2025娄底市电子陶瓷行业中小企业数字化转型实践样本

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娄底市工业和信息化局 2025 年 11 月 娄底市电子陶瓷行业中小企业 数字化转型实践样本 目 录 一、 电子陶瓷行业中小企业发展情况 ..................... 1 （一） 电子陶瓷行业行业定义与范围 ................. 1 （二） 电子陶瓷行业中小企业发展现状与趋势 ......... 3 （三） 电子陶瓷行业中小企业业务痛点 ............... 5 二、 电子陶瓷行业中小企业转型价值 ..................... 8 三、 电子陶瓷行业中小企业数字化转型场景 .............. 10 （一）产品生命周期数字化 ......................... 11 1.产品设计 ................................... 11 2.工艺设计 ................................... 13 （二）生产执行数字化 ............................. 16 3.计划排程 ................................... 16 4.生产管控 ................................... 23 5.质量管理 ................................... 27 6.设备管理 ................................... 31 （三）供应链数字化 ............................... 34 7.仓储物流 ................................... 34 — 1 — 一、电子陶瓷行业中小企业发展情况 （一）电子陶瓷行业定义与范围 电子陶瓷行业是指从事电子陶瓷材料及元器件研发、生产 和销售的企业集合。电子陶瓷是一种具有特殊电、磁、光、热、 声等性能的功能陶瓷材料，主要包括绝缘陶瓷、介电陶瓷、压 电陶瓷、半导体陶瓷、离子导电陶瓷等。典型产品包括电容器、 电阻器、压电元件、传感器、绝缘子、基板等电子元器件。 类别 陶瓷主要种类 应用领域 功能电子陶瓷 介质瓷 钛酸钡基固溶体、钛酸铅基固溶体等不 含铁或极少 含铁陶瓷 铁电介质瓷 二氧化钛、钛酸钙、钙钛硅、钛酸镁、 镁镧钛、锡 酸盐、钛酸铋等碱土金属和稀土金属的 钛酸盐 高频介质瓷 Ba0-Ti0、LTA 系、ABTi0 系 微波介质瓷 敏感陶瓷 掺入稀土元素的钛酸钡、过渡金属 （Mo、Co、Cu）等 氧化物的混合陶瓷 热敏 SiC 系、Zn0 系、钛酸钡系、氧化铁系、 氧化锡系、 钛酸锶系等 压敏 Zn0 系、氧化锡系及氧化铁系 气敏 铬酸镁一氧化钛系、硅一氧化钠-氧化钒 系、氧化锌一 氧化锂-氧化钒系、氧化锌一氧化铬系 湿敏 Cds、PbS、Ins、InSb、InSe、PbSe、 PbTe 光敏 特殊性能 SiC、石墨陶瓷、氧化锡 导电 钛酸钡、PbZr0 等 压电 结构电子陶瓷 滑石瓷 偏硅酸镁与玻璃相组合 高压高功率电路 — 2 — 氧化铝瓷 a-氧化铝 高温及电炉元件 长石瓷 莫来石-石英-长石质玻璃 碳膜电阻基体 低碱瓷 莫来石-石英变体-钡长石-长石质玻璃 金属膜电阻器的 瓷体 高导热率 瓷 金刚石、石墨、BN、Be0、AIN、SiC 集成电路 表 1 电子陶瓷产品的分类 图 1 电子陶瓷行业产业链 产业链涵盖上游原材料供应（如氧化铝、氧化锆等陶瓷粉 体）、中游电子陶瓷元器件制造和下游应用产品集成三大环节。 — 3 — （二）电子陶瓷行业中小企业发展现状与趋势 1. 行业宏观状况 受益于我国通信、电子电器、仪器仪表、数字电路等技术 快速发展，普及率不断提升，市场对电子陶瓷元器件的需求日 益增长，拉动了电子陶瓷材料行业规模快速增长。2024 年，我 国电子陶瓷行业市场规模为 1288 亿元，同比增长 17.09%。随 着国内电子陶瓷材料企业不断加大投资力度，提升研发实力， 以中瓷电子、三环集团、风华高科等为代表的国内厂商加速崛 起，使得我国在核心零部件的电子陶瓷材料市场，逐渐形成由 国内外企业共同竞争的格局。 但是，仍应看到，从市场结构来看，我国电子陶瓷本土企 业仍仅占有中国市场 36%的市场份额，剩余 64%的市场份额依然 被日本、美国等外资企业占领。作为我国电子陶瓷供应链体系 生力军的本土中小企业，其提升国际国内市场竞争力、消解 “卡脖子”隐患的任务仍然艰巨。这进一步要求中小企业通过 数字化转型等手段解决当前行业发展面临的痛点，以实现自身 跨越式发展。 — 4 — 图 2 中国电子陶瓷市场主要企业市占率 目前我国电子陶瓷行业中小企业主要集中在产业链中游的 成型、烧结、精密加工等环节，以及部分下游应用领域。 2. 行业发展趋势 一是产品向高精度、高性能、微型化方向发展，以满足 5G 通信、新能源汽车等新兴领域对元器件的严苛要求； 二是生产工艺向智能化、绿色化方向升级，通过引入先进 设备和优化流程实现降本增效与节能减排； 三是产业链协同加强，上下游企业合作更加紧密，共同构 建从原材料到终端应用的完整生态； 四是数字化转型加速，数字技术在研发、生产、管理等环 节应用日益广泛，成为企业提升核心竞争力的关键。 3. 娄底市电子陶瓷行业发展情况 娄底市新化县素有“全国电子陶瓷之乡”美誉，其产业集 群作为全国首批中小企业特色产业集群，发展态势强劲。集群 — 5 — 内聚集 226 家企业，年产值超 146 亿元，部分产品全国市场占 有率超 90%，并成功突破多项“卡脖子”技术，广泛应用于 5G 通信、新能源汽车等高端领域。娄底市通过强化政策引导，如 组建产业基金、创新“电陶贷”金融产品，有力支撑了企业发 展。尤为突出的是，娄底市以国家中小企业数字化转型试点城 市为契机，大力推动中小企业拥抱数字化浪潮。通过政府组织 举办供需对接会、企业积极引入 MES/QMS 等系统等措施，首 批试点企业数字化转型改造已全部完成，ERP 普及率达 100%， 有效降低了人工成本，提升了生产效率与产品质量。在数字化 转型与产业链协同的双轮驱动下，娄底市正加速培育一批专精 特新“小巨人”企业和行业“隐形冠军”，为区域经济高质量 发展注入强劲动能。 （三）电子陶瓷行业中小企业业务痛点 在产品创新方面，行业企业往往存在如下痛点： 一是面临研发能力有限：电子陶瓷的性能核心在于材料配 方，这是一个涉及多种元素、复杂配比和烧结工艺的“黑箱”。 许多企业依赖经验丰富的老师傅进行配方调试，缺乏系统的理 论指导和先进的研发工具，导致创新能力受限。 二是材料配方优化困难：在追求低损耗、高 Q 值等极限性 能时，传统“试错法”的研发模式效率极低、成本高昂。一个 新配方的验证，从粉料制备、成型、烧结到性能测试，动辄数 周甚至数月，且成功率不可控。 — 6 — 三是新产品开发周期长：面对下游应用快速迭代的需求， 漫长的研发周期使企业难以抓住市场先机，常常是“市场热度 已过，产品才刚问世”，错失了宝贵的商业机会。 在生产效率方面，行业企业往往存在如下痛点： 一是工艺控制精度要求高：电子陶瓷的生产过程（如配料、 成型、烧结、电极印刷）对环境温湿度、设备参数（如压力、 温度曲线）的敏感度极高。微小的波动都可能导致最终产品性 能的巨大差异，产生大量废品。 