亚洲经济体与中国的联系 因区域供应链而愈加紧密
亚洲国家对中国经济的依存度一直在上升，尤其是那些对华出口比重较大的国家。它们往往通过全球价值链与中国建立了紧密的联系，对华贸易在国内产值中占比很高。例如新加坡的对华贸易额（包括进口和出口）几乎占到了国内产值的30%。
麦肯锡全球研究院发现，全球价值链呈现出区域化属性加强、全球化属性减弱的态势。2013-2017年间，区域间贸易在全球商品贸易总额中的占比增加了2.7个百分点。这种情况在亚洲尤为显著，例如马来西亚、新加坡、菲律宾这三个国家的最大贸易伙伴都是中国。其中一些经济体对中国资本的依存度也同样明显。举例而言，2013-2017年间，马来西亚从中国获得的外商直接投资相当于其国内投资总额的6%；在新加坡则为5%。
资源丰富的国家更依赖中国的需求
对外出口自然资源的国家显著依赖中国的需求。以南非为例，对华出口目前已占到其国内总产值的15%，而2003-2007年间这一比率仅为2%。与之相似，对华出口目前已占到澳大利亚总产值的16%，先前这一比率仅为4%。仅铁矿石出口一项就占到了澳大利亚对华总出口的48%（矿产和金属共计占到出口总额的84%），澳大利亚采掘业21%的产出都流向了中国。
一些新兴经济体和体量较小的成熟经济体也高度依赖中国的投资
举例而言，2013-2017年间，埃及从中国获得的外商直接投资相当于其国内投资总额的13%，巴基斯坦则为8%。麦肯锡全球研究院2017年的一项研究发现，中国不只是非洲最大的贸易伙伴，也是其最大的基础设施融资来源和第三大国外援助来源。来自中国的外商直接投资有很大一部分流入了非洲的房地产、能源以及交通基础设施领域。
相比之下，大型发达经济体
对中国经济的依存度较低
从国内经济体量的角度考虑，发达经济体（尤其是西欧和北美各国）在贸易和投资方面对中国的依存度相对较低。对华出口额通常在其总产出中占比不足5%，对华进口额在其国内消费中的占比也不足5%。另外，来自中国的外商直接投资占其国内投资的比例更低于1%。
不同行业对中国的依存度各不相同
我们择取了20个基础产业和制造业，综合分析了全球各国对中国消费、生产和进出口的依存度。需要指出的是，此次研究主要涵盖的是基础产业和制造业，而非服务业，这是因为基础产业和制造业的贸易属性更强，可用数据更多。
我们发现，由于中国的经济体量极为庞大，几乎所有行业都在一定程度上依存于中国：在20个行业当中，中国有17个行业的消费份额在全球总消费中占比超过20%。此外，中国在全球服务消费中的占比也在上升。这说明对于寻找增长来源的企业而言，中国市场的机会不容忽视。
我们根据贸易依存度的不同，
将行业归纳为5个类别：
中国在电子、机械和设备领域已经全面融入全球价值链。在这些深度整合的贸易领域当中，中国的角色既是供应方，也是市场。总体上，这些领域的贸易属性通常很强。中国在这些领域的高占比反映出中国已经高度融入全球贸易——中国占全球出口总额的17%~28%，占全球进口总额的9%~16%。中国在这些领域的产出占比也很可观，全球份额高达38%~42%。
对于贸易属性极高的轻工制造和劳动密集型产业而言，全球各国高度依赖中国的产出。某些行业把中国称为“世界工厂”，生动地表明了全球各国对中国生产的依存度。中国在全球轻工制造领域（例如纺织和服装）的份额甚至高达52%。在很多情况下，全球各国也高度依赖于中国的出口：中国占据了全球纺织和服装出口的40%，家具出口的26%。
随着中国的工业化不断取得进展，全球上游产业对中国的依存度均有所提高。那些为进一步加工提供原材料的行业都要依赖中国的进口。中国制造业的增长大幅提升了对原材料和中间品（用于加工成最终商品）的需求，人均收入的增长也推升了中国的整体商品需求。2003-2007年间，中国贡献了全球采掘业进口额的7%，在2013-2017年间这一比例更升高到21%。
在另一些全球贸易属性较强的行业中，中国并不是主要参与者。在一些着重于服务快速增长的本地需求、且有本地成分要求的行业，因此尽管这些行业的贸易强度很高，但并不太依赖中国。以制药行业为例，中国的贸易额仅占全球药品出口的4%、全球进口的3%。同样，虽然汽车领域的贸易强度较高，但中国的贸易额仅占全球出口的3%、全球进口的7%。不过，这些行业在中国都有相当庞大的需求，因此对于想要涉足这些行业的企业来说，中国是一个不容错过的市场。
没有加入全球贸易的行业对中国的依存度往往较低。我们把5个贸易强度占总产出的比例较低的行业归为“本地自产自销”的一类。尽管贸易强度相对较低，但中国仍在其中一些行业占据了很大份额。举例而言，中国的金属制造行业占据了全球出口的23%，农产品行业则占据了全球进口的18%。
中国已融入全球技术价值链
中国近年来的技术创新势头迅猛，已经成为数字经济和人工智能技术领域的全球大国，并在很多技术领域跃居成为全球第一大消费国。根据2017年的统计，中国的手机销量占到全球销量的40%，电动车销量占到64%，半导体消费占到46%。中国市场已经为很多高科技企业提供了重要的增长机遇。根据“摩根士丹利资本国际指数”（MSCI）的统计，美国信息技术领域有14%的营收来自中国。
在数字化、自动化和人工智能技术逐渐普及的时代，持续创新已成为中国经济发展的核心动力。技术链是最复杂的价值链之一，尤其需要各方通力协作，而中国早已深度融入其中，并占据了相当大的全球进出口份额。以集成电路和光学设备领域为例，中国的进口额高达国内产值的5倍。
在审视中国与世界的经济联系如何演变时，技术可谓是一个核心关注点。由于中国目前仍然需要国外的技术流动，所以为了促进本土创新并提高生产率，中国需要保持甚至加强获取技术的力度。全球各国也对中国科技的迅猛发展越发关注，发达经济体尤其如此。一些国家出台了新的法规，对获取外国技术的中国投资展开更密切的审查。人们都在密切关注中国的技术链是否会脱离全球价值链，以及中国政府针对技术领域本土化所提出的目标。根据《中国制造2025》计划设定的目标，在政府重点发展的23个子领域中的11个领域，国家提出，中国本土企业的市场份额的期望值为40%~90%。
中国在各个行业都在发展本土价值链。中国内需的增长以及国内价值链的发展也在一定程度上解释了近期全球范围内贸易强度的下降。中国正在消费更多其生产的产品。从很多方面来看，中国的技术市场似乎都呈现出本地化的趋势，只是不同行业程度各异。在光伏面板、高铁、数字支付系统和电动汽车这些行业，中国企业在本土市场占据的份额超过90%。
而在半导体和飞机制造等行业中，中国企业在国内和国际市场占据的份额都很小，而且高度依赖外国技术。对此次研究的大多数价值链而言，中国仍有很大的全球化潜力。若论全球化程度较高的行业，中国在海外光伏面板市场占据了高达50%的份额；若论全球化程度不足的行业，中国在飞机制造行业的市场份额尚不及1%。
为了衡量中国与世界在技术链上的融合程度，麦肯锡全球研究院从11个领域择取了81项技术进行研究。研究发现，中国对其中超过90%的技术均采用了全球标准（见图6）。至于中国标准与全球标准相左的少数几项技术领域，都可以用经济动因加以解释。以聚氯乙烯（PVC）制造业为例，中国采用的煤基工艺在成本上低于国际上更普遍的乙烯基工艺，这是因为中国拥有丰富的煤炭储量。
我们在分析中发现，中国的本土厂商有能力生产60%~80%的技术，这意味着仍然有至少20%~40%的技术需要跨国企业输入。此外，我们对同类标准进行分析后发现，中国供应商可以在40%~60%的技术研究中实现与国际供应商同等或更好的效果。在一些尚未确立全球标准的新兴技术领域（例如5G、人工智能和量子计算），中国已经取得了一些进展。但即便在这些领域，中国也从设备进口、人才引进和国外投资中获益良多，而且今后还将继续使用这些资源。
全球各国的经验均表明，一个国家若想向技术链的上游挺进，必须具备四大要素：
（1）大规模投入资金；（2）拥有获取技术和知识的渠道；（3）进入庞大的市场；（4）推行鼓励竞争和创新的有效制度。
