2016年左右,鋰電行業有了自動化生產,在這之前鋰電是沿用鉛酸電池的半自動化生產方式,設備之間的物料流轉其實都是靠人工搬運。
鋰電行業
為什么要自動化生產
1.和電池生產環境有關。
每個進生產車間的工人都需要穿防塵服、戴防護手套,工人們在產線上特別辛苦,一天下來手已經皺皺巴巴,像被水浸泡過的樣子,因此鋰電工廠在產能爆發式增長的同時招工難問題凸顯。電解液一旦開封以后就會揮發,鋰電工廠很多工段的氣味非常刺鼻,員工不愿意在那種環境里干活,因為它有危險性。正極原料對環境要求也很嚴格,有些車間工人打開了門忘記關了,就會有二次污染,移動機器人是自動控制的,能保證門會自動關閉。
2.和工人勞動強度有關。
以前檢查車間整體環境,需要工人背著一臺100多斤的設備去采集信息,現在把這臺100多斤的檢測設備放移動機器人上自動巡檢就行了,而且機器人巡檢數據可以形成和輸出報表,非常準確。
3.和工藝工序變化有關。
鋰電池的性能每年都在攀登新高峰,2018年時鋰電池的續航才300公里,2019年就變成400公里,2020年達到800公里,2022年有些新能源汽車續航達到1000公里。當電池的能量密度不斷提升,意味著電池產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,一旦搬錯了,可能整條產線的產品就報廢了,必須要上自動化。
4.和物料本身特點有關。
在電池生產的前段,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設備上對接,傳統的人工方式需要3-4個人去對接,一旦對接失敗,物料報廢,如果受到磕碰,也會報廢,而一卷物料的成本高達十幾萬甚至二十幾萬。
5.和鋰電行業ROI有關。
移動機器人在鋰電行業的投資回報率較高,如果只算人工的話,企業使用移動機器人是2-3年回本,如果算上物料折損,1年內就能回本,鋰電企業認為如果招新工人很容易報廢幾卷物料。每個鋰電企業上移動機器人,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。快倉看到了行業痛點,因此推出了鋰電行業專機,替代傳統的人工。
6.和配送準確率有關。
2019年,某鋰電工廠的產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多個工作人員來回巡檢。一旦工人把拿錯的物料拆包了,這物料要走一系列流程才能恢復到正常生產當中,而且物料的批次沒法把控,很影響整體品質。后來,該工廠引入移動機器人,把MES系統改造了,等于把整個公司的信息化系統改造了,工人只需在倉庫里等訂單,物料配完了以后移動機器人自動送到,這就不會發生缺物料或者拿錯物料的情況。
鋰電池生產線-涂布工藝
鋰電行業
使用移動機器人的現狀
1.頭部企業積極嘗試。
2020年以來,移動機器人的質量和穩定性均已顯著上升,而且購買成本也有所下降,因此很多鋰電企業開始嘗試使用,涉及到的場景比較多,包括產線、倉庫的搬運。鋰電行業TOP 10的產能占了95%,頭部效應很明顯,比亞迪、寧德時代、中航、蜂巢、億緯鋰能等頭部企業都在使用移動機器人。
2.新舊工廠方案不同。
在鋰電企業的老廠改造中,因為單機設備從日本韓國進口多年,過了維保期不可能做變更,移動機器人對接起來比較痛苦,一般會改用其它方案,比如不跟設備直接對接,先對接到設備旁邊的工位上。如果是新建的工廠,一般都會把移動機器人整體規劃進去。
3.產品達到適配狀態。
鋰電生產的第一個工序叫涂布,現在涂布段可以用快倉的雙升和單升機器人,上物料的時候也能用。四年前買一臺雙升機器人可能要100多萬,現在隨著技術成熟度提高,價格降了50%-70%,已經能做出30-50萬/臺的機器人。四年前鋰電企業對移動機器人的穩定性、智能性有較大質疑,現在有了Slam導航,已不需要對應用環境進行改造。
快倉在鋰電行業
具備哪些核心優勢
