2023年二季度伊始，鋰電池企業(yè)接二連三地官宣新品。

　　4月13日，億緯鋰能面向全球首次發(fā)布全極耳21700 40PL及高容量21700 58E兩款全新產(chǎn)品;4月15日，海辰儲(chǔ)能發(fā)布了320Ah新一代電力儲(chǔ)能專用電池;4月19日，寧德時(shí)代在上海車展上舉行了凝聚態(tài)電池發(fā)布會(huì)，正式發(fā)布了單體能量密度達(dá)到500Wh/kg的凝聚態(tài)電池。

　　鋰電池技術(shù)逐漸趨于成熟，產(chǎn)品型號(hào)愈加多樣化，再加上新能源市場(chǎng)需求爆發(fā)的影響，鋰電池應(yīng)用場(chǎng)景細(xì)分化趨勢(shì)愈發(fā)明顯，對(duì)尺寸規(guī)格提出了諸多新需求。

　　在2023高工鋰電智能制造峰會(huì)上，蜂巢能源工藝裝備中心負(fù)責(zé)人、上海章魚(yú)博士總經(jīng)理尹東星指出：量產(chǎn)電池產(chǎn)品的技術(shù)特性逐漸趨同，接下來(lái)最大的差異在規(guī)模化制造能力上，即產(chǎn)品從工藝品到工業(yè)品的轉(zhuǎn)變;過(guò)程從精益生產(chǎn)“一個(gè)流”向批量處理“多個(gè)流”的轉(zhuǎn)變。

　　剛性生產(chǎn)線難以適應(yīng)市場(chǎng)日益復(fù)雜多變的需求，產(chǎn)線升級(jí)迫在眉睫。柔性化制造則是核心方向之一，但在落地上仍存在諸多難點(diǎn)。

　　國(guó)軒高科工程研究總院副院長(zhǎng)徐興無(wú)表示：“柔性制造是鋰電池多年來(lái)的‘心結(jié)’。對(duì)標(biāo)日韓，中國(guó)鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)最大的短板是工程能力差距甚大。電池型號(hào)不斷增多，規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)卻難以統(tǒng)一，制造一致性差，故障率高。”

　　柔性制造是機(jī)器人所擅長(zhǎng)的，但是與此同時(shí)挑戰(zhàn)也隨之而來(lái)了。鋰電池產(chǎn)線升級(jí)不斷提出的新需求與新要求，機(jī)器人企業(yè)該如何應(yīng)對(duì)?高工機(jī)器人從以下四個(gè)方面進(jìn)行了分析整理。 

       品質(zhì)無(wú)疑是第一要義

　　今年以來(lái)，鋰電池結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題浮出水面。

　　GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年中國(guó)鋰電池市場(chǎng)當(dāng)年規(guī)劃產(chǎn)能為2.4TWh，是當(dāng)年有效產(chǎn)能的3倍、出貨量的4倍。

　　低端產(chǎn)能過(guò)剩，高端產(chǎn)能卻面臨緊缺，其根本原因是生產(chǎn)實(shí)力落后。

　　尹東星表示：“當(dāng)前電池行業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張的主要矛盾是大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)的需求與落后的生產(chǎn)線水平不匹配。在產(chǎn)線中，自動(dòng)化程度越高，越需要增強(qiáng)過(guò)程檢驗(yàn);檢驗(yàn)點(diǎn)越多，整線OEE越低。蜂巢能源的目標(biāo)是打造極限效率、極限品質(zhì)、極限成本。”

　　如何為高端產(chǎn)能提供有效支撐?關(guān)鍵在于鋰電池生產(chǎn)核心設(shè)備性能的提升，包括機(jī)器人產(chǎn)品的工作效率、穩(wěn)定性、精度及節(jié)拍。

　　正如埃斯頓自動(dòng)化新能源BU總經(jīng)理李仁智所表示：“制造升級(jí)之下，鋰電池企業(yè)對(duì)機(jī)器人的使用逐漸增多，機(jī)器人需要擁有更高性能、更高速度、更高穩(wěn)定性，以支撐鋰電產(chǎn)線越來(lái)越高的要求。”

　　從動(dòng)力電池方面來(lái)看，GGII調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，動(dòng)力電池各工藝段機(jī)器人滲透率達(dá)到82%，主要應(yīng)用于鋰電池制芯段、模組段、PACK工藝段等環(huán)節(jié)。