日本（汽车）、韩国（半导体）和中国（高铁和液晶显示器）曾经的技术飞跃无不表明上述四大要素对于科技发展和创新不可或缺。举例而言，中国的高铁行业便得益于国家层面的支持，中国政府从2004年以来持续投入巨资完成了2万公里铁路建设。中国也与全球4家领先的老牌高铁企业签订了技术转让协议。此外，中国还是全球最大的高铁市场，总里程数占全球65%。由于高铁被中国列为国家重点产业，企业高管和工程师都明白任务的紧迫性，因此能够高效调动资源，实现“消化吸收再创新”，并且针对中国的运行环境开发解决方案，最终实现了大规模部署。
我们从以上四大要素入手，对中国的技术行业进行了分析。研究发现，中国在第一个（投资规模）和第三个（市场）要素上拥有极大优势。中国不但有能力提供充沛的科研资金，也拥有足够的市场空间来推动技术的商业化。因此，中国向技术链上游挺进的关键点就落在了第二和第四个要素上，也即积极开发和收购核心知识技术，以及设计一套行之有效的系统，以确保其生态系统具有足够的竞争活力来促进创新。对这两个要素而言，参与全球价值链以及加强资本、知识、人才流动都可以加快中国向价值链上游挺进的速度。
我们分析了中国在3个全球技术链当中所处的位置，并且评估了全球技术链继续整合将对中国以及世界产生何种影响：
电动汽车：这个行业在中国发展得十分繁荣，并且显现出全球整合的趋势。2011-2017年间，中国的电动汽车市场实现了超过90%的年增速，主要动力来自大举投资和政府支持。但只有国内生产的汽车才能享受政府补贴。2017年，中国本土的原始设备制造商（OEM厂商）占据了国内90%以上的市场份额，但在国际市场中占比却不足5%。虽然本土OEM厂商更依赖于国内市场，但中国也从全球价值链整合中获益良多。中国的多数电子器件和电路元件都是从欧洲、日本和美国进口的。从产品质量上看，中国制造商在某些领域相对落后，例如中国顶尖电池制造商生产的电池产品在能量密度上要比日本顶尖企业低30%~40%。中国宣布了一系列旨在提升国内电动汽车行业竞争力的计划，对企业的补贴预计持续到2020年；对合资企业的限制也在放松，为跨国企业打开了新的机会。
机器人：虽然国内生产商在该行业的某些子领域中崭露头角，但中国一直在通过全球价值链整合的优势来获取核心零部件和高端产品解决方案。中国是全球最大的机器人市场，占全球工业机器人总销量的36%。从整体上看，外企在中国市场中占据了逾50%的份额，但中国本土企业也在逐步取得进展，尤其是在规模较小、复杂度较低的应用领域。中国的OEM厂商目前在点胶、堆垛塑料成型和金属铸造机器人领域获得了50%以上的市场份额，但在焊接及物料处理机器人领域仅占据约10%的份额。具体到伺服马达、减速齿轮、控制系统等需要顶尖技术才能生产的核心组件，中国仍然要依靠在国内设厂的外企或者从国外直接进口。
半导体：中国仍在很大程度上依赖全球技术链的整合。半导体已成为中国的战略性产业，获得了政府的巨大关注和投资，但目前取得的进展仍然有限。中国2018年的集成电路进口额甚至超过了原油。中国的集成设备制造和装备行业的全球化程度极低，但在无芯片制造设计领域取得了一些进展，全球市场份额从2013年的11%增加到2017年的15%。中国政府已经宣布了一项计划，希望国内80%的半导体需求到2030年可以由国内企业来供应（包括在华外企），相比2016年的33%实现大幅提升。
积极参与全球价值链整合有助于中国加速这一进程。遵守全球标准有助于中国获取更多的全球知识和技术，便于相关资本、知识和人才的流入。全球价值链整合还能为中国本土企业创造更健康的竞争环境，尤其对国有企业而言。这一过程也将惠及全球其他国家——首先便是获得了全世界最大的半导体消费市场。同时，全球整合也会催生全新的创新合作机会。举例而言：随着硅基半导体芯片逐步逼近“摩尔定律”预测的性能极限，石墨烯和氮化镣等新材料的涌现以及3D和光电子等设计方式的创新都会为全球合作打开新的天地。
来源：麦肯锡全球研究院
亚洲国家对中国经济的依存度一直在上升，尤其是那些对华出口比重较大的国家。它们往往通过全球价值链与中国建立了紧密的联系，对华贸易在国内产值中占比很高。例如新加坡的对华贸易额（包括进口和出口）几乎占到了国内产值的30%。
麦肯锡全球研究院发现，全球价值链呈现出区域化属性加强、全球化属性减弱的态势。2013-2017年间，区域间贸易在全球商品贸易总额中的占比增加了2.7个百分点。这种情况在亚洲尤为显著，例如马来西亚、新加坡、菲律宾这三个国家的最大贸易伙伴都是中国。其中一些经济体对中国资本的依存度也同样明显。举例而言，2013-2017年间，马来西亚从中国获得的外商直接投资相当于其国内投资总额的6%；在新加坡则为5%。
资源丰富的国家更依赖中国的需求
对外出口自然资源的国家显著依赖中国的需求。以南非为例，对华出口目前已占到其国内总产值的15%，而2003-2007年间这一比率仅为2%。与之相似，对华出口目前已占到澳大利亚总产值的16%，先前这一比率仅为4%。仅铁矿石出口一项就占到了澳大利亚对华总出口的48%（矿产和金属共计占到出口总额的84%），澳大利亚采掘业21%的产出都流向了中国。
一些新兴经济体和体量较小的成熟经济体也高度依赖中国的投资
举例而言，2013-2017年间，埃及从中国获得的外商直接投资相当于其国内投资总额的13%，巴基斯坦则为8%。麦肯锡全球研究院2017年的一项研究发现，中国不只是非洲最大的贸易伙伴，也是其最大的基础设施融资来源和第三大国外援助来源。来自中国的外商直接投资有很大一部分流入了非洲的房地产、能源以及交通基础设施领域。
相比之下，大型发达经济体
对中国经济的依存度较低
从国内经济体量的角度考虑，发达经济体（尤其是西欧和北美各国）在贸易和投资方面对中国的依存度相对较低。对华出口额通常在其总产出中占比不足5%，对华进口额在其国内消费中的占比也不足5%。另外，来自中国的外商直接投资占其国内投资的比例更低于1%。
不同行业对中国的依存度各不相同
我们择取了20个基础产业和制造业，综合分析了全球各国对中国消费、生产和进出口的依存度。需要指出的是，此次研究主要涵盖的是基础产业和制造业，而非服务业，这是因为基础产业和制造业的贸易属性更强，可用数据更多。
我们发现，由于中国的经济体量极为庞大，几乎所有行业都在一定程度上依存于中国：在20个行业当中，中国有17个行业的消费份额在全球总消费中占比超过20%。此外，中国在全球服务消费中的占比也在上升。这说明对于寻找增长来源的企业而言，中国市场的机会不容忽视。
我们根据贸易依存度的不同，
将行业归纳为5个类别：
中国在电子、机械和设备领域已经全面融入全球价值链。在这些深度整合的贸易领域当中，中国的角色既是供应方，也是市场。总体上，这些领域的贸易属性通常很强。中国在这些领域的高占比反映出中国已经高度融入全球贸易——中国占全球出口总额的17%~28%，占全球进口总额的9%~16%。中国在这些领域的产出占比也很可观，全球份额高达38%~42%。
对于贸易属性极高的轻工制造和劳动密集型产业而言，全球各国高度依赖中国的产出。某些行业把中国称为“世界工厂”，生动地表明了全球各国对中国生产的依存度。中国在全球轻工制造领域（例如纺织和服装）的份额甚至高达52%。在很多情况下，全球各国也高度依赖于中国的出口：中国占据了全球纺织和服装出口的40%，家具出口的26%。
随着中国的工业化不断取得进展，全球上游产业对中国的依存度均有所提高。那些为进一步加工提供原材料的行业都要依赖中国的进口。中国制造业的增长大幅提升了对原材料和中间品（用于加工成最终商品）的需求，人均收入的增长也推升了中国的整体商品需求。2003-2007年间，中国贡献了全球采掘业进口额的7%，在2013-2017年间这一比例更升高到21%。
在另一些全球贸易属性较强的行业中，中国并不是主要参与者。在一些着重于服务快速增长的本地需求、且有本地成分要求的行业，因此尽管这些行业的贸易强度很高，但并不太依赖中国。以制药行业为例，中国的贸易额仅占全球药品出口的4%、全球进口的3%。同样，虽然汽车领域的贸易强度较高，但中国的贸易额仅占全球出口的3%、全球进口的7%。不过，这些行业在中国都有相当庞大的需求，因此对于想要涉足这些行业的企业来说，中国是一个不容错过的市场。
