動(dòng)力電池新一輪規(guī)模化擴(kuò)產(chǎn)啟動(dòng)，物流的柔性升級(jí)成為電池企業(yè)無(wú)法繞開(kāi)的話(huà)題。

目前來(lái)看，鋰電行業(yè)主要有三大痛點(diǎn)：

1、質(zhì)量&成本

電芯加工工序?qū)ιa(chǎn)環(huán)境有較高要求，粉塵、水分等因素會(huì)影響電芯的產(chǎn)品一致性；原材料價(jià)格的不斷升高，產(chǎn)能快速擴(kuò)張且勞動(dòng)強(qiáng)度大，造成招工難、用工成本高；物料在不同工序轉(zhuǎn)運(yùn)，人工接觸風(fēng)險(xiǎn)較高，物料報(bào)廢造成大量成本損失。

2、效率&安全

前工序卷料重、種類(lèi)多，上下料對(duì)接難度大，機(jī)臺(tái)上料時(shí)需要多個(gè)工人同時(shí)完成；工藝路線(xiàn)復(fù)雜，物料搬運(yùn)任務(wù)難以有效管控，造成產(chǎn)量及節(jié)拍損失；地面有碳粉容易打滑，物流通道狹窄，人機(jī)混行有安全隱患。

3、物料管理

各工序之間緩存物料多，沒(méi)有實(shí)時(shí)庫(kù)存數(shù)據(jù)，需要人工定期盤(pán)點(diǎn)；倉(cāng)庫(kù)按照ERP計(jì)劃批量出庫(kù)，與產(chǎn)線(xiàn)需求有差異，造成緩存區(qū)爆庫(kù)；線(xiàn)邊緩存架位置分散，沒(méi)有上下架指示，造成產(chǎn)線(xiàn)與所需物料距離較遠(yuǎn)。

針對(duì)此，極智嘉正在嘗試通過(guò)機(jī)器人打造各類(lèi)解決方案。近日，由高工機(jī)器人、高工鋰電、高工咨詢(xún)聯(lián)合主辦的“2021鋰電池智能制造峰會(huì)”在智能物流專(zhuān)場(chǎng)上，極智嘉全球供應(yīng)鏈解決方案總監(jiān)曹曉剛發(fā)表題為“智能機(jī)器人助力鋰電制造柔性升級(jí)”的演講。

他分析，鋰電行業(yè)解決方案包括倉(cāng)儲(chǔ)和加工兩部分，具體來(lái)看，原材料經(jīng)過(guò)一系列的加工形成電芯產(chǎn)品。電芯進(jìn)入模組車(chē)間形成模組，最終組成PACK，即電池包。其間的多項(xiàng)工序?yàn)橐苿?dòng)機(jī)器人提供了用武之地，如前工序中的攪拌、涂布、輥壓、分切等環(huán)節(jié)粉料搬運(yùn)、銅鋁箔搬運(yùn)、卷料搬運(yùn)；在中段，前工序制好的極卷極片可以通過(guò)機(jī)器人搬運(yùn)到卷繞機(jī)或者疊片機(jī)上，電芯也可以通過(guò)機(jī)器人搬運(yùn)到下一個(gè)庫(kù)存環(huán)節(jié)。在模組車(chē)間的電芯上線(xiàn)、原材料上線(xiàn)、包材上線(xiàn)、模組下線(xiàn)，以及PACK車(chē)間的箱體上線(xiàn)、模組上線(xiàn)、原材料上線(xiàn)、PACK下線(xiàn)等都是移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景。

原材料搬運(yùn)解決方案

在原材料搬運(yùn)解決方案中，面臨的場(chǎng)景是原材料立庫(kù)出庫(kù)搬運(yùn)至線(xiàn)邊庫(kù)、陰陽(yáng)極粉料配送、陰陽(yáng)極基材配送、空托盤(pán)堆垛，極智嘉提供的解決方案是AMR替代人工叉車(chē)搬運(yùn)，運(yùn)用的產(chǎn)品包括最大負(fù)載1000kg的潛伏頂升機(jī)器人M1000R和負(fù)載1.4噸的無(wú)人叉車(chē)F14L，這些SLAM激光導(dǎo)航產(chǎn)品的運(yùn)行不受地面粉塵影響，不同型號(hào)的AMR可以互相安全避讓?zhuān)蚨徇\(yùn)托盤(pán)更精準(zhǔn)、更安全。此外，上位系統(tǒng)直接下發(fā)任務(wù)，搬運(yùn)系統(tǒng)就近安排空閑的機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)，由原材料庫(kù)向緩存架補(bǔ)料、同時(shí)緩存架向投料口送料。

