2021年，北自科技在紡機(jī)聯(lián)合展上推出的“基于數(shù)字孿生技術(shù)開發(fā)的棉紡條筒智能輸送系統(tǒng)”備受關(guān)注。作為中國紡織行業(yè)智造技術(shù)與服務(wù)的標(biāo)桿企業(yè)之一，北自科技在智造領(lǐng)域布局的每一步都深度融合于產(chǎn)業(yè)發(fā)展大勢之中。

北自所（北京）科技發(fā)展股份有限公司董事、總經(jīng)理  王勇

“紡織‘十四五’期間將大力推動(dòng)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化和制造能力高端化，而數(shù)字化、智能化將成為其重要依托。北自科技的優(yōu)勢源于智造技術(shù)，我們將在產(chǎn)業(yè)智造升級(jí)中承擔(dān)起自己應(yīng)有的責(zé)任，釋放出智造技術(shù)的更大價(jià)值。”王勇說。

模式變革 實(shí)現(xiàn)效率新躍升

北自科技面向行業(yè)首推的數(shù)字孿生技術(shù)——“基于數(shù)字孿生技術(shù)開發(fā)的棉紡條筒智能輸送系統(tǒng)”之所以備受業(yè)界關(guān)注，源于其徹底改變了棉紡行業(yè)原有的勞動(dòng)密集型作業(yè)模式，一些數(shù)據(jù)格外吸引人：系統(tǒng)將條筒輸送時(shí)間對(duì)開機(jī)率的影響大幅降低，把粗紗機(jī)的條筒備筒時(shí)間從2小時(shí)縮短到1.5小時(shí)，備筒時(shí)間減少50%，粗紗機(jī)開機(jī)率從約85%提高到約92%。據(jù)了解，該系統(tǒng)的應(yīng)用效果已逐步得到行業(yè)認(rèn)可，眾多棉紡行業(yè)龍頭企業(yè)給與了高度關(guān)注，并陸續(xù)與北自科技洽談相關(guān)戰(zhàn)略合作。

基于數(shù)字孿生技術(shù)的棉紡條筒智能輸送系統(tǒng)

北自科技自主研發(fā)的針對(duì)粗紗工藝生產(chǎn)過程中末并到粗紗環(huán)節(jié)的棉紡條筒自動(dòng)輸送系統(tǒng)，主要包括條筒存儲(chǔ)系統(tǒng)、專用行車軌道以及智能條筒輸送車等裝備。整個(gè)系統(tǒng)從工藝設(shè)計(jì)、裝備研制、電氣布局再到控制系統(tǒng)的開發(fā)全部由北自科技自主研發(fā)，并形成了多個(gè)具有行業(yè)應(yīng)用價(jià)值的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)體系對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)智化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了裝備軟硬系統(tǒng)的自主可控。”王勇介紹道。

緊跟大勢 拓展廣闊大市場

談及北自科技拓展行業(yè)數(shù)字孿生產(chǎn)品技術(shù)的原因時(shí)，王勇表示，從各國的先進(jìn)制造業(yè)國家發(fā)展戰(zhàn)略演變角度來看，中國從“信息化帶動(dòng)工業(yè)化，工業(yè)化促進(jìn)信息化”，到兩化融合和兩化深度融合，再到“中國制造2025”的“融合演進(jìn)”的制造強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略，都期望通過信息物理融合來實(shí)現(xiàn)智能制造。數(shù)字孿生是實(shí)現(xiàn)信息物理融合的有效手段，一方面，數(shù)字孿生能夠支持制造的物理世界與信息世界之間的虛實(shí)映射與雙向交互，從而形成“數(shù)據(jù)感知-實(shí)時(shí)分析-智能決策-精準(zhǔn)執(zhí)行”實(shí)時(shí)智能閉環(huán)；另一方面，數(shù)字孿生能夠?qū)⑦\(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境變化、突發(fā)擾動(dòng)等物理實(shí)況數(shù)據(jù)與仿真預(yù)測、統(tǒng)計(jì)分析、領(lǐng)域知識(shí)等信息空間數(shù)據(jù)進(jìn)行全面交互和深度融合，從而增強(qiáng)制造的物理世界與信息世界的同步性與一致性。

