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贝导智能为全球锂电巨头的欧洲新工厂定制了整体智慧物流系统解决方案，该项目采用空中输送解决方案、中段物流解决方案、化成物流解决方案及分选打包解决方案，完成锂电物流从前、中、后道全工艺段贯通，为锂电企业出海建厂以及智慧物流系统建设树立了行业新标杆。
作者：朱鹏飞
广东贝导智能科技有限公司
随着中国新能源汽车市场的持续增长，锂电物流行业迎来前所未有的发展机遇。一方面，新能源汽车产量的快速增长直接拉动了锂电池需求，进而对锂电物流提出更高要求。国家统计局数据显示，中国新能源汽车产量增幅在2021年达到了惊人的152.5%，2022年和2023年分别为90.5%和30.3%，维持在较高的水平。综合各券商及企业公告等数据发现，全球17家动力电池企业预计到2025年产能规划高达5868GWh。这一增长趋势使得锂电物流市场规模不断扩大。
另一方面，锂电物流行业也面临着诸多挑战。例如，在锂电池仓储环节，对设备的稼动率、稳定性，环境的温湿度、洁净度、高安全性等有着严格标准，同时对整体的系统集成能力也提出很高要求。此外，锂电物流行业还存在技术瓶颈，如物流设备消防安全、物流设备转运安全及快速换型制约等问题。尽管面临挑战，但锂电物流市场潜力巨大。随着技术的不断进步和市场需求持续增长，锂电物流行业有望在未来实现更大发展。
成立于2012年的广东贝导智能科技有限公司（以下简称“贝导智能”），隶属于无锡先导智能装备股份有限公司（股票代码300450），其前身为先导智能物流事业部。贝导智能提供从咨询、设计、规划、制造、安装调试到升级服务的一站式整线物流解决方案，先后为CATL、中创新航、亿纬锂能、蜂巢能源、宝丰能源、特斯拉、Northvolt、大众、通威股份等客户提供领先的智能工厂解决方案。
贝导智能作为国内第一家提供锂电物流出海整体解决方案的服务商，凭借其卓越的技术实力、创新能力和海外项目管理能力，已成功打造一系列符合欧盟CE标准、北美NRTL标准的智能物流解决方案。本文介绍的是贝导智能为全球锂电巨头A企业在欧洲建立锂电工厂打造的物流系统项目，该项目已顺利通过欧盟CE认证及DGUV审核，树立了行业新标杆。
欧盟新电池法规《电池和废电池法》（EU）2023/1542已于2024年2月18日起强制实施，对电池的生产、再利用、回收的全生命周期提出严格的管控要求，其中规定中国出口到欧洲的新能源汽车，其报废后的电池需要送回生产国处理。这项法规旨在加强对电池生命周期管理的环保要求，确保电池回收和处置符合欧盟的环境标准。自2025年2月18日起，在欧盟市场销售的动力电池需提供碳足迹声明，无疑给我国动力电池出口设置了“门槛”。2027年起，动力电池出口到欧洲必须持有符合要求的“电池护照”。这对国内电池厂商出海建厂提出了迫切的需求。
全球锂电巨头A企业已有相对成熟的锂电物流解决方案，但是首次出海建厂在产品认证、行业法规、出海报关流程、海外人员派遣、现场运营管理上存在很多痛点。贝导智能作为领先的锂电物流解决方案提供商，携手A企业在欧洲本土提供了一套合规的整线物流解决方案。
在项目启动之初，A企业对项目需求进行了细致梳理。贝导智能采用空中输送解决方案、中段物流解决方案、化成物流解决方案及分选打包解决方案，完成了锂电物流从前、中、后道全工艺段贯通。
根据客户厂房规划和生产工艺流程，贝导智能打破常规思路，与其共同制定了连接多个不同工序的定制化解决方案，分别为空中物流输送系统、中段物流输送系统、化成分容物流仓储系统及分选打包系统。四个智慧物流系统组成了整体的智慧物流解决方案，实现从原材料仓储、智能拆包、极卷生产仓储、电芯装配输送、化成分容工艺物流到分选打包，以及车间物料配送与自动上下料等工序段的全自动无人化操作。这不仅减少了锂电池生产环节中的人力投入，还提高了生产的准确性和稳定性，而且降低了海外用人成本及用人风险。
1.空中物流输送系统
