摘要

對(duì)大多數(shù)機(jī)器人廠家而言，對(duì)鋰電池制造工藝一知半解，這里面的機(jī)會(huì)到底在哪里？怎么樣做進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈，分得一杯羹，才是重點(diǎn)。

中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示：2020年，中國(guó)新能源汽車銷量約130萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)2021年銷量達(dá)180萬(wàn)輛，同比上漲近40%。

下游急速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求不僅僅帶動(dòng)了資本市場(chǎng)股價(jià)的狂歡，更是給上中游的材料和電池廠商帶了一波擴(kuò)產(chǎn)浪潮。

據(jù)高工鋰電不完全統(tǒng)計(jì)，2020年動(dòng)力電池投擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目26起，總金額超1760億元，2021年伊始，動(dòng)力電池企業(yè)訂單暴漲，僅在1月份投擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目就達(dá)19起，其中電池項(xiàng)目9起，國(guó)內(nèi)寧德時(shí)代、中航鋰電、蜂巢能源、億緯鋰能等動(dòng)力電池頭部企業(yè)相繼傳來(lái)產(chǎn)能擴(kuò)張信息。

萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)的機(jī)會(huì)在哪里？

鋰電行業(yè)的爆發(fā)無(wú)疑直接對(duì)上游自動(dòng)化設(shè)備商和系統(tǒng)集成商帶來(lái)了重大利好，僅以寧德時(shí)代一家為例，2020年10月底以來(lái)共向大族激光、海目星激光、贏合科技、先導(dǎo)股份、今天國(guó)際、星云股份、超業(yè)精密、正業(yè)科技、納科諾爾等10家設(shè)備企業(yè)發(fā)出金額超82億元的大單，交付日期集中在2021或2022年。

而寧德時(shí)代加快產(chǎn)能競(jìng)備及訂單鎖定僅是全球范圍動(dòng)力電池新一輪擴(kuò)張的縮影，目前包括LG化學(xué)、松下、SKI、中航鋰電、比亞迪、國(guó)軒高科等全球頭部動(dòng)力電池企業(yè)都在積極部署產(chǎn)能上馬。

作為一片能看得見(jiàn)的下游投資熱土，機(jī)器人廠商勢(shì)必不能放棄這塊大蛋糕。但是對(duì)大多數(shù)機(jī)器人廠家而言，對(duì)鋰電池制造工藝又是一知半解，這里面的機(jī)會(huì)到底在哪里？怎么樣做進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈，分得一杯羹，才是重點(diǎn)。

要想搞明白這些，首先要理清楚鋰電池制造工藝的基本流程。大體如下：

鋰電池制造流程圖

具體分為前中后三段：

前段：上料勻漿、涂布、輥壓、分切

中段：卷繞、制片、入殼、注液、封口

后段：化成、分容、PACK、倉(cāng)儲(chǔ)物流

高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）所長(zhǎng)盧彰緣表示：“工藝不同，每一段對(duì)各類別的機(jī)器人需求都不盡相同，但首先要明確一點(diǎn)，機(jī)器人廠家要想進(jìn)入鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈，宜早不宜遲，隨著鋰電行業(yè)進(jìn)入大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)時(shí)期，大量全新廠房在建，對(duì)于機(jī)器人廠商來(lái)說(shuō)，機(jī)遇大于挑戰(zhàn)?！?/p>

從行業(yè)發(fā)展來(lái)看，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的集中度在不斷上升。從這次擴(kuò)產(chǎn)的企業(yè)也可以看出，基本都是寧德時(shí)代、比亞迪、億緯鋰能、中航鋰電等頭部企業(yè)，而這些企業(yè)對(duì)設(shè)備供應(yīng)商的選擇基本都是固定的，那么隨著他們和設(shè)備供應(yīng)商的合作越來(lái)越密切，后入者想進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)難度非常大。

另外從機(jī)器人自身角度出發(fā)，設(shè)備一定是跟著工藝走。早進(jìn)入行業(yè)就可以早點(diǎn)明白行業(yè)痛點(diǎn)，針對(duì)這些痛點(diǎn)，設(shè)計(jì)出更加符合不同工藝的機(jī)器人。

那么具體到各個(gè)工藝，“從鋰電池的制造工業(yè)來(lái)看，前段如涂布、分切、烘焙、卷繞，主要還是以鋰電專機(jī)為主，傳統(tǒng)的四六軸機(jī)器人的使用主要集中在中后段，包括電芯裝配、檢測(cè)、電池組裝等環(huán)節(jié)?！崩喈a(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)杜義賢表示。

