制造能力是制造業(yè)永恒修煉的“內功”。電池制造的要求正從ppm向ppb演進,對良率的追求近乎極限,數(shù)字化技術成為伸向極限的觸手,新技術的應用正助力電池制造成本、效率、體系邁向新階段,推動極限制造變革。
在檢測方面,機器視覺正滲透至電池生產(chǎn)的前中后段,但在滲透率方面仍有很大的提升空間。
行業(yè)呼吁著“看得懂”電池生產(chǎn)的機器視覺檢測,不止“替代人工”,更是通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、分析打開電池產(chǎn)線“智識”。針對此,不少機器視覺設備商開始深入電池制造產(chǎn)線,打造契合產(chǎn)線應用的電池檢測方案,微亞便是其中之一。
從過去的應用案例看來,說微亞是懂電池的機器視覺一點也不為過。微亞在電池制造領域有著清晰的打法:“堅持長期主義做困難而正確的事”為價值引領,貫通底層技術壁壘,深入電池產(chǎn)線應用,打造契合電池制造領域的機器視覺檢測方案。
市場方面:自2015年起,在電池制造近8年的深耕助力微亞迅速切入國內外頭部電池企業(yè)供應鏈。并且,近日微亞獲得時代上汽2022年度“聯(lián)合創(chuàng)新獎”,受到來自客戶的直接認可。
產(chǎn)品方面:圍繞電池產(chǎn)線前中后段布局了全面的機器視覺檢測方案,2022年后,基于大量案例中的電芯段、模組段共性,對中后段檢測推出了標準化方案。
研發(fā)方面:貫通光學、視覺、機械、電器、算法、軟件六面,通過底層技術攻破,提升設備的產(chǎn)線應用能力。
基于此,微亞在檢測環(huán)節(jié)助力電池制造精修內功。而微亞的發(fā)展之路,同樣是電池制造運用數(shù)字化技術走向極限制造的縮影。以微亞為觀察窗口,TWh時代,下一階段電池制造能力的競逐充滿著數(shù)字化技術的無限可能。
機器視覺檢測之于電池制造
電池制造賽道對于機器視覺企業(yè)坡長雪厚,但真正切入時才會發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)與機會并存。
應該看到,受制于起步時間晚,比起海外,國內機器視覺設備商無論在軟件還是硬件方面仍存在差距。
時間線拉至2016年,機器視覺在電池制造中的應用仍為少數(shù)。彼時為滿足寶馬集團對電池產(chǎn)線的高要求,寧德時代需要在模組段的匯流排焊接、焊縫焊接段用機器視覺檢測。而在國內找到一家符合要求的機器視覺設備供應商并不容易。
同樣,對于國內機器視覺設備企業(yè)而言,挑戰(zhàn)高精密檢測要求的電池制造領域同樣需要勇氣。
當其他機器視覺設備商還在觀望徘徊時,微亞將項目承接了下來。促使微亞接下項目的,不僅有公司自2013年進入機器視覺領域在消費電子以及面板行業(yè)中積累的底氣,還有一份攻下電池制造高地的魄力。
微亞告訴高工鋰電,除了規(guī)模制造對機器視覺檢測的大視野、高精度、高速度共性要求,還需要注意電池生產(chǎn)的特性。因動力電池各環(huán)節(jié)的檢測會使用到大量的焊接工藝,如超聲波焊接、脈沖焊接等,焊接結構非常復雜,且剛完成焊接后的工件表面材料高亮、高反光,常規(guī)的檢測方案很難做到準確檢測。
迎難而上,在與寧德時代的合作中,微亞成為國內使用3D+AI算法解決行業(yè)難題的先行者。此后,微亞開始在電池制造檢測中大展拳腳。
檢測方案方面,微亞電池各生產(chǎn)環(huán)節(jié),已形成鋰電池電芯尺寸外觀AOI、頂蓋焊3D-AI檢測、密封釘3D-AI檢測、電池模組檢測、涂布檢測、鋰電池電芯尺寸外觀AOI等檢測方案。
市場方面,微亞自2016年進入電池制造領域,不斷進入電池企業(yè)供應鏈,先后與寧德時代、比亞迪、蜂巢能源、億緯鋰能、欣旺達等頭部電池企業(yè)建立合作關系,并實現(xiàn)大批量交付及驗收(滿足“0漏檢”要求)。
直抵應用
打開產(chǎn)線“智識”
對于電池制造的數(shù)智化轉型,寧德時代首席制造官倪軍看好用4T推動:IT(互聯(lián)網(wǎng)技術)DT(數(shù)據(jù)技術)AT(分析技術)OT(運營技術)。他表示:“如果對一個行業(yè)的OT不做深入理解,不進行深度融合,你是無法幫助客戶解決問題的。”
OT引領,IT、DT和AT充分融合的觀點與微亞所堅持的路線不謀而合。微亞認為,單從軟件或硬件任何一方面探討機器視覺都是“紙上談兵”,“軟硬協(xié)同”才是真正衡量機器視覺設備的關鍵。秉持這樣的觀念,微亞一頭扎進電池制造應用場景。
作為率先進入電池制造領域的機器視覺設備商,微亞的履歷簡單但“硬核”。2016到2021是微亞的埋頭深耕期。6年間,微亞僅服務了兩家客戶——寧德時代和比亞迪。
