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洞悉物流供應(yīng)鏈
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洞悉物流供應(yīng)鏈
動力電池智能制造升級和降成本需求，為AMR（自主移動機(jī)器人）大規(guī)模進(jìn)入鋰電池自動化產(chǎn)線開辟了路徑。
一方面，鋰電池制造的前中后段工序?qū)υO(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性和對工藝控制的高精度要求，以及對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的智能處理需求，倒逼動力電池產(chǎn)線進(jìn)行自動化、智能化升級。
AMR作為智能化升級解決方案的重要組成部分，可以在動力電池智能制造過程中發(fā)揮積極作用。
另一方面，自2020年以來，全球范圍內(nèi)掀起新一輪動力電池產(chǎn)能擴(kuò)充浪潮。包括寧德時代、中航鋰電、比亞迪、蜂巢能源、億緯鋰能、瑞浦能源等電池企業(yè)大規(guī)模擴(kuò)充電池產(chǎn)能，釋放巨大的鋰電設(shè)備采購需求，給上游自動化設(shè)備商和系統(tǒng)集成商產(chǎn)生重大利好。
新廠房、新產(chǎn)線的規(guī)劃建設(shè)也給AMR助力動力電池物流自動化和生產(chǎn)效率提升以及柔性制造提供了有利條件。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，動力電池企業(yè)訂單持續(xù)增長開啟擴(kuò)產(chǎn)模式，新建產(chǎn)線對于柔性化、數(shù)字化、智能化的要求持續(xù)提升，以AMR為代表的移動機(jī)器人相較于傳統(tǒng)的自動化設(shè)備能夠更好的在產(chǎn)線上進(jìn)行快速部署、柔性應(yīng)用以及形成數(shù)據(jù)流閉環(huán)，從而獲得越來越多鋰電池企業(yè)的關(guān)注。
不過，動力電池智能制造當(dāng)前也面臨諸多痛點，AMR在動力電池領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用還存在一定距離，AMR企業(yè)想要進(jìn)入新能源領(lǐng)域也面臨諸多挑戰(zhàn)。
挖掘AMR應(yīng)用新機(jī)遇
鋰電池企業(yè)為保障訂單穩(wěn)定交付和產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)離不開全自動化、智能化的鋰電池產(chǎn)線，它能夠使電池廠在保證鋰電池生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，確保生產(chǎn)出的鋰電池具有較好的一致性，高可靠的安全性能和直通良率，從而降低生產(chǎn)成本。
AMR是指“自主移動機(jī)器人”，是機(jī)器智能化、引領(lǐng)智能制造進(jìn)程的新一代物流設(shè)備。硬件方面，集成了多傳感器融合、機(jī)器視覺、混合導(dǎo)航等高新技術(shù)，強(qiáng)大的主控賦予了AMR自動駕駛、自主決策的能力。
隨著AMR從技術(shù)到產(chǎn)品的不斷成熟，越來越多AMR在鋰電池生產(chǎn)線上替代人工的應(yīng)用機(jī)會被挖掘出來。
鋰電池制造整體分為前段上料、勻漿、涂布、輥壓、分切和中段卷繞、制片、入殼、注液、封口以及后段化成、分容、PACK、倉儲物流三大工序。每一段工序的生產(chǎn)工藝不同對各類別的機(jī)器人需求都不盡相同。
資料來源：高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）
