一、新能源电池行业研发管理面临的挑战与机遇
在全球能源转型和“双碳”目标推动下，中国新能源电池行业呈现出爆发式增长态势。根据行业数据，2024年中国锂离子电池出货量达到1214.6GWh，同比增长36.9%，在全球锂离子电池总体出货量中的占比达到78%，行业市值超过1万亿元。然而，在这种高速发展的背后，行业正面临着严峻的研发管理挑战。
1.1 知识资产碎片化与流失风险
新能源电池研发是一个多学科交叉的复杂领域，涉及电化学、材料学、机械工程、热管理等多个专业。在传统研发模式下，核心配方、工艺参数、实验数据等关键知识资产往往分散存储于工程师个人终端或孤立系统中，形成严重的“数据孤岛”。行业调研显示，电池研发人员平均在职周期已缩短至2.1年，核心团队年流失率超过25%，导致企业知识复用率普遍低于30%。
这种情况造成的直接后果是，企业频繁“重复造轮子”，研发效率低下。某头部电池企业因核心人员离职，重启基础配方研究耗时超6个月，直接损失超过500万元。更严重的是，随着从液态电池到半固态、全固态电池的技术路线快速迭代，历史研发数据的价值难以充分发挥，进一步加剧了企业的创新困境。
1.2 研发协同效率低下与流程冗长
从材料开发到电芯设计，再到模组/PACK集成，电池研发链条长、参与方多。传统依赖邮件、表格的协作模式导致设计变更响应迟缓，BOM（物料清单）一致性难以保障。某磷酸铁锂企业新品从概念到量产平均周期达18个月，远慢于国际领先企业。
工程变更管理更是行业痛点。在传统模式下，一项变更从申请到最终执行平均需要10天，且在传递过程中易出现版本错误，引发生产返工。这种低效协同直接拖累了企业对市场需求的响应速度，在快充电池、高能量密度电池等细分赛道丧失先机。
1.3 合规与质量追溯压力升级
全球法规环境日趋严格，特别是欧盟新电池法规对碳足迹、材料溯源、批次追溯提出了严格要求。手动整理合规报告效率低下，且客诉发生后缺乏分钟级精准溯源能力。2025年数据显示，约80%的报废新能源汽车电池在车辆报废前已通过非正规渠道流失，加剧了环保与安全风险。
同时，锂电池的安全事故频发也为行业敲响警钟。提升产品本质安全性和完善全生命周期可追溯体系变得愈发重要，而传统管理模式难以满足这些需求。
1.4 成本控制与供应链不确定性
碳酸锂等原材料价格剧烈波动，叠加钴、锂资源对外依存度高，企业需通过精准的配方优化与替代材料研发降本。然而，缺乏数据驱动的智能决策工具，导致研发成本居高不下。某企业仅因无法及时获取历史成本数据，新材料商业化失败率超40%。
这种“盲目试错”不仅消耗企业资源，更可能错失市场机会。在产能过剩风险加剧的背景下，如何通过精细化研发管理实现成本控制，成为企业生存发展的关键。
二、国产PLM系统的核心技术能力与解决方案
面对上述挑战，国产PLM系统围绕“数据结构化、流程标准化、知识可复用、安全体系化”目标，提供了全方位的解决方案。
2.1 研发数据全链路贯通与结构化
PLM系统通过构建统一平台，将电池研发涉及的配方数据、工艺参数、CAD图纸、CAE仿真结果、测试报告等多源异构数据进行整合，形成企业的“单一可信数据源”。以清陶能源为例，通过实施SIPM/PLM系统，实现了整个产品研发过程中所有资料、图纸的线上集中管理，建立了产品数据标准化体系，包括物料、BOM的规范管理，大大提高了设计人员的工作效率。
系统支持按正极、负极、电解液等材料体系分类归档，自动关联配方与性能数据，形成“成分-工艺-性能”关联模型。这种结构化数据管理为后续的数据分析和智能应用打下了坚实基础。
2.2 流程协同与项目管理透明化
通过电子化流程固化评审、变更等关键研发流程，PLM系统确保了过程合规、轨迹可查。清陶能源通过PLM系统实现了签审流程的电子化，使研发过程更加透明和可控。项目管理模块支持项目进度实时可视、资源负载分析，助力管理者精准决策。