二是生产设备自动化程度低：许多企业仍依赖大量人工进 行上下料、转运、检测等操作，不仅效率低下、人力成本高昂， 更引入了大量因人为失误导致的产品质量不一致问题。 三是良品率不稳定：由于自动化程度低和过程控制手段的 缺乏，生产线的良品率波动极大。这不仅直接侵蚀了企业利润， 也使得企业难以向需要稳定供货的高端客户做出承诺。 在质量合规方面，行业企业往往存在如下痛点： 一是产品性能一致性差：即使是同一批次的产品，其性能 也可能存在肉眼不可见的差异。这种不一致性对于要求极高可 靠性的新能源汽车或 5G 基站而言是致命的。下游客户在进行 严格的来料检验时，可能会因一致性差而拒绝整批产品，给企 业造成巨大损失。 二是质量追溯体系不完善：一旦出现质量问题，许多企业 无法快速、精准地追溯到具体是哪个批次的原材料、哪台设备、 — 7 — 哪个班次的生产操作导致的。这种“质量黑洞”使得问题根源 难以定位，持续改进无从谈起，也无法满足汽车行业 IATF 16949 等高端质量体系对全流程可追溯的强制要求。 三是难以满足高端应用需求：由于缺乏完善的质量保证和 追溯体系，企业很难通过下游大型客户（尤其是国际客户）漫 长而严苛的供应商认证流程。 在市场销售方面，行业企业往往存在如下痛点： 一是客户认证周期长：尤其是在汽车电子、高端通信等领 域，新客户或新产品的认证周期通常长达一年半载。这期间需 要反复的样品寄送、性能测试、工厂审核，沟通成本高，时间 不确定性大。 二是定制化需求多：高端电子陶瓷市场并非标准品市场， 而是充满了大量的定制化需求。客户往往会根据其特定的应用 场景提出独特的性能、尺寸和形状要求。企业的销售、研发和 生产部门之间如果缺乏高效的协同机制，就难以快速响应这些 碎片化的订单。 三是市场响应速度慢：从接收到客户需求，到内部评估、 方案设计，再到样品制作和报价，整个流程在传统模式下效率 低下。当企业还在内部走流程时，数字化程度高的竞争对手可 能已经完成了几轮样品迭代，从而抢占了市场先机。 — 8 — 二、电子陶瓷行业中小企业转型价值 一是提升产品创新能力，破解研发滞后困局。行业向高精 度、高性能、微型化升级的趋势，与中小企业研发能力有限、 配方优化困难、开发周期长的痛点形成尖锐矛盾。数字化转型 为此提供了核心解决方案。通过引入 CAE 仿真技术与材料基因 工程理念，企业能将材料配方的“黑箱”调试过程转变为可计 算、可预测的科学实验，大幅减少物理试错次数，加速配方优 化和性能预测。同时，PLM 系统构建起企业专属的研发知识库， 沉淀宝贵经验，从根本上提升持续创新能力，使其能够快速响 应 5G 通信、新能源汽车等领域对新型元器件的严苛性能要求。 二是提高生产效率和产品质量，夯实高端市场基础。针对 工艺控制精度要求高、生产设备自动化程度低、良品率不稳定 的问题，数字化转型可通过引入 MES 制造执行系统与 SCADA 数据采集系统乃至 AI 工艺参数调整等手段，对配料、成型、烧 结等关键工序的温湿度、压力曲线等参数进行毫秒级实时监控 与自动调整，实现生产过程的实时监控与智能优化。有效解决 工艺控制难题，推动生产工艺向智能化、绿色化升级。结合 QMS 质量管理系统，为每一件产品建立从原料到成品的全流程 “数字身份证”，实现精准的质量追溯，有效解决产品性能一 致性差、追溯体系不完善的问题，从而提升良品率，满足汽车 电子等高端客户严苛的认证标准。 — 9 — 三是优化供应链管理，构建协同产业生态。产业链协同加 强的趋势，要求中小企业必须打破信息孤岛，优化资源配置。 数字化转型是构建高效协同生态的基石。通过搭建 SRM 供应商 关系管理平台，企业可实现原材料质量的在线追溯与供应商的 动态评估，从源头保障品质、并实现供需精准匹配。利用 WMS 仓储管理系统，可以实现库存的精准控制，提升库存周转率、 降低资金占用。