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，海辰儲能發(fā)布了320Ah新一代電力儲能專用電池;4月19日，寧德時代在上海車展上舉行了凝聚態(tài)電池發(fā)布會，正式發(fā)布了單體能量密度達到500Wh/kg的凝聚態(tài)電池。

　　鋰電池技術逐漸趨于成熟，產(chǎn)品型號愈加多樣化，再加上新能源市場需求爆發(fā)的影響，鋰電池應用場景細分化趨勢愈發(fā)明顯，對尺寸規(guī)格提出了諸多新需求。

　　在2023高工鋰電智能制造峰會上，蜂巢能源工藝裝備中心負責人、上海章魚博士總經(jīng)理尹東星指出：量產(chǎn)電池產(chǎn)品的技術特性逐漸趨同，接下來最大的差異在規(guī)?；圃炷芰ι?，即產(chǎn)品從工藝品到工業(yè)品的轉(zhuǎn)變;過程從精益生產(chǎn)“一個流”向批量處理“多個流”的轉(zhuǎn)變。

　　剛性生產(chǎn)線難以適應市場日益復雜多變的需求，產(chǎn)線升級迫在眉睫。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。

　　國軒高科工程研究總院副院長徐興無表示：“柔性制造是鋰電池多年來的‘心結(jié)’。對標日韓，中國鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)最大的短板是工程能力差距甚大。電池型號不斷增多，規(guī)格標準卻難以統(tǒng)一，制造一致性差，故障率高?！?/p>

　　柔性制造是機器人所擅長的，但是與此同時挑戰(zhàn)也隨之而來了。鋰電池產(chǎn)線升級不斷提出的新需求與新要求，機器人企業(yè)該如何應對?高工機器人從以下四個方面進行了分析整理。 

       品質(zhì)無疑是第一要義

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

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

　　低端產(chǎn)能過剩，高端產(chǎn)能卻面臨緊缺，其根本原因是生產(chǎn)實力落后。

　　尹東星表示：“當前電池行業(yè)產(chǎn)能擴張的主要矛盾是大規(guī)模擴產(chǎn)的需求與落后的生產(chǎn)線水平不匹配。在產(chǎn)線中，自動化程度越高，越需要增強過程檢驗;檢驗點越多，整線OEE越低。蜂巢能源的目標是打造極限效率、極限品質(zhì)、極限成本?！?/p>

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

　　正如埃斯頓自動化新能源BU總經(jīng)理李仁智所表示：“制造升級之下，鋰電池企業(yè)對機器人的使用逐漸增多，機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)線越來越高的要求?！?/p>

　　從動力電池方面來看，GGII調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，動力電池各工藝段機器人滲透率達到82%，主要應用于鋰電池制芯段、模組段、PACK工藝段等環(huán)節(jié)。

　　其中針對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)自動化程度不完善、檢測能力差、電池一致性和穩(wěn)定性較弱等問題，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)。 

    機型定制化、非標準化

　　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，相對應的生產(chǎn)工藝也隨之產(chǎn)生變化。

　　機器人則要滿足工藝、場景等變化之下提出的新要求。顯然，單一型號的標準機器人產(chǎn)品越來越無法滿足市場需求。

　　從長遠來看，新能源市場千變?nèi)f化，細分應用場景不斷增多，多品種、小批量生產(chǎn)模式勢必不斷增多。深入了解并挖掘不同工業(yè)場景中的實際需求及要求，并有針對性地進行定制化、非標準化研發(fā)生產(chǎn)，將是大勢所趨。

　　從產(chǎn)品端來看，埃斯頓自動化、埃夫特、配天機器人、鈞舵機器人、斯坦德機器人、井松機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：

　　埃斯頓自動化

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

　　埃夫特

　　埃夫特的ER、ECR、ESR系列機器人產(chǎn)品在鋰電池的電芯、模組、PACK工藝段均有應用。據(jù)埃夫特新能源行業(yè)總監(jiān)萬君介紹，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)作機器人。

　　配天機器人

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

　　鈞舵機器人

　　鈞舵機器人開發(fā)的LEPG70-500電動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、標準化的特點提升了鋰電行業(yè)在電芯焊接、烘烤等工藝中夾取的效率，同時也降低了客戶使用成本。

　　斯坦德機器人

　　斯坦德機器人針對鋰電行業(yè)工序復雜、載重較大、場景轉(zhuǎn)化多、精準度要求高等的情況，推出了Oasis系列背負式AMR、V型塊舉升AMR、Gulf系列支腿式無人叉車，再加上斯坦德機器人FMS系統(tǒng)的配合就可快捷接入客戶業(yè)務系統(tǒng)、場內(nèi)配套設備，實現(xiàn)各種形狀的原材料、在制品、成品的自動化搬運。

　　井松機器人

　　面向鋰電池生產(chǎn)線，井松機器人開發(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、切場景有三大運用亮點：舉升高度達到8米、激光SLAM導航、可多業(yè)態(tài)定制。