曹曉剛通過(guò)視頻進(jìn)一步展示了無(wú)人叉車(chē)實(shí)際運(yùn)行的狀況，無(wú)人叉車(chē)可以對(duì)接立庫(kù)輸送線(xiàn)，配送產(chǎn)線(xiàn)線(xiàn)邊庫(kù)，可以將空托盤(pán)自動(dòng)堆疊回庫(kù)，此外無(wú)人叉車(chē)還具備自動(dòng)進(jìn)出電梯、前向及側(cè)向、貨叉方向的激光避障等功能。

涂布/輥壓搬運(yùn)解決方案

在涂布/輥壓搬運(yùn)解決方案中，面對(duì)的場(chǎng)景是拆包間出庫(kù)、緩存架存取、涂布上料/下料、輥壓上料/下料、分切上料。極智嘉提供的解決方案是AMR替代叉車(chē)及手推料車(chē)；搬運(yùn)系統(tǒng)與MES、上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，機(jī)器人可以自動(dòng)完成機(jī)臺(tái)上下料、緩存架存取、工序轉(zhuǎn)運(yùn)等一系列任務(wù)，物料流轉(zhuǎn)自動(dòng)化率可達(dá)100%，信息可追溯；雙舉升結(jié)構(gòu)一次搬運(yùn)就可完成空滿(mǎn)料卷的更換，1臺(tái)機(jī)器人可以替換4個(gè)物流工人（雙班），ROI小于2年。

該項(xiàng)目中運(yùn)用到的AMR為雙舉升定制型機(jī)器人，對(duì)接精度可達(dá)±1mm，可適配1100~1750mm之間各種尺寸的料軸，可按實(shí)際需求定制；具備360°激光避障、高空及低矮障礙物避障、360°防撞觸邊等最高安全性能。

在某國(guó)內(nèi)鋰電池制造企業(yè)中已使用了這款產(chǎn)品，客戶(hù)的痛點(diǎn)是由于物料重量達(dá)3噸，人工搬運(yùn)困難，容易產(chǎn)生磕碰料廢；上下料對(duì)接精度要求高（±1mm）；地面掉落碳粉容易滑倒，通道狹窄有安全隱患。

為了解決這一難題，客戶(hù)在前工序涂布、輥壓、模切等工序已投入了30臺(tái)雙舉升定制型機(jī)器人來(lái)對(duì)接WMS、MES以及上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的生產(chǎn)物流過(guò)程，通過(guò)系統(tǒng)管理庫(kù)存，自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)、理貨。狀態(tài)監(jiān)控及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，包括效率分析、故障分析等。同時(shí)，機(jī)器人還可以與立庫(kù)、輸送線(xiàn)、電梯、卷簾門(mén)等設(shè)備智能交互。

總體而言，該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全無(wú)人化物料搬運(yùn)及設(shè)備對(duì)接，工藝路線(xiàn)靈活可調(diào)，節(jié)省物流工人120人（雙班），項(xiàng)目整體ROI小于2年。

極卷搬運(yùn)解決方案

接下來(lái)，曹曉剛分享了極卷搬運(yùn)解決方案，該方案面對(duì)的場(chǎng)景包括模切下線(xiàn)、極卷出入庫(kù)和卷繞上線(xiàn)。該方案運(yùn)用的AMR產(chǎn)品為單懸臂定制型機(jī)器人，可替代人工推車(chē)搬運(yùn)，可實(shí)現(xiàn)360°激光避障，停止精度為±5mm，定位精度達(dá)±1mm，懸臂車(chē)與卷繞機(jī)直接對(duì)接完成上料任務(wù)。

料箱/料盤(pán)搬運(yùn)解決方案

料箱/料盤(pán)搬運(yùn)解決方案則主要是應(yīng)對(duì)后工序彈匣、Tray盤(pán)搬運(yùn)，以及機(jī)臺(tái)、輸送線(xiàn)對(duì)接和轉(zhuǎn)運(yùn)，該方案運(yùn)用M1000R結(jié)合電動(dòng)輥筒替代手推車(chē)搬運(yùn)，可按照料箱尺寸定制不同的輥筒尺寸，雙排輥筒可以連續(xù)取兩箱物料以提高搬運(yùn)效率。輥筒與輸送線(xiàn)高度保持一致，可直接對(duì)接輸送線(xiàn)并取送物料。