没有加入全球贸易的行业对中国的依存度往往较低。我们把5个贸易强度占总产出的比例较低的行业归为“本地自产自销”的一类。尽管贸易强度相对较低，但中国仍在其中一些行业占据了很大份额。举例而言，中国的金属制造行业占据了全球出口的23%，农产品行业则占据了全球进口的18%。
中国已融入全球技术价值链
中国近年来的技术创新势头迅猛，已经成为数字经济和人工智能技术领域的全球大国，并在很多技术领域跃居成为全球第一大消费国。根据2017年的统计，中国的手机销量占到全球销量的40%，电动车销量占到64%，半导体消费占到46%。中国市场已经为很多高科技企业提供了重要的增长机遇。根据“摩根士丹利资本国际指数”（MSCI）的统计，美国信息技术领域有14%的营收来自中国。
在数字化、自动化和人工智能技术逐渐普及的时代，持续创新已成为中国经济发展的核心动力。技术链是最复杂的价值链之一，尤其需要各方通力协作，而中国早已深度融入其中，并占据了相当大的全球进出口份额。以集成电路和光学设备领域为例，中国的进口额高达国内产值的5倍。
在审视中国与世界的经济联系如何演变时，技术可谓是一个核心关注点。由于中国目前仍然需要国外的技术流动，所以为了促进本土创新并提高生产率，中国需要保持甚至加强获取技术的力度。全球各国也对中国科技的迅猛发展越发关注，发达经济体尤其如此。一些国家出台了新的法规，对获取外国技术的中国投资展开更密切的审查。人们都在密切关注中国的技术链是否会脱离全球价值链，以及中国政府针对技术领域本土化所提出的目标。根据《中国制造2025》计划设定的目标，在政府重点发展的23个子领域中的11个领域，国家提出，中国本土企业的市场份额的期望值为40%~90%。
中国在各个行业都在发展本土价值链。中国内需的增长以及国内价值链的发展也在一定程度上解释了近期全球范围内贸易强度的下降。中国正在消费更多其生产的产品。从很多方面来看，中国的技术市场似乎都呈现出本地化的趋势，只是不同行业程度各异。在光伏面板、高铁、数字支付系统和电动汽车这些行业，中国企业在本土市场占据的份额超过90%。
而在半导体和飞机制造等行业中，中国企业在国内和国际市场占据的份额都很小，而且高度依赖外国技术。对此次研究的大多数价值链而言，中国仍有很大的全球化潜力。若论全球化程度较高的行业，中国在海外光伏面板市场占据了高达50%的份额；若论全球化程度不足的行业，中国在飞机制造行业的市场份额尚不及1%。
为了衡量中国与世界在技术链上的融合程度，麦肯锡全球研究院从11个领域择取了81项技术进行研究。研究发现，中国对其中超过90%的技术均采用了全球标准（见图6）。至于中国标准与全球标准相左的少数几项技术领域，都可以用经济动因加以解释。以聚氯乙烯（PVC）制造业为例，中国采用的煤基工艺在成本上低于国际上更普遍的乙烯基工艺，这是因为中国拥有丰富的煤炭储量。
我们在分析中发现，中国的本土厂商有能力生产60%~80%的技术，这意味着仍然有至少20%~40%的技术需要跨国企业输入。此外，我们对同类标准进行分析后发现，中国供应商可以在40%~60%的技术研究中实现与国际供应商同等或更好的效果。在一些尚未确立全球标准的新兴技术领域（例如5G、人工智能和量子计算），中国已经取得了一些进展。但即便在这些领域，中国也从设备进口、人才引进和国外投资中获益良多，而且今后还将继续使用这些资源。
全球各国的经验均表明，一个国家若想向技术链的上游挺进，必须具备四大要素：
（1）大规模投入资金；（2）拥有获取技术和知识的渠道；（3）进入庞大的市场；（4）推行鼓励竞争和创新的有效制度。
日本（汽车）、韩国（半导体）和中国（高铁和液晶显示器）曾经的技术飞跃无不表明上述四大要素对于科技发展和创新不可或缺。举例而言，中国的高铁行业便得益于国家层面的支持，中国政府从2004年以来持续投入巨资完成了2万公里铁路建设。中国也与全球4家领先的老牌高铁企业签订了技术转让协议。此外，中国还是全球最大的高铁市场，总里程数占全球65%。由于高铁被中国列为国家重点产业，企业高管和工程师都明白任务的紧迫性，因此能够高效调动资源，实现“消化吸收再创新”，并且针对中国的运行环境开发解决方案，最终实现了大规模部署。
我们从以上四大要素入手，对中国的技术行业进行了分析。研究发现，中国在第一个（投资规模）和第三个（市场）要素上拥有极大优势。中国不但有能力提供充沛的科研资金，也拥有足够的市场空间来推动技术的商业化。因此，中国向技术链上游挺进的关键点就落在了第二和第四个要素上，也即积极开发和收购核心知识技术，以及设计一套行之有效的系统，以确保其生态系统具有足够的竞争活力来促进创新。对这两个要素而言，参与全球价值链以及加强资本、知识、人才流动都可以加快中国向价值链上游挺进的速度。
我们分析了中国在3个全球技术链当中所处的位置，并且评估了全球技术链继续整合将对中国以及世界产生何种影响：
电动汽车：这个行业在中国发展得十分繁荣，并且显现出全球整合的趋势。2011-2017年间，中国的电动汽车市场实现了超过90%的年增速，主要动力来自大举投资和政府支持。但只有国内生产的汽车才能享受政府补贴。2017年，中国本土的原始设备制造商（OEM厂商）占据了国内90%以上的市场份额，但在国际市场中占比却不足5%。虽然本土OEM厂商更依赖于国内市场，但中国也从全球价值链整合中获益良多。中国的多数电子器件和电路元件都是从欧洲、日本和美国进口的。从产品质量上看，中国制造商在某些领域相对落后，例如中国顶尖电池制造商生产的电池产品在能量密度上要比日本顶尖企业低30%~40%。中国宣布了一系列旨在提升国内电动汽车行业竞争力的计划，对企业的补贴预计持续到2020年；对合资企业的限制也在放松，为跨国企业打开了新的机会。
机器人：虽然国内生产商在该行业的某些子领域中崭露头角，但中国一直在通过全球价值链整合的优势来获取核心零部件和高端产品解决方案。中国是全球最大的机器人市场，占全球工业机器人总销量的36%。从整体上看，外企在中国市场中占据了逾50%的份额，但中国本土企业也在逐步取得进展，尤其是在规模较小、复杂度较低的应用领域。中国的OEM厂商目前在点胶、堆垛塑料成型和金属铸造机器人领域获得了50%以上的市场份额，但在焊接及物料处理机器人领域仅占据约10%的份额。具体到伺服马达、减速齿轮、控制系统等需要顶尖技术才能生产的核心组件，中国仍然要依靠在国内设厂的外企或者从国外直接进口。
半导体：中国仍在很大程度上依赖全球技术链的整合。半导体已成为中国的战略性产业，获得了政府的巨大关注和投资，但目前取得的进展仍然有限。中国2018年的集成电路进口额甚至超过了原油。中国的集成设备制造和装备行业的全球化程度极低，但在无芯片制造设计领域取得了一些进展，全球市场份额从2013年的11%增加到2017年的15%。中国政府已经宣布了一项计划，希望国内80%的半导体需求到2030年可以由国内企业来供应（包括在华外企），相比2016年的33%实现大幅提升。
积极参与全球价值链整合有助于中国加速这一进程。遵守全球标准有助于中国获取更多的全球知识和技术，便于相关资本、知识和人才的流入。全球价值链整合还能为中国本土企业创造更健康的竞争环境，尤其对国有企业而言。这一过程也将惠及全球其他国家——首先便是获得了全世界最大的半导体消费市场。同时，全球整合也会催生全新的创新合作机会。举例而言：随着硅基半导体芯片逐步逼近“摩尔定律”预测的性能极限，石墨烯和氮化镣等新材料的涌现以及3D和光电子等设计方式的创新都会为全球合作打开新的天地。
来源：麦肯锡全球研究院
未来的数字工厂，就是让设备能“说话”
雷锋网 2020-08-13 10:24:35
对于许多电子行业的企业来说，产品生产的过程往往牵一发而动全身，不同工序、不同职能之间的生产数据，需要通过快速的传递，才能最极致的提高生产效率。
面临如今日益高速发展的经济，原有的生产模式显然不足以支撑当下的发展刚需，如何提高生产效率的同时为企业降低成本并提升生产质量就变得尤为重要。
电子行业已经迈向数字化方向发展
提到数字工厂，就是产品从研发、生产到上市等全流程的生产过程中都在数字化环境下实现，对于企业的管理者来说，将不再受到时间、空间的限制，在办公室里，在出差途中，甚至任何时间和地点，都可以通过IT系统，直观的了解产品生产细节，快速做出决策。