全景

近年來，數(shù)字孿生技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)取得了廣泛應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)定制、車間性能改進(jìn)、裝備預(yù)測性維護(hù)、城市規(guī)劃布局、了解建筑物性能、提高醫(yī)療保健運(yùn)營的運(yùn)營效率、改善個(gè)性化護(hù)理等方面有著顯著的成果，為企業(yè)和社會(huì)創(chuàng)造的價(jià)值也變得越來越明顯。“特別是在智能制造領(lǐng)域，數(shù)字孿生已成為國內(nèi)外實(shí)踐智能制造理念和目標(biāo)的核心。預(yù)計(jì)到2025年全球數(shù)字孿生市場規(guī)模將突破260億美元，發(fā)展前景廣闊。”王勇對(duì)此充滿信心。

據(jù)了解，目前北自科技同北京航空航天大學(xué)陶飛教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開發(fā)的物流數(shù)字孿生裝備與系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了物流倉儲(chǔ)裝備的虛擬可視、反向可控以及調(diào)度作業(yè)可優(yōu)化、裝備故障可診斷、運(yùn)行維護(hù)可預(yù)測等功能，并進(jìn)行基于虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等新一代信息技術(shù)的功能深度挖掘，其關(guān)鍵技術(shù)水平處于行業(yè)領(lǐng)先。

堆垛機(jī)設(shè)備 

設(shè)備故障分析

 
故障預(yù)測--接觸式

自主創(chuàng)新  馳騁紡織強(qiáng)國路

“我們目前在化纖、棉紡、玻纖等細(xì)分行業(yè)進(jìn)行了卓有成效的布局，從基礎(chǔ)的自動(dòng)化立體倉儲(chǔ)，到工藝復(fù)雜的質(zhì)檢包裝，再到與生產(chǎn)設(shè)備緊密結(jié)合的對(duì)接系統(tǒng)，基本完成了從生產(chǎn)到出庫配送全流程孿生系統(tǒng)及裝備的布局。”王勇說。

北自科技自主研發(fā)的孿生系統(tǒng)及裝備，具備所見即所得的三維可視化監(jiān)控、自主運(yùn)行與精準(zhǔn)控制、故障診斷與預(yù)測預(yù)警、作業(yè)策略自適應(yīng)調(diào)度優(yōu)化等先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過數(shù)字孿生技術(shù)賦能，可有效提高產(chǎn)線及裝備的智能化、信息化水平，裝備平均無故障運(yùn)行時(shí)間也到了大幅提升，裝備故障處理時(shí)間降低30%，人工運(yùn)維成本降低20%。
 

落筒線

對(duì)于數(shù)字孿生產(chǎn)品技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用拓展，王勇也表示，數(shù)字孿生技術(shù)致力于建立物理裝備的虛擬孿生體，是通過數(shù)據(jù)采集融合完成雙向?qū)崟r(shí)映射，并進(jìn)行基于孿生數(shù)據(jù)的智能服務(wù)。其中數(shù)據(jù)采集與融合是孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)的前提和充分條件，而裝備的自動(dòng)化水平直接決定了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性與實(shí)效性，也間接決定了數(shù)字孿生系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

包裝線

“中國作為世界紡織大國，正在通過積極的行業(yè)質(zhì)效提升推動(dòng)自身的轉(zhuǎn)型的升級(jí)，紡織強(qiáng)國建設(shè)基本目標(biāo)已經(jīng)達(dá)成，而產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展仍將繼續(xù)深入圍繞提質(zhì)、提效進(jìn)行。”
王勇表示，當(dāng)下，紡織行業(yè)普遍存在用工成本高、招工難、員工老齡化的問題，且紡織車間由于生產(chǎn)工藝的特殊性，要求24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，且車間溫度高、濕度大噪音大，工作環(huán)境惡劣。相比于其他行業(yè)，紡織行業(yè)因國家人口紅利的消失，迫切需要借助前沿技術(shù)進(jìn)行信息化賦能和智能化升級(jí)。與此同時(shí)，疊加國家“十四五”發(fā)展規(guī)劃，行業(yè)亟需發(fā)揮支柱產(chǎn)業(yè)帶頭作用，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與信息技術(shù)向更廣范圍、更深程度、更高水平融合發(fā)展。“北自科技的技術(shù)和服務(wù)，將在行業(yè)發(fā)展的新征程中釋放出更大的價(jià)值和效用。”