工业 4.0的浪潮正在全球范围内重塑制造业的格局。以DeepSeek为代表的国产大模型崛起和智能体(Agent)技术的爆发式应用,更是推动了制造业智能化升级的进程加速。根据国际数据公司(IDC)的最新报告,截至2024年底,全球制造业在数字化转型上的投资已超过1.2万亿美元,但仅有约35%的企业能够实现预期的转型目标。这一数据背后,折射出企业在转型过程中面临的普遍挑战:如何平衡系统化的顶层设计与敏捷化的执行策略、如何在技术革新与管理变革之间找到最佳结合点,以及如何应对数据孤岛、技术壁垒和人才短缺等现实问题。
在众多企业正狂热追逐AI技术风口,试图通过大模型、智能体等新兴技术实现弯道超车时。前宁德新能源科技有限公司(ATL)智能制造总工程师王晓钰博士却以其独特的思维脱颖而出——他始终强调,工业与AI的结合不在于盲目堆砌技术热点,而在于如何真正创造业务价值。数字化转型的核心不是技术本身,而是技术如何服务于生产效率和商业本质。凭借在工业数字化转型领域的原创性方法论,以及在新能源、工业自动化控制等领域的深度实践,王博士已成为智能制造领域少有的"思考者+实践者"型专家。本次采访中,王博士将分享他极具前瞻性的工业AI融合方法论,为深陷"转型迷雾"的企业提供一条更清醒的发展路径。
王博士毕业于西安交通大学,拥有涵盖本科、硕士及博士阶段的完整学术背景,是集数据科学家与工业控制专家于一身的复合型人才,积累了超过16年的产品研发经验。作为电气系统创新领域的领军人物,他在新能源与智能制造领域持续开拓,其职业生涯横跨全球顶尖企业与创新平台,先后在GE全球研发中心、远景能源、三一重工、ATL等行业翘楚担任关键技术岗位,构建起覆盖光伏、风能、储能等新能源全产业链的技术版图。
王博士在工业数字化转型的研究中,展现出了其非凡的创新精神与深厚的学术底蕴。他另辟蹊径,在系统控制论这一坚实的理论基础上,构建了一套独特的工业数字化转型方法论。这一方法论不仅是对技术的深刻理解和灵活运用,更是对工业体系创造价值过程的深刻理解,和数字化转型趋势的深刻洞察。 王博士的这一做法,正是他不同于常人的地方。在以往的认知中,控制论常被视作一项工程技术,主要用于设备的控制与管理。然而,王博士却将其应用于工厂的管理层面,展现出了非凡的创新精神与独到的见解。而在王博士的眼中,一个工厂在某种程度上可以被视作一台复杂的设备,完全可以通过数据的驱动与管控来实现优化。正如工厂设备的控制旨在抵抗设备的扰动,工厂的整体控制,通过数字化的手段,则是为了抑制生产过程中存在的不确定性。 王博士的这一观点,无疑是对数字化在工业领域应用价值的深刻洞察。他认为,数字化为工业带来的核心价值,正是在于其能够抵抗生产过程中的不确定性,从而提高生产效率、降低成本、提升产品质量。这一真知灼见,为工业数字化转型提供了新的思路与方法,让数字化技术成为真正的生产力,为企业的可持续发展注入了新的活力。
王博士的这套方法论在工业数字化领域独树一帜,他积极倡导一种更为灵活、实战导向的敏捷迭代方式。这意味着,企业不必一开始就投入所有资源去构建一个完美的数字化体系,而是可以快速试验,通过一系列小步快跑的尝试,不断验证和调整策略。王博士始终坚信,工业数字化的核心在于业务价值的最大化。因此,在选择技术方案时,他主张从业务需求出发,深入剖析每一项技术与业务目标的契合度,精心挑选那些能够最直接、最有效地支撑业务发展的技术方案,确保每一分投入都能带来实实在在的业务回报。
在实践探索中,王博士便通过方法论的纯熟运用,亲自领航了多项智能化改造项目,从零到一,开创性地重建了新能源产品的制造体系。这一体系不仅涵盖了从大功率硬件到智能系统的全产品线,实现了数十亿级别的产值增长,更关键的是,它标志着企业从传统制造模式向数字化、智能化制造模式的根本性跨越,对整个新能源行业的技术进步产生了深远的推动作用。