從應(yīng)用現(xiàn)狀來看，鋰電池生產(chǎn)工藝中段環(huán)節(jié)的疊片、焊接、封裝等工序涉及工業(yè)機(jī)器人較多，因為要保證生產(chǎn)效率及產(chǎn)品一致性；后段檢測、組裝和PACK涉及的工業(yè)機(jī)器人也較多，因為機(jī)器人能滿足較大負(fù)載的抓取、搬運動作。
其中，AMR在上述工序段可以替代人工實現(xiàn)工藝之間的物料、半成品的運輸，便于生產(chǎn)物料的監(jiān)管。AMR在鋰電池產(chǎn)線工序銜接及線邊倉的重要程度正日益提升。
當(dāng)前，鋰電池企業(yè)越來越重視其原料倉、線邊倉及成品倉的智能化管理，因此越來越傾向于利用自動化立體倉庫提升廠區(qū)空間的利用率及電池的便捷存取，同時使用AGV/AMR實現(xiàn)工藝之間的物料、半成品的運輸，便于生產(chǎn)物料的監(jiān)管。
此外，將電池生產(chǎn)工藝與自動化物流系統(tǒng)完美結(jié)合，通過存儲設(shè)備、輸送設(shè)備、裝盤區(qū)設(shè)備、NG站等專機(jī)，可實現(xiàn)電池生產(chǎn)全工藝過程的自動化、智能化，達(dá)到生產(chǎn)企業(yè)預(yù)期的指標(biāo)。
而涂布、換卷、輥壓、分切等前段工序的對上下料的對接精度要求高、極片卷重量大，輸送頻次高，單純依靠人力叉車進(jìn)行上下料和運輸無法滿足鋰電池智能制造的要求，因此對AMR的產(chǎn)品性能要求更高，導(dǎo)入難度也更大。
“在輥壓、涂布等工藝的極卷運輸中，由于重量跨度大（幾百公斤到一噸多不等），需要與上下游設(shè)備進(jìn)行對接，對接精度要求高。如果只靠人工搬運的話，一方面不利于提供企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率，另一方面也會對生產(chǎn)人員產(chǎn)生人身安全威脅。” 斯坦德機(jī)器人柔性物流生態(tài)官梁凱翔對高工鋰電表示，鋰電池前段工序產(chǎn)品性能和生產(chǎn)效率提升的要求給AMR替代人工提供了良好的發(fā)展機(jī)會。
業(yè)內(nèi)人士指出，利用AMR在產(chǎn)線上替代人工是鋰電池智能制造升級的發(fā)展趨勢，可以實現(xiàn)物料自動上下料和自動化運輸、減少人工接觸電芯生產(chǎn)的機(jī)會、實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備之間的信息互聯(lián)和數(shù)據(jù)采集上傳，形成高度柔性的生產(chǎn)線，從而助力鋰電池企業(yè)產(chǎn)品性能提升和制造成本降低。
AMR進(jìn)入電池產(chǎn)線遭遇“攔路虎”
盡管近年來動力電池制造的自動化水平大幅提升，單機(jī)設(shè)備的自動化、智能化程度已得到大幅提升，但設(shè)備之間的高精度、高效銜接協(xié)同，仍有較大的提升空間。
在此情況之下，AMR想要大規(guī)模導(dǎo)入動力電池生產(chǎn)線還需克服諸多困難。
一方面，動力電池產(chǎn)線導(dǎo)入AMR會涉及到某工序或整條產(chǎn)線的升級改造，而舊產(chǎn)線改動可發(fā)揮的空間相對較小，其生產(chǎn)設(shè)備在功能設(shè)計主要以人工操作為主，且設(shè)備的數(shù)據(jù)輸出端口的智能化、數(shù)字化水平不高，導(dǎo)致在與AMR對接交互方面存在較大改造難度。
新產(chǎn)線盡管可以從頂層設(shè)計開始逐步搭好框架，給AMR導(dǎo)入預(yù)留空間，但電池企業(yè)可能會對導(dǎo)入AMR所產(chǎn)生的實際效益以及后期售后問題存在疑慮，也會成為AMR進(jìn)入鋰電行業(yè)的阻礙。