　　其中針對(duì)PACK工藝段，海目星激光推出了裝配線解決方案。該裝配線采用潛伏牽引式AGV、六軸機(jī)器?攜帶雙組份涂膠頭、兼容多款模組及電池包，攻克了行業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度不完善、檢測(cè)能力差、電池一致性和穩(wěn)定性較弱等問(wèn)題，大幅提升了電池模組/電池包(PACK)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)。 

    機(jī)型定制化、非標(biāo)準(zhǔn)化

　　鎳氫電池、鎳鎘電池、鉛酸電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池、鈉離子電池……電池工藝不斷在革新，相對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)工藝也隨之產(chǎn)生變化。

　　機(jī)器人則要滿足工藝、場(chǎng)景等變化之下提出的新要求。顯然，單一型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人產(chǎn)品越來(lái)越無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。

　　從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，新能源市場(chǎng)千變?nèi)f化，細(xì)分應(yīng)用場(chǎng)景不斷增多，多品種、小批量生產(chǎn)模式勢(shì)必不斷增多。深入了解并挖掘不同工業(yè)場(chǎng)景中的實(shí)際需求及要求，并有針對(duì)性地進(jìn)行定制化、非標(biāo)準(zhǔn)化研發(fā)生產(chǎn)，將是大勢(shì)所趨。

　　從產(chǎn)品端來(lái)看，埃斯頓自動(dòng)化、埃夫特、配天機(jī)器人、鈞舵機(jī)器人、斯坦德機(jī)器人、井松機(jī)器人等廠商均為鋰電行業(yè)推出了定制化產(chǎn)品，以下為部分舉例：

　　埃斯頓自動(dòng)化

　　埃斯頓自動(dòng)化的全新一代鋰電行業(yè)定制大慣量機(jī)器人ER50-1200-SR內(nèi)置走線，采用全新結(jié)構(gòu)，具有高速，高精度，高防護(hù)的特點(diǎn);支持ModBus TCP，Ethernet IP總線通訊;標(biāo)配3xφ8氣管、3x15芯信號(hào)端子，滿足各類應(yīng)用中配置更復(fù)雜的工裝夾具。該款機(jī)器人主要應(yīng)用于大包裝上料、極耳檢測(cè)、大型模組PACK線等工序。

　　埃夫特

　　埃夫特的ER、ECR、ESR系列機(jī)器人產(chǎn)品在鋰電池的電芯、模組、PACK工藝段均有應(yīng)用。據(jù)埃夫特新能源行業(yè)總監(jiān)萬(wàn)君介紹，埃夫特2023年待研發(fā)新能源鋰電新產(chǎn)品是300kg以上系列和15-20kg系列協(xié)作機(jī)器人。

　　配天機(jī)器人

　　針對(duì)鋰電池產(chǎn)線，配天機(jī)器人推出了AIR6SC-600、AIR50A等多款定制機(jī)型，覆蓋了電芯上料、電芯檢測(cè)、電芯入殼、電芯焊接、電芯封口、涂膠和貼膠等多個(gè)工序。

　　鈞舵機(jī)器人

　　鈞舵機(jī)器人開(kāi)發(fā)的LEPG70-500電動(dòng)夾爪適用于鋰電池產(chǎn)線。值得一提的是，該定制產(chǎn)品高度集成、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)提升了鋰電行業(yè)在電芯焊接、烘烤等工藝中夾取的效率，同時(shí)也降低了客戶使用成本。

　　斯坦德機(jī)器人

　　斯坦德機(jī)器人針對(duì)鋰電行業(yè)工序復(fù)雜、載重較大、場(chǎng)景轉(zhuǎn)化多、精準(zhǔn)度要求高等的情況，推出了Oasis系列背負(fù)式AMR、V型塊舉升AMR、Gulf系列支腿式無(wú)人叉車，再加上斯坦德機(jī)器人FMS系統(tǒng)的配合就可快捷接入客戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)、場(chǎng)內(nèi)配套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)各種形狀的原材料、在制品、成品的自動(dòng)化搬運(yùn)。

　　井松機(jī)器人

　　面向鋰電池生產(chǎn)線，井松機(jī)器人開(kāi)發(fā)了多款新車型，包括電解液工廠叉車式AGV和新能源電池箔材涂、輥、切用V字托叉車AGV等。其中，堆高車AGV在新能源電池箔材涂、輥、切場(chǎng)景有三大運(yùn)用亮點(diǎn)：舉升高度達(dá)到8米、激光SLAM導(dǎo)航、可多業(yè)態(tài)定制。

