一秒检测出产品缺陷,高景气周期下锂电产业成机器视觉企业掘金的新大陆

绕波特 2022-10-20
2385 字丨阅读本文需 6 分钟

让产线自己“长眼睛”,从而摆脱人工劳动的低效和不稳定,机器视觉正在越来越多地应用于生产制造过程。GGII 数据显示,3C 电子行业是机器视觉最多的应用领域,连续多年应用占比第一;其次是汽车、半导体、锂电池、医药等行业。其中锂电行业需求增长明显,预计未来5-10 年将会是机器视觉主要增长的拉动引擎之一。

近两年,锂电行业高歌猛进,不仅产能快速扩张,对产线良率的要求也越来越高,这给机器视觉的广泛应用带来肥沃的土壤。

机器视觉的技术核心在于图像识别和信息处理,可以广泛应用在工业制造、农业、交通等多行业的智能化过程中。

相对于人眼,机器视觉在检测效率、精度、工作时间等方面均存在显著优势。均普智能机器视觉工程师何川博士介绍,仅以检测效率一项为例,其自主研发的机器视觉智能检测与人机交互技术,应用于新能源汽车、智能汽车等领域自动化生产线检测,相较传统检测方法,检测效率可提升2倍以上。

在产业链上,目前机器视觉的下游应用市场主要在汽车及其零部件、锂电池、消费电子等离散型制造业。尤其在锂电池领域的应用,高工锂电GGII信息显示,在涂覆、辊压等环节中,锂电产品表面容易产生露箔、暗斑、划痕等缺陷。这些缺陷严重影响锂电池的品质,产生安全隐患。此外,以方形卷绕电芯制造为例,在其顶盖预焊、密封钉焊接、外观检测等核心工艺流程上,必须由机器视觉来完成3D检测。在动力电池高品质、高安全性及降本增效的背景下,生产环节引入机器视觉设备已经成为主流趋势。

1、锂电制造:从制造走向智造

五六年前,中国的锂电行业还处于一种高速裸奔的状态,技术水平弱、自动化程度低,甚至是半手工半机械化生产,跟在3C精密制造业背后模仿追赶。

而随着技术经验的积累以及下游大客户的需求倒逼,锂电生产正从制造转向“智造”,对设备的互动纠偏能力、精度、速度、稳定一致性,对生产环节中的节能减排,对生产效率的极致追求都在重塑整个行业。其中机器视觉检测、机器人、数字化系统三大技术在锂电行业中的应用将带动锂电行业新的发展。

锂电生产中的气泡、黑点、划刻等瑕疵,极耳错位等问题都会影响电池质量甚至造成爆炸等,这就要求对锂电生产进行实时视觉检测,保证一致性和稳定性。

过去几年,锂电行业视觉检测一直处于可有可无,甚至是设备厂商为了应付电池厂要求而随意装配在设备上的状态,绝大多数视觉检测厂商作为Tier 2供货商话语权弱,利润空间薄。

随着电池安全问题频发、对电池一致性的要求,尤其是海外主机厂对电池质量的要求更加严苛,倒逼上游电池厂商引起重视。从宁德时代开始,电池厂商越来越重视视觉检测,头部视觉检测厂商正从幕后走向台前,从Tier 2 发展成Tier1厂商,甚至需要设备厂商配合视觉厂商进行规格定制。

可以预见,未来锂电池的机器视觉将会向更多电池厂商、更多生产工序中的渗透,锂电设备标配CCD检测系统有望成为行业惯例。

目前锂电生产过程中还是以专机设备为主,工业机器人使用目前并不多。在一些工艺段,有企业尝试使用机器人,如叠片环节,并联机器人更有速度优势。

据高工锂电调研,锂电行业对机器人更大的缺口还在移动机器人。前道因为物料体积和负载问题,需要和产线精准对接,因此对移动机器人需求量比较大,后道则需要移动机器人进行柔性搬运。

与一般AGV的场景类似,在动力电池产线AGV的应用场景中,客户主要看重AGV的定位精度、与整体生产节拍的协调性、调度系统的稳定性以及数据采集的准确性。

目前锂电行业自动化厂商主要有两大类玩家:机器人厂商、锂电设备厂商,但各有优劣:

如何将机器人、物流技术和锂电生产现场工艺融会贯通或将成为竞争要素。在这样的前提下,先发优势非常重要,能先进入大客户卡位的厂商,则有一定的时间窗口对生产工艺加深理解,进行现场调试,获得宝贵的现场工艺经验,进一步进行技术迭代,提高壁垒。

2、资本热潮袭来

作为智能制造浪潮中的垂直领域,机器视觉在近些年热度持续不散。这块百亿规模的市场正在高速增长,从现有的物流等环节向更多领域拓展。

据不完全统计,仅2022年上半年,机器视觉领域就发生融资事件16起,其中融资金额在亿元及以上的融资事件占7起。近期就有视比特机器人在7月20日宣布完成3亿元B轮融资,由经纬创投领投;紧接着灵西机器人在7月22日完成由熙诚金睿领投的数亿元B+轮融资。高工咨询最新发布的《2022年机器视觉产业发展蓝皮书》显示上述数据。

二级市场上的机器视觉板块同样火热。数据显示,凌云光、奥普特、精测电子、奥比中广等公司从7月下旬开始密集获得机构调研,其中凌云光和奥普特接待机构均超百家。

机器视觉的技术核心在于图像识别和信息处理,可以广泛应用在工业、农业、交通等多行业的智能化过程中。具体可以分为2D视觉和3D视觉,前者可以获取到平面图片,后者则可以获取长、宽、高三个纬度的信息。

随着智能制造和工业机器人的发展,机器视觉市场规模也在近些年快速扩张。高工机器人产业研究院(GGII)统计显示,2021 年中国机器视觉市场增速超过 45%,其中2D 视觉市场规模约为 117.20 亿元,3D 视觉市场约为 11.51亿元。预计至2025年,中国机器视觉市场规模将有望超过 380 亿元,其中3D 视觉市场规模将超过 100 亿元。

3、掘金锂电新大陆

锂电行业近两年景气度高涨,不仅产能快速扩张,对产线良率的要求也越来越高,这给机器视觉等智能化产品带来肥沃的落地土壤。

大量的自动化和工业互联网厂商正试图将他们多年的数字化改造经验迁移复用至锂电行业。他们通过拆解和模块化生产工序,保证交付的稳定性和一致性。通过打通PLC单元、MES系统,嵌入3D模型组态,强化整线系统和集成能力,并配合5G工业物联网平台,实现程序高效化、标准化、可视化。

据了解,单个工厂的智慧化解决方案客单价可达数百万元,若配合自动化传输、检测、减排、温控设备则可卖到数千万。宇航股份、智造家、思客琦、繁易自动化、华为在内的多家跨界玩家都正在锂电行业输出软硬件一体的智慧工厂解决方案。

根据机器视觉产业联盟预测,国内机器视觉市场规模自2021年起将保持28%左右的CAGR(五年复合增长率)增长。GGII数据统计表明,随着机器视觉在锂电池制造测量和缺陷检测的大规模应用,2022年中国锂电机器视觉检测系统市场规模预计达20亿元。

锂电是一个集中度很高的行业,甚至高于整车厂,而且将来会越来越集中。因此对于涉足该领域的机器视觉企业来说,跟紧头部大客户,积累行业know-how,深入参与到联合开发和预研中,这样技术有望持续迭代提升,订单也将得到持续,后面的成长就会持续领先。

文章来源: 光明网,钛媒体,证券时报

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