有動力電池企業(yè)技術(shù)高層曾表示，目前最讓鋰電池生產(chǎn)廠商頭痛的是辨別供應(yīng)商說的話到底“夾帶”了多少水分，他們提供的交期、質(zhì)量、性能等數(shù)據(jù)多少是夸張的。如果供應(yīng)商能夠說到做到，很大程度上產(chǎn)品價格往往不是最敏感的。
另一方面，不同種類電池企業(yè)的產(chǎn)線差異和工藝差異導(dǎo)致設(shè)備功能有差異，進(jìn)而也會對AMR在產(chǎn)品設(shè)計方面提出不同的要求，而當(dāng)前能夠滿足鋰電池領(lǐng)域多樣化非標(biāo)定制的AMR供應(yīng)商并不多。
AMR供應(yīng)商需要針對不同種類電池企業(yè)的產(chǎn)線差異，需要根據(jù)電池生產(chǎn)工藝做出定制化的AMR。同時，還要考慮電池生產(chǎn)線的空間及布局，以便能夠較快速的進(jìn)行自轉(zhuǎn)、繞行等路徑的規(guī)劃，從而提升定制化AMR的易用性。
打造鋰電行業(yè)柔性物流樣本
隨著動力電池產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)充和智能制造加速升級，移動機(jī)器人迎來了大舉進(jìn)軍鋰電產(chǎn)業(yè)的好時機(jī)，從而吸引眾多移動機(jī)器人企業(yè)入局。
作為移動機(jī)器人領(lǐng)域的資深玩家——斯坦德機(jī)器人實現(xiàn)了從機(jī)器人底層定位算法、操作系統(tǒng)、控制器等核心技術(shù)的自主研發(fā)全覆蓋，主要業(yè)務(wù)為激光SLAM自主移動機(jī)器人（AMR）及柔性物流解決方案。
作為目前3C行業(yè)國內(nèi)最大的專注于研發(fā)激光AMR的企業(yè)，斯坦德機(jī)器人已經(jīng)實現(xiàn)對于華為、中興、富士康在內(nèi)的3C行業(yè)頭部客戶全覆蓋，已累計交付激光AMR超2000臺。
隨著項目交付經(jīng)驗的不斷積累和產(chǎn)品技術(shù)升級，斯坦德機(jī)器人也將其解決方案從3C領(lǐng)域拓展到汽配、新能源等其它行業(yè)的物流自動化場景，意圖打造行業(yè)示范樣本，在鋰電池智能制造領(lǐng)域搶占市場先機(jī)。
“目前只有幾家頭部AMR廠家有實力嘗試進(jìn)軍新能源領(lǐng)域?！?梁凱翔指出，AMR廠家想要進(jìn)入新能源領(lǐng)域面臨多重挑戰(zhàn)，一些實力較弱的中小機(jī)器人企業(yè)難以參與競爭。
一方面，對機(jī)器人企業(yè)而言，包括結(jié)構(gòu)、電氣、軟件等方面的非標(biāo)設(shè)計研發(fā)能力非常重要；而一些中小企業(yè)只具備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，但在核心算法、軟件和控制技術(shù)等方面都依賴外購，無法滿足鋰電行業(yè)多樣化定制需求。
另一方面，目前新能源行業(yè)的AMR應(yīng)用還處于起步階段，項目實施需要多方配合且時間周期較長，需要機(jī)器人企業(yè)對客戶的需求理解非常深，擁有豐富的項目管理能力和經(jīng)驗。
而斯坦德機(jī)器人的競爭優(yōu)勢就在于擁有完全且強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊以及豐富的項目管理經(jīng)驗。
梁凱翔向高工鋰電介紹到，斯坦德機(jī)器人將從標(biāo)準(zhǔn)底盤、標(biāo)準(zhǔn)接口、工具及服務(wù)四方面入手，通過自主研發(fā)生產(chǎn)的AMR機(jī)器人，采用激光SLAM為主，多傳感器融合（可根據(jù)項目需求選裝不同配置）的導(dǎo)航方式，可實現(xiàn)AMR在動力電池制造過程中批量使用，提供完整的柔性物流解決方案。
目前，斯坦德機(jī)器人正在與動力電池企業(yè)聯(lián)合打造一條柔性物流自動化的示范線，打造行業(yè)示范樣本，積極探索AMR在鋰電池制造過程中的應(yīng)用空間。
