在锂电正极材料行业，能耗是悬在企业头顶的“达摩克利斯之剑”。仅北京当升材料科技股份有限公司常州一个基地，年用电量便高达4亿度，按江苏电价约0.6元/度计算，仅电费支出达到2.4亿元人民币。
在行业竞争日趋内卷的背景下，电耗若能下降20%，便意味着数千万级别的利润释放。
为此，当升科技从工厂建设之初便将数字孪生技术作为突破口，从安全环保与能耗管理入手，构建覆盖园区到产线的全域数字镜像，实现能耗数据的实时监控与动态优化。同时，通过分层架构确保数据流动有序——从物理层的数据产生，到控制层的采集，再到平台层的清洗梳理，最终在应用层发挥价值。
在此基础上，端到端的数字主线将能源管理与其他业务系统（研发、生产、仓储、质量）统一连接，使能耗数据不再孤立，而是与其他业务数据联动分析，精准找到降本增效的切入点。
常州基地作为“旗舰店”率先验证了这一模式，后续当升科技向其他基地及海外工厂复制推广，实现了全球化能源管理水平的统一。
节能降耗只是当升科技利用数字化技术实现企业全面转型的成功故事之一。从研发到生产、从质量到供应链，当升科技正在构建一个覆盖全链路、可生长、可复制的数字基础设施，向着“智慧工厂”的目标稳步迈进。
北京当升材料科技股份有限公司副总经理陈翔宇
8月12日，当升材料副总经理陈翔宇在西门子工业软件Realize LIVE大中华区用户大会上以“云智驱动，孪生赋能 ：筑就锂电正极材料全域智能智造新高地”为题，从化解能源焦虑切入，全面阐述了公司数字化转型的历程、效果和未来规划，以及这个过程中与西门子工业软件结下的不解之缘。
全域智能智造：从瓶颈突破到体系升级
当升科技是北京矿冶科技集团有限公司控股的国有控股上市公司，以锂电正极材料为主营业务，产品广泛应用于动力电池、储能电池、消费电池等领域。
近年来，公司确立了“新三化”战略——全球化、智能化、绿色化，旨在通过技术与管理双轮驱动，建设全球领先的锂电正极材料智能制造基地。在“新三化”战略牵引下，当升科技将数字化转型作为核心抓手，由陈翔宇主导推进，全面构建从研发到生产、从供应链到客户服务的全链路数字化能力。数字化转型前，当升科技面临多重瓶颈：研发数据分散、配方管理依赖人工经验、生产计划与执行脱节、设备数据采集困难、质量追溯链条不完整。这些问题严重制约了研发效率、生产稳定性和交付能力，成为企业快速扩张过程中的核心障碍。
为破解困局，当升科技确立了“统一平台、数据驱动、全局优化”的数字化战略，并制定了清晰的实施路径：先孤岛后集成、先局部后全局、先试点后推广。
项目分为三个阶段，第一阶段以基础建设和数据集成为主，打通各业务系统；第二阶段聚焦智能应用场景落地，实现数据驱动决策；第三阶段则向产业链上下游延伸，构建协同生态。在技术选型上，当升科技选择与西门子深度合作，部署了覆盖研发、工艺、生产、设备、质量等全流程的数字化解决方案。平台以西门子PLM（产品生命周期管理）和MES（制造执行系统）为核心，结合私有云底座，实现了从设计到执行的全链路数字化贯通。在这一平台上，当升科技已经落地了多元AI应用场景，包括智能排产、质量预测、设备故障预警等，初步形成了从计划到执行、从监控到优化的全流程闭环。
技术架构与实施路径：数字化研发平台的四大能力
数字化转型的底层逻辑，在于构建一个能够贯通全链路、支撑全要素、覆盖全生命周期的技术架构。
当升科技的数字化体系以西门子全栈解决方案为骨架，实现了从研发配方到生产执行、从设备控制到质量追溯的端到端数据贯通，并在此基础上构建了数字孪生与数字主线的双向赋能能力。
