動力電池新一輪規(guī)模化擴產(chǎn)啟動，物流的柔性升級成為電池企業(yè)無法繞開的話題。

目前來看，鋰電行業(yè)主要有三大痛點：

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、水分等因素會影響電芯的產(chǎn)品一致性；原材料價格的不斷升高，產(chǎn)能快速擴張且勞動強度大，造成招工難、用工成本高；物料在不同工序轉(zhuǎn)運，人工接觸風(fēng)險較高，物料報廢造成大量成本損失。

2、效率&安全

前工序卷料重、種類多，上下料對接難度大，機臺上料時需要多個工人同時完成；工藝路線復(fù)雜，物料搬運任務(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，人機混行有安全隱患。

3、物料管理

各工序之間緩存物料多，沒有實時庫存數(shù)據(jù)，需要人工定期盤點；倉庫按照ERP計劃批量出庫，與產(chǎn)線需求有差異，造成緩存區(qū)爆庫；線邊緩存架位置分散，沒有上下架指示，造成產(chǎn)線與所需物料距離較遠。

針對此，極智嘉正在嘗試通過機器人打造各類解決方案。近日，由高工機器人、高工鋰電、高工咨詢聯(lián)合主辦的“2021鋰電池智能制造峰會”在智能物流專場上，極智嘉全球供應(yīng)鏈解決方案總監(jiān)曹曉剛發(fā)表題為“智能機器人助力鋰電制造柔性升級”的演講。

他分析，鋰電行業(yè)解決方案包括倉儲和加工兩部分，具體來看，原材料經(jīng)過一系列的加工形成電芯產(chǎn)品。電芯進入模組車間形成模組，最終組成PACK，即電池包。其間的多項工序為移動機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、銅鋁箔搬運、卷料搬運；在中段，前工序制好的極卷極片可以通過機器人搬運到卷繞機或者疊片機上，電芯也可以通過機器人搬運到下一個庫存環(huán)節(jié)。在模組車間的電芯上線、原材料上線、包材上線、模組下線，以及PACK車間的箱體上線、模組上線、原材料上線、PACK下線等都是移動機器人的應(yīng)用場景。

原材料搬運解決方案

在原材料搬運解決方案中，面臨的場景是原材料立庫出庫搬運至線邊庫、陰陽極粉料配送、陰陽極基材配送、空托盤堆垛，極智嘉提供的解決方案是AMR替代人工叉車搬運，運用的產(chǎn)品包括最大負載1000kg的潛伏頂升機器人M1000R和負載1.4噸的無人叉車F14L，這些SLAM激光導(dǎo)航產(chǎn)品的運行不受地面粉塵影響，不同型號的AMR可以互相安全避讓，因而搬運托盤更精準、更安全。此外，上位系統(tǒng)直接下發(fā)任務(wù)，搬運系統(tǒng)就近安排空閑的機器人執(zhí)行任務(wù)，由原材料庫向緩存架補料、同時緩存架向投料口送料。

曹曉剛通過視頻進一步展示了無人叉車實際運行的狀況，無人叉車可以對接立庫輸送線，配送產(chǎn)線線邊庫，可以將空托盤自動堆疊回庫，此外無人叉車還具備自動進出電梯、前向及側(cè)向、貨叉方向的激光避障等功能。

涂布/輥壓搬運解決方案

在涂布/輥壓搬運解決方案中，面對的場景是拆包間出庫、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替代叉車及手推料車；搬運系統(tǒng)與MES、上位機進行數(shù)據(jù)交互，機器人可以自動完成機臺上下料、緩存架存取、工序轉(zhuǎn)運等一系列任務(wù)，物料流轉(zhuǎn)自動化率可達100%，信息可追溯；雙舉升結(jié)構(gòu)一次搬運就可完成空滿料卷的更換，1臺機器人可以替換4個物流工人（雙班），ROI小于2年。

該項目中運用到的AMR為雙舉升定制型機器人，對接精度可達±1mm，可適配1100~1750mm之間各種尺寸的料軸，可按實際需求定制；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。

