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构建模组六面全尺寸+外观视觉检测技术壁垒 什方科技加速“突围”

什方科技已拥有电芯/模组/pack在线六面全尺寸+外观视觉检测装备,并在技术壁垒较高的模组全尺寸外观检测环节,推出兼容全行业的标准机,加速“突围”。

产业新周期下,动力电池进入大规模制造时代。市场日渐增长的电池容量和续航时间要求倒逼企业不断探索新的技术与工艺,降低制造成本、高效稳定生产、提高产品品质一致性等成为全产业链赢得新一轮竞争的关键。

在此情形下,业内大幅提高了车规级动力电池的安全标准,动力电池缺陷率从ppm(百万分之一)级别向ppb(十亿分之一)级别提升,极限智造不断进阶,电池企业对高效率智能制造、全工序视觉检测的需求急剧增加。

机器视觉装备作为电池检测的“眼睛”和“大脑”,因可赋能电池企业高质、高效生产,渐成行业标配,其巨量市场空间已然打开。

什方科技有限公司(以下简称“什方科技”)作为锂电机器视觉领域的一匹黑马,自2019年成立以来,组建了一支以数学博士为基础,并精通自动化、工艺的技术团队,始终致力于成为新能源领域最好的视觉检测装备方案商,为以新能源为代表的先进制造产业提供一体化智能装备及机器视觉整体解决方案。

什方科技CEO张宇航介绍,什方二字有双重涵义。一方面,什方传达出以人为本的理念,另一方面,什方体现了视觉系统基础符号中常用于定位的Mark点“十”字形。前者是张宇航创立公司的初心,后者则代表了他对公司未来发展的野心和期望。什方科技既要具备突破智能装备生产设计技术的能力,又要拥有思考行业智能化升级战略的素质。秉持着这种理念,今年公司将全力聚焦锂电领域,多维度构建自身竞争优势,助力锂电高效高质生产。

经过近4年的沉淀,什方科技已成功打入多家头部电池企业产线,成为当前为数不多的同时具备一体化装备级交付及视觉解决方案全工序覆盖的的企业之一。尤其在技术壁垒较高的电芯/模组/pack全尺寸+外观检测环节,什方科技更是提出了自己独特的解决方案,并首次在行业中推出模组六面全尺寸+外观在线视觉检测标准机。

电池系统层级创新带来新的机遇与挑战

全球新能源汽车市场进入爆发“拐点”,动力电池作为新能源汽车的核心组件逐渐朝整车集成的方向发展,越来越多的企业涌入电池系统层级创新赛道,CTP、CTC、JTM等电池新结构应用提速。

例如,宁德时代推出CTP3.0麒麟电池、中创新航开发出One-Stop Battery技术、国轩高科研发出JTM技术、捷威动力基于软包大模组的概念,推出LCM&积木电池等。

随着动力电池与整车动力、结构、电气整合愈发深度,动力电池在容量和续航之外,还需额外承担受力、承重等功能。因此,动力电池的装配要求也愈加严苛,进而对电池模组尺寸及外观出厂管控提出更高要求。

然而,随着电池模组尺寸、重量的大幅增涨,检测难度日益升高,传统人工检测已力不胜任。叠加车规级制造新要求与动力电池安全性新标准,用机器视觉检测替代人工检测成为行业发展的必然。

机器视觉装备作为智能的“眼睛”与“大脑”,不仅能显著提高锂电池的品质管控,避免人工操作带来的污染,及时截断批量不良品流向终端;还可通过视觉软件和算法对缺陷测量数据进行分析,利用数据反哺改进生产工艺。

鉴于机器视觉在锂电生产环节处于举足轻重的地位,近两年其迅速渗透行业,被大规模应用于锂电池制造测量和缺陷检测。根据GGII数据显示,2021年中国锂电机器视觉检测系统市场规模达13.1亿元,同比增长81.4%;预计2022年达20亿元。

赋能动力电池模组段全尺寸外观检测

巨量的确定性市场空间,无疑为机器视觉企业带来行业利好,但同时更加严苛的市场要求也挑战着企业的产品迭代速度与技术研发实力。

什方科技深谙此道,始终将研发作为自身发展的根本驱动力。公司虽属行业新兵,却在不到4年时间里,凭借自身过硬的技术实力、对市场的深度理解以及硬核团队,跑出了新的发展速度。

目前,什方科技已拥有电芯/模组/pack在线六面全尺寸+外观视觉检测装备,并在技术壁垒较高的模组全尺寸外观检测环节,推出兼容全行业的标准机,加速“突围”。

什方科技深度分析现有市场发现,动力锂电主要以“续航”和“安全”两大要素不断驱动工艺提升。

“续航”提升目前主要体现在电池结构创新上,随着电池系统和车身结合的愈加紧密,电池后段工序相对前中段变化会更多,兼容性要求更高。因此现有模组段视觉检测装备大多属定制化,且定制化程度较高,这意味着前期设计投入大,开发周期长;项目生命周期结束后,这些装备升级改造灵活性差,多造成浪费;同时,装备类型多样化导致备件库存高,极特殊情况应对能力差。锂电厂商急需高兼容性的模组段视觉检测装备,以应对多样规模化生产的需求。