在广东惠州的TCL电子工厂里，一个个设备、一排排机器正忙碌着。广为熟知的TCL电子是全球电视机行业的领先企业，已有近40年研发、生产及销售消费电子产品的经验。对于TCL电子来说，建设数字化工厂，是促进TCL电子的智能制造发展，能够让TCL电子系统化、全面的规划数字化工厂，建设数字化工厂、深化智能制造应用是其保持产品领先的必要保障。
而原有的IT系统已经很难满足新一代数字化工厂管理的需要，对于传统制造业来说，想要进行数字化改革，其中就包括搭建设备互联平台（IoT平台），向下实现关键设备运行数据采集，向上为上层应用系统提供数据支持，并且，全面推行全员生产维护（TPM应用）；通过对积累的设备数据进行分析，完成关键设备和TOP故障的建模和预测，实现设备管理的智能化。
设备联网让信息不再是孤岛，设备维保不再经验化
电子行业离散型制造模式导致大多数企业面临信息孤岛的困扰。
一方面，生产现场的制程数据是各自独立的，信息透明化程度不足，依赖人工去收集处理再上报，另一方面，“工厂的设备运维保养工作，一般是线下进行的、不可量化的。”
一直以来，TCL电子IT项目经理叶波和业务经理李业生紧跟公司数字化转型战略，负责TCL电子数字工厂规划的落地和执行。
“家电制造行业的工厂中，很多设备属于非标设备。当工厂导入新设备时，一开始设备的故障率往往非常高，如果没有一个好的维保方案来快速解决问题，降低故障率，将非常影响产能。这是一个非常关键的痛点。”
李业生在日常管理中发现，没有设备维保数据的统计，导致企业很难计算出设备导致的产能损失。不仅如此，设备的维修高度依赖维修工程师的个人经验，故障处理的方法和经验都没有系统地管理起来，当遇到下次的故障问题还需要人工去研讨处理方法，这也将造成大量产能的浪费。
基于此，TCL电子选择在广东惠州的注塑厂、TV厂和机芯厂试点开展数字化工厂建设，并将成功经验推广到全球其他工厂进行应用。
“惠州的液晶产业园是主要的生产基地，拥有注塑厂、机芯厂、TV厂三个工厂，有非常好的代表性和示范意义。”叶波表示，截止目前，工厂已有600台设备接入了系统，这三个工厂基本实现了关键设备管理的数字化，以及TPM的全面推广。
”在惠州的注塑厂、TV厂和机芯厂已经实现了设备运维人员的统一管理，运维人员的工作量和绩效同时也能做到在线管理。”叶波表示，格创东智（创新型工业互联网公司，拥有制造业多种业态实践经验）设备互联平台的导入降低了设备异常导致的无作业工时和产能损失，节省了大量成本。
通过设备联网，可以进行预防性的维护和保养、减少设备突发性故障，这也是项目的总体布局。如果用一个平台去统一管理设备的维保记录，就像做一个记录笔记，将在线运维经验进行沉淀。而设备互联项目将建设一个设备管理及自动采集的平台，覆盖所有的生产设备，使设备管理统一化，生产透明化，实现异常预警。
搭建平台需要大量的前期调研
“我们团队和格创东智的技术开发团队一起到各个工厂和关键业务部门的人员沟通调研，看看这个方案如何进行，一起制定项目方案并进行蓝图规划和系统的设计开发工作。”李业生表示，“系统的开发、测试、验证以及上线的过程都需要双方团队共同的协作和磨合。”
“TCL电子提供业务经验，以场景为驱动，而格创东智提供相应的技术方案，双方紧密沟通是非常重要的”，李业生一直强调这点。”内部关键用户和格创东智团队共同组成项目组，随时分享他们的想法和经验，这为项目组从场景的捕获，到最后落地过程的实施有了重要的保障。”
在TCL电子设备互联平台项目二期建设里，TCL电子和格创东智通过大量的调研和论证，最终确定项目的目标：在PC端，通过设备联网，应用格创东智IoT 2.0实现了数据的采集；通过自研的组态工具，实现数据的组态显示；开发的流程工具和东智TPM应用，实现了在线维保的功能；大数据多因子分析建模工具东智MFA，实现了设备预测性维护。
与此同时，在移动端上线IoT应用，可支持设备、告警、应用、事件、维保、绩效查看，并可实现任务与消息处理功能。移动端应用数据与PC端一致，并支持双端联动，采用更适用于移动端的交互操作，并添加相关扫码接单等移动专属功能。
碰撞的火花迸发出全新的观点
尽管前期沟通协调做的非常到位，但项目交付和实施过程中，两个团队的想法也会不同。
“就维保人员绩效而言，原本项目组在方案设计时候，采用的绩效方案为所有厂共用，但是功能开发完成后，注塑厂提出其绩效评价的方案跟其他两个厂要有所不同，”李业生表示。
“搭建平台的时候并没有进行这方面的设计，这里就存在变更的问题，因为工厂对员工工作量的评估和绩效考评的标准的确存在差异。”
“每个厂的情况差异其实还是很大的。”李业生在与注塑厂一线工人沟通时发现，注塑厂的设备就和其他两个工厂不一样，而每个工厂的设备维护人员数量也不同，所以对不同设备、不同故障的恢复时间就要有不同的指标和权重。
“这就需要将方案进行优化，整理出一套可灵活配置的设计方案，由各个厂根据自己的实际情况自己配置一套绩效标准。”格创东智产品经理严旭东表示。
为了更好地沟通协调，整个项目的进行过程中，两个团队在每周的例会中，先回顾整周的工作情况，并聚焦各个业务模块遇到的一些问题。
“我带着IT团队和格创东智的团队以项目组的方式沟通，会针对一些具体问题进行沟通。”叶波表示。“平时遇到具体的问题，两个团队将组织专题会议进行讨论，快速提出完整的解决方案。”
数据不光要采集更需要分析
项目在实现了设备联网和设备运维管理的协同之后，更重要的是利用积累的数据，进行全面深入的数据分析，实现数据价值。因此，格创东智和TCL电子在设备数据联网的基础上，利用数据分析工具实现设备上抛数据的分析和建模，为工厂提供设备预测性维护。
但这个过程不是一蹴而就的。
电子行业的一个显著特征是多型号、小批量，而这种生产方式的非常普遍，例如几百台的批量就意味着要重新转产，一旦发生转产后，人、机、料、法、环也要跟着变，作业方法要变，设备的参数也随之变化。
“比方说，目前一个生产线生产产品A需要几个人即可，但是生产B产品需要十几个人，那么这时候，物料肯定是要变的，配送上限变了之后如何迅速配套生产呢？这个问题对于生产线来说影响很大，需要通过数字化把这些要素实现提速，降低损失，最终实现柔性和智能化的生产方式。”李业生表示。因此，对于大部分电子行业来说，多型号、小批量对供应链和现场精益管理的要求会更高。
基于此，数据分析项目在之前的基础上额外增加了一些全新设备的接入，例如OC机、点胶机的设备数据预测，并连动MES系统实现了生产计划的匹配与转产工单的自动创建。
1、数据分析的落地是不断磨合修正的过程
在项目实现的过程中，两个团队在利用东智MFA进行数据建模过程中需要面临从设备改造、数据上报、数据标识、建模分析的诸多挑战。
（格创东智MFA，是一款大数据多因子分析建模工具，通过数据预测，能够通过设备的实时数据，预测出其可能的异常，对设备故障实现预警。）
“选定分析建模场景后，工厂生产设备的技术人员和设备维修人员需要给我们提供机器的工作原理，我们需要知道要使用哪些数据然后才能进行建模分析，最后转化成模型输出。”李业生认为，这也是项目的难点。他举了一个例子，某个部位的压力在生产过程会发生规律性的变化，为了采集到这个参数就需要进行设备硬件的改造。
“我们需要设备人员在现场为我们讲解生产过程，然后产品经理需要将生产逻辑和建模逻辑给到我们开发团队， IT人员进行数据分析，寻找对应算法，进行建模。模型建立完成之后，设备人员在实际生产过程中进行反复地验证。”
“要知道，不是所有数据都是有效的，需要区分哪些是有效数据，这个环节需要双方共同努力才能搭建起来。”格创东智高级项目经理邱传熙带领团队在项目一开始和电子团队反复磨合和沟通，才梳理和建立了一套建模的工作流程和方法。
2、工作方式的转变
由于设备信息和运维人员的管理也加入到了平台中，这就意味着管理人员对工厂运维人员的一部分工作，如计划排配、工作排配会转移到平台里面，“这样他们可以进行一些计划性的安排，例如维保预案的编辑和任务的下发。”李业生展示了管理界面。
在这个界面里，运维人员可以进行接单操作、抢单操作，进行维修记录等操作。此外，上级会对员工进行评价，可以显示出对应的绩效考核结果，而管理者可以通过平台的 PC端或者移动端，根据报表监控生产线设备运行状态和不良情况，分析出故障机器给公司带来多少损失。