在某國內(nèi)鋰電池制造企業(yè)中已使用了這款產(chǎn)品，客戶的痛點是由于物料重量達3噸，人工搬運困難，容易產(chǎn)生磕碰料廢；上下料對接精度要求高（±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，客戶在前工序涂布、輥壓、模切等工序已投入了30臺雙舉升定制型機器人來對接WMS、MES以及上位機，實現(xiàn)全自動化的生產(chǎn)物流過程，通過系統(tǒng)管理庫存，自動盤點、理貨。狀態(tài)監(jiān)控及數(shù)據(jù)統(tǒng)計，包括效率分析、故障分析等。同時，機器人還可以與立庫、輸送線、電梯、卷簾門等設(shè)備智能交互。

總體而言，該項目實現(xiàn)全無人化物料搬運及設(shè)備對接，工藝路線靈活可調(diào)，節(jié)省物流工人120人（雙班），項目整體ROI小于2年。

極卷搬運解決方案

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

料箱/料盤搬運解決方案

料箱/料盤搬運解決方案則主要是應(yīng)對后工序彈匣、Tray盤搬運，以及機臺、輸送線對接和轉(zhuǎn)運，該方案運用M1000R結(jié)合電動輥筒替代手推車搬運，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效率。輥筒與輸送線高度保持一致，可直接對接輸送線并取送物料。

模組生產(chǎn)解決方案

曹曉剛進一步介紹了模組生產(chǎn)解決方案，相對來說，模組生產(chǎn)的自動化率較高，潛伏式AMR M1000R可實現(xiàn)原材料上料的無人化配送，在這過程中，揀料工位呼叫機器人搬運空料車作業(yè)，隨后機器人按照配料單的配送地址依次在線邊工位停靠，線邊工人取消后機器人行進到下一工位。叉車式AMR F20T/F20MT則可以實現(xiàn)電芯成品上料、包材上料、模組成品下線等的無人化配送。該方案中不同型號的機器人可以互相避讓，保證安全。

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)、機臺上位機，向下可以控制機器人進行智能運作，并與數(shù)據(jù)管理平臺（DMP）和各種外部設(shè)備，如提升機、風(fēng)淋門、卷簾門、緩存架等實現(xiàn)對接。

通過后臺數(shù)據(jù)的分析，可以對充電效率、機器人運行效率，工廠整體稼動率等進行分析，同時提供單據(jù)、任務(wù)、物料、機器人等看板，為企業(yè)管理人員以及現(xiàn)場操作人員提供更直接化的數(shù)據(jù)展示。

價值實現(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)，幫助客戶與合作伙伴實現(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自有工廠年產(chǎn)能超萬臺，其中2019年首次對外開放的南京智慧工廠，是世界首座使用機器人自動生產(chǎn)自主移動機器人（AMR）的智慧工廠。

目前，極智嘉的專利公開累計超400件，擁有超300家全球大客戶，移動機器人全球部署超10，000臺。其全品類物流機器人系統(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)、智能搬運系統(tǒng)、智能叉車系統(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高強度合金鋁，其機械零件經(jīng)過50萬次的嚴格測試，電池防火設(shè)計通過日本最嚴認證，Wifi 通過Cisco認證，整機通過CE認證等，同時打造了機器人平臺Matrix、軟件平臺 WES & RMS、算法平臺 HyperX，從而賦能智能倉儲與柔性制造。

在全球服務(wù)能力方面，極智嘉可實現(xiàn)線上問題響應(yīng)時間小于10分鐘，全球服務(wù)超20個國家及地區(qū)，中英文技術(shù)支持7*24小時全天候響應(yīng)客戶，已建立全球備件中心1個，國內(nèi)備件倉4個，海外備件中心8個。

“極智嘉致力于為企業(yè)創(chuàng)造真正的價值，塑造競爭力，增強反脆弱力。伴隨著鋰電行業(yè)產(chǎn)能的不斷擴張，智能機器人則可以助力鋰電行業(yè)柔性升級，實現(xiàn)高投資回報率、高可靠性、高敏捷性，為整個供應(yīng)鏈優(yōu)化提供最全面的數(shù)據(jù)驅(qū)動智能決策支持，讓企業(yè)以‘智’為伴，從容應(yīng)對市場的風(fēng)云變幻?！辈軙詣傉f道。

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