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高质量3D视觉加速西门子海运电池生产

01 概述

环境立法正在推动渡轮和其他船只向低电力排放的方向发展。西门子在挪威特隆赫姆的新工厂，目标于满足对快速增长的海运电池需求。在由系统集成商Intek设计的高度自动化的生产线上，Zivid的3D机器视觉相机在优化生产效率方面发挥了重要作用。

02 背景

作为前瞻性环境立法的一部分，挪威议会在2018年决定，最迟在2026年取缔在峡湾运营的渡船和游船的有害排放。这包括二氧化碳和氮氧化物气体，以及水上的噪音污染。

当地航运公司和渡轮运营商的反应是，大大加快了电力推进系统的开发和引进。挪威第一艘投入运营的全电动渡轮的性能数据至少可以说是令人印象深刻。

作为世界上第一艘完全由电池驱动的渡轮，MF安培号在拉维克和奥佩塔尔港之间运营，岸边的充电站为其电池充电。与柴油动力的替代品相比，该船的排放量减少了95%，运营成本减少了80%。对全世界的渡轮船队来说，这是一个有吸引力的建议。

汽车和客运轮渡的行驶距离相对较短，并在同一港口长期停留在码头边，已被证明是全球海运业从传统柴油机向电池和混合动力柴油机-电力转变的理想场所。

这一根本性转变的一个关键因素是要有合适的电池，以合适的数量为新的全电动和混合动力系统提供动力。

西门子在挪威特隆赫姆开设了一家灵活、高度自动化的电池工厂，投资1亿挪威克朗，以满足未来需求。它将开发和制造用于海洋和海上石油和天然气应用的储能解决方案。

为了实现其新的海运电池生产线所要求的高自动化水平，西门子任命位于Raufoss的Intek公司提供其需要的机器人、3D机器视觉和自动化系统集成，以帮助其实现苛刻的生产目标。

03 挑战

在全电动渡轮的情况下，电池组一般需要有大约2兆瓦时的电池容量。一个典型的配置有34个电池柜。每个电池柜内有9个电池模块，每个模块包括28个电池单元。即使在柴油-电力混合动力系统中，也需要至少500千瓦时的电池容量。

当然，除了汽车和客轮，还有数以千计的渔船、巡洋舰、多功能船和海上装置也可以从全部或部分电气化中受益。因此，船用电池组的需求将呈指数级增长。

西门子在特隆赫姆的海上和海事中心负责人托尔斯泰-索勒-盖特纳说："挪威的所有汽车和客轮最终都将依靠某种形式的储能解决方案，我们估计，甚至到2020年，这里将有大约60艘混合动力或全电池动力的渡船在运营。"

他继续说："不过我们的期望是，我们在新工厂开发和批量生产的电池和电力推进产品将有助于推动全世界各种海洋领域的类似技术进步。"

而西门子预计，到2024年，全球船用电池市场将翻番，并预测长度在150米以下的所有新船中，有近80%将配备全电池或柴电混合配置的电池。

为了能够跟上未来需求的步伐，新的特隆赫姆生产线系统需要尽可能地高效和灵活。参与生产过程的人员数量需要最小化，而机器人化的数量需要最大化。

系统集成商Intek的项目经理Olaf Pedersen概述了所面临的挑战："在开发整体解决方案时，保持快速、无差错的生产量是一个重要的考虑因素。无论生产任务是运输部件、产品组装还是测试，确保高生产率都是关键"。

在生产线的卸货区处理电池部件带来了一系列特殊的挑战，Pedersen解释说："与其他生产单元不同，第一单元需要能够自动处理广泛和不可预测的部件--电池单元、框架、连接器等......"

"处理这么多不同种类的进货，随机到达，例如放在托盘上、纸板托盘上和塑料吸塑包装中，并以一定的速度进行处理，这对自动化来说是一项棘手的任务。"