”例如注塑厂，当员工发现设备的故障，就可以确认后将这转化为一个维修单，那么运维人员就会立即去现场确认进行故障分析和维修。”严旭东表示，而对于工厂来说，可以通过这种模式快速掌握故障的维修方法。
电子设备互联效果显著
格创东智采用的容器化部署和微服务可以让平台可以快速实现拓展，并且根据客户的需求灵活的调整模块，未来可以通过全程计划部署，直接添加相应的服务器资源，可以通过这种分行设备的接入。而这种快速伸缩性是非常良好的。而对于没有IT经验的人员来说，可以非常容易地进入平台进行操作。
目前，项目二期的建设给三个工厂带来最直观的改变就是设备联网以后变成了设备在线的实时监控，运维人员可以对设备的健康状态有非常明确感受，降低了故障的处理时长，减少了设备故障导致的无作业工时。
并且，在人效方面，实现了绩效在线、工作量在线，管理者可以看到运维人员的工作量情况，而工作人员可以实时看到自己的绩效排名，“这对员工来说有非常大的积极作用，可以说侧面地提高了工作效率，可降低30%无作业工时。”叶波表示。
而比较亮眼的功能部分就是利用东智MFA大数据多因子分析建模工具，对工厂的关键设备完成了将近10个模型的建立，对设备进行预测性维护，这能给工厂效率带来非常直观的积极作用。
在项目一期，设备互联就为TCL电子这三座工厂节约了几百万的成本，而在二期选择将OC点胶机和螺丝机这些故障率很高的设备进行互联和改造，减少设备问题造成的屏幕损坏，也可以节约几百万的成本。
“目前试点的三座工厂已经做了非常扎实的准备，后续将逐步向全国甚至全球其他工厂推广。”李业生表示，循序渐进地达成柔性生产和智能化生产。
设备管理精度的提高需要循序渐进
“设备管理的精度是需要一个不断迭代的过程，需要逐步积累。”李业生深知，设备的损耗问题，在实际保养过程中很难发现，只能定点去添加润滑油等操作，而磨损积累到一定程度机器就会突然坏掉，这大大地影响产能。
另外，产品适配性问题，例如使用不同模具生产的产品结构件，会有一些公差存在，但是通过设备去自动安装的时候，仅仅按照一种规格去设计安装夹具时，会造成不同模具生产出的产品结构件符合标准要求，但是安装的时候会出现偏差，这时候故障就会显现出来。
如今，通过设备联网和生产管理数字化升级改造，可以通过数据采集方式有效地识别出来，这样再去修正就可以提前预防处理。
对于电子行业来说，提出互联概念的时间并不长，对于许多企业来说，如今没有一个明确的路径，各个企业需要自己去探索。
例如TCL电子，在惠州的三家工厂的生产模式就不同，不同产业不同的生产类型会有很多差异化的需求，工作模式将有一些区分，对于劳动密集型企业，就要加强远程监控，也会更侧重于人员对生产运维的改善，而这也是未来的数字工厂发展的趋势之一。
李业生表示，“对于传统电子企业来说，通过制造技术的智能化升级，借助物联网进行工厂自动化改造，智能化精工制造和信息化品质管理，才能为消费者带来更高品质的产品。”
雷锋网 2020-08-13 10:24:35
对于许多电子行业的企业来说，产品生产的过程往往牵一发而动全身，不同工序、不同职能之间的生产数据，需要通过快速的传递，才能最极致的提高生产效率。
面临如今日益高速发展的经济，原有的生产模式显然不足以支撑当下的发展刚需，如何提高生产效率的同时为企业降低成本并提升生产质量就变得尤为重要。
电子行业已经迈向数字化方向发展
提到数字工厂，就是产品从研发、生产到上市等全流程的生产过程中都在数字化环境下实现，对于企业的管理者来说，将不再受到时间、空间的限制，在办公室里，在出差途中，甚至任何时间和地点，都可以通过IT系统，直观的了解产品生产细节，快速做出决策。
在广东惠州的TCL电子工厂里，一个个设备、一排排机器正忙碌着。广为熟知的TCL电子是全球电视机行业的领先企业，已有近40年研发、生产及销售消费电子产品的经验。对于TCL电子来说，建设数字化工厂，是促进TCL电子的智能制造发展，能够让TCL电子系统化、全面的规划数字化工厂，建设数字化工厂、深化智能制造应用是其保持产品领先的必要保障。
而原有的IT系统已经很难满足新一代数字化工厂管理的需要，对于传统制造业来说，想要进行数字化改革，其中就包括搭建设备互联平台（IoT平台），向下实现关键设备运行数据采集，向上为上层应用系统提供数据支持，并且，全面推行全员生产维护（TPM应用）；通过对积累的设备数据进行分析，完成关键设备和TOP故障的建模和预测，实现设备管理的智能化。
设备联网让信息不再是孤岛，设备维保不再经验化
电子行业离散型制造模式导致大多数企业面临信息孤岛的困扰。
一方面，生产现场的制程数据是各自独立的，信息透明化程度不足，依赖人工去收集处理再上报，另一方面，“工厂的设备运维保养工作，一般是线下进行的、不可量化的。”
一直以来，TCL电子IT项目经理叶波和业务经理李业生紧跟公司数字化转型战略，负责TCL电子数字工厂规划的落地和执行。
“家电制造行业的工厂中，很多设备属于非标设备。当工厂导入新设备时，一开始设备的故障率往往非常高，如果没有一个好的维保方案来快速解决问题，降低故障率，将非常影响产能。这是一个非常关键的痛点。”
李业生在日常管理中发现，没有设备维保数据的统计，导致企业很难计算出设备导致的产能损失。不仅如此，设备的维修高度依赖维修工程师的个人经验，故障处理的方法和经验都没有系统地管理起来，当遇到下次的故障问题还需要人工去研讨处理方法，这也将造成大量产能的浪费。
基于此，TCL电子选择在广东惠州的注塑厂、TV厂和机芯厂试点开展数字化工厂建设，并将成功经验推广到全球其他工厂进行应用。
“惠州的液晶产业园是主要的生产基地，拥有注塑厂、机芯厂、TV厂三个工厂，有非常好的代表性和示范意义。”叶波表示，截止目前，工厂已有600台设备接入了系统，这三个工厂基本实现了关键设备管理的数字化，以及TPM的全面推广。
”在惠州的注塑厂、TV厂和机芯厂已经实现了设备运维人员的统一管理，运维人员的工作量和绩效同时也能做到在线管理。”叶波表示，格创东智（创新型工业互联网公司，拥有制造业多种业态实践经验）设备互联平台的导入降低了设备异常导致的无作业工时和产能损失，节省了大量成本。
通过设备联网，可以进行预防性的维护和保养、减少设备突发性故障，这也是项目的总体布局。如果用一个平台去统一管理设备的维保记录，就像做一个记录笔记，将在线运维经验进行沉淀。而设备互联项目将建设一个设备管理及自动采集的平台，覆盖所有的生产设备，使设备管理统一化，生产透明化，实现异常预警。
搭建平台需要大量的前期调研
“我们团队和格创东智的技术开发团队一起到各个工厂和关键业务部门的人员沟通调研，看看这个方案如何进行，一起制定项目方案并进行蓝图规划和系统的设计开发工作。”李业生表示，“系统的开发、测试、验证以及上线的过程都需要双方团队共同的协作和磨合。”
“TCL电子提供业务经验，以场景为驱动，而格创东智提供相应的技术方案，双方紧密沟通是非常重要的”，李业生一直强调这点。”内部关键用户和格创东智团队共同组成项目组，随时分享他们的想法和经验，这为项目组从场景的捕获，到最后落地过程的实施有了重要的保障。”
在TCL电子设备互联平台项目二期建设里，TCL电子和格创东智通过大量的调研和论证，最终确定项目的目标：在PC端，通过设备联网，应用格创东智IoT 2.0实现了数据的采集；通过自研的组态工具，实现数据的组态显示；开发的流程工具和东智TPM应用，实现了在线维保的功能；大数据多因子分析建模工具东智MFA，实现了设备预测性维护。
与此同时，在移动端上线IoT应用，可支持设备、告警、应用、事件、维保、绩效查看，并可实现任务与消息处理功能。移动端应用数据与PC端一致，并支持双端联动，采用更适用于移动端的交互操作，并添加相关扫码接单等移动专属功能。
碰撞的火花迸发出全新的观点
尽管前期沟通协调做的非常到位，但项目交付和实施过程中，两个团队的想法也会不同。
“就维保人员绩效而言，原本项目组在方案设计时候，采用的绩效方案为所有厂共用，但是功能开发完成后，注塑厂提出其绩效评价的方案跟其他两个厂要有所不同，”李业生表示。