　　總體而言，定制化、非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品針對(duì)性較強(qiáng)，能夠較精準(zhǔn)地匹配客戶需求，幫助客戶提升生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，還能一定程度上降低生產(chǎn)成本。

    生產(chǎn)柔性是關(guān)鍵

　　生產(chǎn)柔性是機(jī)器人應(yīng)變能力的關(guān)鍵，主要表現(xiàn)在以下4個(gè)方面：

　　1、部署靈活。當(dāng)所生產(chǎn)的產(chǎn)品臨時(shí)更替，機(jī)器人需要根據(jù)產(chǎn)線的生產(chǎn)計(jì)劃和安排調(diào)整位置或方向。

　　2、對(duì)空間要求低。隨著鋰電池生產(chǎn)多樣化，小批量的小眾型號(hào)產(chǎn)品生產(chǎn)將會(huì)越來(lái)越多。機(jī)器人需要能夠適應(yīng)空間相對(duì)較小的環(huán)境。

　　3、能夠快速并保質(zhì)保量地適應(yīng)新產(chǎn)線。當(dāng)新技術(shù)成熟落地，生產(chǎn)工藝、流程等隨時(shí)可能發(fā)生變化。在不降低生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的前提下，機(jī)器人需要靈活、快速地適應(yīng)新產(chǎn)線。

　　4、集群調(diào)度效率高。隨著終端用戶對(duì)機(jī)器人的使用量激增，導(dǎo)入品牌不斷增加，生產(chǎn)過(guò)程中就會(huì)面臨著多品牌機(jī)器人的多機(jī)調(diào)度問(wèn)題。

　　前三點(diǎn)，重量較大且占位空間較大的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人或難以適應(yīng)，而協(xié)作機(jī)器人在生產(chǎn)柔性上具備一定優(yōu)勢(shì)。

　　輕量化、高集成度的設(shè)計(jì)使協(xié)作機(jī)器人能夠以更靈活的部署方式安裝于產(chǎn)線或集成化設(shè)備中，易于編程的特點(diǎn)也使其能夠快速適應(yīng)新產(chǎn)線的工作需求。

　　從協(xié)作機(jī)器人的銷量上來(lái)看，根據(jù)GGII的調(diào)研分析，未來(lái)5年中國(guó)協(xié)作機(jī)器人整體銷量年均復(fù)合增速將保持35%以上。預(yù)計(jì)到2026年，中國(guó)協(xié)作機(jī)器人銷量將突破10萬(wàn)臺(tái)大關(guān)。鋰電池應(yīng)用場(chǎng)景無(wú)疑將是協(xié)作機(jī)器人的潛力空間。

　　在2023高工鋰電智能制造峰會(huì)上，遨博智能副總裁張棟表示：“目前協(xié)作機(jī)器人在鋰電行業(yè)處于發(fā)展初期，遨博智能的產(chǎn)品已經(jīng)在涂膠、螺絲鎖附等工序中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。”

　　遨博智能 i 系列協(xié)作機(jī)器人具有3-20KG不同負(fù)載能力。輕便小巧，占地面積小，部署機(jī)械臂來(lái)執(zhí)行新任務(wù)平均只需要半天。且能夠在多種功能場(chǎng)景中快速切換，可以采用人機(jī)協(xié)作、雙機(jī)協(xié)作、多機(jī)協(xié)作等實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。

　　此外，移動(dòng)機(jī)器人同樣在生產(chǎn)柔性方面表現(xiàn)出色。正如其名，移動(dòng)機(jī)器人比其他機(jī)器人更具機(jī)動(dòng)性、靈活性，更加容易實(shí)現(xiàn)多機(jī)調(diào)度，且對(duì)空間的要求低。

　　例如，極智嘉推出的AMR解決方案，全場(chǎng)均采用激光SLAM自然導(dǎo)航方式，無(wú)需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行特殊改造，即可柔性引入，高效實(shí)施部署，助力項(xiàng)目快速上線。該方案已覆蓋鋰電生產(chǎn)制造從電芯前后工序到模組、PACK車間的全流程。

　　在集群調(diào)度方面，極智嘉也有著成熟的經(jīng)驗(yàn)，跨系統(tǒng)、跨型號(hào)集群調(diào)度，高效協(xié)作，已實(shí)現(xiàn)260+臺(tái)機(jī)器人同場(chǎng)運(yùn)行的落地應(yīng)用。

