锂电行业AGV/AMR应用现状及竞争态势分析

日期:2022-10-26     来源:新战略    作者:新战略    浏览:912    
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核心提示:2022年上半年AGV/AMR在锂电行业同比增长120%。

根据中国移动机器人(AGV/AMR)产业联盟统计,2022年上半年工业移动机器人(AGV/AMR)在锂电行业同比增长120%,是2022年AGV/AMR需求增长最为快速的行业之一。

无论从规模化制造还是多元化降本等角度分析,未来,高效智能的电池制造整线必将是智能化和无人化。移动机器人作为实现智能化、无人化的重要依托,在锂电领域的应用拥有很大发展空间,在锂电生产的大部分物流环节均可应用。


锂电生产各物流环节
1、前段工序
电芯前段主要涉及电极制作,有搅拌、涂布、辊压、分切四大环节。前段工序主要包括浆料搅拌、正负极涂布、辊压、分切、极片制作和模切。

锂电生产前段环节
在锂电电池生产中,前段工序是非常重要的,约占整个生产工序的40%以上,在高自动化程度的电池生产中,前段工序来料的开包、搬运、换卷及线边转运对AGV/AMR呈现以下需求特点:
①工序对接精度要求高。前工序段涂布、辊压、分切机台自动上下料的最大难点在于对接精度要求高,单纯仅靠车体自身的定位精度/对接精度较难实现,一般会使用机器视觉等来辅助定位提高精度。同时,因为极卷属性多,极卷重量、卷筒内径、长度,以及对接机台空间,对接高度等不同,因此,无法通过一款车来适配所有客户的应用场景;
②极卷输送频次高、产线生产节奏紧密。原材料、极卷等输送频次高,对物流设备运输速度、准确率、整体调配提出很高的要求;
③作业车间空间狭小。出于场地利用率和设备衔接考虑,作业区空间比较狭小,通道窄;智慧物流设备的应用需要考虑设备间距、物流通道宽度设置等方面,优化空间利用,
④有些场景会涉及到人车混流,因此对AGV的安全性要求较高。
⑤作业环境洁净度要求高。如涂布工序过程要严格,确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中,如果混入杂物会引起电池内部微短路,严重时导致电池起火爆炸。
当前,在前段工序中,主要以高精度举升机器人为主。导航方式方面,主要以应用SLAM技术的自然导航类产品为主。

部分AGV厂商针对极卷搬运的主要产品
2、中段工序
中段工序主要包括电芯的卷绕/叠片和电芯注液。在制芯过程中,涉及AGV/AMR和卷绕叠片机对接。传统上下料模式采用人工或自动OHT完成,如果采用人工上下料模式,无法完成减员增效的目标,采用自动OHT,相比于AGV/AMR模式,柔性程度不足。
这一工序段,对AGV/AMR呈现以下需求特点:
①生产环境为洁净车间,不能有外在污染源;
②搬运过程中对精度及稳定性有较高要求;
③往往涉及跨楼层、跨车间搬运,对机器人柔性化程度要求较高。
当前,在制芯这一工序段,悬臂轴移动机器人(AGV/AMR)应用居多。

悬臂轴移动机器人(AGV/AMR)
3、后段工序
锂电生产的后段工序主要分为封装、化成分容、测试分选、模块装配、PACK组装以及成品入库等。
从封装到各类测试,AGV/AMR主要负责完成工序间的接驳,其中涉及高低温测试的环节,对AGV/AMR本身的温度适应性会有要求,有些厂商也会开发专用的高温AGV。
在PACK线生产中,AGV/AMR要实现电池包从组装到测试再到包装等各工序间的物料转运,其运转流程为环形流水线,具体包括充放电测试、加热膜测试、气密性测试等,过程中需要与多种外围设备系统对接,如传输设备、机械臂、扫码枪等。
成品入库环节,AGV/AMR的主要作用是将生产好的电池包运输至成品库。动力电池重量大,会对AGV/AMR负载有一定要求。
当前,锂电生产的后端工序中,无人叉车及背负式AGV/AMR应用较多。

锂电后端工序主要应用的AGV/AMR类型
4、产品应用特点及趋势
从锂电行业AGV/AMR保有量来看,目前磁导类仍然占比较高,这主要由于磁导应用历史久,早期锂电行业大部分以磁导类产品为主。不过从应用的趋势来看,当前新上线的锂电自动化物流项目,大部分都是以自然导航类(SLAM)产品为主,基于动力电池制造柔性与协作性要求较高的工艺环节,采用无辅助定位标识的 SLAM 导航的 AMR,可以更快的实现生产部署,同时更加灵活的路径规划及避障算法将节省运输效率。这种技术的持续进步为部分替代传统 AGV 带来了可能性。此外,也可进一步解决极卷输送频次高、料架精准对接、车间空间复杂和人车混流等应用难题。这也将会是未来市场的主流。
5、主要供应商及竞争格局
作为近两年移动机器人应用的新兴细分赛道,锂电行业的需求前景不断吸引着移动机器人厂商入局,这里面包括传统的AGV企业,也有初创型公司,针对锂电行业对AGV/AMR的特殊需求,一些企业也专门开发了针对性的产品面向这一市场。

