新能源行业移动机器人技术创新应用探索

能源行业移动机器人技术创应用探究目前，移动机器人在能源行业的应用主要集中在锂电、光伏两大细分领域。本文围绕能源行业移动机器人应用场景及需求特点、核心技术产品及解决方案创与应用、如何选择移动机器人解决方案、现存挑战与应对建议、将来趋势与探究方向等内容做出全面共享。能源行业涵盖范围较为广泛，通常包括锂电、光伏、风电、氢能、核能等。近年来，我国能源行业蓬勃进展，在锂电领域，动力电池产能约占全球70%的中国正处于一轮能源革命的“风暴中心”，锂电池的需求量越来越大，锂电池上下游的产能都在爆发式增长；我国光伏行业经十余年的进展已经成为国际领先水平的战略性兴产业，在智造规模、研发技术、市场应用、体系建设等多方面都具有领先地位；储能市场伴随着本钱日益下降、政策日益成熟的趋势，虽然成长速度不如动力锂电，但从长周期看，进展潜力不行限量。移动机器人解决方案以快速交付、更高效、更柔性等优势力量帮助能移动机器人解决方案以快速交付、更高效、更柔性等优势力量帮助能源行业企业快速投产，抢占市场窗口期，加速实现转型升级，增效降本，因此得到了企业青睐，尤其是在锂电、光伏两大细分行业得到了较为广泛的应用，甚至可以说已经成为了企业兴建工厂的“标配”。海康机器人、旷视机器人、佳顺智能等移动机器人产品及解决方案效劳商快速进入了能源行业赛道，很多优秀产品和解决方案得到了落地运行。源行业企业快速投产，抢占市场窗口期，加速实现转型升级，增效降本，因此得到了企业青睐，尤其是在锂电、光伏两大细分行业得到了较为广泛的应用，甚至可以说已经成为了企业兴建工厂的“标配”。海康机器人、旷视机器人、佳顺智能等移动机器人产品及解决方案效劳商快速进入了能源行业赛道，很多优秀产品和解决方案得到了落地运行。一、行业&场景需求特点1.行业需求特点海康机器人国内营销副总裁蔡化认为能源行业的供给链环节相对固定，生产节拍争分夺秒，物流设备需要保证高效、稳定，移动机器人也不例外。佳顺智能营销总监李焱提到，锂电行业由于规模化生产相对成熟，且需求旺盛，产品货值高，因此对移动机器人的需求特点是高精度、高灵敏度、高柔性、高效率；光伏行业由于技术迭代快，柔性化、定制化是其主要的需求特点。“能源行业移动机器人具有相当明显的细分领域需求特性”，旷视物流业务事业部负责人徐庆才举例介绍道：在锂电原材料仓库，锂电原材料化学成分多且密度高，对移动机器人的安全性、牢靠性、稳定性要求更高，需要进展禁锌、铜、镍等防磁性异物处理，对设备、方案设计和现场实施都有肯定挑战；其次，锂电原材料主要以吨袋形式存储，需要一套比较规律的存都会涉及到整个方案的规划设计和与移动机器人的协作。在光伏组件仓库，由于光伏组件尺寸特别大，叠托后重量有3吨多，在立体仓库中属于超重超大尺寸货品，需要对机器人、货架、堆垛机、货叉等设备的设计都有特别要求。24具有很高的开机率和对接精度；此外，现场堪称“狭窄”的空间要容纳上百台机器人的自主交互作业，需要有很强的算法力量支撑，对移动机器人行业是一个格外大的挑战。具体应用场景及要求徐庆才总结分析，目前移动机器人主要应用在能源行业的企业工厂生产车间和仓库两大场景中。在生产车间，AMR每个车间每天的工件流量特别大，如何在有限的物理空间里，做到高流量、多任务、多场景协同作业，这就对集群式移动机器人提出了更高的要求：一方面需要移动机器人具有很强的硬件稳定性和单体智能，另一方面还需要有一套强大的作业和调度系统来处理集群协同作业，也就是说，系统得具备很强的群体智能决策力量。这就更近一步需要物流方案供给商既能打造稳定牢靠的软硬件产品，还要有对行业工艺流程相当了解，对上下游系统具备对接力量。在仓库，车间生产所需的原料和半成品，以及成品，很多会存储在仓库中，这就会涉收、拣、存等多类移动机器人的运用。以存储环节举例，企业有两个主要选择：一个是以堆垛机存取为主的传统稳健性流派，一个是以四向车存取为主的面对将来的密集存储和柔性拓展流派，涉及AMR、机械臂、四向车、智能叉车等不同类型的移动机器人的协同作业。从企业需求变化来看，为了获得更高空间利用率、更高效率，以及产能达标后进一步扩展的敏捷性，相当一局部客户渐渐从堆垛机存储的形式，转向柔性化、密集存储的形式。