但也并不絕對(duì)，在一些工藝段還是有企業(yè)嘗試在使用機(jī)器人，例如疊片環(huán)節(jié)，速度較快，這一點(diǎn)并聯(lián)機(jī)器人就有優(yōu)勢(shì)。卷繞流程后的包裝工藝中，可以由SCARA和六軸完成上下料、涂膠、機(jī)器內(nèi)部轉(zhuǎn)運(yùn)等功能，再搭配專用設(shè)備完成。在線檢測(cè)也可以由SCARA負(fù)責(zé)傳送帶拾取。

此外，在生產(chǎn)線中進(jìn)行搬運(yùn)和產(chǎn)品換型的工作交給線性模組機(jī)器人和SCARA機(jī)器人則最合適。

移動(dòng)機(jī)器人大有可為

而更大的缺口還是在移動(dòng)機(jī)器人上。

隨著近些年移動(dòng)機(jī)器人解決方案慢慢成熟，越來(lái)越多的廠商開(kāi)始嘗試在方案中集成各類AGV、AMR、叉車AGV等。

卷繞、制片、入殼、注液、封口等中段工藝由主要是以傳輸帶的運(yùn)輸方式為主，很難進(jìn)行改造。但前段和后段對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的需求非常大，前段主要是因?yàn)槲锪系捏w積和負(fù)載問(wèn)題，需要和產(chǎn)線進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)接，對(duì)人員的損耗太大。

“目前極智嘉在鋰電行業(yè)的項(xiàng)目主要集中在電芯前工序和模組環(huán)節(jié)，包括立庫(kù)對(duì)接、線邊倉(cāng)存取、物料搬運(yùn)等多個(gè)場(chǎng)景，采用極智嘉自主研發(fā)的SLAM激光導(dǎo)航機(jī)器人產(chǎn)品，包含潛伏機(jī)器人和無(wú)人叉車兩大系列，負(fù)載從600kg~5000kg，能夠?qū)崿F(xiàn)各種場(chǎng)景和物料的智能化搬運(yùn)，提升搬運(yùn)效率的同時(shí)極大提升了安全性。”極智嘉極智嘉全球供應(yīng)鏈解決方案總監(jiān)曹曉剛表示。

極智嘉鋰電行業(yè)AGV產(chǎn)品圖

“到了后段，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的需求就是柔性搬運(yùn)。傳統(tǒng)的解決方案技術(shù)簡(jiǎn)單、成熟，但是最大的問(wèn)題就是不夠柔性，并不能對(duì)不同型號(hào)的電池進(jìn)行隨意切換。而隨著電池尺寸、種類的越來(lái)越多，柔性要求也將越來(lái)越重要。”杜義賢表示。

瀚川智能新能源BU副總經(jīng)理林海軍也講到：“與傳統(tǒng)產(chǎn)線流程方式相比，AGV的產(chǎn)線物流解決方案更為柔性、智能，多臺(tái)AGV既能自由獨(dú)立地分開(kāi)作業(yè)，又能準(zhǔn)確有序地組合銜接，形成沒(méi)有物理隔斷，這樣既能起動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)作用，又可以延伸工作的范圍半徑，形成高度柔性的生產(chǎn)線?？梢越档腿斯こ杀荆奖闩c其它高科技設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接，實(shí)施無(wú)人化作業(yè)，如此也可減少人工接觸電芯的機(jī)會(huì)，保證電芯品質(zhì)，但其劣勢(shì)主要體現(xiàn)在其行業(yè)技術(shù)不穩(wěn)定，故障率高?！?/p>

除了AGV用來(lái)搬運(yùn)的功能之外，AGV+機(jī)械臂的復(fù)合機(jī)器人也越來(lái)越多。“這種復(fù)合機(jī)器人的需求主要存在于產(chǎn)線的設(shè)備巡檢和零散的物料運(yùn)輸，例如某些廢品料的收集和抽樣檢測(cè)?！倍帕x賢講到。

但一方面，應(yīng)用在電池領(lǐng)域的AGV車型復(fù)雜多樣。目前電池領(lǐng)域應(yīng)用的AGV有叉車式、懸臂式、輥筒式、上下料、系統(tǒng)組裝、潛入牽引式、頂升倉(cāng)儲(chǔ)式等眾多類型。而AGV市場(chǎng)的發(fā)展還未進(jìn)入完全成熟的階段，能滿足鋰電行業(yè)多樣化深度定制的AGV供應(yīng)商并不多。

