「储」类拔萃，数字孪生助力构建储能数智“大脑” | 储能数字孪生解决方案

近年来，电动汽车和再生能源的兴起引领了储能市场的蓬勃发展。作为新能源产业极为关键的一环，储能生产正从规模化、自动化向智能化方向发展。目前，行业仍面临一系列难题：工艺流程复杂、制造流程长、管控点位多、产线优良率低于预期、故障检修成本高等。

凡拓基于自主研发的FTE数字孪生引擎，结合AI、IoT、大数据、云计算等技术，构建新一代储能“数智大脑”，帮助储能实现管理数智化、产线智能化、数据集成化、物流智慧化、质量追溯化、安全环保监控等全场景全流程数智化转型升级。

一、方案思路

强化“人、机、料、法、环、能、测”等关键要素管理效能，提供“软件+硬件+数据+AI算法”云管端边一体化的储能数字孪生解决方案。

针对储能生产制造的核心业务场景要求，打通产品到交付的核心流程，实现从原材料至成品生产入库再到售后各个环节的数智化管理。

二、全栈式解决方案

1.储能数智化管理

（1）云边端协同的储能系统

依靠数字孪生构建储能系统数智化系统和全生命周期溯源体系，实现储能系统状态的实时监测与优化、电网故障的轻松识别与预测、电力资源灵活调配、温度调控以及参数估算。

基于储能效率分析、电力负荷预测等相关数据进行深度学习建模，对储能系统的运行状态、充放电策略等进行智能分析，提升储能系统的利用率和经济效益，为电站优化运营决策提供科学依据。

（2）电力运行一体化管理

三维仿真还原“源-网-荷-储”一体化电力运行模式，可视化展示重点关注数据，如电站运行状态、电负荷、发电指标、充放电数据等。以提升数据的可感知、可共享、可处理、可预测和可协同作为监控目的，为管理中心提供坚实的决策依据。

（3）储能场站智能巡检

可视化展示储能站关键指标，一屏纵览储能站作业流程、指标、运行状态等。支持机器人智能巡检，全方位无死角浏览三维场景，可随时查看设备运行状态。

2.车间/产线/设备 仿真

（1）车间仿真

利用三维建模和仿真技术进行车间级工序仿真，实现布局优化和效率优化。实时监测车间环境，包括粉尘、温湿度、有害气体等参数，数据异常即触发报警并通知人员。支持远程操控和自动调整策略，确保环境安全稳定、低碳环保。

（2）产线还原

仿真模拟锂电池生产线各工段工艺流程，实时反映产品生产流程、运行状态、生产进度等数据，并可对运行异常（设备故障、物料不足、车间停工等）进行实时告警以及故障信息查询，实现厂区工序流转的全方面监控管理。

（3）设备监测

仿真还原设备以及重点部位工艺，预测潜在的故障点，提前置顶维护计划，降低系统停机事件，提高锂电生产制造系统的运行效率和可靠性。同时采集设备能耗状态、设备工作频次、仓储物料等实时数据，实现设备台账、计划、点检、维保等环节的精细化管理，形成设备运维闭环。

3.智能排产排程

（1）智能排产

基于数字模型和AI算法，根据订单需求、设备状态、材料供应、人员配置等实时数据，预测、评估不同排产方案效果，自动生成最优生产计划。结合历史生产数据验证算法模型的准确性和效果。实现各类扰动情况下的高级计划排程，保障计划精准稳定执行。

（2）生产数据监测

将电池生产过程中的关键数据和指标，如产量、生产直通率、一次合格率等数据以可视化的方式展示在大屏上。通过数据看板，快速了解生产状态、发现异常和问题，并及时采取措施进行调整和改进。

4.生产质量管控

（1）AI电池缺陷监测

融合计算机视觉（CV）、深度学习（DL）、机器学习（ML）等前沿技术，实现对电池缺陷的精准识别与高效检测，大幅提升质量控制水平。

（2）电池质量追溯

对生产过程中的各类数据进行组织和整理，一物一码，形成覆盖原料、生产工序、中间库存等环节的电池生产档案以及质量追溯闭环，确保电池产品来源可查、去向可追、节点可控。

5.仓储物流优化

根据产线设计规模、实际生产及关键运行数据，对立库、出入库物流过程进行推演，优化堆垛机和AGV、分拣机、穿梭车、RFID等物流设备的协同作业，实现工厂内各车间、各区域之间、区域内设备之间的柔性联动，达到信息流、生产流、物料流的深度融合，达到智能“感知”、精准“互联”和高效“执行”。

三、方案成果

1.数字化仿真模拟

对产品设计、储能集装箱布局、工艺设计进行数字化模拟，从而提前预知风险，缩短研制周期，减少风险。

2.全程化状态检测

对设备、产品、设施进行预测性维护，对工艺参数、作业流程进行自动化调优，避免无效作业和资源浪费，实现精益化生产。

3.智能化管理支撑

帮助储能系统进行精细化管理，实时监测储能的生产、传输和使用情况，精确掌握储能系统的运行状态和能耗情况，提高能源的利用效率和运行稳定性。