ECOSPHERE 如何借助 Visual Components 帮助 JenaBatteries 实现氧化还原液流电池的自动化生产
位于德国 Thuringia 市的 JenaBatteries GmbH 正在研发氧化还原液流电池；这种大型储能系统可用于平抑可再生能源发电过程中的波动。这些液流电池具有一个显著优势：它们完全不含金属，无需使用锂、锰或钴等元素。在储存绿色清洁能源的同时，它们既不会对自然资源造成掠夺式开采，也避免了与发展中国家不人道用工条件相关的问题。JenaBatteries 的液流电池为需求在 100 兆瓦时（MWh）及以上的大型工业客户提供了安全且可扩展的储能解决方案，从而为应对全球气候变化做出了重要贡献。
电池电芯的自动化生产
JenaBatteries 希望能快速进入市场，因此产品研发与生产规划必须同步进行。JenaBatteries 需要制造领域的专业知识，因此向 ECOSPHERE Intralogistics GmbH 寻求了专业建议。这是一家专门协助制造企业进行生产规划、内部物流和自动化改造的公司。
JenaBatteries 希望为其电池的一个核心组件 —— 电堆，建立自动化生产线。该电堆由不同的材料层叠而成；每个电池单元总共需要将 300 多个独立部件堆叠在一起，然后进行压实处理。
如何优化生产流程？
在项目初期，团队设计了多种生产和装配方案。除了技术可行性和成本之外，还有许多其他问题需要解答：需要多大的占地面积？如何实现机器的最佳布局？最优的物料流是怎样的？机器人的工作臂展是否足够？如何缩短节拍时间以达到所需的电堆产量？如何让生产变得更具可持续性？以及在后期阶段，如何扩大生产规模以满足不断增长的市场需求？
借助 Visual Components 进行工厂布局
所有这些问题只能通过数字化工厂模型来解答。ECOSPHERE Intralogistics 选择了 Visual Components 的工厂仿真软件。借助 Visual Components，该公司能够创建生产单元乃至整座工厂的虚拟模型。诸如空间需求、机器布局、物料流、中间仓储、节拍时间、产量等所有问题，都能在计算机上找到明确的答案。
ECOSPHERE Intralogistics 董事总经理 Alexander Schiffer 分享了他的使用体验：“几乎在每一次会议中，我都会在笔记本电脑上打开 Visual Components。无论是与新客户一起勾勒初步构想，还是对现有系统进行仿真和优化——Visual Components 都能帮助我与各方快速建立共识。”
内置丰富的工厂组件库
Visual Components 是全球领先的 3D 工厂规划与仿真解决方案之一。该软件内置了一个庞大的工厂组件库，使得生产设施的设计、规划和仿真变得轻而易举。工厂规划人员可以创建“数字孪生”模型——小到一个生产单元，大到一整座工厂；这种数字孪生技术不仅能实现生产规划与优化，甚至还能进行虚拟调试。
Visual Components 的总部位于芬兰，但其软件在全球范围内被广泛应用于机械工程、汽车工业、包装工业以及物流等众多行业。由于该软件提供多种不同的版本，即便是规模较小的公司，也能以实惠的价格购买或订阅。
机器人仿真与编程
电池生产的第一步是人工预装配。在这个环节，员工将一些组件放置在工件运载小车上，并完成初始部件的组装。随后，小车会被移动到自动装配站——目前这一步由人工移动，未来将由移动机器人（AGV/AMR）代劳。在该装配站内，几台机器人协同工作，完成电池电堆 300 多个组件的组装。完成组装后，电堆将被送入压实设备，随后进入质量控制和最终的总装环节。
初步方案：工件载具通过传送带系统依次移动到各个机器人工作站。当电堆流转至相应位置时，机器人会分别装配各自负责的组件。
Visual Components 中的工厂模型：经过人工预装配站后，各个工作站（机器人装配、最终总装、质量控制等）沿着传送带依次排列布置。
采用逼真的工件运载小车优化生产流程
Visual Components 提供的机器人组件库包含了所有关键属性，例如 KUKA 、Universal Robots 和 Stäubli 等知名制造商机器人的运动学参数。待装配组件的 CAD 数据可以直接导入到 Visual Components 的 3D 工厂模型中。这使得在虚拟模型中极其轻松地进行机器人可达性分析和防碰撞检测成为可能。
此外，该软件还能进行精确的时间和运动仿真，从而帮助企业减少非生产时间、将节拍时间降至最低，并对整个系统进行全面优化。机器人的编程工作直接在 Visual Components 中完成；这意味着，如果产品或工艺发生变更，无需停产即可进行机器人的离线编程。
工厂模型能够灵活应对各种变更
对于 ECOSPHERE Intralogistics 的 Alexander Schiffer 来说，Visual Components 的工厂模型能够轻松适应快速变化的需求，这一点至关重要： “这个项目并非那种有着明确规格和既定要求的典型机械工程项目。相反，它处于一个极其动态的环境中，底层条件几乎每周都在变。但得益于 Visual Components 工厂模型的灵活性，JenaBatteries 与 ECOSPHERE 之间得以实现非常敏捷且灵活的合作。”
由于当时电池电芯仍处于研发阶段，因此必须规划一个能够灵活适应不断变化的组件和工艺的生产系统： “我们必须让机器的所有核心组件尽可能保持模块化和高度灵活。我们在脑海中已经描绘出了最终工厂的理想蓝图，并且很早就开始了诸如工件运载小车等组件的研发工作。它们在初期阶段由人工推行，但已经为后期的自动化升级做好了准备。”
通过工厂仿真节省巨额资金
Visual Components 的工厂模型还被用于为管理层生成直观、信息丰富的可视化图像。JenaBatteries GmbH 首席执行官 Philipp Hammans 反馈道：“Visual Components 的可视化效果在我们的战略规划中帮了极大的忙，特别是因为我能通过它快速了解自动化项目的当前进展状态。尤其是在我们的规划阶段，这类工具让做出明智决策变得容易得多。”
Alexander Schiffer 补充道：“此外，得益于 Visual Components 详细的计算与仿真能力，JenaBatteries 能够精准量化其未来的投资规模。例如，我们能够准确确定生产设施所需的占地面积。这使得 JenaBatteries 能够在早期阶段就开始寻找合适的厂房资产；考虑到当前不断上涨的地产价格，这一举措可以节省一大笔资金。”
对初创企业的大力支持
ECOSPHERE® Intralogistics GmbH 受益于 Visual Components 专门为 DACH 地区（德国、奥地利、瑞士）初创企业推出的一项全新优惠政策。初创企业能够以极具吸引力的条件购买最多三个 Visual Components 完整版许可证。极低的起步投资成本，大大降低了年轻企业的采购门槛。在为期 3 年的扶持项目期满后，这些许可证可以转换为商业永久许可证。通过这种方式，Visual Components 的初创企业扶持计划让规模较小的年轻企业也能使用专业的顶级软件工具来优化其制造流程。
Alexander Schiffer 对这个机会深表感激：“我们的客户也同样从这项优惠中受益。除了将该工具用于工厂布局和销售沟通外，我们还计划在未来将‘工厂仿真’作为一项专项服务推向市场。因此，任何正在寻找合作伙伴来开展此类仿真工作的人，都欢迎随时联系我们。”