工程变更管理（ECM）是PLM的核心价值之一。系统能够对研发设计变更过程进行规范化管理，保证变更资料的追溯和控制。某电池企业应用PLM后，变更评估时间从72小时压缩至4小时，错误率降低65%。
2.3 知识沉淀与智能复用机制
构建企业知识库是PLM系统的重要功能。清陶能源通过PLM建立知识库和标准文档库，按不同类型的知识建立知识体系，方便共享和查阅，促进了文件标准化规范化。这种机制有效解决了知识流失问题，将个人经验转化为组织资产。
更进一步，领先的PLM系统开始融合AI技术实现智能复用。以鼎捷PLM的“文生设计”功能为例，通过AI大模型训练理解订单需求、原型图查询和设计计算知识，可以快速生成改型设计图纸，将设计效率提升15倍以上。
2.4 合规支持与安全管控体系
PLM系统通过完善的权限管理机制保障数据安全。清陶能源通过PLM系统的流程引擎，严格控制文件的流进流出，做到处处有迹可循。同时，系统内置国内外法规库，能够对设计与工艺参数进行自动合规校验，帮助企业应对全球市场的合规要求。
在数据安全方面，系统通过基于角色的权限控制、操作审计日志等功能，构建了全方位的数据安全体系，确保核心配方、工艺参数等敏感信息的安全访问与防泄露。
三、行业实践案例深度解析
3.1 清陶能源：实现研发数据一体化管理
作为固态电池产业化的领跑者，清陶能源通过实施PLM系统，成功解决了产品数据管理的挑战。具体而言，系统帮助其实现了产品数据标准化、流程固化以及企业知识库的建立。
在数据管理方面，PLM系统实现了产品设计与过程设计的数据起到立法作用，为更好的为后端提供服务，实现了BOM、物料、图纸等数据的标准化。通过产品成本的结构化管理，做到了成本管控的精细化，确保了产品成本测算BOM结构导出的即时性和准确性。
在流程管理方面，系统通过对企业所贯彻的质量体系进行梳理，将流程及数据模板进行固化，实现项目过程透明可视的信息化管理。电子化的签审流程显著提升了作业效率，实现签审工作的透明化及高效化。
随着企业研发队伍的不断扩大以及应用的不断深入，清陶能源进一步扩大了PLM系统应用规模，与思普软件签订SIPM/PLM系统增购合同，扩大PLM系统并发用户数。这一案例充分证明了PLM系统在成长型企业中的适用性和扩展性。
3.2 中化国际：构建新能源领域数字化研发体系
中化国际作为大型国有控股上市公司，致力于通过科技创新助力国家‘碳达峰、碳中和’目标的实现。其新能源事业部积极布局新能源领域，在锂电新材料、电芯模组、电池回收等方面有较强科研基础。
中化国际启动PLM项目的主要目标是提升企业在新能源动力电池的电芯材料配方及配方工艺、模组、电池包的研发效率，落地企业的产品研发质量管理体系和规范。通过建立PLM系统，实现设计效率的提升，同时确保与制造部门及时、准确的共享设计数据，避免生产中不必要的延误与变更，最终实现研发和制造的端到端的协同。
该项目体现了大型集团企业通过PLM系统实现研发数字化转型的典型路径，也从侧面反映了PLM系统在复杂组织架构中的适用性。
3.3 BDA软件：AI驱动研发范式变革
电池设计自动化（BDA）软件代表了PLM与AI深度融合的前沿方向。通过“物理仿真+AI”的双轮驱动模式，BDA软件精准破解了传统研发的“跨尺度、长流程、多因素”三大难题。
目前，BDA软件已服务宁德时代、比亚迪等多家新能源头部企业，其带来的“提效降本”效果显著：传统一款电芯1—2年的研发周期有望被压缩至半年，材料实验从数月缩短至数日；成本方面，通过计算机模拟推荐配方，制浆等环节仅需1—2锅料即可达标，帮助企业降低30%—40%的研发成本。
除了锂离子电池，BDA软件的应用边界已延伸至固态电池、钠电池、燃料电池乃至显示材料、半导体材料等领域。这一案例展示了AI技术在研发领域的巨大潜力，也为PLM系统的未来演进提供了方向性参考。
四、国产PLM的竞争优势与发展趋势
