无可否认，电动汽车比同等的化石燃料替代品更昂贵。随着零部件价格（尤其是电池）价格的下降，这种差异将会缩小。但另一个因素可能有助于降低所有汽车制造的成本，特别是电动汽车——先进的机器人技术。该领域的瑞典-瑞士领导者 ABB 带我参观了其位于德国弗里德伯格的自动化中心，向我解释了其最新技术如何应对向电动汽车过渡的一些挑战。

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“电动汽车转型的驱动力是可持续性，”ABB 全球业务线汽车机器人董事总经理 Joerg Reger 表示。“社会需求强劲，许多国家都制定了2030年或2035年的禁令以及激励计划。没有回头路了。E 浪潮即将到来，就像中国已经发生的那样，比亚迪、蔚来和长城汽车已在中国投资了数百万美元。当然还有先驱者特斯拉。富士康正在谈论生产汽车。这是景观的巨大变化。”

电动汽车转型带来的全球挑战

尽管电动汽车仍然是汽车，但与内燃机汽车相比，它们的制造方式有很大不同，因此需要对制造工艺进行重大改变。传统制造商必须要么像大众汽车在茨维考那样开发新的电动汽车专用工厂，要么像斯柯达在姆拉达博莱斯拉夫那样大幅改变现有生产线。销量仍存在很大的不可预测性，进一步加剧了相关风险。传统制造商提供的电动汽车系列仍然相当有限，因为将这些添加到他们的生产线中使他们必须生产的变体变得更加复杂。除此之外，地缘政治背景正在促使企业重新考虑其全球供应链，转向更加区域化的方式。与此同时，还需要提高供应链透明度，例如欧盟的原产地规则和美国的类似立法。沃尔沃一直在开发数字工具来协助实现这一目标，而宝马对 Catena-X 项目的支持也在这一领域带来了潜在的好处。其中一些问题可以通过更先进的机器人技术来缓解，这可以提高生产灵活性。其中包括“协作机器人”，它使人类工人能够使用向导和流程学习技术更轻松地与机器人协作。工作人员可以通过记录一个动作来向机器人展示该做什么，然后机器人会重复该动作。机器人可以学习枯燥、重复的任务，这样人类就不必做这些事情了。当有人在附近时，机器人也会自动暂停。另一项创新是基于视觉 AI 的自主移动机器人 (AMR) 或 VSLAM。它们可以通过了解周围环境并在室内和室外复杂、动态的环境中导航的能力来提高效率。这些 AMR 可以帮助在工厂的生产单元之间移动零件。在弗里德伯格访问期间，ABB 向我展示了所有这些正在运行的技术。

“我们专注于灵活的自动化概念，”雷格尔说。“今年，我们推出了一个全新的机器人平台，有 22 种变体。我们现在拥有多种负载范围，从 120 公斤有效负载到近 350 公斤，采用模块化概念。我们可以使用 AMR 实现仓库自动化并使其更接近生产。我们可以创建标准化的生产单元。它们可以扫描通过 AMR 传入的零件，并相应地调整机器人的活动。这些线条变得适应性强。”利用机器人技术应对电动汽车挑战

到目前为止，ABB 已经为一家非常大的汽车客户安装了基于这一原理的机器人，尽管雷格没有透露这是哪家公司。“我们现在也即将将该系统应用到电池托盘和装配线中，”雷格说。“我们正在使用 AMR 从存储运输到具有高度标准化单元的生产线，这些单元能够生产不同类型的包装。”

无需高级机器人培训，即可使用简单的向导向协作机器人教授任务。詹姆斯·莫里斯

这种灵活性可以使工厂在同一条生产线上生产更多种类的汽车，甚至可以对购买者的需求做出动态反应。可能提供多达六种不同的动力系统——MHEV、PHEV、FCEV、汽油/汽油、柴油和BEV——单一车型可以有多个版本，而不仅仅是几个替代发动机尺寸。然而，制造商也开始意识到他们需要简化流程。特斯拉在这方面一直处于领先地位，其千兆铸造/巨型铸造系统旨在将车身减少到 3-4 个部分，而传统制造可能需要使用数百个部分。

