收购131年德企 积累80万条数据 这家百亿级企业想干这件事

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图片：受访人提供

1965年的一天，湖北荆州出土了一把古代宝剑，被鉴定为春秋时期越王勾践佩戴的自用宝剑。

在地底下埋藏了2500多年，出土时依旧锋利，且没有锈迹，这把代表着当时短兵器制造最高水平的剑，仍能轻松划破20多张叠在一起的纸。

人们好奇，这把剑的材质有什么独特之处？宁波博威合金材料股份有限公司（以下简称“博威合金”）研发总监孟祥鹏他们通过数据建模，预测出来了这把剑的材质配方。剑身主要为锡青铜。这意味着，早在2500多年前，中国就掌握了有色复合金属铸造工艺。

有色金属合金，不仅让冷兵器更锋利，协助古代帝王将相开疆扩土，到今天，还助力火箭升空、轨道交通电机牵引等国之重器的应用。

不过，尽管在古代，国人用有色合金造出了这把绝世好剑，但现代的火箭、高铁、5G通讯用的高端有色合金却仍需要仰仗他人鼻息。

以高端铜合金板带材为例，立鼎产业研究中心数据显示，2018年，进口量达到12万吨，而据前瞻产业研究院数据显示，整体有色金属进出口贸易逆差达813亿美元。

造成这一困局的原因，在于国内航空航天与轨道交通等高端制造产业起步较晚，因此高端有色合金苦于应用门槛较高，缺乏长期的研发和技术积累。

“从目前国内高端有色金属合金的研发质量和效率来看，与发达国家相比存在很大差距。”孟祥鹏对《大国之材》感慨道。

这一局面该如何破解？

2021年10月27日是孟祥鹏既忙碌又兴奋的日子，筹建了3年的有色合金数字化研发中心终于落成。

这套承载着博威合金由传统试错研发转向数字化高效研发的系统，配套了大数据分析、仿真模拟、数字孪生等前沿技术。作为博威合金研发中心的带头人，孟祥鹏如数家珍般地讲述着它的价值，“不管是‘卡脖子’问题，还是研发效率的问题，都能通过这个系统得到解决。”

数年的难题，数字化研发如虎添翼

数字化研发的运转，首先解开的是传统研发的痛点。

作为国内少数掌握高端有色金属合金技术的企业，博威合金的客户涵盖了关系国计民生的诸多行业，比如航空航天、半导体、新能源车、轨道交通等。复杂多变的国际环境下，高端装备应用的有色金属合金面临“卡脖子”问题。

高端装备，对有色金属合金提出各种复杂工况下的应用难题和高性能需求，如何解决，这考验着国产材料企业的智慧。

以轨道交通为例，自1997年到2007年间，列车提速6次，从起初的120km/h提升至最低200km/h以上，未来还将出现更高速度的列车。列车提速意味着需要将扭矩做大，而扭矩变大后，电机工作将产生更高温度。高温将引起材料软化，但对于牵引电机而言，对材料强度存在很高要求。

孟祥鹏表示，博威合金的高强高导耐高温铬锆铜系列产品可用于高铁牵引电机等动力系统，高铁提速带来的挑战同样考验着博威合金的研发人员。

“同时保证材料的强度和散热性能，其实是违背材料学平衡的。”孟祥鹏皱起了眉头，他和团队当时做了很多的材料筛选工作，花了大量人力物力反复查文献、做实验、试错，并在此基础上改进配比和工艺，找到材料强度与散热的最佳平衡。这道突破材料高强高导的难题，困扰了他们数年时间。

数字化研发手段的导入，如虎添翼，为整个研发工作按下了快进键。通过将过去的研究数据导入并进行建模、分析，大批量具备可行性的修改意见被提出，很快就确定了最佳的解决方案，解决了这个束缚多年的难题。

居功至伟的是大数据技术，通过数据分析、机器学习和人工智能，实现研发数据建模，建立成分、工艺、组织、性能之间的关联关系，实现智能推荐，加快了研发效率。

大数据技术，只是博威合金数字化研发平台的五大关键使能技术之一。

另一大关键技术在于全流程计算仿真模拟，孟祥鹏对《大国之材》介绍道，博威合金建立了从熔铸、挤压、拉拔、轧制到热处理的全流程工艺仿真能力。利用有限元仿真工具，可实现有色合金工艺设计及加工过程中各物理场以及显微组织的计算及预测，推动工艺改善以及工装设计优化。