“搭建平台的时候并没有进行这方面的设计，这里就存在变更的问题，因为工厂对员工工作量的评估和绩效考评的标准的确存在差异。”
“每个厂的情况差异其实还是很大的。”李业生在与注塑厂一线工人沟通时发现，注塑厂的设备就和其他两个工厂不一样，而每个工厂的设备维护人员数量也不同，所以对不同设备、不同故障的恢复时间就要有不同的指标和权重。
“这就需要将方案进行优化，整理出一套可灵活配置的设计方案，由各个厂根据自己的实际情况自己配置一套绩效标准。”格创东智产品经理严旭东表示。
为了更好地沟通协调，整个项目的进行过程中，两个团队在每周的例会中，先回顾整周的工作情况，并聚焦各个业务模块遇到的一些问题。
“我带着IT团队和格创东智的团队以项目组的方式沟通，会针对一些具体问题进行沟通。”叶波表示。“平时遇到具体的问题，两个团队将组织专题会议进行讨论，快速提出完整的解决方案。”
数据不光要采集更需要分析
项目在实现了设备联网和设备运维管理的协同之后，更重要的是利用积累的数据，进行全面深入的数据分析，实现数据价值。因此，格创东智和TCL电子在设备数据联网的基础上，利用数据分析工具实现设备上抛数据的分析和建模，为工厂提供设备预测性维护。
但这个过程不是一蹴而就的。
电子行业的一个显著特征是多型号、小批量，而这种生产方式的非常普遍，例如几百台的批量就意味着要重新转产，一旦发生转产后，人、机、料、法、环也要跟着变，作业方法要变，设备的参数也随之变化。
“比方说，目前一个生产线生产产品A需要几个人即可，但是生产B产品需要十几个人，那么这时候，物料肯定是要变的，配送上限变了之后如何迅速配套生产呢？这个问题对于生产线来说影响很大，需要通过数字化把这些要素实现提速，降低损失，最终实现柔性和智能化的生产方式。”李业生表示。因此，对于大部分电子行业来说，多型号、小批量对供应链和现场精益管理的要求会更高。
基于此，数据分析项目在之前的基础上额外增加了一些全新设备的接入，例如OC机、点胶机的设备数据预测，并连动MES系统实现了生产计划的匹配与转产工单的自动创建。
1、数据分析的落地是不断磨合修正的过程
在项目实现的过程中，两个团队在利用东智MFA进行数据建模过程中需要面临从设备改造、数据上报、数据标识、建模分析的诸多挑战。
（格创东智MFA，是一款大数据多因子分析建模工具，通过数据预测，能够通过设备的实时数据，预测出其可能的异常，对设备故障实现预警。）
“选定分析建模场景后，工厂生产设备的技术人员和设备维修人员需要给我们提供机器的工作原理，我们需要知道要使用哪些数据然后才能进行建模分析，最后转化成模型输出。”李业生认为，这也是项目的难点。他举了一个例子，某个部位的压力在生产过程会发生规律性的变化，为了采集到这个参数就需要进行设备硬件的改造。
“我们需要设备人员在现场为我们讲解生产过程，然后产品经理需要将生产逻辑和建模逻辑给到我们开发团队， IT人员进行数据分析，寻找对应算法，进行建模。模型建立完成之后，设备人员在实际生产过程中进行反复地验证。”
“要知道，不是所有数据都是有效的，需要区分哪些是有效数据，这个环节需要双方共同努力才能搭建起来。”格创东智高级项目经理邱传熙带领团队在项目一开始和电子团队反复磨合和沟通，才梳理和建立了一套建模的工作流程和方法。
2、工作方式的转变
由于设备信息和运维人员的管理也加入到了平台中，这就意味着管理人员对工厂运维人员的一部分工作，如计划排配、工作排配会转移到平台里面，“这样他们可以进行一些计划性的安排，例如维保预案的编辑和任务的下发。”李业生展示了管理界面。
在这个界面里，运维人员可以进行接单操作、抢单操作，进行维修记录等操作。此外，上级会对员工进行评价，可以显示出对应的绩效考核结果，而管理者可以通过平台的 PC端或者移动端，根据报表监控生产线设备运行状态和不良情况，分析出故障机器给公司带来多少损失。
”例如注塑厂，当员工发现设备的故障，就可以确认后将这转化为一个维修单，那么运维人员就会立即去现场确认进行故障分析和维修。”严旭东表示，而对于工厂来说，可以通过这种模式快速掌握故障的维修方法。
电子设备互联效果显著
格创东智采用的容器化部署和微服务可以让平台可以快速实现拓展，并且根据客户的需求灵活的调整模块，未来可以通过全程计划部署，直接添加相应的服务器资源，可以通过这种分行设备的接入。而这种快速伸缩性是非常良好的。而对于没有IT经验的人员来说，可以非常容易地进入平台进行操作。
目前，项目二期的建设给三个工厂带来最直观的改变就是设备联网以后变成了设备在线的实时监控，运维人员可以对设备的健康状态有非常明确感受，降低了故障的处理时长，减少了设备故障导致的无作业工时。
并且，在人效方面，实现了绩效在线、工作量在线，管理者可以看到运维人员的工作量情况，而工作人员可以实时看到自己的绩效排名，“这对员工来说有非常大的积极作用，可以说侧面地提高了工作效率，可降低30%无作业工时。”叶波表示。
而比较亮眼的功能部分就是利用东智MFA大数据多因子分析建模工具，对工厂的关键设备完成了将近10个模型的建立，对设备进行预测性维护，这能给工厂效率带来非常直观的积极作用。
在项目一期，设备互联就为TCL电子这三座工厂节约了几百万的成本，而在二期选择将OC点胶机和螺丝机这些故障率很高的设备进行互联和改造，减少设备问题造成的屏幕损坏，也可以节约几百万的成本。
“目前试点的三座工厂已经做了非常扎实的准备，后续将逐步向全国甚至全球其他工厂推广。”李业生表示，循序渐进地达成柔性生产和智能化生产。
设备管理精度的提高需要循序渐进
“设备管理的精度是需要一个不断迭代的过程，需要逐步积累。”李业生深知，设备的损耗问题，在实际保养过程中很难发现，只能定点去添加润滑油等操作，而磨损积累到一定程度机器就会突然坏掉，这大大地影响产能。
另外，产品适配性问题，例如使用不同模具生产的产品结构件，会有一些公差存在，但是通过设备去自动安装的时候，仅仅按照一种规格去设计安装夹具时，会造成不同模具生产出的产品结构件符合标准要求，但是安装的时候会出现偏差，这时候故障就会显现出来。
如今，通过设备联网和生产管理数字化升级改造，可以通过数据采集方式有效地识别出来，这样再去修正就可以提前预防处理。
对于电子行业来说，提出互联概念的时间并不长，对于许多企业来说，如今没有一个明确的路径，各个企业需要自己去探索。
例如TCL电子，在惠州的三家工厂的生产模式就不同，不同产业不同的生产类型会有很多差异化的需求，工作模式将有一些区分，对于劳动密集型企业，就要加强远程监控，也会更侧重于人员对生产运维的改善，而这也是未来的数字工厂发展的趋势之一。
李业生表示，“对于传统电子企业来说，通过制造技术的智能化升级，借助物联网进行工厂自动化改造，智能化精工制造和信息化品质管理，才能为消费者带来更高品质的产品。”
动力电池性能提升空间有多少？
新能源汽车之所以没有完全普及，主要受制于动力电池产品性能、质量和成本。下面从物理和化学途径聊一下动力电池性能提升空间，并对动力电池未来发展趋势进行展望。
物理途径
01 圆柱电池
目前最成熟的技术就是18650电池，即通常所说的5号电池。特斯拉汽车的动力电池就是由7623颗5号电池串并联组成。圆柱形电池由自动化设备卷绕而成，生产效率高，生产流程标准化，普及率高。但是圆柱形电池也有其天生缺陷，因为体积小，所以单体容量较小，且在高强度放电时，发热量大；使用寿命短，电池循环次数在1000次左右。
针对18650电池的缺点，特斯拉采取增大电芯尺寸的方式加以改进，例如特斯拉Model3中用20700替代18650电芯，20700电池增加的尺寸大概为10%，而体积和能量储存提升了1.33倍。20700电芯量产后，其动力电池包能量密度增加3-4%，成本下降5-10%。可见，圆柱电池的发展已经做到极致，再往上提升的空间不大。
02 方形电池
方形锂电池，顾名思义，其形状为方形，方便叠加，也方便置于汽车之中。其外壳通常是铝制壳或钢制作壳。其特点是结构简单、能量密度高，国内普及率高。方形电池多采用卷绕式或叠片式工艺，制造效率高，安全性好。随着新能源汽车工业的发展，未来新能源汽车也将如现在的常规能源汽车一样大规模生产，这就涉及到标准化问题。现在的传统燃油汽车，大多数零部件大多采用标准件，全球通用，这样一来不仅降低了制造成本，也降低了研发成本。未来的大趋势是全球采取统一尺寸，统一规格的方形电池。这将极大的推动动力电池的发展。降低动力电池的生产成本及研发成本，推动新能源汽车产业加速发展。美国卡内基梅隆大学的研究成果也证明：圆柱形电池进一步降低成本的空间很小，而方形电池则有很大的潜力。