4.1 政策支持与国产化替代机遇
近年来，国家出台了一系列政策支持制造业的数字化转型和国产化替代。从《中国制造2025》到“十四五”规划，PLM作为智能制造的重要系统之一，被多次提及并列为重点发展方向。特别是在国际形势复杂多变的背景下，国产化替代已成为保障产业链安全的重要战略。
政策为国产PLM厂商提供了广阔的市场空间，预计2026年国产PLM市场份额将突破75%，逐步主导高端材料研发领域。这种政策红利为国产PLM厂商提供了难得的发展窗口期。
4.2 技术架构创新与云化趋势
国产PLM厂商在技术架构上积极创新，特别是在云原生、微服务架构方面展现后发优势。开目软件的KMPLM CLOUD产品是国内首款云原生、微服务的平台化产品，融合了华中科技大学在智能制造领域多年的研究成果，支持多点研发多点制造，在确保信息安全的前提下实现跨地域协同的高效运转。
云化趋势不仅降低了企业的初始投入成本，还提高了系统的灵活性和可扩展性。智橙PLM等国产云PLM采用订阅制模式，降低中小企业初始投入，其总拥有成本（TCO）可优化40%。
4.3 AI融合与智能化升级
AI与PLM的深度融合是另一个重要趋势。鼎捷PLM通过与DeepSeek等AI大模型的深度集成，落地应用于多个研发管理的关键场景。这种融合不仅提高了产品设计效率，还优化了产品性能和加速了产品创新迭代。
未来，随着生成式AI技术的成熟，PLM系统有望实现更高程度的智能化，从“管理平台”演进为“研发智能体”，在材料筛选、配方优化、工艺参数推荐等方面发挥更大作用。
五、实施路径与选型建议
5.1 实施路径规划
企业实施PLM系统应遵循“总体规划、分步实施”原则。首先明确业务需求和实施目标，然后选择适合的模块分期实施。对于新能源电池企业，建议优先关注配方管理、项目协同、数据标准化等核心模块，再逐步扩展至全生命周期管理。
变革管理是实施成功的关键因素之一。企业需要通过培训、宣传等方式提高员工对PLM系统的接受度，建立与系统相适应的组织架构和流程制度。
5.2 选型关键考量因素
在PLM系统选型过程中，企业应重点考察以下维度：
行业适配性：选择对新能源电池研发流程有深刻理解的厂商
技术架构：优先云原生、微服务架构，支持灵活扩展
功能深度：满足企业在项目管理、数据管理等方面的核心需求
服务能力：考察厂商的实施经验和持续服务能力
成本效益：综合评估软件许可、实施、运维等总拥有成本
对于不同规模的企业，选型重点应有所差异。大型企业可考虑鼎捷PLM等全功能平台，中小企业则可选择智橙云PLM等轻量级解决方案。
六、未来展望与总结
6.1 技术发展趋势
未来，PLM系统将朝着更加智能化、平台化和生态化的方向发展。AI技术将进一步深度融合，实现从“辅助工具”到“研发伙伴”的转变；数字孪生技术将实现虚拟空间中的仿真优化，大幅减少实物试错；平台化架构将支持更广泛的生态协同，促进产业链上下游的数据共享和业务协同。
6.2 产业发展前景
在政策支持和技术创新的双轮驱动下，国产PLM产业面临广阔的发展前景。随着新能源电池行业竞争的加剧，PLM系统将从“可选”变为“必选”，成为企业构建核心竞争力的关键基础设施。
预计到2028年，AI驱动型PLM在电池行业的渗透率将超过80%，国产PLM市场份额有望达到85%以上，在全球市场竞争中占据主导地位。
6.3 总结
国产PLM系统通过构建研发数字基座，有效解决了新能源电池企业在知识管理、协同效率、合规安全等方面面临的挑战。随着技术的持续演进与应用场景的深化，PLM系统将为中国新能源电池产业从“制造”迈向“智造”提供坚实支撑，助力企业在全球竞争中构建可持续的创新能力。
在迈向碳中和的全球征程中，国产PLM系统不仅是技术工具，更是推动产业升级、实现能源转型的重要引擎。通过持续创新和生态共建，国产PLM有望在全球工业软件领域实现从“跟跑”到“并跑”乃至“领跑”的历史性跨越。