电芯结构件品类繁多，存在结构件库到电芯中段组装运输距离长、跨越多个工艺装配段等困难点。贝导智能率先采用空中悬挂平台+空中输送线模式，实现跨工艺段长距离不间断输送和空间多维利用。空中物流输送系统用于拆包间将电芯装配辅料通过空中输送线送至后工序洁净房，对接后工序装配段各设备，输送的物料包括隔离膜、顶盖、铝壳、蓝胶、底托及Mylar等，实现设备自动上料功能。该系统主要由调度控制系统、滚筒输送机、提升机、顶升移栽机、旋转台、输送托盘组成。输送线通过调度系统与MES进行数据交互，实现生产能力的匹配，满足产线生产需要。
主要作业流程如图1所示。
图1 空中物流输送系统作业流程
（1）全局流程
人员在拆包间对应上料口投满托盘物料，物料通过架高线主线输送至产线内各支线，通过提升机下降到地面层，与单机对接/送至人工取料口；单机/人工返回的无料托盘，通过提升机对接，升至架高主线，回流到拆包间。
（2）拆包间流程
无料托盘返回到拆包间提升机，进入循环线；循环线中的无料托盘到达对应缓存位，补充缓存空位；缓存位无料托盘补充至对应人工投料口；人工投料口上满盘物料，通过提升机升至架高线，送至产线。
2. 中段物流输送系统
中段物流输送系统用于锂电各单机之间电芯流转输送、设备上下料位对接、工序间缓存等功能。该系统主要由调度控制系统、双层物流线、循环升降机、托盘逃生门、顶升平移机构、电芯摆渡机构组成。输送线等机构通过调度系统与各锂电单机进行数据交互，实现生产能力的匹配，满足电芯高效流转组装。
主要作业流程如图2所示。
图2 中段物流输送系统作业流程
3. 化成分容物流仓储系统
化成分容仓储系统主要由化成物流调度系统和容量物流调度系统两部分组成。其中，化成物流调度系统由化成组盘区、化成拆盘区、化成立库区三部分组成；容量物流调度系统由容量组盘区、OCV测试分选拆盘区、容量立库三部分组成。整体系统主要由滚筒输送线、顶升移栽机、电池顶升机构、提升机、气动门、机械手分选机、堆垛机、货架、消防系统组成。贝导智能率先采用多种安全防护方案，包括机械手夹爪整体柔性、多重检测开关、机器人空间限位安全功能模块、机械电气防呆功能等，保证带电电芯物流周转安全可靠，达到出海欧盟标准。通过贝导智能自研的LES（Logistics Execution System）、FMS（Flexible Manufacturing System）系统，实现电芯全生命周期追溯和物料高效有序拉动，实现精益物流生产模式。
主要作业流程如下：电芯由一次注液机通过物流线堆垛机输送至静置库，完成静置后再流转到注液机进行二次注液，注液后由物流线、堆垛机输送至静置库，满足工艺静置时间后，由堆垛机输送至化成/容量柜中进行充放电。在此过程中，会通过机械手分选系统进行电芯拆组盘操作，保证电芯品规一致性。如图3所示。
图3 化成分容物流仓储系统作业流程
4. 分选打包系统
电芯在生产过程中存在多种品规、多种等级及批次，不同等级的成品电芯应用场景不同，需要对其进行分类分选。在整个后段物流中，电芯分选打包一直是电池生产商用人较多的工艺段。贝导智能优化整体方案布局，率先采用3D视觉定位技术，给客户提供了一套全自动分选打包方案，实现了成品电芯自动分选打包。此系统主要运用多层拉带线、输送机、分选摆渡车、多轴机械手、顶升移栽机等设备，实现了不同等级电芯自动分选、扫码检测信息绑定、电芯自动入盘及码垛托盘、扫码NG电芯剔除等功能。该系统与MES进行数据交互，实现设备和上下游系统的集成，节省人工工时，大大提高了整个打包分选工艺段的产能，为客户带来较大的价值。
主要作业流程如下：成品电芯由电芯输送线输送至机械手工作区域，包材输送线将包材物料输送至机械手工作区域；机械手将输送来的电芯及包材物料按照打包流程进行码垛打包。滚筒输送线将包材经机械手抓取并组装在一起，输送至打包装盘位，并完成打包后的下线。如图4所示。
图4 分选打包系统作业流程
