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光伏行业6大典型AGV/AMR应用案例赏析

时间：2022-09-14 来源：移动机器人产业联盟

 一、海康机器人-光伏龙头企业电池环节自动化转运项目

1、项目基本描述

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一直遥遥领先。

该项目工厂作为最早一批在内物流及仓储环节进行自动化、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。引入海康机器人潜伏AMR后，实现从发料至下线，及生产中制绒、扩散、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。


图：海康机器人AMR用于某光伏企业电池片转运
2、项目创新性
①投入使用80+台潜伏AMR，支持120万片日产能
电池生产工艺环节空间适中，标准化程度高，规模较大。在传统生产模式中有大量的工艺对接及半成品上下料搬运对接由人工完成，在人员、流程管理、同步时效性上对用户有一定困难及挑战。项目组持续优化生产工艺在引入海康潜伏机器人后，将繁琐的流程管理由系统接手简化人员管理，在生产各环节时效性、稳定性上有保障，高效作业以保证全产能生产。
②率先使用激光SLAM导航方式应用于光伏电池片生产环节
本项目率先使用基于激光SLAM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，再度成为业内标杆。同时顺应行业技术快速迭代，对投资回报率要求高等特点，海康机器人领先的技术配置满足用户在长期企业规划发展上的诉求，与行业发展保持战略一致。
③支持动态绕障、动态进货架、弧线转弯等应用，灵活适配生产需求。
生产效率进一步提高的同时，保障了人车混行时的安全生产，海康机器人在机器人单体智能上实现了场景理解、障碍探测、抗干扰、动态绕障、鲁棒控制、弧线作业等基本功能，在与生产设备及货架的对接上也同步打通信息与物理层面隔阂。同时在机器人集群群体作业上也展现出了冷热度监测、实时优化作业流程、自主学习等群体智能，以进一步提高机器人在真实环境作业中的适配性。
④高精度对接，对接成功率99.8%
“机器人+货架”配合作业，与各环节生产设备实时高效对接，在高精度机械耦合作业的同时，系统层面上也密切交互，达成了高对接成功率，以及稳定工厂生产节拍的作用，对比传统人工作业，实现各环节上下料平顺对接，生产节奏较为线性可控。
⑤37天完成产能爬坡
得益于群体智能与激光SLAM导航方式，该项目快速部署，分阶段上线，在不影响生产作业的情况下，快速平顺实现对接上线作业。
⑥行业新车型定制
实际生产中存在诸多复杂需求，需针对不同工艺和应用，在机器人硬件层面上实现定制开发，方能适配现场方案，匹配工厂生产中的繁琐需求。
3、行业影响力
①顺应政策发展，打造行业典范
在国家“双碳”政策引导下，光伏行业市场需求应运增加，在多维度因素驱动下我国光伏产业发展快速，产业规模扩大。该电池项目作为行业及工艺早期探索者，在智能化改造上建立行业标杆，不仅在生产、管理上打造先进案例，同时在行业交流学习上塑造良好典范。
②深耕生产需求，创新敢为人先
需求方面，目前行业呈现出技术快速迭代的现状，因此柔性化、定制化、快速更新是行业发展的核心，急需提升基础能力来实现智能制造。光伏行业的特性所使，在智能制造方面存在诸多特殊需求。海康机器人将移动机器人及机器视觉技术灵活适配，在各项目中规模化应用，涵盖拉晶切片、电池片生产及组件封装等光伏全流程生产场景，与合作伙伴配合，助力打造光伏行业智能工厂全新的形态和模式。
二、快仓智能-某太阳能电池企业自动化搬运项目
1、项目基本描述
某新能源产业链龙头企业深度切入太阳能发电核心产品的技术研发、生产制造环节，是全球领先的晶硅太阳能电池企业，2021年部署上线的机器人搬运项目是应用于光伏行业无尘车间，项目搬运机器人总数32台，使用的是快仓麒麟H60A机型，是国内少数的HJT工艺车间的智能搬运项目，硅片在粗拋-制绒-扩散-PVD-CVD-丝网等工艺间的搬运均使用机器人完成