“安全”要素则对检测装备提出了更高的要求。一方面在于检测精度的提升,模组尺寸检测精度提高至万分之一以上;另一方面由于检测内容复杂化、全面化,三维尺寸和外观缺陷成为新的必备检测项,并且其标准不断提升,对检测准确率的要求越来越高。

基于上述考量,什方科技导入“标准化”概念,于今年推出动力电池模组外观尺寸检测装备,综合机械传动、电气控制、光学影像和视觉检测等多种技术的创新,可在线360°旋转,一次性检测6个面,并同时兼容多款电池模组检测,辅以2D/3D融合、自主3D算法,特征建模图像处理、深度学习等技术,对精密尺寸、3D平整度、轮廓度、焊道外观、蓝膜缺陷等进行检测,最高节拍达30ppm,漏检率0%,准确率99.99%,可大幅提升生产效率与产品品质。

动力/储能电池模组外观尺寸检测装备

1、机构设计标准化——简化开发流程,缩短导入时间,降低维护难度,延长使用周期

行程标准化:各移动轴预留足够行程,保证兼容范围,并缩小装备升级、改造、换型周期;模组尺寸可兼容300-1300mm,重量<150kg,满足当前及未来2-3年主流模组尺寸的发展需求;

装备动作标准化:以固定装备动作流程与模组检测项对应,并可通过扫码,实现PLC一键切换;

相机安装标准化:针对模组外形与检测项,预留足够的相机安装位置,确保通讯端子、螺纹孔出现在任何位置都可检测;

布局标准化:结合行程、夹取旋转、相机安装的标准化设计,在整线的布局中预留标准装备尺寸。

2、定制化光学系统

● 针对锂电模组的产品特征和检测需求,采用定制化光学系统,并拥有多项专利,对蓝膜外观,多角度划痕、2.5D外观缺陷、高反光材质有着更加优异的成像表现。

3、软件设计模块化——结构清晰,调用容易,管控便捷

产品信息录入:针对不同电池模组型号,对其3D特征及区域部件进行录入,支持图形界面和3D数模两种录入方式;

检测流程定义:通过标准化的图形界面配置不同产品型号对应的检测流程,简单易用;

检测项定义:针对具体产品的标准值/公差/阀值等具体检测需求进行修改;

UI界面:根据电池模组的通用检测需求,设计标准的UI界面,展示检测过程和结果,并提供标准的数据分析、功能时序图等。

4、算法设计智能化

算法作为装备的“大脑”,是什方科技重点研发的板块,其自研算法库- XPerspectives SDK,所有相关技术的代码均为自主开发,拥有多项专利,并达到行业领先水平,并且针对模组全尺寸+外观定制算法封装。

自主3D算法:针对模组蓝膜底面、安装端面平面度定制3D算法,既能满足时效,又能满足0.03mm精度;

传统图像特征建模:针对蓝膜瑕疵,铝壳表面划痕、脏污、通讯端子、螺纹孔等外观检测定制算法,只需1个样品即可完成调试,快速上线;

深度学习:小样本、复杂缺陷,拥有自主深度学习模型,针对模组外观定制,可快速进一步提升准确率。

多维构建自身竞争“护城河

迄今为止,什方科技已成功打入宁德时代、中创新航、蜂巢能源、亿纬锂能、比亚迪等重量级动力电池企业产线,这与其多维度构筑自身竞争河“护城河”密切相关。

技术研发上,什方科技牢牢抓住视觉算法作为技术核心,开发打造自主完备的2D及3D视觉算法库,同时结合先进的AI工具,不断从小样本、复杂缺陷、部署流程三个方面提高产品竞争力,最大化利用先进人工智能技术赋能先进制造。值得一提的是,什方科技强调“光、机、电、软、算”全栈能力建设,深度贴近制造一线的需求,能够为相关企业提供端到端的整体解决方案。

团队实力上,什方科技工程团队,核心团队由数学和物理背景的博士高学历人才领军,他们在图像处理和传感器融合算法领域深耕多年,熟知行业工艺和装备技术。尤其在算法开发方面,什方科技拥有十年以上专业检测算法开发经验,并且其研发团队不断完善,以保证核心算法的可持续性。

市场拓展上,什方科技聚焦新能源领域,强调产品创新和品质服务,在继续深耕现已部署的头部电池企业之余,还致力于打造品牌特色,差异化解决客户需求痛点,吸引更多潜在客户。

近期,什方科技获得一轮来自新能源行业产业资本的千万级投资,主要用于产品研发。资本青睐背后,映射出的不仅是各界对于炙手可热机器视觉赛道的敏锐嗅觉,更是对什方科技在锂电机器视觉装备领域的核心技术实力、市场沉淀与增长潜力的笃定。

目前,什方科技已完成“从0到1”的过程,接下来将上演“从1到N”的快速成长。可以预见,面向产业新周期,什方科技聚焦新能源领域,不断构造自身竞争壁垒,将会成长为锂电机器视觉装备领域不可忽视的一股力量。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20220908A0607Q00?refer=cp_1026
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