更进一步，通过产业链协同平台，与上下游企 业共享需求预测、生产计划和库存数据，实现从原材料采购到 终端交付的端到端可视化管理，将极大增强整个供应链的韧性 与响应速度。有效解决质量追溯体系不完善、难以满足下游高 端应用需求的问题。 四是增强市场响应能力，抢占定制化市场先机。在定制化 需求日益增多的市场环境下，企业市场响应速度慢、客户认证 周期长的痛点成为发展瓶颈。数字化转型能够重塑市场与销售 模式。通过 CRM 客户关系管理系统，企业能够系统化管理客 户信息与多样化需求，为精准营销提供数据支撑。利用云端协 同设计平台，可与客户进行实时互动设计，将定制化需求的响 应时间大幅缩短。这不仅能显著缩短新产品的客户认证周期， 更能通过高效协同，将企业从被动接受订单的传统制造商，转 型为主动提供解决方案的服务型制造商，从而在激烈的市场竞 争中赢得先机。 — 10 — 三、电子陶瓷行业中小企业数字化转型场景 本章将结合《中小企业数字化水平评测指标（2024 年版）》 中的场景划分，围绕电子陶瓷行业特点，分级描述中小企业在 各业务环节的数字化转型典型场景和价值，并提供对应的典型 案例佐证。电子陶瓷行业涵盖产品生命周期、生产执行、供应 三大类行业特色场景，下设 7 个应用场景，下面将逐一展开。 图 3 电子陶瓷行业中小企业数字化转型典型场景金字塔图 — 11 — （一）产品生命周期数字化 1.产品设计 痛点需求：电子陶瓷行业中小企业在产品设计方面面临材 料配方优化困难、性能预测不准确、设计周期长等痛点。电子 陶瓷产品性能受材料成分、微观结构等多因素影响，传统设计 方法依赖经验试错，难以满足高端应用对材料性能的精准要求。 应用场景： 一级：使用 CAD/CAE 软件完成陶瓷元件基础建模与电性 能初步仿真 企业采用基础的计算机辅助设计工具（如 CAD）和有限元 分析（CAE）软件来辅助电子陶瓷产品的建模与性能初步验证。 如对电容器、压电元件等进行简单尺寸设计与性能仿真，让工 程师更快完成外形设计迭代。 二级：引入 PLM 系统集中管理陶瓷材料参数、图纸版本 与设计变更流程 企业引 入产品数 据管理（PDM）/产品生 命周期管 理 （PLM）系统对设计资料进行规范化管理。所有电子陶瓷产品 的图纸、3D 模型、设计 BOM（物料清单）、版本变更记录等 都集中存储在系统中，实现版本控制和权限管理。 三级：构建参数化陶瓷组件库与材料知识库，支持高频复 用/协同设计 — 12 — 企业建立典型电子陶瓷元器件标准化组件库和设计知识库， 实现设计复用与跨部门协同。将常见的陶瓷元件（如不同规格 的陶瓷环、陶瓷插芯、陶瓷外壳等）制作成参数化模型，连同 材料性能、工艺约束等知识一起沉淀为数据库。在新产品设计 时，工程师可以匹配调用已有成熟方案作为蓝本，大幅减少重 新设计工作。 四级：应用多物理场仿真与云平台，实现微结构－电性能 协同优化与产业链协同 企业应用多物理场仿真、云协同设计等前沿技术，实现设 计优化和产业链协同创新。通过高级 CAE 软件对电子陶瓷产品 的微观结构、电性能、热性能等关键指标进行深度预测与优化。 借助云端设计协作平台，与客户及供应商等合作伙伴开展多方 协同设计，共享关键元器件的设计、测试、制造相关数据，进 一步缩短研发周期，提升整体质量。 典型案例：安地亚斯基于 PLM 系统实现从概念设计到制造维 护的无缝衔接 娄底市安地亚斯电子陶瓷有限公司在产品设计上曾面临研 发协同效率低、设计周期长、材料数据分散等问题，制约产品 创新与质量提升。为改善该问题，公司引入 PLM 系统和多物理 场仿真软件，建立电子陶瓷材料数据库和元器件模型库。通过 PLM 系统实现产品全生命周期管理，利用多物理场仿真软件进 行虚拟环境分析，整合 17 年积累的材料性能参数，标准化设计 — 13 — 规范，实现设计资源复用与共享。