文章價值：深度剖析國內(nèi)外領(lǐng)先的電池研發(fā)數(shù)字化工具，實現(xiàn)指數(shù)級別提升電池研發(fā)效率。例如借助大數(shù)據(jù)工具提前推演研發(fā)、制樣等工作的可行性，實現(xiàn)未造先知；借助AI工具進行失敗實驗的智能參數(shù)定位，加速失效分析過程。

近年來，筆者一直專注于新能源行業(yè)數(shù)字化咨詢服務，在與電池行業(yè)多個龍頭企業(yè)深入合作的過程中，深刻感受到了成熟的數(shù)字化工具可以大幅提升團隊電池研發(fā)效率。下邊就以電池行業(yè)必不可少的實驗室管理系統(tǒng)LIMS為例，從9個層級去解析一套完善的LIMS系統(tǒng)可以怎樣去賦能一個電池研發(fā)團隊，在激烈的市場競爭中展現(xiàn)以一敵百的力量。

LIMS基礎(chǔ)篇

01 檢測管理

檢測業(yè)務流程是實驗室管理的重點工作，LIMS可以實現(xiàn)實驗室業(yè)務流程電子化、標準化、規(guī)范化，易于監(jiān)管、方便溯源，為企業(yè)減少無效溝通，提高工作數(shù)據(jù)準確性和工作效率。

客戶案例：天目湖先進儲能技術(shù)研究院（以下簡稱研究院）是中科院物理所與江蘇中關(guān)村產(chǎn)業(yè)園合作創(chuàng)立，薈萃了國內(nèi)外高水平研發(fā)人員。2020年筆者團隊與研究院建立了深度的戰(zhàn)略合作關(guān)系，通過導入LIMS進行實驗室的管理，提升實驗室的使用效率、試驗樣品管控、工藝數(shù)據(jù)跟蹤等。具體功能明細包括請檢業(yè)務流程、樣品接收、標簽打印、入庫/留樣管理、檢驗任務分配、樣品領(lǐng)用、錄入檢測結(jié)果、項目復核、報告編制等。

02 助力實驗室認證認可

LIMS能夠加強和規(guī)范實驗室管理水平，促進實驗室體系認證認可（CNAS/CMA）。

客戶案例：6月中旬，筆者團隊為能源領(lǐng)域某國家重點實驗室定制了一份LIMS解決方案。該實驗室成立時間較短，但高度重視資質(zhì)能力建設(shè)工作，LIMS系統(tǒng)的上線使用，有助于該實驗室提高自身的信息管理水平，順利通過CNAS評審。

03 全面安全管控

LIMS可以對實驗室內(nèi)的監(jiān)控、門禁、溫濕度傳感器、水電等設(shè)備進行智能組網(wǎng)，實現(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)測。系統(tǒng)對內(nèi)部數(shù)據(jù)訪問有嚴格的權(quán)限控制，最大化保護實驗室訪問安全。

客戶案例：今年，筆者與中國科學院物理研究所某特聘研究員（這里代稱W老師）所在的實驗室展開了數(shù)字化需求的調(diào)研會議。W老師對LIMS的功能需求之一就是實現(xiàn)智能視頻監(jiān)控，智能門禁的控制以及個性化的系統(tǒng)權(quán)限控制，以加強實驗室日常安全管理。

04 資源排配

電池實驗室設(shè)備數(shù)量和種類繁多，測試周期長，如果不能快速準確排程，將大大降低實驗室人員的效率和資源利用率，最終出現(xiàn)檢測成本增加、檢測進度不可控等問題。LIMS可以實現(xiàn)檢測任務的自動排期，快速找尋最適合的儀器設(shè)備或通道以及自動分配相應的檢測人員，協(xié)助實驗室管理人員解放人力，提升效率。

05 電子簽名/簽章

LIMS的電子簽名、簽章功能具有跟紙質(zhì)簽名簽章一樣的視覺效果，顯著提高報告簽發(fā)的效率。

客戶案例：此需求來自于多家電池企業(yè)的一線科研人員，他們實驗室產(chǎn)生的報告文件使用電子簽名，也可在未來發(fā)表期刊論文時使用。

06 電子實驗筆記

電子實驗記錄本ELN可幫助科研人員提高記錄的效率，便于數(shù)據(jù)的積累和重復利用，從而提高科研效率，加速成果產(chǎn)出。

客戶案例：筆者去年接觸的某材料公司是一家專注于鋰離子電池新型硅負極材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新科技企業(yè)。該公司希望通過LIMS幫助提升材料包覆工藝、預鋰預鎂工藝的研發(fā)和測試效率，同時要求在LIMS中高度耦合集成ELN功能，根據(jù)筆記創(chuàng)建來源自動記錄標簽，或手動添加標簽，可形成標簽雙鏈地圖，支持靈活插入跨任務實驗檢測中的內(nèi)容，并自動標識。

以上介紹了LIMS基本功能，但只具備了這些基礎(chǔ)功能，仍舊無法適應激烈的市場競爭環(huán)境。近些年，很多電池研發(fā)實驗室的數(shù)字化能力已經(jīng)相繼邁入中級階段，賦能研發(fā)團隊以一當十的能力。

