Sản xuất xe điện ngày càng tăng thúc đẩy nhu cầu tự động hóa dây chuyền tiên tiến hơn

Tối ưu hoá sản xuất

Việc chuyển đổi sang sản xuất xe điện đồng nghĩa với việc sản xuất nhiều pin hơn, điều này có thể gặp khó khăn do tính chất dễ vỡ của pin cũng như các điều kiện sản xuất và bảo quản cần thiết cho chúng.

Với chi phí nguyên vật liệu ngày càng tăng, thách thức trong việc tuyển dụng nhân công và khoản đầu tư đáng kể vào điện khí hóa các dòng xe, các OEM và nhà cung cấp đang tập trung hơn bao giờ hết vào việc tối ưu hóa hoạt động sản xuất và tập trung lực lượng lao động của họ vào các hoạt động an toàn, giá trị gia tăng.

Do những thách thức này, các OEM đã hợp tác với các chuyên gia để đảm bảo cơ sở vật chất của họ đạt tiêu chuẩn, chẳng hạn như Ford gần đây đã hợp tác với nhà cung cấp phụ tùng Magna International để xây dựng ba nhà máy mới cho vỏ pin của OEM tại Blue Oval City Complex ở Tennessee.

Tương tự, Magna đang mở rộng hoạt động trên khắp Ontario, Canada với khoản đầu tư 700 triệu USD vào cơ sở sản xuất vỏ pin mới ở Brampton để hỗ trợ xe bán tải chạy điện Ford F-150 Lightning và các chương trình OEM trong tương lai. Nhà cung cấp này cũng đã thông báo vào đầu năm nay rằng họ sẽ cung cấp vỏ pin cho chiếc Chevrolet Silverado EV 2024 hoàn toàn mới của GM và sản xuất vỏ pin tại cơ sở Magna Electric Vehicle Structures ở St. Clair, Michigan, nơi họ đã sản xuất vỏ pin cho GMC. Hummer EV

Các OEM khác đang thành lập các bộ phận chuyên môn nội bộ để thích ứng với nhu cầu sản xuất xe điện ngày càng tăng. Vào tháng 7, Tập đoàn Tata, công ty mẹ của JLR, đã công bố công ty con sản xuất pin toàn cầu mới, Agratas, khi xác nhận sẽ xây dựng một nhà máy gigafactory trị giá 4 tỷ bảng Anh ở Anh với kế hoạch tăng cường sản xuất để phục vụ JLR. Vẫn chưa rõ liệu công ty có tìm kiếm các chuyên gia hợp tác về hóa chất liên quan đến sản xuất hay không.

Giữ pin an toàn trong sản xuất là một lĩnh vực khác cần được quan tâm khi sản xuất tăng lên. Đường băng nhiệt là một trong những rủi ro chính liên quan đến pin lithium-ion, trong đó tế bào lithium-ion chuyển sang trạng thái tự nóng lên, không kiểm soát được, gây ra phản ứng dây chuyền rất khó dừng lại và có thể dẫn đến phóng ra ngoài khí và các vật liệu nguy hiểm khác. Nguyên nhân có thể là do đoản mạch bên trong do hư hỏng vật lý đối với pin hoặc việc bảo quản và bảo trì pin kém. Đây có thể là một lĩnh vực mà tự động hóa nhiều hơn có thể giúp theo dõi các điều kiện như nhiệt độ và áp suất.

Mặc dù những hạn chế về chất bán dẫn đã được nới lỏng, giá cả cạnh tranh đang quay trở lại và khối lượng sản xuất ngày càng tăng. Sản lượng và nguồn cung cao hơn đang giúp các nhà sản xuất ô tô tăng doanh số bán hàng nhưng chúng cũng có thể góp phần làm giảm tỷ suất lợi nhuận của các OEM khi nhu cầu bị dồn nén giảm dần. Điều này, cùng với các yếu tố kinh tế vĩ mô như lạm phát, sẽ khiến thị trường trở nên khó khăn hơn, có nghĩa là các OEM sẽ tìm kiếm những cách làm việc tối ưu, tinh gọn hơn.

Tự động hóa nâng cao là một phần quan trọng trong giải pháp cho nhiều thách thức nêu trên, từ việc đảm bảo độ sạch trong quá trình sản xuất pin, đảm bảo chuyển động an toàn và bảo mật của các bộ phận, thực hiện chẩn đoán phần mềm và thực hiện kiểm tra chất lượng. Ứng dụng học máy và trí tuệ nhân tạo cũng ngày càng tăng trong toàn bộ quá trình sản xuất, mang lại những cơ hội mới để hỗ trợ lãnh đạo nhà máy và công nhân đưa ra những quyết định tốt nhất có thể.

Doanh số bán thiết bị tự động hóa nhà máy sẽ tăng mạnh ở nhiều quốc gia

Các công ty tự động hóa nhà máy dự kiến sẽ chiếm một phần trong số 17 nghìn tỷ yên chi tiêu vốn cho thiết bị đến năm 2035 cho các nhà máy sản xuất pin cung cấp xe điện chở khách và 25,7 nghìn tỷ yên cho pin dùng trong điện tử, lưu trữ năng lượng và các phương tiện khác. Vốn đầu tư này có thể tăng do các ưu đãi của chính phủ Nhật Bản và tăng cường phát hành trái phiếu xanh.

