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　　Ranger3流媒體相機(jī)的“視界”

　　Philipp Mutz正協(xié)助電池制造商實(shí)現(xiàn)更高效、更節(jié)能的生產(chǎn)方式。隨著全球電池需求的急劇增長，這一需求更顯迫切。SICK正通過為電池生產(chǎn)提供質(zhì)量保障解決方案，積極致力于改善氣候變化問題。

　　Ranger3流媒體相機(jī)能夠檢測出高壓電池中的異物

　　PHILIPP MUTZ全球電子行業(yè)經(jīng)理

　　電池生產(chǎn)中的質(zhì)量保障具備

　　巨大的杠桿效應(yīng)

　　電池制造是一個包含無數(shù)工序的復(fù)雜過程

　　全球電池需求激增：新近預(yù)測顯示，到2030年，全球?qū)︿囯x子電池的需求預(yù)計(jì)將增長三倍。為了滿足這一激增的需求，電池制造商正加緊在亞洲、美國和歐洲新建數(shù)百座“超級工廠”。推動這一趨勢的主要

　　利好因素是電動汽車的推廣和普及，而電動汽車是實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)的重要支柱之一。同時，電池在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用也同樣廣泛，需求迫切。

　　因此，電池制造商正面臨巨大的挑戰(zhàn)，即不僅需要建設(shè)全新的工廠，還必須優(yōu)化生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)更高效、更節(jié)能的制造。而這正是SICK的用武之地。憑借智能傳感器解決方案，SICK可幫助電池制造商持續(xù)改進(jìn)其生產(chǎn)工藝。“電池生產(chǎn)中的質(zhì)量保障具備巨大的杠桿效應(yīng)，”SICK全球電子行業(yè)經(jīng)理Philipp Mutz解釋道。這種“杠桿”不僅有助于降低成本，更能改善生產(chǎn)的可持續(xù)性。

　　為什么這么說？我們以一家電池工廠的實(shí)際情況為例。在這些工廠中，產(chǎn)出率通常在75%到85%之間。換句話說，仍有15%到25%的電池產(chǎn)品屬于不良品，被直接淘汰進(jìn)入回收環(huán)節(jié)。這不僅造成寶貴原材料的損耗，同時也意味著整個生產(chǎn)流程中投入的巨量能源被白白浪費(fèi)。

　　舉例來說，在將高壓電池 (HVB) 裝配到車身時，如果有異物（如一顆螺絲）混入電池模組中，就可能刺穿電池電芯，嚴(yán)重時不僅會損壞電池，還可能造成人身安全風(fēng)險(xiǎn)，并對整車系統(tǒng)及零部件造成破壞

　　Philipp Mutz的任務(wù)就是降低這部分報(bào)廢率，其采取的主要手段之一就是質(zhì)量保障。“電池制造是一個包含無數(shù)工序的復(fù)雜過程，”他指出。特別是在新建生產(chǎn)線的初期階段，要使自動化設(shè)備和與電池單體化學(xué)相關(guān)的工藝達(dá)到協(xié)同、穩(wěn)定產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)電池，需要耗費(fèi)大量時間。然而，并非所有質(zhì)量參數(shù)都能在過程中輕松檢測到。比如，某一道早期工序（如涂覆）中出現(xiàn)了一個小錯誤，若未被及時發(fā)現(xiàn)，該缺陷電池會繼續(xù)進(jìn)入后續(xù)多個耗能巨大的加工步驟。“電池經(jīng)過多個高能耗的后續(xù)工序，但直到最后才發(fā)現(xiàn)存在缺陷，其實(shí)為時晚矣。”Mutz解釋到。若能在前期就識別出問題，就能省下整個后續(xù)流程的成本與資源。

　　SICK正與機(jī)械設(shè)備制造商和電池制造商密切合作，致力于在生產(chǎn)早期識別缺陷。SICK能賦予合作伙伴“在線測量”能力。與實(shí)驗(yàn)室測量不同，實(shí)驗(yàn)室檢測需將產(chǎn)品取出生產(chǎn)線并進(jìn)行單獨(dú)檢查，而“在線測量”則可以在不脫離生產(chǎn)流程的情況下實(shí)現(xiàn)連續(xù)、實(shí)時檢測。“我們不僅要具備極高的測量精度，還要兼顧極快的測量速度，”Philipp Mutz強(qiáng)調(diào)。因?yàn)楣S的節(jié)拍極快，任何測量動作都不能影響整體的生產(chǎn)效率。