LIMS中級篇

07 數(shù)據(jù)自動采集

實驗室設(shè)備儀器種類繁多，優(yōu)秀的LIMS產(chǎn)品需要實現(xiàn)全部電池檢測設(shè)備數(shù)據(jù)的自動采集和傳輸。

客戶案例：筆者今年上半年開始服務的一家客戶——中國企業(yè)動力電池“黑馬”企業(yè)，擬采用數(shù)字技術(shù)加強研發(fā)數(shù)據(jù)管理，充分挖掘數(shù)據(jù)價值。

該公司全國擁有多個創(chuàng)新實驗室，有來自于不同設(shè)備廠商的上千臺設(shè)備。之前一直未完成這上千臺設(shè)備的對接工作。公司首期項目的需求是集成試驗中心的多種設(shè)備產(chǎn)生的試驗數(shù)據(jù)和其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)與LIMS雙向互通，試驗中心結(jié)果可以回到LIMS中查看。該項目的成功實施可幫助該客戶實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)采集能力的突破。

08 報告模板

動力電池從研發(fā)到應用的過程中需要進行大量復雜而重復的測試驗證工作，期間會產(chǎn)生大量的檢測報告，如電池性能測試、電池理化測試、循環(huán)測試、直流阻抗DCR測試、OCV測試、物理測試、鈉含量測試、鎳含量測試等各種報告。

LIMS中樣品檢測報告模板的應用，實現(xiàn)將檢測過程中的數(shù)據(jù)直接嵌入檢測報告，取代實驗室原有的手工檢測、抄錄、人工計算終值結(jié)果、填寫制作報告的模式，大大縮短檢測報告編制時間，同時杜絕了人為因素造成的偏差，保障了檢測數(shù)據(jù)的準確性，極大地提升了電池檢測準確率與效率。

客戶案例：國內(nèi)動力電池某知名企業(yè)，該公司原有報告制作交付周期較長，且人工每日完成的報告數(shù)量有限。以長循環(huán)測試為例，該項測試周期時間很長，在充電、放電、擱置的流程里一直循環(huán)。一般按照性能要做數(shù)千圈，一周能做幾十圈循環(huán)，而該公司每周出具報告的時間都是固定的，研發(fā)部門的人員往往沒有時間和耐心等待固定日期出具的檢測報告，他們通常會提出數(shù)據(jù)申請，要求試驗中心提供針對已完成部分圈數(shù)循環(huán)的檢測結(jié)果，然后自己手動制作檢測報告。

現(xiàn)有LIMS的擴展功能產(chǎn)生的動態(tài)報告模板完美解決檢測報告出具的及時性問題，根據(jù)配置自動生成報告，及時率提高100%；同時提升每日人均報告的產(chǎn)出效率，最終產(chǎn)出報告數(shù)量將增加1倍以上。

具備了中級功能的LIMS產(chǎn)品，開始賦予電池實驗室與相關(guān)科研人員數(shù)據(jù)與業(yè)務的洞察能力，但個別電池頭部企業(yè)并未止步于此，逐步進入LIMS的高級階段，優(yōu)秀的工具，在電池行業(yè)里最終將賦能研發(fā)人員實現(xiàn)以一當百的效果。

LIMS高級篇

09 數(shù)據(jù)建模與分析

一個優(yōu)秀的LIMS系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)沉淀，協(xié)助研發(fā)團隊形成知識庫積累，把研發(fā)、制造、材料、測試、仿真所有數(shù)據(jù)匯集，提前推演研發(fā)，制樣等工作的可行性，重構(gòu)傳統(tǒng)的電池開發(fā)過程。例如LIMS內(nèi)嵌獨立的數(shù)據(jù)分析開發(fā)平臺，支持用python或者MATLAB進行數(shù)據(jù)分析、產(chǎn)出報表；提供dQ/dV曲線分析、HPPC分析、電池倍率分析等一系列的工具模塊；同時自帶機器學習算法和電池數(shù)據(jù)模型，如電池性能驗證模型、電芯研發(fā)全周期數(shù)據(jù)模型、材料研發(fā)全周期數(shù)據(jù)模型、壽命預測模型、電池機理模型、工藝模型等等?？赏ㄟ^實驗大數(shù)據(jù)與模型的結(jié)合，進行失敗實驗的智能參數(shù)定位，加速失效分析過程。最終實現(xiàn)指數(shù)級賦能電池研發(fā)工作，用數(shù)據(jù)驅(qū)動管理者更快速、準確地進行科學決策。

客戶案例：處在高級階段的LIMS產(chǎn)品可以持續(xù)賦能新能源電池企業(yè)從材料研發(fā)、電芯研發(fā)、生產(chǎn)工藝等的全流程數(shù)據(jù)建模與分析工作。筆者團隊已經(jīng)幫助某電池頭部企業(yè)實現(xiàn)了整體的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略規(guī)劃，其中部分數(shù)據(jù)的挖掘與分析功能將在LIMS中實現(xiàn)，最終幫助客戶企業(yè)進一步凸顯并保持競爭優(yōu)勢。

寫在最后

目前電池研發(fā)已經(jīng)進入利用高通量計算平臺和模擬仿真技術(shù)的快速通道。在和電池頭部企業(yè)合作過程中，筆者深刻認識到只有借助科技手段，緊跟技術(shù)前沿，才能在充滿挑戰(zhàn)的多元化競爭中立足。為此筆者團隊相繼推出了自主研發(fā)的電池實驗室管理系統(tǒng)、電池研發(fā)仿真及數(shù)據(jù)平臺、MES、電池成本管理平臺，成功在電池產(chǎn)業(yè)鏈多個環(huán)節(jié)進行科技賦能。

審核編輯 ：李倩