本次升级使研发周期缩短 40%，新产品开发成功率提高 35%，产品耐压性能提升 20%，重 量减轻 15%，巩固了在新能源汽车陶瓷零部件领域的领先地 位。 （图 4 安地亚斯产品生命周期管理系统（PLM）功能架构图） 2.工艺设计 痛点需求：电子陶瓷行业中小企业在工艺设计方面面临工 艺参数优化困难、工艺稳定性差、工艺知识传承困难等痛点。 电子陶瓷生产工艺复杂，涉及粉体制备、成型、烧结等多个环 节，传统工艺设计方法难以保证工艺的一致性和稳定性，影响 产品质量和生产效率。 应用场景： 一级：建立电子陶瓷工艺流程电子档案，关键工序参数数 字化记录 利用设计软件（如 CAM/CAPP 等）辅助制定陶瓷产品制 造工艺流程。工程师参照产品设计数据，在计算机上编制基本 — 14 — 工艺路线和操作要点。如对电子陶瓷零部件的加工工艺进行初 步规划，形成基本的工艺卡片和作业指导书。 二级：CAPP 系统规范工艺数据，关键工艺参数自动采集 存档 部署工艺过程管理系统，对工艺设计进行数字化规范管理。 将完整的工艺设计数据（如配方配比、烧成温度曲线、工装模 具图纸、制造 BOM、版本变更记录等）录入系统并形成标准模 板。每当产品升级或工艺调整时，在系统中更新并通知相关部 门，确保执行一致。 三级：建立工艺知识库，联动 MES 自动匹配最佳工艺路 线 企业可建立典型电子陶瓷工艺知识库和工艺模板库，实现 工艺设计与生产系统的融合协同。将常见产品的制造工艺流程、 关键参数、所用设备/模具等关键要素数字化沉淀。集中统一管 理陶瓷烧结工艺、电极印刷工艺等关键工艺的参数化模型，以 及工艺参数、设备参数等数据。在开发新产品工艺时，可以匹 配参考类似材料或结构的既有工艺方案，大幅减少摸索试验。 此外，工艺设计系统与 MES 生产系统打通，实现数据交互和并 行协同。 — 15 — 四级：AI 辅助工艺优化，结合烧结性能数据动态推荐最佳 工艺方案 企业可运用数字孪生和工艺仿真技术，对电子陶瓷的制造 过程进行仿真与优化，验证工艺方案的可行性和稳定性。借助 MES 系统，实现工艺设计与生产执行的闭环管理，根据实际生 产数据持续优化工艺参数，提升工艺设计的科学性和适应性。 如利用 CAM 对陶瓷件的数控加工路径进行编程仿真，预先优 化刀具轨迹。 典型案例：美程新材通过升级数字化工艺体系实现数据协 同与生产优化 湖南省美程新材料科技股份有限公司在温控器陶瓷产品工 艺中面临传统手工配料误差大、烧成温度控制不精确、复杂薄 壁件干燥过程中易翘曲开裂等问题，导致良品率低、能耗高， 难以满足新能源汽车对高性能陶瓷元件的需求。 公司引入数字化工艺管理系统，将传统手工配料改为配方 数字化，采用电子配料秤和配方软件确保每批次原料化工组分 精确一致，杜绝人工称量误差；在烧成环节引入窑炉温控智能 系统，利用温度传感器和 PLC 控制实现对隧道窑内各区域温度 的实时监测和自动调整，通过大量生产数据训练模型预测最佳 升降温曲线以确保制品烧成致密度和尺寸精度最优；此外，与 高校合作开发数值模拟，优化陶瓷注浆成型工艺的干燥曲线， 明显减少翘曲和开裂不良品。 — 16 — （图 5 美程陶瓷数字化工艺管理系统（CAPP）功能架构图） （二）生产执行数字化 3.计划排程 痛点需求：在生产计划与排程方面，中小企业痛点表现在： 电子陶瓷行业中小企业在计划排程方面面临排程依赖经验、生 产计划与实际执行脱节、应对订单变化能力弱等痛点。电子陶 瓷生产周期长，工序多，设备专用性强，传统排程方法难以实 现生产资源的优化配置，影响交付周期和生产效率。人工计划 还容易忽视物料、人员等约束，导致计划不可执行或频繁变更。 应用场景： 一级：人工统筹