北自科技：釋放數(shù)字孿生效能

本刊記者 袁春妹

2021 年，北自科技在紡機聯(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。

預(yù)計到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。

“紡織‘十四五’期間行業(yè)將大力推動產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化和制造能力高端化發(fā)展，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)的更大價值?！北弊运ū本┛萍及l(fā)展股份有限公司董事、總經(jīng)理王勇說。

模式變革 實現(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)”徹底改變了棉紡行業(yè)原有的勞動密集型作業(yè)模式：系統(tǒng)將條筒輸送時間對開機率的影響大幅降低，把粗紗機的條筒備筒時間從2 小時縮短到1.5 小時，備筒時間減少50%，粗紗機開機率從約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)認可，眾多棉紡行業(yè)龍頭企業(yè)已陸續(xù)與北自科技洽談合作。

北自科技自主研發(fā)的針對粗紗工藝末并到粗紗環(huán)節(jié)的棉紡條筒自動輸送系統(tǒng)，主要包括條筒存儲系統(tǒng)、專用行車軌道以及智能條筒輸送車等裝備。整個系統(tǒng)從工藝設(shè)計、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)，并形成了多個具有行業(yè)應(yīng)用價值的知識產(chǎn)權(quán)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)體系對該系統(tǒng)進行數(shù)智化升級，實現(xiàn)了廣泛裝備軟硬系統(tǒng)的自主可控?！蓖跤陆榻B到。

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，王勇表示，從各國的先進制造業(yè)國家發(fā)展戰(zhàn)略演變角度來看，中國從“信息化帶動工業(yè)化，工業(yè)化促進信息化”，到兩化融合和兩化深度融合，再到“中國制造2025”的“融合演進”的制造強國發(fā)展戰(zhàn)略，都期望通過信息物理融合來實現(xiàn)智能制造。數(shù)字孿生是實現(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映射與雙向交互，從而形成“數(shù)據(jù)感知-實時分析-智能決策-精準執(zhí)行”實時智能閉環(huán)；另一方面，數(shù)字孿生能夠?qū)⑦\行狀態(tài)、環(huán)境變化、突發(fā)擾動等物理實況數(shù)據(jù)與仿真預(yù)測、統(tǒng)計分析、領(lǐng)域知識等信息空間數(shù)據(jù)進行全面交互和深度融合，從而增強制造的物理世界與信息世界的同步性與一致性。

近年來，數(shù)字孿生技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)同步展開了廣泛的應(yīng)用研究，包括產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計定制、車間性能改進、裝備預(yù)測性維護、城市規(guī)劃布局、了解建筑物性能、提高醫(yī)療保健運營的運營效率、改善個性化護理等方面?！疤貏e是在智能制造領(lǐng)域，數(shù)字孿生已成為國內(nèi)外實踐智能制造理念和目標的重要方面。預(yù)計到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?！蓖跤聦Υ顺錆M信心。據(jù)了解，目前北自科技同北京航空航天大學(xué)陶飛教授團隊聯(lián)合開發(fā)的物流數(shù)字孿生裝備與系統(tǒng)，實現(xiàn)了物流倉儲裝備的虛擬可視、反向可控以及調(diào)度作業(yè)可優(yōu)化、裝備故障可診斷、運行維護可預(yù)測等功能，并進行基于虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等新一代信息技術(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。

數(shù)據(jù)采集和融合是數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)的前提和條件。

自主創(chuàng)新 馳騁紡織強國路

“我們目前在化纖、棉紡等細分行業(yè)進行了卓有成效的布局，從基礎(chǔ)的自動化立體倉儲，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?！蓖跤抡f，“我們自主研發(fā)的孿生系統(tǒng)及裝備，擁有所見即所得的三維可視化監(jiān)控、自主運行與精準控制、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，裝備平均無故障運行時間也到了大幅提升，裝備故障處理時間降低30%，人工運維成本降低20%。

對于數(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映射，并進行基于孿生數(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)實現(xiàn)的前提和充分條件，而裝備的自動化水平直接決定了數(shù)據(jù)采集的準確性與實效性，也間接決定了數(shù)字孿生系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

“中國作為世界紡織大國，正在通過積極的行業(yè)質(zhì)效提升推動自身的轉(zhuǎn)型升級，紡織強國建設(shè)基本目標已經(jīng)達成，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，紡織車間由于生產(chǎn)工藝的特殊性，要求24 小時連續(xù)生產(chǎn)，車間溫度高、濕度大、噪音大，工作環(huán)境惡劣。相較于其他行業(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)進行信息化賦能和智能化升級。與此同時，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。FZJX