此项目是国内锂电企业出海建厂的第一次尝试，在遵循常规国内锂电工厂物流系统规划的原则上，必须充分考虑欧盟本土要求的独特性，包括CE认证标准、本土用工合规性及现场运营合规管理等。在设计过程中，通过标准与政策解读，优化方案布局，充分进行风险评估，规划多种防护方案，确保设备高效安全运行。
总体而言，该智慧物流系统项目具有诸多亮点：
1.该项目贯穿前中后锂电工艺段，进行科学合理的整线空间布局，运用空中输送线、架高钢平台、穿层提升机等实现整线厂房多维度布局，并实现厂房资源的最大化利用，提高整体运营效率。
2.该项目在规划设计初期，项目团队对于方案布局和各单机设备，从生产加工、运输、安装、调试、正常使用到报废等角度进行设备全生命周期的风险评估。邀请第三方专业机构TÜV进行技术指导和对最终产品进行测试认证。最终全线产品通过TÜV认证，取得CE证书，满足出海欧盟要求；在欧盟本土通过DGUV认证，达到欧盟一流标准。
3.该项目创新性采用空中物流输送系统及分选打包系统，大大降低人工使用，提高锂电物流整体自动化程度，提升整体系统运行效率、稳定性和可靠性。
4.该项目的合规管理是整个项目管理过程重要的一环。从标准体系建设、组织/流程保障、售前风险评估、经验复盘能力提升、供应商认证管理等方面进行产品合规管理。从劳工法规梳理、合规管理制度、合规风险内控、供方合规审查、组织机构保障等方面进行劳工合规管理。通过建立海外运营团队、海外技术能力中心、海外质量管理体系、海外信息化建设等举措，提升海外属地化服务能力，为整个项目管理提供必要支持。
5.该项目是锂电无人工厂和预测性维护方案的一次重大推进。通过贝导智能自研的LES、FMS系统，具备强大的实时监测及反馈功能，能够准确反映整个物流系统运行情况、托盘及电芯运行路径，为客户提供精确全面的管理数据，有助于客户更好地掌握电芯生产情况和物流系统运行状况，预测性发现设备异常情况。
图5 锂电工厂物流全场景图
此项目从2023年初成功投入运营，是A企业在海外运营的第一家工厂，也是其位于欧洲的第一座电池工厂，对其国际化发展具有重要意义——不仅可以更好地服务欧洲客户，也为欧洲电动汽车产业的发展提供了有力支持。对于国内其他电池厂商，此项目提供了中国锂电池出海的成功案例，成为锂电企业的行业标杆。对于国内锂电物流行业，此项目也提供了出海物流方案案例，同时贝导智能培养了一大批国内优质供应商，为锂电物流设备出海奠定技术基础。
对于未来发展，A企业考虑大幅扩展产能，使此工厂成为世界上最大的电池工厂之一。同时，A企业关注欧洲市场对电池技术的特殊要求和发展趋势，持续投入研发，改进电池生产技术，提高电池的性能和质量；遵循欧洲的环保法规和可持续发展要求，在工厂的生产过程中注重节能减排，减少对环境的影响；参与欧洲的电池回收和再利用项目，推动电池产业的可持续发展。
值得注意的是，随着CTC（电芯集成一体化）技术、固态电池技术、钠离子电池技术等发展，电池尺寸体积及能量密度均呈增长趋势，给新电池产线带来了新的需求与挑战。新电池技术的快速迭代与升级，对客户原有产线的兼容性提出了更高的需求，客户希望以最小的成本进行产线迭代，对新产线的模块化、柔性化和可拓展性需求迫切。此外，海外用工成本昂贵，结合工业物联网、工业大数据及人工智能技术，构建集“智能装备”“智慧供应链”“大数据智脑”为一体的智能制造体系，打造全球化智慧无人工厂，成为整个锂电物流发展方向。
中国锂电出海蓬勃发展，锂电物流出海合规性已经成为必要条件。少人化、高安全、便捷快速安装、全流程智能化，已成为产品全球化交付的趋势和方向。在海外高人工成本场景下，需要做到全流程的主动识别、控制与预测，包含自主运行、智能调度、自动识别分拣及预测性维护等。同时，对产品消防安全性和安装交付的便捷性，也提出了更高的要求。
编辑、排版：罗丹
本文内容源自《物流技术与应用》2024年11期(点击可查看掌上电子刊)，有删改。
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