　　從銷量上來(lái)看，得益于在生產(chǎn)柔性上的優(yōu)勢(shì)，鋰電行業(yè)移動(dòng)機(jī)器人的銷量持續(xù)增長(zhǎng)，滲透率快速上升。GGII統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年中國(guó)鋰電池行業(yè)移動(dòng)機(jī)器人銷量突破1萬(wàn)大關(guān)，達(dá)到10263臺(tái)，同比增長(zhǎng)50.07%。

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)，但與此同時(shí)移動(dòng)機(jī)器人企業(yè)也迎來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。

　　海康機(jī)器人成都分公司總經(jīng)理陳良凱表示，目前鋰電行業(yè)移動(dòng)機(jī)器人面臨著兩大挑戰(zhàn)：項(xiàng)目難和卷。項(xiàng)目難表現(xiàn)在，鋰電產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景廣，對(duì)產(chǎn)品寬度提出高要求;產(chǎn)品定制化程度高，對(duì)軟硬件研發(fā)實(shí)力要求較高;項(xiàng)目實(shí)施周期長(zhǎng)，需要供應(yīng)商有一套穩(wěn)定的、本地化的技術(shù)支持交付團(tuán)隊(duì)。卷則表現(xiàn)在競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品價(jià)格不斷創(chuàng)新低。

　　針對(duì)這兩大挑戰(zhàn)，海康機(jī)器人采用“數(shù)字化平臺(tái)軟件+智能化硬件產(chǎn)品”的模式，賦能鋰電行業(yè)“智造”升級(jí)。

　　高工機(jī)器人判斷，盡管存在挑戰(zhàn)，但是移動(dòng)機(jī)器人未來(lái)的增長(zhǎng)空間依舊十分客觀。隨著鋰電池項(xiàng)目陸續(xù)落地，鋰電池領(lǐng)域?qū)⒊蔀橐苿?dòng)機(jī)器人最大的增量市場(chǎng)之一。

    機(jī)器視覺(jué)+AI，機(jī)器人的融合應(yīng)用

　　柔性生產(chǎn)還體現(xiàn)在能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，“機(jī)器視覺(jué)+AI”是重要解決路徑之一。

　　在鋰電池生產(chǎn)中，機(jī)器視覺(jué)主要通過(guò)三種方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化、產(chǎn)線智能化的目的，分別為：

　　集成于生產(chǎn)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、識(shí)別、測(cè)量等功能;賦予機(jī)械臂定位、識(shí)別功能，使機(jī)械臂能夠更好地完成分揀、抓取、上下料等工作;機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)直接應(yīng)用于產(chǎn)線上，用于產(chǎn)品或工件的識(shí)別、檢測(cè)、測(cè)量等工作。

　　“機(jī)器代替人眼”要求機(jī)器人克服人工檢測(cè)的弊端，量化、標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)結(jié)果，AI在其中發(fā)揮了重要作用。

　　據(jù)海康機(jī)器人成都分公司總經(jīng)理陳良凱介紹：海康機(jī)器人近些年持續(xù)在打磨數(shù)字孿生系統(tǒng)。數(shù)字孿生系統(tǒng)能夠模擬現(xiàn)實(shí)工廠環(huán)境，計(jì)算升級(jí)成本，數(shù)字化預(yù)演及優(yōu)化AMR的運(yùn)行路徑和任務(wù)。

　　另外，翌視科技通過(guò)將3D成像算法硬化在芯片中，實(shí)現(xiàn)3D與AI的融合，能夠完成高速、高性能的測(cè)量，其重復(fù)精度達(dá)到0.1微米。其中，LVM2040、LVM2545等型號(hào)傳感器采用模組拼接方式，檢測(cè)長(zhǎng)寬高、平面度、段差等，主要應(yīng)用于電池模組檢測(cè)。

　　GGII分析，針對(duì)AI算法在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，部分視覺(jué)廠商已經(jīng)提出了“小樣本訓(xùn)練技術(shù)”、“使用自適應(yīng)均衡策略的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”等解決方案，降低應(yīng)用智能化算法可能帶來(lái)的負(fù)面影響，從而擴(kuò)大機(jī)器視覺(jué)智能化發(fā)展的可能性。

　　盡管仍存在不足，但是在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，以深度學(xué)習(xí)為代表的算法層面，機(jī)器視覺(jué)與AI智能的結(jié)合度將越來(lái)越高。