图：快仓智能AGV某太阳能电池企业生产车间应用

2、项目创新性
SLAM导航定位技术：全场使用SLAM导航，纯轮廓定位技术，通过反光板作为末端引导参照物完成高精度对接；
场地洁净技术：机器人搬运使用无痕轮，并且通过定时让机器人前往洗轮机内洗轮，保证无尘车间清洁度；
机器人自恢复能力：机器人具备自主识别恢复能力，对于非安全性或机械故障问题，机器人能够快速恢复；
大数据预测任务提前调度能力：对于搬运时效严格的作业任务，通过大数据平台分析历史数据，提前将车辆调度至等候区域；
局部区域交控管控能力：在狭小空间或流量较大区域，使用算法对区域内机器人行径路线进行整体性的提前规划。
3、行业影响力
该项目是典型的制造业搬运场景，通过用机器人代替过去人工搬运的方式，在降低搬运风险提高搬运效率的同时，实现整个生产环节无人化。
三、蓝芯科技-某光伏企业电池片智能上下料和转运
1、项目基本描述
在部署物流机器人方案前，该企业的电池片上下料和转运工作全部依靠人工完成。不同工序车间之间距离较长，人工搬运费时费力，且易出现搬运不及时，导致线尾货物堆积现象。企业希望提升车间物流智能化水平，通过部署智能搬运机器人替换原来的人工作业，实现高频高效运输和自动上下料，保障整个生产进度。

图：蓝芯科技移动机器人某光伏企业车间应用
2、项目创新性
项目难点：行走的工人和伸出的设备屏幕对机器人作业形成干扰，传统避障方案易形成盲区导致安全事故发生；机器人背负的料架与上料设备对接精度要求较高。
项目创新点：机器人搭载蓝芯LX-MRDVS（移动机器人深度视觉系统）：1）通过3D视觉避障相机（集成避障算法）识别路径上的工人、伸出的电子屏幕，保障机器人行驶安全；2）通过3D视觉对接相机（集成定位算法）提高机器人与生产设备的对接精度，经过算法优化，对接精度可达到±1mm。
3、行业影响力

助力光伏行业智能化、数字化升级，替换80%以上搬运工人，物流效率提升100%，成功打造了国内首个5G光伏生产车间智能柔性物流，为助于5G的工业推广应用。

四、斯坦德-某光伏企业加工车间工艺流程搬运项目
1、项目基本描述
使用AMR配合上层系统，实现整厂从发料机到制绒，制绒到扩散，扩散到激光，激光到蚀刻，蚀刻到退火，退火到背钝化，背钝化到背膜，背膜到正膜，正膜到激光开槽的全自动搬运流程。
车间面积：14000㎡
面临挑战：由于货架皮带无动力，需要机台对接后齿轮传动提供动力，对接精度非常高；生产工序节拍紧凑，AMR 搬运能要求非常高。

图：斯坦德AMR某光伏企业加工车间应用
2、项目创新性
实现了整个车间全流程工艺的无人化运输及自动上下料，替代110人。
3、行业影响力
减员增效：人力节省约82%，产能提升60%，直接减少员工110人（白夜班）；
配送及时率：降低配送延时25%，设备利用率上升8%；
任务计划：由BEICHEN系统优化所有任务，提高AGV和生产设备利用率；
信息透明度：实现物料生产的全厂跟踪、信息批次追溯、车间看板等功能。
五、迦智科技-光伏工厂1700°C硅原料智能周转项目
1、项目基本描述
用户是国内知名的光伏龙头企业，致力于打造高效协同的智能化光伏原材料生产基地，不断创新技术，研发产品，引领光伏产业高质量发展。
本次项目，用户通过引入迦智科技涵盖数十台迦智全向AMR车队和机器人调度管理系统CLOUDIA、物料管理系统MCS等在内的整套智造物流解决方案，实现了1700度高温的硅原料（毛棒）从2F拉晶炉到1F切断机的自动转运和暂存、上下料作业。

