2016年左右,鋰電行業(yè)有了自動(dòng)化生產(chǎn),在這之前鋰電是沿用鉛酸電池的半自動(dòng)化生產(chǎn)方式,設(shè)備之間的物料流轉(zhuǎn)其實(shí)都是靠人工搬運(yùn)。
鋰電行業(yè)為什么要自動(dòng)化生產(chǎn)
1.和電池生產(chǎn)環(huán)境有關(guān)。每個(gè)進(jìn)生產(chǎn)車間的工人都需要穿防塵服、戴防護(hù)手套,工人們在產(chǎn)線上特別辛苦,一天下來手已經(jīng)皺皺巴巴,像被水浸泡過的樣子,因此鋰電工廠在產(chǎn)能爆發(fā)式增長的同時(shí)招工難問題凸顯。電解液一旦開封以后就會(huì)揮發(fā),鋰電工廠很多工段的氣味非常刺鼻,員工不愿意在那種環(huán)境里干活,因?yàn)樗形kU(xiǎn)性。正極原料對環(huán)境要求也很嚴(yán)格,有些車間工人打開了門忘記關(guān)了,就會(huì)有二次污染,移動(dòng)機(jī)器人是自動(dòng)控制的,能保證門會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。
2.和工人勞動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)。以前檢查車間整體環(huán)境,需要工人背著一臺(tái)100多斤的設(shè)備去采集信息,現(xiàn)在把這臺(tái)100多斤的檢測設(shè)備放移動(dòng)機(jī)器人上自動(dòng)巡檢就行了,而且機(jī)器人巡檢數(shù)據(jù)可以形成和輸出報(bào)表,非常準(zhǔn)確。
3.和工藝工序變化有關(guān)。鋰電池的性能每年都在攀登新高峰,2018年時(shí)鋰電池的續(xù)航才300公里,2019年就變成400公里,2020年達(dá)到800公里,2022年有些新能源汽車?yán)m(xù)航達(dá)到1000公里。當(dāng)電池的能量密度不斷提升,意味著電池產(chǎn)線上的工藝工序就要不斷變化,今天要求工人這么搬物料,明天又要求他們那么搬,一旦搬錯(cuò)了,可能整條產(chǎn)線的產(chǎn)品就報(bào)廢了,必須要上自動(dòng)化。
4.和物料本身特點(diǎn)有關(guān)。在電池生產(chǎn)的前段,有涂布段、卷繞段,用到的銅箔和鋁箔都非常沉,一噸多重的物料往單機(jī)設(shè)備上對接,傳統(tǒng)的人工方式需要3-4個(gè)人去對接,一旦對接失敗,物料報(bào)廢,如果受到磕碰,也會(huì)報(bào)廢,而一卷物料的成本高達(dá)十幾萬甚至二十幾萬。
5.和鋰電行業(yè)ROI有關(guān)。移動(dòng)機(jī)器人在鋰電行業(yè)的投資回報(bào)率較高,如果只算人工的話,企業(yè)使用移動(dòng)機(jī)器人是2-3年回本,如果算上物料折損,1年內(nèi)就能回本,鋰電企業(yè)認(rèn)為如果招新工人很容易報(bào)廢幾卷物料。每個(gè)鋰電企業(yè)上移動(dòng)機(jī)器人,都想把良品率提升到極致,良品率從98%提升到99%,電池成本可以下降很多??靷}看到了行業(yè)痛點(diǎn),因此推出了鋰電行業(yè)專機(jī),替代傳統(tǒng)的人工。
6.和配送準(zhǔn)確率有關(guān)。2019年,某鋰電工廠的產(chǎn)線配送完全靠人工巡檢來做,缺多少物料配多少物料,需要20多個(gè)工作人員來回巡檢。一旦工人把拿錯(cuò)的物料拆包了,這物料要走一系列流程才能恢復(fù)到正常生產(chǎn)當(dāng)中,而且物料的批次沒法把控,很影響整體品質(zhì)。后來,該工廠引入移動(dòng)機(jī)器人,把MES系統(tǒng)改造了,等于把整個(gè)公司的信息化系統(tǒng)改造了,工人只需在倉庫里等訂單,物料配完了以后移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)送到,這就不會(huì)發(fā)生缺物料或者拿錯(cuò)物料的情況。