在研发数字化方面，西门子PLM平台从四个维度加速了材料行业的研发创新。首先是配方管理，PLM将配方从经验文档转化为结构化数据，支持版本管理、变更追溯和权限控制，确保每一次配方调整都有据可查。其次是实验管理，通过电子实验记录本（ELN）替代纸质记录，实现了实验数据的自动采集与结构化沉淀。再次是仿真分析，利用材料仿真工具对配方性能进行虚拟验证，缩短了研发周期。最后是协同管理，PLM打通了研发、工艺、生产之间的数据壁垒，使新配方从实验室到产线的转化效率大幅提升。
在生产执行层面，西门子MES系统成为连接研发工艺与生产调度的中枢。MES一方面接收PLM下发的工艺配方和BOM数据，另一方面将生产指令下发到设备控制系统，同时采集设备运行数据、质量检测数据和物料消耗数据，形成“工艺-生产-设备”三条主线的数据闭环。这一闭环使得生产过程中的每一项操作、每一个参数、每一次质量检测都实现了数字化追溯，并支持实时分析与动态调整。
在数字孪生与数字主线方面，当升科技构建了覆盖工厂全域的三维数字镜像。数字主线打通了从原料采购、研发设计、生产制造到产品交付的全链路标准数据流，确保每一批次产品都拥有完整的“数字护照”。数字孪生则通过三维建模与实时数据映射，实现了生产过程的虚拟仿真与物理工厂的实时联动，工厂管理者可以在虚拟环境中进行工艺优化、设备调试和产线布局调整，再下发到物理产线执行，大幅降低了试错成本与停机风险。
用数据说话：五大领域的两化收益
当升科技在两化融合方面的投入，已经在五大核心领域转化为可量化的收益。
一是研发效率方面，配方管理周期缩短30%以上，研发数据查找时间减少50%，新配方从实验室到产线的转化周期压缩了40%。二是生产效率方面，通过智能排产与实时调度，产线综合利用率提升15%，订单交付及时率提高至98%以上。三是质量管控方面，基于MES的全程质量追溯，产品不良率下降20%，客户投诉率降低35%。四是设备管理方面，通过设备互联与预测性维护，设备非计划停机时间减少40%，维护成本降低25%。五是能耗管理方面，通过能源数据采集与分析，单位产品能耗下降10%以上，有力支撑了绿色化战略目标。
数字化工厂建设的四大关键体会
回顾整个建设过程，陈翔宇总结了四大关键体会。第一是分层架构，数字化工厂的建设不能一蹴而就，需要从基础设施、平台层、应用层到决策层进行分层规划，确保每一层都可扩展、可演进。第二是数字孪生，数字孪生不是简单的三维建模，而是物理世界与数字世界之间的实时映射与双向驱动，是智慧工厂的“神经中枢”。第三是AI赋能，AI不是锦上添花，而是解决复杂问题的关键工具，当升科技已经在质量预测、智能排产、设备故障诊断等场景中实现了AI的深度应用。第四是组织变革，数字化转型不仅是技术问题，更是组织问题，需要打破部门壁垒，建立跨职能的数字化协作机制。
未来展望：从数字化迈向智能化新篇章
当升科技的数字化转型已经初见成效。在平台、技术、业务的持续赋能下，企业不仅实现了生产效率与产品质量的双重提升，更探索出了一条可复制的锂电材料行业数字化转型路径。
可以说，当升科技以“全栈数字化+AI深度应用”为核心，在锂电正极材料行业率先构建了从研发到生产的全域智能智造体系，为行业树立了标杆。
陈翔宇表示，面向未来，当升科技将在巩固现有成果的基础上，锚定长期发展蓝图，持续深化与西门子等合作伙伴的协同，探索更丰富的AI应用场景，如基于大模型的配方推荐、产线自优化、智能供应链等。同时，公司将进一步推动数智融合，加强数据治理与知识沉淀，并积极协同产业伙伴，共同构建智能低碳、可持续发展的智造新生态，开启高质量AI转型的新篇章。
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