一、应用背景与行业需求
光伏产业作为我国战略性新兴产业,近年来经历了快速扩张与技术迭代。以晶科能源为代表的龙头企业,通过N型TOPCon技术突破和全球化布局,持续引领行业升级。然而,光伏行业也面临产能过剩、价格下滑、利润压缩等挑战,2024年产业链价格降幅显著,多晶硅、硅片、电池片价格均大幅下跌,企业降本增效需求迫切。
在此背景下,光伏制造对自动化、柔性化、智能化的需求日益凸显。电池片生产涉及制绒、扩散、刻蚀、镀膜、丝网印刷等十余道工序,各工序间需高效、精准的物料转运。传统人工搬运模式存在劳动强度大、效率低、碎片率高、管理成本高等问题,难以满足24小时连续生产需求。因此,AGV(自动导引车)作为柔性制造和自动化物流的关键设备,在光伏行业的应用成为必然趋势。
二、AGV在光伏产业的核心应用场景
1. 电池片生产车间的工艺对接搬运
场景描述:电池片生产对搬运精度和效率要求极高。例如,从制绒到扩散工序,需将装满硅片的“花篮”快速、准确转运,搬运滞后可能导致电池片报废。
AGV解决方案:
分体式AGV:直接顶升货架,与自动化设备对接,实现花篮在工序间的流转。例如,潜伏顶升式AGV采用激光SLAM导航,配合智能纠偏算法,可在料车偏移±10cm、角度偏差±10°的情况下精准搬运。
一体式AGV:上方配备传输带(如辊道),直接作为生产线的一部分,实现物料与工艺设备的无缝对接。
典型案例:
国自机器人项目:在安徽某光伏电池片生产基地,部署200余台潜伏顶升式AGV,串联16条产线,实现年产8GW的生产目标。AGV与接驳台、花篮料车、智能清洁机器人等协同作业,通过国自光伏生产平台(GZ-GFMCS)实现多车调度和智能管控,生产效率显著提升。
分离式AGV系统:某太阳能电池车间采用分离式AGV,替代人工上下料,实现从制绒到丝网印刷的全自动化生产。系统通过电耦合机构为移动货架供电,确保花篮传输稳定,同时配备防倾倒装置和二次定位滚轮,提升搬运安全性。
2. 组件生产环节的柔性物流
场景描述:组件生产涉及玻璃上料、EVA裁切、串焊、层压、装框等多道工序,需AGV实现玻璃、边框、辅料等物料的自动化运输。
AGV解决方案:
叉车式AGV:用于重型物料(如玻璃)的搬运,适应不同尺寸和重量的组件生产需求。
辊筒式AGV:与生产线对接,实现组件在工序间的自动流转,提升生产柔性。
典型案例:
晶科能源等企业:在组件工厂中试点应用AGV,实现玻璃、边框等物料的自动化运输,减少人工干预,提升生产效率和产品质量。
3. 整厂物流自动化与智能化管理
场景描述:光伏工厂需实现从原材料入库到成品出库的全流程自动化,AGV作为核心物流设备,需与MES(制造执行系统)、WMS(仓库管理系统)等集成,实现生产过程的数字化管理。
AGV解决方案:
多车调度系统:通过智能调度算法,优化AGV路径规划,避免交通拥堵,提升搬运效率。例如,国自智能调度管理系统(GZ-RCS)支持同时管理超千台AGV,实现路径拥堵分流和任务智能下发。
数字化管理平台:实时查询库存信息,生成搬运量报表,告别人工盘点模式,提升生产透明度和管理效率。
典型案例:
国自光伏生产平台:在安徽项目中,通过GZ-GFMCS平台实现AGV与产线设备的协同作业,用户可实时监控生产状态,优化生产流程,降低运营成本。
三、AGV应用的技术优势与行业价值
降本增效:
减少人力成本:AGV替代人工搬运,降低劳动强度,解决人员流动性大、管理成本高的问题。例如,某光伏企业引入AGV后,车间人力成本降低超50%。
提升生产效率:AGV实现24小时连续作业,搬运效率提升30%以上,满足光伏行业高强度生产需求。
提升产品质量:
减少碎片率:人工搬运易导致硅片、电池片等薄脆物料损坏,AGV的精准搬运降低碎片率,提升产品良率。
规范工艺流程:AGV与自动化设备对接,确保物料搬运的标准化和一致性,提升产品质量稳定性。
增强生产柔性:
适应多品种、小批量生产:AGV可快速调整搬运路线和任务,满足光伏行业柔性化生产需求。
支持技术迭代:AGV系统与产线设备集成,便于新技术、新工艺的快速落地,提升企业竞争力。
四、行业应用现状与未来趋势
应用现状:
市场渗透率提升:2021年光伏行业AGV/AMR销售量约3500台,市场规模达6亿元,自然导航(SLAM)AGV占比超90%。
头部企业引领:晶科能源、隆基绿能、晶澳科技等企业已在电池片、组件生产环节广泛应用AGV,形成示范效应。
未来趋势:
技术融合:AGV将与5G、AI、数字孪生等技术深度融合,实现更高效的路径规划、任务调度和设备协同。
场景拓展:AGV应用将从电池片、组件生产向光伏电站运维、光伏板清洗等场景延伸,形成全生命周期自动化解决方案。
标准化与规模化:随着行业需求释放,AGV产品将向标准化、模块化方向发展,降低成本,提升普及率