03 软包电池将如现在的常规能
软包电池，又称聚合物锂电池，其内部使用高分子胶态或固态电解质，区别于电解液。其电池形状不固定，可以根据实际需求制作成各种形状。目前在苹果手机电池中广泛使用。软包电池目前价格昂贵，主要因为高分子电解质成本较高，其外包装材料不同于普通电池，为铝塑复合膜。其正负极材料与传统锂电池一样。
由于采用铝塑膜包装，其安全性能得到较好提升，发生安全问题时，软包电池一般会鼓气裂开，而不会发生爆炸；软包电池的优点还包括：质量轻、自耗电小、循环寿命长等。但是，软包电池也有缺点，比如一致性差，成本高，容易漏液。作为一种新型动力电池，软包电池未来提升空间很大。
04 物理途径小结
对比分析以上提升动力电池性能的物理途径来看，圆柱电池的发展已经遇到天花板，未来提升空间不大；软包电池与方形电池将来会有较大的竞争力。动力电池降成本的重要途径就是标准化与模块化。未来全国动力电池若能建立统一标准、统一规格、统一形状、统一尺寸以及批量生产，相信动力电池的生产效率将大幅提升，成本将大幅下降。例如，当年福特发明的标准化生产方式让汽车的价格从2000美金降到了300 美金。在未来大规模使用新能源汽车过程中，方形电池是最具发展潜力的。它可以让全国的新能源汽车都采用统一标准的方形电池，续航里程大的纯电动汽车，方形电池可以叠加得多一些，续航里程短的混动汽车，方形电池可以叠加得少一些。电池封装系统也可以全国统一标准，依据动力电池容量的不同，分别采取相应的电池封装技术，将方形电池封装起来。将方形电池与封装技术结合起来，形成全国统一标准的方形电池封装技术，将极大的降低动力电池的生产成品，提升动力电池性能。助力中国汽车工业实现弯道超车，达到世界顶尖水平。
化学途径
01 高镍NCM 与NCA 正极材料
正极材料是动力电池能量的短板，只要正极材料比容量提高就能提高电池能量密度。正极材料的比容量一般为100-200mAh/g，而石墨负极材料的比容量高达400mAh/g。采用高容量的正极材料，能够让负极、隔膜、电解液用量之间的搭配更加完美，电池最终能量密度的提升直接取决于正极材料比容量的提升。动力电池能量密度突破的关键就在于正极材料。
目前国内NCM111 和NCM 523 型三元正极材料产品已经量产，并开始大规模使用，而新型622NCM 则已逐步在部分动力电池企业中推广，未来将逐步拓展至811NCM 以及NCA 材料。当然三元锂电池也有自己的瓶颈，它的正极理论比容量的最大值是300mAh/g，达到300mAh/g就已经是极限。三元锂电池是目前动力电池厂商主攻的方向，未来将有新型的正极材料系统。
02 硅碳负极
动力电池的负极材料主要是硅碳负极，即在石墨材料加入硅，其理论能量密度高达4200mAh/g。例如，特斯拉在Model3 中采用了新型硅碳负极材料，特斯拉在传统石墨负极材料中加入10%的硅，使其能量密度达到550mAh/g 以上。国内贝特瑞公司研发的S1000 型号硅碳负极材料的比容量更是高达1050mAh/g。负极材料目前没有技术瓶颈，完全能满足动力电池的各种需求。
03 隔膜性
隔膜在单体电池上主要用来隔开正负极，让电解液能够通过隔膜在正负极之间交换物质。受制于电池体积所限，以及提高电池能量密度的要求，动力电池隔膜需要尽量轻、薄。隔膜性能决定了电池内部结构、内阻等，直接影响电池容量、安全性能等。优质隔膜对提升电池性能作用巨大。
隔膜技术有干法与湿法两种制造工艺，干法成本较低但只适合小功率电池，湿法成本高但能适合大功率电池。早期，动力电池主要采用干法隔膜，目前湿法隔膜开始推广使用，预计2020 年干湿法薄膜技术各占一半，分别应用于中低端与高端领域。隔膜工艺的核心技术掌握在日本旭化成公司手中。中国有大量企业生产隔膜，但无核心技术。旭化成干法现在可量产12 微米隔膜，湿法可量产6-7 微米。国内企业大多只能生产干法20-40 微米隔膜。对比与隔膜行业世界一流水平企业的差距，我国企业应该引进先进工艺设备，苦练内功，力争取得突破。
04 新型电解液LiFSI
锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。
锂电池主要使用的电解质是六氟磷酸锂。用含氟锂盐制成的电池性能好，无爆炸危险，适用性强。在锂电池电解质中添加LiFSI 后，可提高离子导电率及电池充放电特性。比如，反复充放电300 次后，1.2MLiPF6 的情况下放电容量保持率会降至约60％，而在1.0MLiPF6 中添加0.2MLiFSI 后，保持率可超过80％。目前LiFSI 已经进入商用，用此种电解质废弃电池处理工作相对简单，对生态环境友好，因此该类电解质的市场前景十分广泛。
05 化学途径小结
对比分析以上四种提升动力电池性能的化学途径，未来提升动力电池比容量的关键点在正极材料。而正极材料目前是短板，补齐短板，动力电池的比容量提升将有质的飞跃。目前，全球厂商均集中力量研究三元锂动力电池，在锂正极中主要是加入镍、钴、锰三元素。并不断调配三种元素之间的比例以提升电池性能。未来更有前途的三元材料是镍、钴、铝，不断调配实验这三种材料间的配比，将会获得能量密度更大的三元锂电池。新型三元锂电池通过与硅碳负极的适配，再搭配新型电解液LiFSI，并用更薄的湿法薄膜包裹，将使得新型动力电池的能量密度更高、环境更友好、安全性更高以及循环寿命更长。
动力电池展望
现有体系下，电池能量密度的理论极限为300Wh/kg，如果要达到2025 年，新体系动力电池技术取得突破性进展，单体比能量达500Wh/kg，有前景的方案包括固态锂电池、锂硫电池和锂空气电池等新的电化学体系电池。
固态电池大规模商用的可能性最高，因为固态锂电池和液态锂电池在工作原理上并无区别，只是电解质为固态与液态的区别。由于固态电池不再使用石墨负极，而是直接使用金属锂负极，所以大大减轻负极材料用量，使得整个电池的能量密度明显提高。目前实验室已试制出能量密度为300-400Wh/kg 的全固态电池，安全性能也比较高，不过该种电池体积较小，成本较高，目前仅在苹果手机等高端小巧设备上有应用。
锂硫电池的能量密度最高，目前实验室试制的锂硫电池比能量密度可达500Wh/kg，硫作为正极材料理论比能量高达2600Wh/kg，且单质硫成本低、对于环境友好，但是，锂硫电池在试制过程中有诸多技术难题无法突破，包括安全性、倍率性能和循环稳定性等。锂硫电池应用前景广阔，环境友好，如果试制成功，无异于一场革命，新能源汽车将会迅速取代传统燃油汽车。
锂空气电池的续航里程最长，单次续航里程可达2000 公里，不仅如此，锂空气电池比能量有望超过700Wh/kg。金属空气电池是以金属为燃料，与空气中的氧气发生氧化还原反应而产生电能的一种特殊燃料电池。锂空气电池的比能量是锂离子电池的10 倍，体积更小，重量更轻。但是锂金属过于活泼，碰见水蒸汽马上会发生剧烈氧化还原反应，其安全性、稳定差。锂空气电池的应用还有诸多技术难关要攻克。
来源：中尚能量
汕头市全量新能源科技有限公司
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新能源汽车之所以没有完全普及，主要受制于动力电池产品性能、质量和成本。下面从物理和化学途径聊一下动力电池性能提升空间，并对动力电池未来发展趋势进行展望。
物理途径
01 圆柱电池
目前最成熟的技术就是18650电池，即通常所说的5号电池。特斯拉汽车的动力电池就是由7623颗5号电池串并联组成。圆柱形电池由自动化设备卷绕而成，生产效率高，生产流程标准化，普及率高。但是圆柱形电池也有其天生缺陷，因为体积小，所以单体容量较小，且在高强度放电时，发热量大；使用寿命短，电池循环次数在1000次左右。