锂电池制造行业在工艺水平上极具挑战,融合了高度精密的机械与复杂化学过程,堪称技术与难度的巅峰结合。在锂电池制造中,涂布工艺对电池性能至关重要。涂布厚度的精准控制是技术难点,直接影响电池能量密度和循环寿命。传统上,涂布头调节依赖技师手动操作,耗时费力且品质难以保证一致。尤其在更换电芯批次和型号时,技师需凭经验调参数,过程充满不确定性,结果多依赖个人技能和经验。
面对这一行业痛点,王博士深入调研了行业内外的相关技术,发现造纸行业也存在类似的涂布工艺,且技术更为成熟、成本更低。于是,王博士决定将这些成熟技术引入锂电池行业,以解决涂布工艺中的精度控制问题。王博士首先对涂布头进行了智能化改造,将传统的手动调节螺丝替换为微电机,并通过先进的控制系统实现了自动调节。随后,他基于数字化技术,通过大量的现场实验和数据分析,建立了涂布厚度与电机调节之间的机理模型。基于这一模型,王博士引入了模型预测控制技术,实现了对涂布厚度的闭环智能控制,从而确保了涂布工艺的稳定性和一致性。
王博士的这一技术创新在锂电池行业产生了显著的示范效应。随着他的成功实践,越来越多的锂电池企业开始效仿,将涂布工艺从手动调节转变为自动调节。这提升了生产效率,还大大提高了产品的一致性和稳定性,为锂电池行业的智能化转型提供了有力支撑。
在成功解决锂电池涂布工艺的智能化难题后,王博士发现锂电池生产的复杂性远超传统制造业,尤其是在ATL这样的龙头企业中,每天需要安排上百万个电芯的生产,涉及几千个车间、几千台设备和几万个品种。传统的Excel手工排程方式效率低下,难以应对订单变化,而标准的APS软件又因适应性差,无法匹配企业复杂的业务需求。即使是国外顶尖的APS软件和国内一流的实施团队,也难以满足ATL如此多样化的应用场景。
而王博士巧妙地将复杂的业务问题抽象为数学语言,利用成熟的数学求解器进行建模和求解,实现了资源的最优化配置。这一创新不仅显著提升了排程的灵活性和效率,还以最小的代价解决了资源优化问题,同时将企业的注意力从繁琐的系统实施转移到业务问题的提炼与转化上。王博士的这一举措,展示了其在数字化方法论和数学建模方面的卓越才能,还为锂电池行业乃至整个制造业的计划排程提供了复制的解决方案,进一步推动了工业智能化的转型与升级。
除了成功推进锂电池涂布工艺智能化与计划排程优化两大创新举措,王博士又转而注意到了锂电池生产中的另一关键环节——质量控制,特别是针对工艺过程中良率波动的难题。面对这一挑战,王博士创造性地借鉴了半导体行业的AI技术,通过跨工序的协同优化策略,对锂电池生产流程进行了深度改造。这一创新实践不仅极大地提升了质量控制水平,显著降低了不良品率,还标志着在质量提升领域取得了重大突破。
在随后前往美国圣塔菲研究所和丹麦奥尔堡大学的学术访问期间,王博士还深入研究了复杂系统理论,并将这些理论应用于工业领域,尤其是智慧能源管理中。他探讨了AI与工业需求的融合路径,为工业AI的理论基础和应用扩展提供了创新性框架,并且不断在该领域探索和多行业的延伸。
在工业4.0的时代洪流中,全球制造业正以前所未有的速度迈向智能化转型的新阶段。越来越多的企业开始认识到,系统化的顶层设计与敏捷化的执行策略相结合,是跨越技术与管理双重挑战的关键。我们欣喜地得知,王博士以其深厚的专业积累,将复杂而深邃的转型方法论以深入浅出的方式进行了系统整理,前不久刚面世的新著名为《工业数字化转型:系统方法与敏捷实践》。此书无疑将成为众多企业在探索转型之旅中的一盏明灯,为它们提供极具价值的指引。随着王博士的方法论被越来越多的企业学习并应用,整个制造业正逐步演化成一个充满活力、开放包容、协同合作且创新驱动的智能制造生态系统。(丁会利)
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