另一方面，鋰電池作為對(duì)安全性、一致性、可靠性要求極高的特殊制造業(yè)，在應(yīng)用場(chǎng)景中更為注重AGV定位的精準(zhǔn)度、與整體生產(chǎn)節(jié)拍的協(xié)調(diào)性、調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，對(duì)于AGV自動(dòng)線方案的設(shè)計(jì)以及供應(yīng)商的選擇顯得更為重要。

所以，眼下正是移動(dòng)機(jī)器人企業(yè)大舉進(jìn)入鋰電產(chǎn)業(yè)的好時(shí)機(jī)。而除了工業(yè)機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人之外，機(jī)器視覺(jué)等末端傳感器的機(jī)會(huì)也在不斷顯現(xiàn)。

例如寧德時(shí)代的“極限制造創(chuàng)新”概念就要求動(dòng)力電池缺陷率從ppm（百萬(wàn)分之一）級(jí)別向ppb（十億分之一）級(jí)別提升，這對(duì)視覺(jué)檢測(cè)的要求就越來(lái)越強(qiáng)烈了。

鋰電行業(yè)智能工廠雛形已現(xiàn)

“從單機(jī)到產(chǎn)線再到智能工廠，產(chǎn)能的釋放是關(guān)鍵，但電池能量密度的提高和安全性的平衡是當(dāng)前核心技術(shù)聚焦點(diǎn)，所以從這個(gè)層面來(lái)看，鋰電行業(yè)整體智能工廠的建設(shè)迫在眉睫。”盧彰緣講到。

而當(dāng)下國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的鋰電行業(yè)集成商已經(jīng)經(jīng)過(guò)一輪洗牌，留下的主要有利元亨、先導(dǎo)股份、瀚川智能、科瑞技術(shù)、海目星激光、大族激光、拓斯達(dá)、臺(tái)達(dá)、遠(yuǎn)榮智能等，而隨著行業(yè)集中度的再次上升，可以預(yù)見(jiàn)競(jìng)爭(zhēng)也將進(jìn)一步激烈。

以瀚川智能中高端圓柱電芯自動(dòng)化產(chǎn)線為例，使用半自動(dòng)設(shè)備每萬(wàn)只產(chǎn)量大約用人15至20人，使用全自動(dòng)設(shè)備每萬(wàn)只產(chǎn)量大約用人10人，人均效率提升30%以上；合格率可以從90%提升到95%。

這套智能制造系統(tǒng)，可以助力客戶明顯提升生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)數(shù)字化管理水平，并達(dá)到對(duì)生產(chǎn)參數(shù)管控降低不良率，平均故障響應(yīng)時(shí)間控制在2分鐘內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備/工夾具管理無(wú)紙化、信息化、智能化，通過(guò)交付過(guò)程的IT化，H客戶供應(yīng)鏈評(píng)估分值提升21%。

杜義賢認(rèn)為，智能工廠由兩部分組成：第一是硬件，即自動(dòng)化設(shè)備；第二是軟件，即基于傳感器數(shù)據(jù)收集而建立的人工智能系統(tǒng)?！白詣?dòng)化設(shè)備好比人的骨骼，而軟件就像是神經(jīng)系統(tǒng)?！?/p>

杜義賢認(rèn)為當(dāng)前制造企業(yè)還面臨信息化建設(shè)存在斷層，車間管理成為“黑匣子”以及供應(yīng)鏈各相關(guān)環(huán)節(jié)分布信息“孤島”等問(wèn)題。為此在軟件方面，利元亨利用建模仿真與數(shù)字化孿生技術(shù)賦能工廠智能制造。

在此背景下，2021年3月20日，由高工機(jī)器人、高工鋰電、高工咨詢主辦的“鋰電池智造躍遷”2021鋰電池智能制造峰會(huì)”將在深圳舉辦，大會(huì)設(shè)立產(chǎn)線制造、倉(cāng)儲(chǔ)物流、數(shù)字化智能工廠三大專場(chǎng)，特邀鋰電池、智能裝備、制造產(chǎn)線、倉(cāng)儲(chǔ)物流等100+相關(guān)企業(yè)參會(huì)，共謀動(dòng)力電池智能制造發(fā)展。

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