锂电行业的3大痛点与柔性升级的6大解决方案

目前来看，锂电行业主要有三大痛点：

1、质量&成本

电芯加工工序对生产环境有较高要求，粉尘、水分等因素会影响电芯的产品一致性；原材料价格的不断升高，产能快速扩张且劳动强度大，造成招工难、用工成本高；物料在不同工序转运，人工接触风险较高，物料报废造成大量成本损失。

2、效率&安全

前工序卷料重、种类多，上下料对接难度大，机台上料时需要多个工人同时完成；工艺路线复杂，物料搬运任务难以有效管控，造成产量及节拍损失；地面有碳粉容易打滑，物流通道狭窄，人机混行有安全隐患。

3、物料管理

各工序之间缓存物料多，没有实时库存数据，需要人工定期盘点；仓库按照ERP计划批量出库，与产线需求有差异，造成缓存区爆库；线边缓存架位置分散，没有上下架指示，造成产线与所需物料距离较远。

针对此，极智嘉正在尝试通过机器人打造各类解决方案。在3月20日，由高工机器人、高工锂电、高工咨询联合主办的“2021锂电池智能制造峰会”【极智嘉冠名】智能物流专场上，极智嘉全球供应链解决方案总监曹晓刚发表题为“智能机器人助力锂电制造柔性升级”的演讲。

极智嘉全球供应链解决方案总监曹晓刚

他分析，锂电行业解决方案包括仓储和加工两部分，具体来看，原材料经过一系列的加工形成电芯产品。电芯进入模组车间形成模组，最终组成PACK，即电池包。其间的多项工序为移动机器人提供了用武之地，如前工序中的搅拌、涂布、辊压、分切等环节粉料搬运、铜铝箔搬运、卷料搬运；在中段，前工序制好的极卷极片可以通过机器人搬运到卷绕机或者叠片机上，电芯也可以通过机器人搬运到下一个库存环节。在模组车间的电芯上线、原材料上线、包材上线、模组下线，以及PACK车间的箱体上线、模组上线、原材料上线、PACK下线等都是移动机器人的应用场景。

原材料搬运解决方案

在原材料搬运解决方案中，面临的场景是原材料立库出库搬运至线边库、阴阳极粉料配送、阴阳极基材配送、空托盘堆垛，极智嘉提供的解决方案是AMR替代人工叉车搬运，运用的产品包括最大负载1000kg的潜伏顶升机器人M1000R和负载1.4吨的无人叉车F14L，这些SLAM激光导航产品的运行不受地面粉尘影响，不同型号的AMR可以互相安全避让，因而搬运托盘更精准、更安全。此外，上位系统直接下发任务，搬运系统就近安排空闲的机器人执行任务，由原材料库向缓存架补料、同时缓存架向投料口送料。

无人叉车F14L

曹晓刚通过视频进一步展示了无人叉车实际运行的状况，无人叉车可以对接立库输送线，配送产线线边库，可以将空托盘自动堆叠回库，此外无人叉车还具备自动进出电梯、前向及侧向、货叉方向的激光避障等功能。

涂布/辊压搬运解决方案

在涂布/辊压搬运解决方案中，面对的场景是拆包间出库、缓存架存取、涂布上料/下料、辊压上料/下料、分切上料。极智嘉提供的解决方案是AMR替代叉车及手推料车；搬运系统与MES、上位机进行数据交互，机器人可以自动完成机台上下料、缓存架存取、工序转运等一系列任务，物料流转自动化率可达100%，信息可追溯；双举升结构一次搬运就可完成空满料卷的更换，1台机器人可以替换4个物流工人（双班），ROI小于2年。

该项目中运用到的AMR为双举升定制型机器人，对接精度可达±1mm，可适配1100~1750mm之间各种尺寸的料轴，可按实际需求定制；具备360°激光避障、高空及低矮障碍物避障、360°防撞触边等最高安全性能。

双举升定制型机器人

在某国内锂电池制造企业中已使用了这款产品，客户的痛点是由于物料重量达3吨，人工搬运困难，容易产生磕碰料废；上下料对接精度要求高（±1mm）；地面掉落碳粉容易滑倒，通道狭窄有安全隐患。