“锂电行业现阶段成熟且大规模应用移动机器人的仅有生产工艺中的PACK段，其他工艺环节虽有应用案例但仍在实现规模化突破”。李焱对锂电行业企业各段工艺的移动机器人应用状况做出了具体总结：“前段工艺主要是卷料、铜箔、极片等运输环节，主要承受无人叉车为主的才智物流系统实现原材料上下料工序。中段工艺主要是电池模组转运环节，主要承受二维码背负滚筒解决模组线的上下料搬运工序。后段工艺是目前主要应用的环节，PACK的标准搬运车型。原料/成品出入库环节主要应用无人叉车实现原料/成品搬运、码垛等工序。”二、技术、产品与解决方案创及应用1.硬件技术与产品创海康机器人在移动机器人方面，拥有LMR-埋伏机器人、CMR-移/重载机器人、CTU料箱机器人、FMR-叉取机器人四大产品阵列，能够满足前段、中段、后段锂电全场景应用，例如，针对分切-模切-卷绕工艺段的6臂、3寸轴单悬臂、双悬臂AMR；针对涂布-辊压工艺段，可依据不同客户对机台参数、极卷尺寸、极卷重量的差异化需求供给定制款AMR；在机器视觉方面，拥有了线阵相机、智能读码器、智能相机、3D相机等，实现动力电池多工序的产品掩盖。AMR旷视机器人在产品方面拥有自研的激光和视觉SLAM导航以及二维码导航AMR，还基于成熟的机器人平台研发了智能托盘四向车。在技术方面，针对能源行业对移动机器人的作业稳定性、对接高精度和大规模集调度的需旷视机器人在产品方面拥有自研的激光和视觉SLAM导航以及二维码导航AMR，还基于成熟的机器人平台研发了智能托盘四向车。在技术方面，针对能源行业对移动机器人的作业稳定性、对接高精度和大规模集调度的需求，旷视机器人实现了地图编辑、SLAM定位算法高鲁棒性、高精到点和大规模集群调度的技术突破。针对禁锌禁铜等行业特性，旷视机器人也进展了一些设备工艺方面的改进，包括对堆垛机供电线与货叉、货架连接、电机含铜件等设备的改造。旷视机器人全家福件等设备的改造。佳顺智能定制开发了多款针对锂电行业的移动机器人产品：针对正负极材料制造段的前段工艺应用场景，推出了激光定位导航的无人叉车，并集成了自称重功能应用技术、视觉检测自适应自动纠偏技术；针对极卷搬运及上下料的中段工艺应用场，开发了两款承受激光SLAM导航的专用单叉/双叉臂举升移动机器人，最大负载可达1.5T，结合激光测距和二维码技术进展准确佳顺智能定制开发了多款针对锂电行业的移动机器人产品：针对正负极材料制造段的前段工艺应用场景，推出了激光定位导航的无人叉车，并集成了自称重功能应用技术、视觉检测自适应自动纠偏技术；针对极卷搬运及上下料的中段工艺应用场，开发了两款承受激光SLAM导航的专用单叉/双叉臂举升移动机器人，最大负载可达1.5T，结合激光测距和二维码技术进展准确PACK伏牵引式移动机器人和二维码导航埋伏举升式移动机器人，车体包含单向行驶和双向行驶两种，负载力量掩盖500kg、1000kg、1500kg，可依据不同产线需求选择适配车型。以上机器人产品都具有线需求选择适配车型。以上机器人产品都具有360°避障雷达、急停按钮、机械防撞机构、声光报警等多种避障功能，保障生产安全、稳定运行。佳顺智能全系列移动机器人产品2.软件系统与平台创机械防撞机构、声光报警等多种避障功能，保障生产安全、稳定运行。在移动机器人系统与软件平台方面，掌握、协同、集群调度是核心创方向。如：佳顺智能针对锂电行业设计了全的应用系统，拥有强大的集群调度力量，可以为锂电行业客户供给高效的产线柔性才智物流支持以及可以扩展的快速布置方案。海康机器人通过iWMS-1000RCS-2000库内搬运-分拣搬运等混合搬运场景，为企业提效提产。此外，自主开发的VM难题的算法工具，能满足视觉定位、尺寸测量、缺陷检测以及信息识别等机器视觉应用。旷视机器人则通过才智物流软件平台“旷视河图”，能够将旷视机器人自有设备和其他厂商的物流机器人以及不同类型的设备，如打包机、自动缠膜机、风淋设备等进展集成，实现更高效的协同作业，这更有利于整个仓库设备的整体协作。