模組生產(chǎn)解決方案

曹曉剛進(jìn)一步介紹了模組生產(chǎn)解決方案，相對(duì)來(lái)說(shuō)，模組生產(chǎn)的自動(dòng)化率較高，潛伏式AMR M1000R可實(shí)現(xiàn)原材料上料的無(wú)人化配送，在這過(guò)程中，揀料工位呼叫機(jī)器人搬運(yùn)空料車(chē)作業(yè)，隨后機(jī)器人按照配料單的配送地址依次在線(xiàn)邊工位停靠，線(xiàn)邊工人取消后機(jī)器人行進(jìn)到下一工位。叉車(chē)式AMR F20T/F20MT則可以實(shí)現(xiàn)電芯成品上料、包材上料、模組成品下線(xiàn)等的無(wú)人化配送。該方案中不同型號(hào)的機(jī)器人可以互相避讓?zhuān)ＷC安全。

極智嘉的系統(tǒng)解決方案向上可以連接企業(yè)的MES系統(tǒng)、機(jī)臺(tái)上位機(jī)，向下可以控制機(jī)器人進(jìn)行智能運(yùn)作，并與數(shù)據(jù)管理平臺(tái)（DMP）和各種外部設(shè)備，如提升機(jī)、風(fēng)淋門(mén)、卷簾門(mén)、緩存架等實(shí)現(xiàn)對(duì)接。

通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)的分析，可以對(duì)充電效率、機(jī)器人運(yùn)行效率，工廠(chǎng)整體稼動(dòng)率等進(jìn)行分析，同時(shí)提供單據(jù)、任務(wù)、物料、機(jī)器人等看板，為企業(yè)管理人員以及現(xiàn)場(chǎng)操作人員提供更直接化的數(shù)據(jù)展示。

價(jià)值實(shí)現(xiàn)

最后，曹曉剛表示，極智嘉的愿景是成為全球領(lǐng)先的人工智能和機(jī)器人公司，打造智慧物流的基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，幫助客戶(hù)與合作伙伴實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智慧化的敏捷供應(yīng)鏈。

發(fā)展至今，極智嘉已擁有員工超1000人，在南京和鹽城的兩個(gè)自有工廠(chǎng)年產(chǎn)能超萬(wàn)臺(tái)，其中2019年首次對(duì)外開(kāi)放的南京智慧工廠(chǎng)，是世界首座使用機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)自主移動(dòng)機(jī)器人（AMR）的智慧工廠(chǎng)。

目前，極智嘉的專(zhuān)利公開(kāi)累計(jì)超400件，擁有超300家全球大客戶(hù)，移動(dòng)機(jī)器人全球部署超10，000臺(tái)。其全品類(lèi)物流機(jī)器人系統(tǒng)包括貨架到人系統(tǒng)、貨箱到人系統(tǒng)、訂單到人系統(tǒng)、智能分揀系統(tǒng)、智能搬運(yùn)系統(tǒng)、智能叉車(chē)系統(tǒng)等。

在軟硬件方面，極智嘉關(guān)注安全，打造可靠的硬件基礎(chǔ)，如采用CNC高強(qiáng)度合金鋁，其機(jī)械零件經(jīng)過(guò)50萬(wàn)次的嚴(yán)格測(cè)試，電池防火設(shè)計(jì)通過(guò)日本最嚴(yán)認(rèn)證，Wifi 通過(guò)Cisco認(rèn)證，整機(jī)通過(guò)CE認(rèn)證等，同時(shí)打造了機(jī)器人平臺(tái)Matrix、軟件平臺(tái) WES & RMS、算法平臺(tái) HyperX，從而賦能智能倉(cāng)儲(chǔ)與柔性制造。

在全球服務(wù)能力方面，極智嘉可實(shí)現(xiàn)線(xiàn)上問(wèn)題響應(yīng)時(shí)間小于10分鐘，全球服務(wù)超20個(gè)國(guó)家及地區(qū)，中英文技術(shù)支持7*24小時(shí)全天候響應(yīng)客戶(hù)，已建立全球備件中心1個(gè)，國(guó)內(nèi)備件倉(cāng)4個(gè)，海外備件中心8個(gè)。

“極智嘉致力于為企業(yè)創(chuàng)造真正的價(jià)值，塑造競(jìng)爭(zhēng)力，增強(qiáng)反脆弱力。伴隨著鋰電行業(yè)產(chǎn)能的不斷擴(kuò)張，智能機(jī)器人則可以助力鋰電行業(yè)柔性升級(jí)，實(shí)現(xiàn)高投資回報(bào)率、高可靠性、高敏捷性，為整個(gè)供應(yīng)鏈優(yōu)化提供最全面的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能決策支持，讓企業(yè)以‘智’為伴，從容應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的風(fēng)云變幻。”曹曉剛說(shuō)道。

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