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

    生產(chǎn)柔性是關鍵

　　生產(chǎn)柔性是機器人應變能力的關鍵，主要表現(xiàn)在以下4個方面：

　　1、部署靈活。當所生產(chǎn)的產(chǎn)品臨時更替，機器人需要根據(jù)產(chǎn)線的生產(chǎn)計劃和安排調(diào)整位置或方向。

　　2、對空間要求低。隨著鋰電池生產(chǎn)多樣化，小批量的小眾型號產(chǎn)品生產(chǎn)將會越來越多。機器人需要能夠適應空間相對較小的環(huán)境。

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

　　4、集群調(diào)度效率高。隨著終端用戶對機器人的使用量激增，導入品牌不斷增加，生產(chǎn)過程中就會面臨著多品牌機器人的多機調(diào)度問題。

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

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

　　從協(xié)作機器人的銷量上來看，根據(jù)GGII的調(diào)研分析，未來5年中國協(xié)作機器人整體銷量年均復合增速將保持35%以上。預計到2026年，中國協(xié)作機器人銷量將突破10萬臺大關。鋰電池應用場景無疑將是協(xié)作機器人的潛力空間。

　　在2023高工鋰電智能制造峰會上，遨博智能副總裁張棟表示：“目前協(xié)作機器人在鋰電行業(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現(xiàn)了應用?！?/p>

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

　　此外，移動機器人同樣在生產(chǎn)柔性方面表現(xiàn)出色。正如其名，移動機器人比其他機器人更具機動性、靈活性，更加容易實現(xiàn)多機調(diào)度，且對空間的要求低。

　　例如，極智嘉推出的AMR解決方案，全場均采用激光SLAM自然導航方式，無需對現(xiàn)場進行特殊改造，即可柔性引入，高效實施部署，助力項目快速上線。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，跨系統(tǒng)、跨型號集群調(diào)度，高效協(xié)作，已實現(xiàn)260+臺機器人同場運行的落地應用。

　　從銷量上來看，得益于在生產(chǎn)柔性上的優(yōu)勢，鋰電行業(yè)移動機器人的銷量持續(xù)增長，滲透率快速上升。GGII統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2022年中國鋰電池行業(yè)移動機器人銷量突破1萬大關，達到10263臺，同比增長50.07%。

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)上升態(tài)勢，但與此同時移動機器人企業(yè)也迎來了諸多挑戰(zhàn)。

　　?？禉C器人成都分公司總經(jīng)理陳良凱表示，目前鋰電行業(yè)移動機器人面臨著兩大挑戰(zhàn)：項目難和卷。項目難表現(xiàn)在，鋰電產(chǎn)業(yè)應用場景廣，對產(chǎn)品寬度提出高要求;產(chǎn)品定制化程度高，對軟硬件研發(fā)實力要求較高;項目實施周期長，需要供應商有一套穩(wěn)定的、本地化的技術支持交付團隊。卷則表現(xiàn)在競爭激烈，產(chǎn)品價格不斷創(chuàng)新低。

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

　　高工機器人判斷，盡管存在挑戰(zhàn)，但是移動機器人未來的增長空間依舊十分客觀。隨著鋰電池項目陸續(xù)落地，鋰電池領域?qū)⒊蔀橐苿訖C器人最大的增量市場之一。

    機器視覺+AI，機器人的融合應用

　　柔性生產(chǎn)還體現(xiàn)在能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，“機器視覺+AI”是重要解決路徑之一。

　　在鋰電池生產(chǎn)中，機器視覺主要通過三種方式實現(xiàn)設備智能化、產(chǎn)線智能化的目的，分別為：

　　集成于生產(chǎn)設備中實現(xiàn)檢測、識別、測量等功能;賦予機械臂定位、識別功能，使機械臂能夠更好地完成分揀、抓取、上下料等工作;機器視覺系統(tǒng)直接應用于產(chǎn)線上，用于產(chǎn)品或工件的識別、檢測、測量等工作。

　　“機器代替人眼”要求機器人克服人工檢測的弊端，量化、標準化檢測結(jié)果，AI在其中發(fā)揮了重要作用。

　　據(jù)?？禉C器人成都分公司總經(jīng)理陳良凱介紹：海康機器人近些年持續(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)實工廠環(huán)境，計算升級成本，數(shù)字化預演及優(yōu)化AMR的運行路徑和任務。

　　另外，翌視科技通過將3D成像算法硬化在芯片中，實現(xiàn)3D與AI的融合，能夠完成高速、高性能的測量，其重復精度達到0.1微米。其中，LVM2040、LVM2545等型號傳感器采用模組拼接方式，檢測長寬高、平面度、段差等，主要應用于電池模組檢測。

　　GGII分析，針對AI算法在實際應用中存在的問題，部分視覺廠商已經(jīng)提出了“小樣本訓練技術”、“使用自適應均衡策略的神經(jīng)網(wǎng)絡”等解決方案，降低應用智能化算法可能帶來的負面影響，從而擴大機器視覺智能化發(fā)展的可能性。

　　盡管仍存在不足，但是在可以預見的將來，以深度學習為代表的算法層面，機器視覺與AI智能的結(jié)合度將越來越高。