针对18650电池的缺点，特斯拉采取增大电芯尺寸的方式加以改进，例如特斯拉Model3中用20700替代18650电芯，20700电池增加的尺寸大概为10%，而体积和能量储存提升了1.33倍。20700电芯量产后，其动力电池包能量密度增加3-4%，成本下降5-10%。可见，圆柱电池的发展已经做到极致，再往上提升的空间不大。
02 方形电池
方形锂电池，顾名思义，其形状为方形，方便叠加，也方便置于汽车之中。其外壳通常是铝制壳或钢制作壳。其特点是结构简单、能量密度高，国内普及率高。方形电池多采用卷绕式或叠片式工艺，制造效率高，安全性好。随着新能源汽车工业的发展，未来新能源汽车也将如现在的常规能源汽车一样大规模生产，这就涉及到标准化问题。现在的传统燃油汽车，大多数零部件大多采用标准件，全球通用，这样一来不仅降低了制造成本，也降低了研发成本。未来的大趋势是全球采取统一尺寸，统一规格的方形电池。这将极大的推动动力电池的发展。降低动力电池的生产成本及研发成本，推动新能源汽车产业加速发展。美国卡内基梅隆大学的研究成果也证明：圆柱形电池进一步降低成本的空间很小，而方形电池则有很大的潜力。
03 软包电池将如现在的常规能
软包电池，又称聚合物锂电池，其内部使用高分子胶态或固态电解质，区别于电解液。其电池形状不固定，可以根据实际需求制作成各种形状。目前在苹果手机电池中广泛使用。软包电池目前价格昂贵，主要因为高分子电解质成本较高，其外包装材料不同于普通电池，为铝塑复合膜。其正负极材料与传统锂电池一样。
由于采用铝塑膜包装，其安全性能得到较好提升，发生安全问题时，软包电池一般会鼓气裂开，而不会发生爆炸；软包电池的优点还包括：质量轻、自耗电小、循环寿命长等。但是，软包电池也有缺点，比如一致性差，成本高，容易漏液。作为一种新型动力电池，软包电池未来提升空间很大。
04 物理途径小结
对比分析以上提升动力电池性能的物理途径来看，圆柱电池的发展已经遇到天花板，未来提升空间不大；软包电池与方形电池将来会有较大的竞争力。动力电池降成本的重要途径就是标准化与模块化。未来全国动力电池若能建立统一标准、统一规格、统一形状、统一尺寸以及批量生产，相信动力电池的生产效率将大幅提升，成本将大幅下降。例如，当年福特发明的标准化生产方式让汽车的价格从2000美金降到了300 美金。在未来大规模使用新能源汽车过程中，方形电池是最具发展潜力的。它可以让全国的新能源汽车都采用统一标准的方形电池，续航里程大的纯电动汽车，方形电池可以叠加得多一些，续航里程短的混动汽车，方形电池可以叠加得少一些。电池封装系统也可以全国统一标准，依据动力电池容量的不同，分别采取相应的电池封装技术，将方形电池封装起来。将方形电池与封装技术结合起来，形成全国统一标准的方形电池封装技术，将极大的降低动力电池的生产成品，提升动力电池性能。助力中国汽车工业实现弯道超车，达到世界顶尖水平。
化学途径
01 高镍NCM 与NCA 正极材料
正极材料是动力电池能量的短板，只要正极材料比容量提高就能提高电池能量密度。正极材料的比容量一般为100-200mAh/g，而石墨负极材料的比容量高达400mAh/g。采用高容量的正极材料，能够让负极、隔膜、电解液用量之间的搭配更加完美，电池最终能量密度的提升直接取决于正极材料比容量的提升。动力电池能量密度突破的关键就在于正极材料。
目前国内NCM111 和NCM 523 型三元正极材料产品已经量产，并开始大规模使用，而新型622NCM 则已逐步在部分动力电池企业中推广，未来将逐步拓展至811NCM 以及NCA 材料。当然三元锂电池也有自己的瓶颈，它的正极理论比容量的最大值是300mAh/g，达到300mAh/g就已经是极限。三元锂电池是目前动力电池厂商主攻的方向，未来将有新型的正极材料系统。
02 硅碳负极
动力电池的负极材料主要是硅碳负极，即在石墨材料加入硅，其理论能量密度高达4200mAh/g。例如，特斯拉在Model3 中采用了新型硅碳负极材料，特斯拉在传统石墨负极材料中加入10%的硅，使其能量密度达到550mAh/g 以上。国内贝特瑞公司研发的S1000 型号硅碳负极材料的比容量更是高达1050mAh/g。负极材料目前没有技术瓶颈，完全能满足动力电池的各种需求。
03 隔膜性
隔膜在单体电池上主要用来隔开正负极，让电解液能够通过隔膜在正负极之间交换物质。受制于电池体积所限，以及提高电池能量密度的要求，动力电池隔膜需要尽量轻、薄。隔膜性能决定了电池内部结构、内阻等，直接影响电池容量、安全性能等。优质隔膜对提升电池性能作用巨大。
隔膜技术有干法与湿法两种制造工艺，干法成本较低但只适合小功率电池，湿法成本高但能适合大功率电池。早期，动力电池主要采用干法隔膜，目前湿法隔膜开始推广使用，预计2020 年干湿法薄膜技术各占一半，分别应用于中低端与高端领域。隔膜工艺的核心技术掌握在日本旭化成公司手中。中国有大量企业生产隔膜，但无核心技术。旭化成干法现在可量产12 微米隔膜，湿法可量产6-7 微米。国内企业大多只能生产干法20-40 微米隔膜。对比与隔膜行业世界一流水平企业的差距，我国企业应该引进先进工艺设备，苦练内功，力争取得突破。
04 新型电解液LiFSI
锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。
锂电池主要使用的电解质是六氟磷酸锂。用含氟锂盐制成的电池性能好，无爆炸危险，适用性强。在锂电池电解质中添加LiFSI 后，可提高离子导电率及电池充放电特性。比如，反复充放电300 次后，1.2MLiPF6 的情况下放电容量保持率会降至约60％，而在1.0MLiPF6 中添加0.2MLiFSI 后，保持率可超过80％。目前LiFSI 已经进入商用，用此种电解质废弃电池处理工作相对简单，对生态环境友好，因此该类电解质的市场前景十分广泛。
05 化学途径小结
对比分析以上四种提升动力电池性能的化学途径，未来提升动力电池比容量的关键点在正极材料。而正极材料目前是短板，补齐短板，动力电池的比容量提升将有质的飞跃。目前，全球厂商均集中力量研究三元锂动力电池，在锂正极中主要是加入镍、钴、锰三元素。并不断调配三种元素之间的比例以提升电池性能。未来更有前途的三元材料是镍、钴、铝，不断调配实验这三种材料间的配比，将会获得能量密度更大的三元锂电池。新型三元锂电池通过与硅碳负极的适配，再搭配新型电解液LiFSI，并用更薄的湿法薄膜包裹，将使得新型动力电池的能量密度更高、环境更友好、安全性更高以及循环寿命更长。
动力电池展望
现有体系下，电池能量密度的理论极限为300Wh/kg，如果要达到2025 年，新体系动力电池技术取得突破性进展，单体比能量达500Wh/kg，有前景的方案包括固态锂电池、锂硫电池和锂空气电池等新的电化学体系电池。
固态电池大规模商用的可能性最高，因为固态锂电池和液态锂电池在工作原理上并无区别，只是电解质为固态与液态的区别。由于固态电池不再使用石墨负极，而是直接使用金属锂负极，所以大大减轻负极材料用量，使得整个电池的能量密度明显提高。目前实验室已试制出能量密度为300-400Wh/kg 的全固态电池，安全性能也比较高，不过该种电池体积较小，成本较高，目前仅在苹果手机等高端小巧设备上有应用。
锂硫电池的能量密度最高，目前实验室试制的锂硫电池比能量密度可达500Wh/kg，硫作为正极材料理论比能量高达2600Wh/kg，且单质硫成本低、对于环境友好，但是，锂硫电池在试制过程中有诸多技术难题无法突破，包括安全性、倍率性能和循环稳定性等。锂硫电池应用前景广阔，环境友好，如果试制成功，无异于一场革命，新能源汽车将会迅速取代传统燃油汽车。
锂空气电池的续航里程最长，单次续航里程可达2000 公里，不仅如此，锂空气电池比能量有望超过700Wh/kg。金属空气电池是以金属为燃料，与空气中的氧气发生氧化还原反应而产生电能的一种特殊燃料电池。锂空气电池的比能量是锂离子电池的10 倍，体积更小，重量更轻。但是锂金属过于活泼，碰见水蒸汽马上会发生剧烈氧化还原反应，其安全性、稳定差。锂空气电池的应用还有诸多技术难关要攻克。
来源：中尚能量
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