企业名称

应用环节

主要产品类型

应用情况

新松

前、中、后段

高精度AGV、悬臂轴AGV、叉式AGV、背负式AGV

2015年,新松和国内某行业龙头企业签订开发高精度移动机器人物流系统合同,第二年年初,国内首台套高精度移动机器人研发成功并投入使用,后续,新松在锂电行业拓展一路加速,当前已覆盖了大部分头部厂商。目前已累计落地超80个项目。

佳顺智能

前、中、后段

双叉式举升机器人、单叉式举升机器人、单悬臂机器人、潜伏牵引机器人、背负举升机器人、叉取式机器人、复合移动机器人

与宁德时代、比亚迪、中创新航、孚能科技、国轩高科、蜂巢能源、比克电池等企业均有合作。

今天机器人

前段、后段

叉车型、背驼型、托举型、夹抱型

与比亚迪、亿纬锂能、欣旺达等均有合作。

海康机器人

前、中、后段

悬臂式、背负式、叉取式、托举式

锂电行业落地项目70+,动力电池头部客户覆盖率达到90%。

未来机器人

后段

室内外平衡重式、平衡重堆高式、窄体托盘堆高式无人叉车

系列无人叉车已经锂电生产后段物流运输环节陆续落地。

珠海创智

前、中、后段

涂布辊压卷料举升AGV、静置房侧叉AGV、OCV双工位AGV等

目前主要面向电池生产线,已与多家锂电企业达成合作

蓝芯科技

前、中、后段

无人叉车、智能搬运机器人、涂布机上下料机器人、分条机上下料机器人

已落地多个项目,客户主要为锂电行业头部企业。

迦智科技

前、中、后段

全向移动机器人、自动上下料机器人等

覆盖锂电生产全工艺段物流,并已在多家知名锂电头部企业实现应用落地。

斯坦德

前、中段

潜伏顶升AMR、无人叉车

用于产线物料输送及成品入库,已与国内知名锂电厂商合作。

快仓智能

前、中、后段

潜伏顶升式、“鲲鹏”系列专机

在组装段主要使用潜伏式和超低的叉车式,在后段主要使用AMR+辊筒,已有项目落地。

中兴通讯

后段

潜伏顶升式、拖挂牵引式、全向式等

已推出多款产品和解决方案面向锂电领域应用。

极智嘉

前、后段

双举升AGV、潜伏顶升式、叉式

锂电行业落地项目超50个,覆盖80%行业头部客户。

锂电行业主要移动机器人(AGV/AMR)供应商企业
从整体的竞争态势来看,由于前段工序对移动机器人的要求较高,进入门槛相对较大,所以竞争相较于后段工序较小,利润率也更高。后段工序的准入门槛相对较低,所以大部分企业都会选择从后段市场切入,再逐渐覆盖到整个工序段。当前,进入锂电行业主要壁垒有两方面:
技术壁垒:当前,锂电行业应用AGV/AMR车型复杂多样,目前电池领域应用的产品类型有叉车式、悬臂式、辊筒式等众多类型,而且不同锂电厂商不同车间对于AGV/AMR有不同的需求,对AGV/AMR厂商的定制化开发能力有一定要求;同时,前段环节涉及到设备物料对接的地方很多,对物料运输的精度、正确率、准时率等指标,往往都会有非常高的要求。
资金壁垒:一般成熟完善的生产制造业是根据市场的供给需求来扩产建厂,但在政策大环境加持下的新能源行业需要大量普及就势必要在市场不饱和的情况下降低成本和大规模扩产,对此很容易就会造成后续工厂产能不饱和的情况。这就要求AGV/AMR企业的垫资能力,因为产能不饱和,工厂不对设备验收,回款周期长,对资金流较弱的企业而言是一个很大的考验。

因此,针对当前锂电行业的需求特点,AGV/AMR厂商们首先要突破的是产品技术层。2021年以来,为了更好的拓展锂电行业,已经先后有不少AGV/AMR厂商推出了锂电行业专机。而在打磨好产品的基础上,拥有一定的资金能力及项目经验是AGV/AMR厂商制胜市场的关键。

由中国移动机器人(AGV/AMR)产业联盟、新战略移动机器人研究所主编,苏州佳顺智能机器人股份有限公司冠名发布,新松机器人自动化股份有限公司、深圳市今天国际智能机器人有限公司、杭州海康机器人技术有限公司、未来机器人(深圳)有限公司、珠海创智科技有限公司、杭州蓝芯科技有限公司、斯坦德机器人(深圳)有限公司、杭州迦智科技有限公司、上海快仓智能科技有限公司、中兴通讯股份有限公司联合参编的《新能源(锂电/光伏)行业用移动机器人(AGV/AMR)解决方案蓝皮书(2022版)》已于今年8月正式发布,蓝皮书电子版完整内容可添加以下联盟秘书处工作人员微信获取!

该蓝皮书是新战略2022年“贴近终端 推动产业高质量发展”的主题活动产物,也是强化应用行业广泛、深刻认识工业应用移动机器人的基础材料,2022年,新战略移动机器人产业研究所还将陆续发布《工程机械行业用移动机器人(AGV/AMR)解决方案蓝皮书(2022版)》《半导体行业用移动机器人(AGV/AMR)解决方案蓝皮书(2022版)》《工业应用移动机器人(AGV/AMR)专用控制器产品发展蓝皮书(2022版)》,敬请期待!

 
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