對兩家頭部電池企業(yè)的長期深耕讓微亞對電池生產(chǎn)的檢測需求有著更為深刻的理解。微亞告訴高工鋰電,檢測缺陷并不難,難的是識別缺陷。在具體的生產(chǎn)場景中,一道劃痕深到什么程度才可以被判定為缺陷,諸如此類的細節(jié)往往才是真正對機器視覺檢測能力的考驗。
2021年后,微亞基于此前的積累厚積薄發(fā),對電芯段和模組段的檢測共性推出標準化檢測方案,并在全行業(yè)推廣。這種打法迅速幫助微亞切入億緯鋰能、蜂巢能源、欣旺達等電池企業(yè)供應鏈。
助力微亞接連斬獲頭部客戶的,是公司過硬的檢測實力。如在電芯段,復雜多樣的缺陷種類給成像和缺陷分析帶來更大的困難。即便如此,微亞的電芯尺寸外觀AOI方案在電池企業(yè)的實際運用中有著表現(xiàn)亮眼。
硬件方面,運用高速線掃實時在線技術,做到深度客制化成像;在檢測精度方面,電芯尺寸(長/寬/高)量測精度到0.01mm,在平面度、平行度量測精度可達0.02mm;電芯外觀(劃痕、凹坑、電解液腐蝕等)檢測精度可達0.2mm。
軟件方面,微亞自主開發(fā)算法,集傳統(tǒng)2D圖像算法、3D點云算法以及AI深度學習算法所長,實現(xiàn)缺陷檢測與系統(tǒng)分類,并實時生成監(jiān)控曲線、輸出數(shù)據(jù)分析。此外,與MES的無縫對接可進而與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)同,做到及時預警。
效益上,對極柱劃痕、極柱凹坑、塑料件缺失、防爆膜破損、藍膜氣泡、電解液腐蝕、鋁殼凹坑、鋁殼麻點等復雜缺陷的檢測效果大幅替代了人工目檢,單臺設備可節(jié)省人工12人以上。此外,該方案使用集成式成像技術,可實現(xiàn)超99%的缺陷檢出率、超95%分類準確率,與常規(guī)方案相比,可提升出貨良品率超過2%。
貫通底層
深耕電池檢測高精密賽道
隨著國內整體制造能力的提升,機器視覺領域也涌現(xiàn)出一批國產(chǎn)替代的強勁選手,但聚焦電池制造,真正能滿足電池高精密制造要求的機器視覺設備商仍為少數(shù)。而微亞憑借契合電池產(chǎn)線的檢測實力接連斬獲頭部電池企業(yè)客戶,成為電池制造高精密檢測領域中毋庸置疑的“黑馬”。
這背后的底層驅動力,則是公司價值觀引領——堅持長期主義,做困難而正確的事。
微亞表示,應該正視的是,在軟件、硬件方面,國內機器視覺仍與國外先進設備商存在差距。但深耕細分賽道、打磨應用能力,更是國產(chǎn)機器視覺設備商趕超海外的關鍵機會以及鑄造自身核心優(yōu)勢的重要來源。
針對此,微亞從2013進入機器視覺行業(yè)起,就堅定對底層技術的自研與突破路線。之所以“正確”,是因為對底層技術的掌控,相比于外采進口設備,在后續(xù)與客戶的配合中,可實現(xiàn)靈活調整,解決更實際的應用問題。
而真正攻破底層技術,需要直面研發(fā)投入、團隊搭建等方面的困難,這同樣是機器視覺設備商的需要長期堅持的“內功”修煉。
微亞自2013年進入機器視覺領域便在這條道路走得扎實而堅定。目前,微亞已建立光學、視覺、機械、電器、算法、軟件六個獨立的研發(fā)團隊,貫通光、視、機、電、算、軟六面,為檢測應用筑牢堅實技術底座。
基于此,微亞將以鉆研底層檢測算法為核心,重視平臺化應用質量,實現(xiàn)將算法與軟件嵌入硬件載體,進一步推進機器視覺檢測標準化。
而標準化的探索同樣助力微亞開拓更多元的應用場景。除了繼續(xù)保持與電池企業(yè)的合作,微亞還在嘗試與設備廠商合作,將機器視覺與主設備結合,這將進一步為產(chǎn)線“瘦身”。
應該看到,電池生產(chǎn)的競爭重心從制造規(guī)模向制造能力轉移,運用數(shù)字化技術打開產(chǎn)線“智識”實現(xiàn)制造能力升維刻不容緩,新階段的賽程將為機器視覺的應用打開更大的切口。
微亞在電池檢測的深耕與發(fā)展,已為應用于電池制造各環(huán)節(jié)的智能裝備提供了切入賽道的范式。此外,對于機器視覺等智能裝備而言,中國電池產(chǎn)業(yè)出海的歷史機遇更是國產(chǎn)設備從追趕世界一流制造到成為世界一流制造的機會。陪伴國內電池制造走向智造的微亞,也將作為國產(chǎn)機器視覺崛起之路上的典型之一,緊跟電池制造走向海外的步伐,探索更廣闊的市場機遇。
審核編輯:劉清
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原文標題:電池制造“內功”修煉法:打開產(chǎn)線智識之窗
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