此外，基于公司的算法优势，旷视河图能够实现大规模集140SLAMAMR核心解决方案与应用PACKPack压上下料、极卷搬运、电芯搬运、弹夹/tray盘转运、原材料搬运、Pack环电芯外表DPM码读取、圆柱电池外观读码、电芯定位抓取、电芯定位抓取、包装膜冲壳读码、成品方壳电池读码、极片外表缺陷检测、方壳电池激光焊接缺陷检测、极耳尺寸对齐度检测。目前的落地工程超70个，动力电池全球TOP10企业掩盖率超90%，头部客户的复购率甚至到达了100%。在光伏行业也已形成高度标准化的解决方案，AMR通过埋伏车+移载车+叉车的组合方案，一体式与分体式两种对接方案，充分帮助企业提高产能。3A〔AS/RS+AMR+AI〕，为客户供给从数据分析、规划论证、仿真模拟、集成实施、运维可视化和效劳保障的一站式效劳。值得一提的是，旷视机器人基于自身算法力量引入了柔性解决方〔AMR〕可以到更加多元化的场景中，如生产、接驳、收料、出料等场景，大规模应用于能源行业的生产车间；智能托盘四向车系统作为高度柔性自动化的一代托盘解决方案，助力客户实现更加〔ROI〕。PACK20172019/PACK线才智物流解决方案的核心供给商。同时，佳顺智能还将客户池拓宽至比亚迪、中创航、国轩高科、孚能科技等头部电池企业，并与思客琦、星云股份、联赢激光、瑞能等多家集成商保持严密合作。三、典型应用案例1.锂电行业前段工艺正极材料转运工程-佳顺智能某能源锂电上游材料企业需要针对锂电原材料的转运过程进展才智物流升级改造。现场存在三大难点：地面易滑。生产车间会产生粉尘，粉尘在地面积存后，导致地面油滑，移动机器人运行过程中，轮子易打滑，导致移动机器人偏离轨道；称重自动配送功能，原材料需依据重量进展定量配送，需移动机器人有自动称重功能，推断物料到达要求重量后，自动配送物料；精准对接模式。对接工位需要精准对接，物料放置时，精度要求高，需满足±5mmC2-26BPACK38导航叉取式移动机器人、7套自动充电桩、自动称重系统等。移动机器人采用防滑型舵轮驱动，抑制地面打滑，保证移动机器人稳定运行；承受高精度的激光导航方式，辅以视觉检测系统，实现大角度自主纠偏，确保叉取式移38导航叉取式移动机器人、7套自动充电桩、自动称重系统等。移动机器人采用防滑型舵轮驱动，抑制地面打滑，保证移动机器人稳定运行；承受高精度的激光导航方式，辅以视觉检测系统，实现大角度自主纠偏，确保叉取式移动机器人与产线设备精准对接；开发自动称重功能，定制专用承载型料架，将称重模块装入料架上，实现记录物料重量，到达规定重量后，称重系统自动呼叫移动机器人取走物料。该解决方案的落地应用帮助客户企业削减物流配送人员和设备对接人员，优化作业流程，每条产线可节约2-3人，提效30%以上；各工艺间通过移动机器人无缝连接，实现数据串联，提高工厂智能化程度。2AMR引入基于移动机器人的解决方案，实现极卷与涂布机、辊压机以及立库、线边暂存架完成自动对接。针对工艺路线简单、极卷搬运频次高、参数差异，交互协同、数据处理AMRSLAMPC更；通过自研的RCS仿真软件，帮助用户在方案的规划阶段，建立一个虚拟工厂，等比例导入工厂地图、设备位置信息、车型根本参数，将工程实施前置化，提前躲避风险；开发了多款涂布工艺段专属车型，可适配不同负载、卷筒内径、长度、高度等。海康机器人RCS调度系统实现了不同类型的AMR集中调度，保障了AMR的安全稳定运行，提高了运行效率。与此同时，与用户的MES、上位机进展数据实时交互，完成机台上下料的需求采集，机台的状态采集，光栅、输送线、自动门、梯控等外设对接。物料流转自动化率可100%，信息流全程可追溯。海康机器人在锂电行业的应用光伏龙头企业电池环节自动化转运工程-海康机器人在生产环节，电池片工厂作为全产业链核心工艺，标准化与自动化程度始终遥遥领先。该工程工厂作为最早一批在内物流及仓储环节进展自动化、智能化改造的样板，在全生产环节一度成为行业内标杆案例。引入海康机器人埋伏AMR后，实现从发料至下线，及生产中制绒、集中、激光、刻蚀、退火氧化、镀膜、背膜、正膜、丝网印刷等工艺的对接搬运，实现硅料、硅片安全高效的自动化转运。80AMR120SLAM导航方式的移动机器人，并在光伏电池片生产环节规模化应用，进一步强化了生产柔性，提高了生产效率；支持动态绕障、动态进货架、弧线转弯等应用，敏捷适配生产需求；高精度对接，对接成功率99.8%；37天完成产能爬坡，快速平顺实现对接上线作业。