图表：迦智科技AMR光伏车间应用
2、项目创新性
确保大尺寸毛坯棒料的运输安全与效率——长约6m、近1t重的大重型毛棒，快速响应生产节拍要求，在相关工序间自主平稳、安全、准确转运；
精准上下料，实现生产工序的智能接驳——±5mm的到点精度和精确到点角度，保障下一道机械手抓取作业工序的紧密衔接，构建高效的制造生产线；
适应现场复杂多样作业环境——项目现场，自主跨楼层搬运和上下料；厂区内人员流动，且有部分为窄通道环境；
支持不同品牌AGV、AMR综合调度——高效动态交管，确保厂区内部物流安全；
精益物流线边库管理——可视化智能库位管理系统，使在途物料、AMR状态等信息一目了然；
“5G+AMR”的示范应用——链接不同场景，实时数据互通。
3、行业影响力
①AMR车队每天搬运数百趟，大幅提高厂内物流配送效率；
②提升产线柔性，实现硅棒过程物料周转全流程数字化可追溯；
③降低人工成本，提高车间物流准确率和效率；
④提高线边库利用效率，减少线边库存；
⑤降低工人工作强度，有效减少安全事故发生。
六、中兴通讯-晶澳曲靖基地5G+智能工厂
1、项目基本描述
在晶澳曲靖基地，依托中国电信5G定制网，下沉UPF至园区，确保生产数据不出园，为硅片生产提供高带宽、低时延、高可靠性的业务保障。
同时，根据车间的生产节奏和生产场所特点，在运送硅料和回收空桶等关键环节，规模使用5G工业自然导航AGV，与MES联动，协同生产，提升生产效率。实现了全天24小时运行，承担了95%以上的送料和回收空桶任务，切实打造高效、实用、智能的物流体系，解决企业人员流动大，招工困难、人力成本高等痛点，助力晶澳曲靖基地实现机器换人、制造升级！

图：中兴通讯AGV晶澳车间应用
2、项目创新性
①首创牵引挂接方案，实现自动对接、脱钩动作，实现桶装硅料料的全智能化转运；
根据车间运输物料的尺寸和特点，创新性的提出了牵引对接方案，通过车体与料车加装牵引件，充分利用机巧设计，实现自动牵引对接与脱钩，无需额外动力或外力辅助，已申请相关技术专利。
②利用5G高带宽、低时延、高可靠优势，保障业务稳定运行
通过AGV车体内置中兴5G模组，实现5G网络通讯。充分利用5G网络的高带宽、低时延、高可靠的优势。利用晶澳曲靖基地的5G定制网，下沉UPF至园区，确保生产数据不出园，为硅片生产提供业务保障。
③多重安全防护、送料二次校准，确保物料配送安全可靠
通过对曲靖基地实际工勘发现，现场配送的物料较高，且生产环境存在部分高空障碍物，普通的AGV存在视觉检测盲区。同时，在物料配送时，由于有人工环节的介入，可能导致物料配送错误，造成生产安全事故。针对这两个问题，中兴AGV技术团队给出了高空障碍物检测和送料二次校验方案，通过在车体上安装相应传感器，实现了检测盲区补盲和送料二次校验，确保了配送的安全、可靠。
3、行业影响力
①晶澳太阳能是业内领先的新能源光伏上市公司，在全球拥有12个生产基地，在海外拥有13个销售公司，产品足迹遍布135个国家和地区。在晶澳的试点成功具有示范作用。
②“双碳”背景下，为新能源企业的数字化转型提供参考依据：打造5G+智能工厂行业标杆，助力曲靖打造“世界光伏之都”核心区。
③企业产能扩大，通过机器换人，解决劳动力市场招工难问题，助力企业降本增效。
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