1.行業領先的制造場景機器人穩定性
鋰電行業項目對移動機器人的穩定性提出了極高的要求,行業中能做到的寥寥無幾。跑一千個任務只允許人工介入一次,就是99.9%的穩定性,如果低于99.5%,那么這種產品的穩定性就會影響客戶現場生產節拍。快倉在制造場景的這個數據目前是99.8%,屬于行業領先水平。
2.多品類機器人滿足全流程無人搬運
從原材料庫到產線各個工段,最后到成品庫,快倉可以提供不同品類的機器人來滿足鋰電企業全流程的無人搬運需求,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“鯤鵬”。
快倉智能移動機器人在鋰電生產環節應用
3.為鋰電行業而生的“鯤鵬”
高適應性:三舵輪結構(2驅動舵輪+1隨動舵輪),機器人實現全向移動,現場適應性更強,1.5噸負載,覆蓋鋰電前段涂布-分切全場景
高安全性:驅動電池采用電動車級別B+MS系統,360°避障雷達,聲光報警,4個急停按鈕,360°CE標準常閉式安全觸邊高精度:±5mm停止精度,±0.7°停止角度,±1mm高精度末端引導定位,機器人在進入設備前通過調整中間盤將機臺的偏移量誤差抵消高柔性:單個舉臂三向調節,X向用于適應不同幅寬物料和尋找氣漲軸上反光貼紙,YZ向根據高精度定位模塊反饋數值進行調整
4.“鯤鵬”的應用場景
鋰電行業專機-應用場景
移動機器人+鋰電
想象空間多大現階段只是在一些核心的場景實現了“機器換人”,在鋰電行業廣闊的應用場景中這只是冰山一角。近幾年來移動機器人在鋰電工廠里不斷發現一些新興的應用場景,最開始只局限于涂布段、卷繞段,后來發現也能應用在電芯成品庫,把電芯從成品庫搬運到模組車間或者派給各車間。快倉的潛伏式機器人就能滿足這種需求,盡管電芯是非標產品,但機器人只需搬運載具。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,它原材料的形態并沒有發生大的改變,因為我們使用標準載具、標準料卷。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機器人來說沒什么影響。隨著鋰電企業擴大產能,工藝工序多了,需要有3-4層輸送線,整個工廠建設得特別滿,一些已經用輸送線代替人工的企業發現輸送線還是不夠柔性,當輸送線發生故障的時候,人工進去很難,檢修很費勁,一旦一條輸送線停擺,整個產線都要暫停。而移動機器人可以做到全柔性,因為它的路線不固定,不用反復改造產線,如果有一臺移動機器人出現故障,可以馬上由另一臺替補,產線命脈不會被鎖定在某一臺單獨的設備上。國內外很多鋰電企業開始嘗試用移動機器人替代輸送線。海外鋰電行業雖然剛起步,但企業的更換動力很強,步子邁得更大膽。海外的某些鋰電企業為了打造柔性工廠,已經實現70%-80%的移動機器人代替輸送線,只有20%-30%的輸送線還被保留。以前的電池生產線,只能設成一線二線三線四線,通過把整體化成局部的方式來實現柔性生產,現在有了柔性工廠,可以混產,今天80%生產A、20%生產B,明天動態調節比例。
上海快倉智能科技有限公司成立于2014年,作為全球第二大的智能倉儲機器人系統解決方案提供商,快倉致力于打造下一代智能機器人及機器人集群操作系統,讓智能機器人成為智能制造、智能物流的基礎設施,實現“四面墻內智能駕駛-讓人類不再搬運”的偉大愿景。快倉作為一家以智能技術驅動的創新公司,全球研發人員數量超400人,憑借在人工智能、機器人、自動駕駛、深度學習、數據分析等領域的豐富經驗,賦能傳統行業,打造智能物流新生態,已與國內外60多家世界知名的企業和機構建立合作,應用場景超過200個項目和20個行業。
快倉系統解決方案可以為傳統倉庫作業模式節省5-7成人工,并有效提高平效,降低錯單率,產品損耗率和訂單消耗品開銷等,從而大幅降低倉庫的運營成本。
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