区域化以及将其产品与其他品牌区分开来的需要也加剧了自动化和简化的压力。公司正在内部生产以前从第三方购买的零部件，例如福特自己制造发动机。内部制造可以提供独特的产品，并且由于避免了第三方供应商的加价，足够的产量还可以降低成本。低利润率加剧了传统制造商向电动汽车转型的难度，因此任何改善这一点的方法都可能产生重大的价格影响。

“建立一条可以生产所有类型汽车的生产线是传统汽车制造商生存的关键，”雷格尔说。“新玩家很容易，因为他们只生产电动汽车。但像大众汽车这样的公司在全球拥有许多不同的品牌。他们必须迅速扩大电动汽车产品，但他们需要维持内燃机业务，因为这仍然是利润最高的领域。如何平衡这一点对这些公司来说是一个挑战。制造电动汽车和内燃机是最好的，因为如果你把工厂完全转移到电动汽车上，而需求下降，你就会遇到问题。”

ABB机器人手臂

机器人技术可以为汽车制造商提供向电动汽车过渡所需的灵活性。詹姆斯·莫里斯

车型过多带来的危险在一定程度上解释了为什么传统制造商在进军电动汽车市场（尤其是 SUV）时只专注于几个关键的汽车细分市场。Stellantis 等主流制造商也一直在简化其车辆可用的装饰和选件范围，以帮助降低制造复杂性。尽管电动汽车与内燃机汽车共享许多部件，但也有许多不同的部件——电池、电池组和托盘、逆变器、电机部件。这些还改变了底盘设计，必须针对电动汽车和内燃机重新配置，或者针对电动汽车而不是内燃机进行优化，这通常需要“滑板”配置，电池位于乘客地板下。

使用 PixelPaint 减少浪费和污染

“如果我们真的进行大型铸造，我们将以完全不同的方式实现自动化，”雷格尔说。“车身修理厂将会发生巨大的变化，然后是油漆。这仍然是生产汽车时能源消耗最高的区域之一，产生的废物最多。” 为了解决这个问题，ABB 开发了一项令人难以置信的新技术，称为 PixelPaint。配备有超过 1,000 个喷嘴的喷漆枪的机器人手臂可以将尺寸精细控制在 20 至 50 µm 之间的油漆精确地输送到车身上。这意味着它基本上可以像喷墨打印机在纸上一样将油漆打印到车身表面。这使得形状甚至数码照片能够自动绘制到车身上。多个臂或通道可以提供多色图像。最重要的是，从可持续发展的角度来看，传输效率为 100%，不会过度喷涂，这意味着不会浪费，大大减少了喷漆车间对空调的需求，并且二氧化碳排放量也大大降低。

PixelPaint 可以通过 100% 油漆转移将详细图像直接打印到金属上。ABB

当我参观 PixelPaint 商店时，ABB 给我拍了一张照片，然后在一两个小时后将其涂在金属面板上并涂上完整的保护涂层交给我。但这种技术不能用于车辆的所有部件，因为它最适合平坦或轻微弯曲的表面。“例如，您不能在门边缘使用 PixelPaint，”Reger 说。“最后，表面将剩下 10-20%，您必须使用更传统的技术，但我们的目标是对其余部分使用 Pixel 绘制技术。由于过度喷涂，多余的水会落入下面的水中，但如果导致这种情况的过程只有 10%，整个通风系统的性能就会下降 80%，这是一个巨大的变化。”

ABB还希望其VSLAM技术能够帮助企业更快地将大型仓库等非定制地点转变为制造空间。AMR可以在不修改场所的情况下了解位置拓扑，并且可以更容易地将模块化线路站放置在空间内。永久性基础设施所需的费用将会减少。ABB 还致力于集成类似 ChatGPT 的技术，以便机器人可以通过口头命令。

虽然所有这些技术也将有助于降低传统汽车制造的成本，但它们最大的好处是向电动汽车的过渡。为了支持更多车型和新型纯电动汽车平台的生产，工厂必须具备更高的敏捷性和对市场动态做出反应的能力。ABB 的自动化方法可能为汽车制造商提供应对这一挑战所需的更大灵活性。