爱旭光伏电池车间工程-旷视机器人爱旭是全球光伏电池的主要供给商之一，在其位于浙江义乌的太阳能电140SLAMAMR8个不同的生产工序之间，跟产线的机台进展自动对接、搬运花篮，从而无需人工干预，将硅片通过加工设备从原材料制成成品。目前，该工程已经投产近一年，取得了很好的应用成效。SLAMAMR140SLAMAMR，是目前光伏领域规模领先的落地案例。在算法支持下，旷视140SLAMAMR，是目前光伏领域规模领先的落地案例。在算法支持下，旷视AMR做到了一次对接成功率≥99.5%、设备对接精度高达±3-±5mm、额定负载≥300kg、额定负载运行速度0-1.2m/s等高水平应用，不仅稳定支持了车间7*24小时的持续作业需求，也带来了车间效率的大幅提升。由于整体方案是柔性化系统，即使多台机器人故障时，系统也能很快协调其他机器人完成任务，实现了高度的稳定、可靠性。5.赣锋锂业-旷视机器人随着锂电行业的产能大爆发，赣锋锂业的业务走向全球化进展，部署自动化、智能化仓库成为建工厂的“标配”。此前，赣锋锂业已经承受堆垛机方案部署了好几期立体仓库的建设，取得了不错的应用效果。旷视智能托盘四向车比照了不同方案的投入产出比之后，客户坚决转向四向车方案。由于，他们ROI20%-30比照了不同方案的投入产出比之后，客户坚决转向四向车方案。由于，他们ROI20%-3060%、托盘本钱节约40%，24小时运作的工厂一年能节约约70%的电费。该解决方案大幅削减了输送机等刚性系统的应用，满足了禁锌禁铜的需求，而且整个方案更加柔性敏捷、节能低碳，用同样的投入获得了更多的价值。四、如何选择移动机器人解决方案“锂电行业的客户在选择移动机器人解决方案时要重点关注安全性、一致性、牢靠性、协同性”。李焱对此开放解释，“锂电池生产智造环节涉及的物料贵重、工序负责、还涉及局部危化产品，所以安全是第一位的。牢靠性方面，为保证生产智造的连续性和运维的便利性，用户端对设备企业的实际应用案例的要求比较看中，特别是实施阅历的累计。协同性也是为了满足品稳定性之外，更看重交付时效和实时阅历，主要是由于光伏组件的生产智造基地的规模大、工程建设周期短，需要准时交付和丰富的实施阅历为工程的投产保价护航。此外，由于近年来受市场端价格因素的抑制，本钱也是客户选型的重要考量因素。〔要快〔7*24、柔性化智能化水平都有很高期盼，为此，徐庆才建议行业企业要选择由有阅历的方案供给商供给一套稳定的解决方案和系统，确保生产具有可持续性，对方案供给商的资质、人员、资金、市场口碑、售后效劳、解决特别状态避开影响生产的力量，以及整体的商务条件等做出衡量考虑；在这个根底上，ROI五、现存挑战与应对建议谈及移动机器人在能源行业应用正在面临的瓶颈与如何突破，蔡化认为，能源行业企业的智能物流设备应用规模大、难度高，很多设备都不是常规的对接模式，如模切机、卷绕机等，设备对接简单，物料格外重，对接精度高，无论是工人还是移动机器人完成这项工作都有较大挑战。这就需要解决这类场景的机器人企业拿出更稳定、更有说服力的产品和方案。时间就是金钱，因此对工程实施和交付周期格外敏感，对作业节拍的时效性也要求格外高；更高的设备对接精度、更高的开机率、更大规模的集群调度和更多设备的协同作业、更低的交付本钱等照旧是需要突破的难点；与此同时，行业的快速进展，市场的大幅波动，叠加运行环境和业务需求简单，对移动机器人厂商的现场实施、稳定运行，以及环境和业务需求变化的应对力量都提出了很大挑战。李焱提到，目前能源行业移动机器人应用面临两大瓶颈：含软硬件系统对接〕时间要求越来越严格，同时涉及到其他配套的物流设备〔如：升降机/电梯等〕对整体物流的运行也有相关影响。对此建议行业企业在工程前期规划时，需要整体考虑物流淌线布局和运行时间的安排，同时为后期产能提升预留可以扩展的空间。二是，多个不同系统之间的信号交互：能源行业掩盖的移动机器人产品种类和样式越来越丰富，同一个现场会消灭MES、PLC、移动机器人掌握系统之间的信号交互，所以拥有一个功能强大的整体掌握系统成为关键。对