　　速度與可靠性是投資高品質(zhì)測量設(shè)備及SICK傳感器解決方案的兩大核心原因。在競爭激烈的電池制造市場中，即使略微降低不良品率，也能為制造商帶來顯著的潛在收益。“在超級工廠中，不良率哪怕只下降一點(diǎn)點(diǎn)，都可能帶來客觀的節(jié)約，”Philipp Mutz指出。

　　電池經(jīng)過多個高能耗的后續(xù)工序，但直到最后才發(fā)現(xiàn)存在缺陷，其實(shí)為時晚矣

　　另一項(xiàng)促使電池制造商堅(jiān)持高質(zhì)量保障標(biāo)準(zhǔn)的重要理由是：媒體中頻繁曝光的電動車起火事件。盡管保險(xiǎn)公司的近期研究數(shù)據(jù)顯示，電動汽車的起火概率并不高于汽油或柴油車型，但公眾對電動車的安全性顧慮卻因媒體報(bào)道而被放大。“因此，哪怕是極小的風(fēng)險(xiǎn)，也必須盡可能降低，”Mutz強(qiáng)調(diào)道。

　　SICK不僅提供在線測量所需的硬件設(shè)備，如傳感器、相機(jī)和檢測系統(tǒng)，還配備了AI賦能的分析軟件，用于處理生產(chǎn)過程中收集的大量數(shù)據(jù)。電池制造商可選擇的技術(shù)和應(yīng)用范圍極廣，從基礎(chǔ)的1D傳感器和2D圖像處理，到先進(jìn)的3D檢測系統(tǒng)一應(yīng)俱全。其中一項(xiàng)應(yīng)用是使用MLG-02光柵檢測電極膜上的破損和孔洞。“通過這種相對簡單且具成本效益的光學(xué)方法，我們能在電池生產(chǎn)初期確保電極膜的質(zhì)量，”Mutz表示。一旦發(fā)現(xiàn)有缺陷的材料，系統(tǒng)即可立即將其剔除，避免其進(jìn)入后續(xù)流程。

　　其它典型應(yīng)用還包括：測量電極引出端的距離（使用InspectorP61x 2D視覺傳感器）；檢測棱柱形電芯及其絕緣膜上的劃痕、凹痕和氣泡（使用3D-BVA / Ruler或Ranger3）；檢測模組和電池包的焊點(diǎn)（匯流排）（使用D-BVA、Ruler系統(tǒng)）。

　　揭示痕跡

　　為了應(yīng)對日益嚴(yán)苛的檢測需求，我

　　們開發(fā)出一項(xiàng)全新技術(shù)：Surface+

　　“ 為了應(yīng)對日益嚴(yán)苛的檢測需求， 我們開發(fā)出一項(xiàng)全新技術(shù)：Surface+，”Philipp Mutz指出。Surface+是一項(xiàng)融合了2D與3D技術(shù)、基于規(guī)則的圖像處理以及深度學(xué)習(xí)算法的創(chuàng)新解決方案，可檢測電池殼體及其貼附絕緣膜表面的缺陷，比如劃痕、電解液殘留等。這種顛覆性方法在電池單體最終檢測環(huán)節(jié)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

　　整體而言，人工智能 (AI) 與深度學(xué)習(xí)在質(zhì)量保障中的作用日益凸顯。比如，SICK的SICK Nova異常檢測軟件可用于執(zhí)行復(fù)雜檢測任務(wù)，如對電池表面、焊點(diǎn)、膠合點(diǎn)以及焊錫點(diǎn)進(jìn)行智能分析。該軟件特別適用于傳統(tǒng)基于規(guī)則的圖像處理難以覆蓋或成本極高的場景。用戶可基于實(shí)際樣本對傳感器進(jìn)行訓(xùn)練，從而在生產(chǎn)早期有效識別缺陷。因此，SICK的傳感器系統(tǒng)正在為未來電池生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。