鋰電池生產(chǎn)線-涂布工藝
鋰電行業(yè)使用移動(dòng)機(jī)器人的現(xiàn)狀
1.頭部企業(yè)積極嘗試。2020年以來,移動(dòng)機(jī)器人的質(zhì)量和穩(wěn)定性均已顯著上升,而且購買成本也有所下降,因此很多鋰電企業(yè)開始嘗試使用,涉及到的場景比較多,包括產(chǎn)線、倉庫的搬運(yùn)。鋰電行業(yè)TOP 10的產(chǎn)能占了95%,頭部效應(yīng)很明顯,比亞迪、寧德時(shí)代、中航、蜂巢、億緯鋰能等頭部企業(yè)都在使用移動(dòng)機(jī)器人。
2.新舊工廠方案不同。在鋰電企業(yè)的老廠改造中,因?yàn)閱螜C(jī)設(shè)備從日本韓國進(jìn)口多年,過了維保期不可能做變更,移動(dòng)機(jī)器人對接起來比較痛苦,一般會(huì)改用其它方案,比如不跟設(shè)備直接對接,先對接到設(shè)備旁邊的工位上。如果是新建的工廠,一般都會(huì)把移動(dòng)機(jī)器人整體規(guī)劃進(jìn)去。
3.產(chǎn)品達(dá)到適配狀態(tài)。鋰電生產(chǎn)的第一個(gè)工序叫涂布,現(xiàn)在涂布段可以用快倉的雙升和單升機(jī)器人,上物料的時(shí)候也能用。四年前買一臺(tái)雙升機(jī)器人可能要100多萬,現(xiàn)在隨著技術(shù)成熟度提高,價(jià)格降了50%-70%,已經(jīng)能做出30-50萬/臺(tái)的機(jī)器人。四年前鋰電企業(yè)對移動(dòng)機(jī)器人的穩(wěn)定性、智能性有較大質(zhì)疑,現(xiàn)在有了Slam導(dǎo)航,已不需要對應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行改造。
快倉在鋰電行業(yè)具備哪些核心優(yōu)勢
1.行業(yè)領(lǐng)先的制造場景機(jī)器人穩(wěn)定性
鋰電行業(yè)項(xiàng)目對移動(dòng)機(jī)器人的穩(wěn)定性提出了極高的要求,行業(yè)中能做到的寥寥無幾。跑一千個(gè)任務(wù)只允許人工介入一次,就是99.9%的穩(wěn)定性,如果低于99.5%,那么這種產(chǎn)品的穩(wěn)定性就會(huì)影響客戶現(xiàn)場生產(chǎn)節(jié)拍。快倉在制造場景的這個(gè)數(shù)據(jù)目前是99.8%,屬于行業(yè)領(lǐng)先水平。
2.多品類機(jī)器人滿足全流程無人搬運(yùn)
從原材料庫到產(chǎn)線各個(gè)工段,最后到成品庫,快倉可以提供不同品類的機(jī)器人來滿足鋰電企業(yè)全流程的無人搬運(yùn)需求,在組裝段主要使用潛伏式和超低的叉車式,在后段主要使用AMR+輥筒,針對前段快倉還推出了鋰電專機(jī)“鯤鵬”。
快倉智能移動(dòng)機(jī)器人在鋰電生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)用
3.為鋰電行業(yè)而生的“鯤鵬”
高適應(yīng)性:三舵輪結(jié)構(gòu)(2驅(qū)動(dòng)舵輪+1隨動(dòng)舵輪),機(jī)器人實(shí)現(xiàn)全向移動(dòng),現(xiàn)場適應(yīng)性更強(qiáng),1.5噸負(fù)載,覆蓋鋰電前段涂布-分切全場景
