎn)管理模式無法支撐如此龐大的一體化運(yùn)營(yíng)，容易導(dǎo)致協(xié)同不暢、資源浪費(fèi)、規(guī)模不經(jīng)濟(jì)。
（1）本次項(xiàng)目是鋰電負(fù)極生產(chǎn)企業(yè)行業(yè)首家全廠級(jí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字孿生試點(diǎn)示范項(xiàng)目，項(xiàng)目建設(shè)單位“內(nèi)蒙古杉杉科技有限公司”亦是目前行業(yè)產(chǎn)能最大的企業(yè)，對(duì)于整個(gè)行業(yè)的智能化建設(shè)將帶來良好的標(biāo)桿示范效應(yīng)。
（2）本次項(xiàng)目針對(duì)“混料、包覆反應(yīng)、炭化”等關(guān)鍵工序構(gòu)建的智能調(diào)控仿真模型，屬于行業(yè)首創(chuàng)、首發(fā)的優(yōu)秀先進(jìn)技術(shù)。
（3）本次項(xiàng)目為了更好確保仿真技術(shù)的速度及準(zhǔn)確度，首創(chuàng)基于先進(jìn)的AI智能服務(wù)器，采用先進(jìn)的知識(shí)圖譜、深度學(xué)習(xí)及有限元仿真等技術(shù)，研發(fā)了系列具有一定自學(xué)習(xí)，自推測(cè)的算法模型。
（4）本次項(xiàng)目的先進(jìn)性主要來自于自主研發(fā)的核心仿真算法，比如我司和浙江大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的設(shè)備及生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警算法-SBM（基于相似性建模技術(shù)Similarity-BasedModeling）是一種非參數(shù)經(jīng)驗(yàn)建模技術(shù)，根據(jù)生產(chǎn)及設(shè)備運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)中具有代表性的正常運(yùn)行的數(shù)據(jù)，通過插值運(yùn)算估算設(shè)備當(dāng)前正常運(yùn)行應(yīng)該呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)。這種方法是弱監(jiān)督的，不需要長(zhǎng)時(shí)間的歷史故障數(shù)據(jù)，不存在超參數(shù)設(shè)定的問題。
（5）基于SBM分析算法與多種主流先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法（比如前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)FNN，支持向量回歸SVR，隨機(jī)森林RF）進(jìn)行了對(duì)比。SBM算法的結(jié)果與真實(shí)值最為接近。相對(duì)誤差平均值為24.4%，整體準(zhǔn)確度達(dá)到75.6%。
（6）采用均方誤差(MSE),平均相對(duì)誤差(MRE),均方根誤差(RMSE),歸一化均方誤差(NMSE),歸一化平均絕對(duì)誤差(NMAE),確定系數(shù)(R2)等多種評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)比各方法結(jié)果，可以看到SBM算法更優(yōu)，達(dá)到國(guó)際主流機(jī)器學(xué)習(xí)方法同一量級(jí)，以微弱響應(yīng)時(shí)間劣勢(shì)獲得更佳的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性。
1.提高生產(chǎn)效率：智能工廠實(shí)施完成后鋰電池負(fù)極材料產(chǎn)品日均產(chǎn)量為122噸，人數(shù)為65人，實(shí)施前日均產(chǎn)量為108噸，人數(shù)為80人（按定編計(jì)算）。生產(chǎn)效率提高12.84%。
2.縮短研發(fā)周期：根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研和客戶需求進(jìn)行新產(chǎn)品研發(fā)，對(duì)開發(fā)流程進(jìn)行優(yōu)化和整合，依托MES和LIMS大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及ERP管理軟件，建立最優(yōu)聚合反應(yīng)組分配方模型，精確計(jì)算建立組分所需各種物料用量，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)反應(yīng)器產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)變化，縮短產(chǎn)品試生產(chǎn)時(shí)間，減少新產(chǎn)品切換期間的過渡料，大幅提高新產(chǎn)品的研發(fā)效率，將升級(jí)周期由180天縮短至150天，產(chǎn)品升級(jí)周期縮短20%。
3.降低產(chǎn)品不良品率：通過數(shù)字化、智能化的生產(chǎn)，全流程的過程控制，各環(huán)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量顯著提升，負(fù)極材料不良品率由實(shí)施前的4.57%，降低至實(shí)施后的3.42%，產(chǎn)品不良率降低25.24%。
4.能源利用率提升：通過采用更高效的設(shè)備和工藝，減少能源在生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)，達(dá)產(chǎn)后對(duì)比同行業(yè)，能耗可降低5%-10%。
公司根據(jù)生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程和車間制造工藝特點(diǎn)，使用先進(jìn)的信息化管理方式，確定了智能生產(chǎn)與管理系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展，以鋰電負(fù)極生產(chǎn)相關(guān)的計(jì)劃、生產(chǎn)、質(zhì)量、智能設(shè)備、物流倉儲(chǔ)等為服務(wù)對(duì)象，組建工廠的生產(chǎn)管理網(wǎng)、視頻監(jiān)控網(wǎng):供應(yīng)管理的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。建設(shè)完成了PLM系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)與SRM系統(tǒng)、0A系統(tǒng)深度集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備、能源、研發(fā)、生產(chǎn)調(diào)度等精細(xì)化管理，通過跟蹤、記錄、統(tǒng)計(jì)、分析、預(yù)警等手段，以報(bào)表、流程圖等方式，真實(shí)、準(zhǔn)確、直觀、高效、透明地進(jìn)行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，提升了企業(yè)數(shù)字化管理水平，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中智能工廠的科學(xué)化管理。
數(shù)字化的建設(shè)極大地提高了協(xié)調(diào)效率，實(shí)現(xiàn)工藝與生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化及標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)與管理數(shù)據(jù)的互聯(lián)、公司經(jīng)營(yíng)管理和決策的智能優(yōu)化。公司數(shù)字化系統(tǒng)建設(shè)可完全應(yīng)用于流程型的制造業(yè)，從系統(tǒng)到數(shù)控裝備皆可進(jìn)行復(fù)制，極大地推動(dòng)了行業(yè)的智能化建設(shè)。
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