早前，博威合金购置了一批合金线材的制造设备，结构较为先进。但存在一个问题，即单台的产能很低，每天只能生产2.5吨。如何提升其产能，研发人员摸索了很久。后来通过收集其工装、结晶器、水冷等参数，建立仿真模型，形成物理世界与数字世界相互映射，并对此进行分析优化，发现调整结晶器长度和冷却强度等参数，可以提高产能。

根据有限元模拟的结果对工艺参数以及工装模具进行优化后，果不其然，孟祥鹏发现，产能已经提高到4.5吨，“接下来的目标是提升到6吨，还有很大的优化空间。”

单台设备产能的提升，亦很好的控制了成本，设定6吨的目标产能，原本需要配备3台设备，如今1台就能满足生产需求。

研发效率的提升，给了博威合金解决“卡脖子”问题的灵感。以大数据服务器的高速背板连接器为例，产品主要从国外企业购买，进口依赖达到90%以上，精密带材等材料进口更是高达99%。

解决这一“卡脖子”问题，单凭材料或器件、终端厂商的任何一方来做，都是无法完成的。于是，博威合金、连接器厂商与终端企业多方成立了共同的研发团队，攻克难题。博威合金通过下游提供的结构设计，搭建起仿真模型，很快找到了材料的解决办法。“现在应用于这一块的精密带材已经批量在产，月产量超过40吨。”孟祥鹏兴奋地说。

“这是新材料研发范式的变革，博威合金做到了第三范式和第四范式，即用计算机科学分析和赋能材料科学问题、用已知数据计算出未知理论。”孟祥鹏对《大国之材》说。

领头羊的使命，启发行业

孟祥鹏对《大国之材》表示，博威建立的全套的数字化研发技术架构系统，通过研发生态圈系统实现了与社会、客户群体、科研机构、高校的互联，通过计算仿真系统、大数据分析系统，可帮助社会及科研单位进行成分设计、工艺优化，提升研发效率。

博威合金还搭建了新材料开发及应用研究数字化仿真模拟和大数据分析共享平台，实现科研机构、客户及社会的协同开发和应用创新，并通过“互联共享”实现新材料检测资源集成共享，节约社会资源，为高校、科研机构和客户提供研究检测能力、应用端检测和仿真模拟能力。

孟祥鹏对《大国之材》表示，基于博威合金的数据和算法，可以为社会提供全面的数据服务。例如市场洞察系统，可以自动运用大数据分析，监控科技进步、市场进展、客户需求变化等趋势，并通过咨询交流平台，将掌握的最新的、最前沿的材料研发动态，分享给科研机构，为新材料未来的开发提供思路和方向。

“包括数据资产、智能选材，我们促进了有色金属合金产业的上下游协同创新。”他补充道。

深远洞见，架起产研桥梁

如果说研发与产业化之间，盘桓着一条“死亡之谷”的曲线，数字化研发就是在这条曲线两端架起一座桥。

博威合金数字化研发中心落成这一天，孟祥鹏的主题报告就提出了新材料的内核和外延的概念，内核是指：新材料的成分、工艺、组织和性能这4个维度，外延是指，从基础研究到应用研究、产业化、退役，整个链条，也就是每一款新材料都必须经历的生命周期。

而数字化也可以解决材料外延问题，把材料的研发和产业化打通。

产研问题，一直是国内新材料产业较为关注的问题。中国工程院院士李元元曾指出，中国新材料产学研用一体化差距大，体现在国内新材料科技成果转化率较低，仅10%，而美国的新材料科技成果转化率高达80%。

数字化或许是逆转这一形势的利器，“不仅是材料，整个科技产业，通过研发制造一体化，打通了研发及产业化的信息孤岛，解决了有色合金新材料研发的最大瓶颈，极大加快了科研成果的快速产业化。”孟祥鹏说。

抓住新材料的“内核”与“外延”，以不变应对万变，是数字化研发的精髓所在。

博威合金的数字化研发“造诣”，源自谢识才的深远洞见。2015年开始，谢识才每年要带20多位企业高管去德国参加汉诺威工业展，在一次次的参展中，他们领略到数字化的魅力。“我们清晰地认识到要引领行业发展就必须要进行企业的数字化变革。”谢识才说道。

2015年，博威合金全资收购具有131年历史的德国贝肯霍夫有限公司。随着这家数据积累深厚的子公司加入，博威合金数字化的意愿愈发强烈起来。完成贝肯霍夫的收购后，通过融入博威合金30余年的数据的治理，形成有效全链条数据80余万条。