高安全性:驅(qū)動(dòng)電池采用電動(dòng)車級(jí)別BMS系統(tǒng),360°避障雷達(dá),聲光報(bào)警,4個(gè)急停按鈕,360°CE標(biāo)準(zhǔn)常閉式安全觸邊高精度:±5mm停止精度,±0.7°停止角度,±1mm高精度末端引導(dǎo)定位,機(jī)器人在進(jìn)入設(shè)備前通過調(diào)整中間盤將機(jī)臺(tái)的偏移量誤差抵消高柔性:單個(gè)舉臂三向調(diào)節(jié),X向用于適應(yīng)不同幅寬物料和尋找氣漲軸上反光貼紙,YZ向根據(jù)高精度定位模塊反饋數(shù)值進(jìn)行調(diào)整
4.“鯤鵬”的應(yīng)用場景
鋰電行業(yè)專機(jī)-應(yīng)用場景
移動(dòng)機(jī)器人+鋰電
想象空間多大現(xiàn)階段只是在一些核心的場景實(shí)現(xiàn)了“機(jī)器換人”,在鋰電行業(yè)廣闊的應(yīng)用場景中這只是冰山一角。近幾年來移動(dòng)機(jī)器人在鋰電工廠里不斷發(fā)現(xiàn)一些新興的應(yīng)用場景,最開始只局限于涂布段、卷繞段,后來發(fā)現(xiàn)也能應(yīng)用在電芯成品庫,把電芯從成品庫搬運(yùn)到模組車間或者派給各車間??靷}的潛伏式機(jī)器人就能滿足這種需求,盡管電芯是非標(biāo)產(chǎn)品,但機(jī)器人只需搬運(yùn)載具。
快倉提供的是通用型解決方案。雖然電池工藝在變,但從物流的角度來看,它原材料的形態(tài)并沒有發(fā)生大的改變,因?yàn)槲覀兪褂脴?biāo)準(zhǔn)載具、標(biāo)準(zhǔn)料卷。比如叉車段,托盤尺寸一直是1m×1.2m,只要叉車能夠適配托盤,它上面擺放的物料不一樣對移動(dòng)機(jī)器人來說沒什么影響。
隨著鋰電企業(yè)擴(kuò)大產(chǎn)能,工藝工序多了,需要有3-4層輸送線,整個(gè)工廠建設(shè)得特別滿,一些已經(jīng)用輸送線代替人工的企業(yè)發(fā)現(xiàn)輸送線還是不夠柔性,當(dāng)輸送線發(fā)生故障的時(shí)候,人工進(jìn)去很難,檢修很費(fèi)勁,一旦一條輸送線停擺,整個(gè)產(chǎn)線都要暫停。而移動(dòng)機(jī)器人可以做到全柔性,因?yàn)樗穆肪€不固定,不用反復(fù)改造產(chǎn)線,如果有一臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人出現(xiàn)故障,可以馬上由另一臺(tái)替補(bǔ),產(chǎn)線命脈不會(huì)被鎖定在某一臺(tái)單獨(dú)的設(shè)備上。
國內(nèi)外很多鋰電企業(yè)開始嘗試用移動(dòng)機(jī)器人替代輸送線。海外鋰電行業(yè)雖然剛起步,但企業(yè)的更換動(dòng)力很強(qiáng),步子邁得更大膽。海外的某些鋰電企業(yè)為了打造柔性工廠,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)70%-80%的移動(dòng)機(jī)器人代替輸送線,只有20%-30%的輸送線還被保留。以前的電池生產(chǎn)線,只能設(shè)成一線二線三線四線,通過把整體化成局部的方式來實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn),現(xiàn)在有了柔性工廠,可以混產(chǎn),今天80%生產(chǎn)A、20%生產(chǎn)B,明天動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)比例。
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