为了解决这一难题，客户在前工序涂布、辊压、模切等工序已投入了30台双举升定制型机器人来对接WMS、MES以及上位机，实现全自动化的生产物流过程，通过系统管理库存，自动盘点、理货。状态监控及数据统计，包括效率分析、故障分析等。同时，机器人还可以与立库、输送线、电梯、卷帘门等设备智能交互。

总体而言，该项目实现全无人化物料搬运及设备对接，工艺路线灵活可调，节省物流工人120人（双班），项目整体ROI小于2年。

极卷搬运解决方案

接下来，曹晓刚分享了极卷搬运解决方案，该方案面对的场景包括模切下线、极卷出入库和卷绕上线。该方案运用的AMR产品为单悬臂定制型机器人，可替代人工推车搬运，可实现360°激光避障，停止精度为±5mm，定位精度达±1mm，悬臂车与卷绕机直接对接完成上料任务。

单悬臂定制型机器人

料箱/料盘搬运解决方案

料箱/料盘搬运解决方案则主要是应对后工序弹匣、Tray盘搬运，以及机台、输送线对接和转运，该方案运用M1000R结合电动辊筒替代手推车搬运，可按照料箱尺寸定制不同的辊筒尺寸，双排辊筒可以连续取两箱物料以提高搬运效率。辊筒与输送线高度保持一致，可直接对接输送线并取送物料。

M1000R结合电动辊筒

模组生产解决方案

曹晓刚进一步介绍了模组生产解决方案，相对来说，模组生产的自动化率较高，潜伏式AMR M1000R可实现原材料上料的无人化配送，在这过程中，拣料工位呼叫机器人搬运空料车作业，随后机器人按照配料单的配送地址依次在线边工位停靠，线边工人取消后机器人行进到下一工位。叉车式AMR F20T/F20MT则可以实现电芯成品上料、包材上料、模组成品下线等的无人化配送。该方案中不同型号的机器人可以互相避让，保证安全。

系统解决方案

极智嘉的系统解决方案向上可以连接企业的MES系统、机台上位机，向下可以控制机器人进行智能运作，并与数据管理平台（DMP）和各种外部设备，如提升机、风淋门、卷帘门、缓存架等实现对接。

通过后台数据的分析，可以对充电效率、机器人运行效率，工厂整体稼动率等进行分析，同时提供单据、任务、物料、机器人等看板，为企业管理人员以及现场操作人员提供更直接化的数据展示。

价值实现

最后，曹晓刚表示，极智嘉的愿景是成为全球领先的人工智能和机器人公司，打造智慧物流的基础设施和服务网络，帮助客户与合作伙伴实现数字化和智慧化的敏捷供应链。

发展至今，极智嘉已拥有员工超1000人，在南京和盐城的两个自有工厂年产能超万台，其中2019年首次对外开放的南京智慧工厂，是世界首座使用机器人自动生产自主移动机器人(AMR)的智慧工厂。

目前，极智嘉的专利公开累计超400件，拥有超300家全球大客户，移动机器人全球部署超10,000台。其全品类物流机器人系统包括货架到人系统、货箱到人系统、订单到人系统、智能分拣系统、智能搬运系统、智能叉车系统等。

在软硬件方面，极智嘉关注安全，打造可靠的硬件基础，如采用CNC高强度合金铝，其机械零件经过50万次的严格测试，电池防火设计通过日本最严认证，Wifi 通过Cisco认证，整机通过CE认证等，同时打造了机器人平台Matrix、软件平台 WES & RMS、算法平台 HyperX，从而赋能智能仓储与柔性制造。

在全球服务能力方面，极智嘉可实现线上问题响应时间小于10分钟，全球服务超20个国家及地区，中英文技术支持7*24小时全天候响应客户，已建立全球备件中心1个，国内备件仓4个，海外备件中心8个。

“极智嘉致力于为企业创造真正的价值，塑造竞争力，增强反脆弱力。伴随着锂电行业产能的不断扩张，智能机器人则可以助力锂电行业柔性升级，实现高投资回报率、高可靠性、高敏捷性，为整个供应链优化提供最全面的数据驱动智能决策支持，让企业以‘智’为伴，从容应对市场的风云变幻。”曹晓刚说道。