海量的数据资产为博威合金推进数字化的研发，奠定了扎实的数据基础。

2019年，博威与全球数字化转型顶级咨询公司全面合作，开展数字化转型，推进数字化营销、数字化研发、数字化制造、数字化供应链、数字化服务等项目建设。

“经过3年多的时间，博威合金已经建立了行业完善的数字化研发系统，大数据分析、知识图谱、计算仿真模拟、数字中台、数字孪生等前沿技术已经开始应用并产生价值。”孟祥鹏对《大国之材》说。

博威合金的数字化推进路径十分清晰，由最早的精益化自动化到信息化、数字化互联、智能化到最后实现自主化。其业务场景涵盖营销、研发、制造、供应链、服务、管理等。

“研发这一块走得比较快一些，已经进入数字孪生领域了，其他模块也在有序推进中。”

在如今的博威合金内部，从研发人员到保安，都能对数字化侃侃而谈，“意识和文化的改变是最难的，但目前来看，我们推行得很成功。”

显然，数字化手段的成功导入赋予了博威合金“三头六臂”及按快进键的“魔法”，博威合金也望向更长远的未来，针对市场需求、科研需求、产品竞争需求展开了充分的技术储备。

“未来，博威合金将搭建全链条的新产品开发流程，做好知识产权布局，打造成国际领先的有色合金新材料研发机构。”孟祥鹏对《大国之材》说。

数字化研发的推进，或许终究能让中国有色金属合金，继承越王勾践剑那道不朽寒光，继续推着中国的现代高端装备阔步向前。

孟祥鹏，博威合金数字化研发中心总监，宁波市有色合金产业创新中心主任，中国电子元件行业协会科学技术委员会、广东连接器协会主任专家委员。长期致力于高端有色合金材料的研究开发及管理工作，为国内外客户提供专业的应用解决方案。近年来带领公司研发团队进行全面的数字化研发转型，运用各种数字化技术，提高研发效率，新产品的研发周期大大缩短，通过数字化技术持续为新产品研发赋能。

企业简介

宁波博威合金材料股份有限公司（简称：博威合金）创建于1993年，2011年1月在上交所主板上市（股票代码：601137）。经过近30年快速健康发展，在全球拥有中国、德国、加拿大、越南等九大专业化制造基地，成为集新材料、新能源等产业于一体的科技型、国际化公司。

博威合金是“创新型企业”、“国家技术创新示范企业”，拥有“国家认定企业技术中心”、“国家博士后科研工作站”、“国家认可实验室”、“国家地方联合工程研究中心”研发创新平台，是“高新技术企业”、国际有色金属加工协会（IWCC）技术委员会委员。

博威合金的核心是新材料产业，坚持“创新科技，引领未来”的策略，致力于合金新材料“高、精、尖”的发展。目前博威合金拥有功能合金、环保合金、节能合金、替代合金等百余款合金棒、线、带、丝材料，应用于高速列车、航空航天、消费电子、智能汽车等30多个行业，促进现代智能制造产业高质量发展。

boway 18150铬锆铜---应用于高铁牵引电机导条端环等核心部件（指导条、端环小图片）以前传统的牵引电机采用的是漆包线，但随着我国高铁事业的发展，高铁速度也越来越快，达到200、300迈的速度，高铁提速要求材料满足高强度、高导电、扭力大等性能。以前都是德国进口，博威通过研究替代了进口，现在国产的85%以上都是博威在供应。

手机散热材料

boway 19000散热材料目前，以【均温板为代表的液冷散热器件】成为5G手机散热的一个重要解决方案。相比于石墨与热管散热：均温板散热热阻小、使用寿命长，导热效率是热管的10～20倍；均温板拥有良好平整度，可增大和热源接触面积，提升散热效率。

博威合金也持续关注市场动态，紧跟客户需求，面对5G产品轻薄化设计趋势，联合国内知名手机品牌商，共同研发了5G手机VC散热均温板材料boway 19000。材料通过热处理提升材料强度，满足超薄VC需求。工艺上，解决了蚀刻后翘曲难题，让材料更为平整，增大散热面积，加速散热。此外，优异的导电、导热性能，也有效地提升了散热效率。材料在复杂高温、长时间工况下表现更可靠、更耐久，解决了5G终端因内部部件高度集成，以及大容量、高速信号传输带来的散热难题，改善了用户体验。