Thiết bị tự động hóa nhà máy (FA) của Nhật Bản có thể tăng doanh số bán hàng nhờ tăng vốn đầu tư vào các nhà máy sản xuất pin vì việc sản xuất pin chất lượng cao đòi hỏi thiết bị hiệu suất cao. Những phạm vi này từ động cơ, bộ điều khiển logic lập trình, thiết bị khí nén và rô-bốt nhỏ (bao gồm SCARA, hoặc máy cánh tay rô-bốt lắp ráp tuân thủ chọn lọc), đến các thiết bị chuyên dụng hơn, chẳng hạn như máy cuộn dây, máy phủ điện cực và các bộ phận liên quan. Ngoài ra, khả năng truy xuất nguồn gốc của pin từ góc độ tái chế và an toàn cho thấy sự cần thiết của máy đánh dấu bằng laser và các thiết bị kiểm soát chất lượng khác.

Các nhà sản xuất thiết bị FA sẵn sàng hưởng lợi từ vốn đầu tư của nhà máy pin ở Nhật có thể kể đến như Keyence, SMC, Yaskawa Electric, Mitsubishi Electric, Omron, CKD, THK, Fanuc và Kawasaki Heavy Industries (KHI).

BloombergNEF (BNEF) ước tính Trung Quốc, Châu Âu, Mỹ, Hàn Quốc và Nhật Bản sẽ dẫn đầu doanh số bán xe điện chở khách (EV) toàn cầu lên 66 triệu chiếc vào năm 2040, chiếm 68% doanh số bán ô tô thế giới. Điều này sẽ thúc đẩy nhu cầu về các bộ phận thân ô tô phổ biến cho các phương tiện chạy bằng xăng truyền thống và cả các bộ phận mới hơn như pin xe điện, động cơ truyền động và bộ biến tần.

Tại Trung Quốc, thị trường ô tô lớn nhất thế giới, doanh số bán xe điện chở khách dự kiến sẽ tăng 410% trong giai đoạn 2020-25 và trung bình 9,3% một năm trong giai đoạn 2035-2040. Giới chuyên gia kỳ vọng mức tăng trưởng tương tự ở Nhật Bản, Mỹ và Châu Âu cho đến năm 2040, trong khi doanh thu hàng năm ở các quốc gia khác có thể tăng 30%. Các nhà sản xuất máy móc FA sẽ cần phát triển chiến lược bán hàng trong thời gian ngắn để phù hợp với các nước phát triển, mở rộng về lâu dài sang các thị trường mới nổi.

Theo BNEF, nhu cầu pin lithium-ion cho xe điện chở khách sẽ đạt 3.199 GWh mỗi năm vào năm 2035, tăng lên 4.801 GWh khi bao gồm cả xe điện thương mại và các mục đích sử dụng khác.

Hạn chế nguồn cung

Nhu cầu ngày càng tăng có nguy cơ áp đảo chuỗi cung ứng vốn đã căng thẳng đối với các bộ phận xe điện.

Nhà sản xuất chip bán dẫn Onsemi của Mỹ cho biết họ đã bán hết chip silicon cacbua, loại năng lượng tiên tiến chủ yếu được sử dụng trong xe điện cho đến năm 2023, mặc dù có kế hoạch bổ sung công suất sản xuất vào năm tới. Wolfspeed, nhà sản xuất vật liệu dùng để sản xuất những con chip đó, dự đoán tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 14% mỗi năm cho đến cuối thập kỷ này.

Kim loại dùng làm pin xe điện và sản xuất ô tô cũng phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt. S&P Global Commodity Insights dự đoán nhu cầu toàn cầu về lithium, coban và đồng sẽ vượt nguồn cung trong 5 năm tới khi các yêu cầu của chính phủ ngày càng đến gần.

Nhiều công ty khai thác và luyện kim loại đang tăng cường năng lực sản xuất để đáp ứng nhu cầu, đồng thời khả năng tái chế kim loại cũng tăng lên. Tuy nhiên, giá kim loại có thể sẽ tăng trong vài năm tới, đặc biệt là đồng. CRU International, cơ quan dự báo hàng hóa toàn cầu, dự đoán giá đồng toàn cầu có thể tăng 20% vào năm 2026.

Trong khi đó, một số nhà phân tích cảnh báo rằng lĩnh vực mà các công ty đang cố gắng tận dụng nhu cầu xe điện, đặc biệt là tình trạng thiếu nguyên liệu thô và chip vốn đang cản trở hoạt động sản xuất, có thể trở nên quá đông đúc.

Gary Silberg, chuyên gia của của công ty tư vấn KPMG, lưu ý rằng các nhà sản xuất đã công bố kế hoạch sản xuất 160 mẫu xe điện mới "trong kế hoạch" cho đến năm 2026.

“Các chính trị gia vẫn tiếp tục nói về cuộc cách mạng xanh tươi đẹp này và nó sẽ xảy ra theo thời gian. Không phải tất cả các công ty ô tô này đều thành công”, Silberg nói.