北自科技：釋放數字孿生效能

本刊記者 袁春妹

2021 年，北自科技在紡機聯合展上推出的“基于數字孿生技術開發的棉紡條筒智能輸送系統”備受關注。作為中國紡織行業智造技術與服務的標桿企業之一，北自科技在智造領域布局的每一步都深度融合于產業發展大勢之中。

預計到2025 年，全球數字孿生市場規模將突破260 億美元，發展前景廣闊。

“紡織‘十四五’期間行業將大力推動產業基礎高級化、產業鏈現代化和制造能力高端化發展，而數字化、智能化將成為其重要依托。北自科技的優勢源于智造技術，我們將在產業智造升級中承擔起自己應有的責任，釋放出智造技術的更大價值。”北自所（北京）科技發展股份有限公司董事、總經理王勇說。

模式變革 實現效率新躍升

北自科技面向行業首推的數字孿生技術? “基于數字孿生技術開發的棉紡條筒智能輸送系統”徹底改變了棉紡行業原有的勞動密集型作業模式：系統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%。據了解，該系統的應用效果已逐步得到行業認可，眾多棉紡行業龍頭企業已陸續與北自科技洽談合作。

北自科技自主研發的針對粗紗工藝末并到粗紗環節的棉紡條筒自動輸送系統，主要包括條筒存儲系統、專用行車軌道以及智能條筒輸送車等裝備。整個系統從工藝設計、裝備研制、電氣布局再到控制系統的開發全部由北自科技自主研發，并形成了多個具有行業應用價值的知識產權。在此基礎上，結合數字孿生技術體系對該系統進行數智化升級，實現了廣泛裝備軟硬系統的自主可控。”王勇介紹到。

緊跟大勢 拓展廣闊大市場

談及北自科技拓展行業數字孿生產品技術的原因時，王勇表示，從各國的先進制造業國家發展戰略演變角度來看，中國從“信息化帶動工業化，工業化促進信息化”，到兩化融合和兩化深度融合，再到“中國制造2025”的“融合演進”的制造強國發展戰略，都期望通過信息物理融合來實現智能制造。數字孿生是實現信息物理融合的有效手段，一方面，數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“數據感知-實時分析-智能決策-精準執行”實時智能閉環；另一方面，數字孿生能夠將運行狀態、環境變化、突發擾動等物理實況數據與仿真預測、統計分析、領域知識等信息空間數據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，數字孿生技術在國內外已經同步展開了廣泛的應用研究，包括產品開發、產品設計定制、車間性能改進、裝備預測性維護、城市規劃布局、了解建筑物性能、提高醫療保健運營的運營效率、改善個性化護理等方面?！疤貏e是在智能制造領域，數字孿生已成為國內外實踐智能制造理念和目標的重要方面。預計到2025 年全球數字孿生市場規模將突破260 億美元，發展前景廣闊?！蓖跤聦Υ顺錆M信心。據了解，目前北自科技同北京航空航天大學陶飛教授團隊聯合開發的物流數字孿生裝備與系統，實現了物流倉儲裝備的虛擬可視、反向可控以及調度作業可優化、裝備故障可診斷、運行維護可預測等功能，并進行基于虛擬現實、增強現實等新一代信息技術的功能深度挖掘，其關鍵技術水平處于行業領先。

數據采集和融合是數字孿生技術實現的前提和條件。

自主創新 馳騁紡織強國路

“我們目前在化纖、棉紡等細分行業進行了卓有成效的布局，從基礎的自動化立體倉儲，到工藝復雜的質檢包裝，再到與生產設備緊密結合的對接系統，基本完成了從生產到出庫配送全流程孿生系統及裝備的布局?！蓖跤抡f，“我們自主研發的孿生系統及裝備，擁有所見即所得的三維可視化監控、自主運行與精準控制、故障診斷與預測預警、作業策略自適應調度優化等先進技術，經過數字孿生技術賦能，可有效提高產線及裝備的智能化、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%。

對于數字孿生產品技術的行業應用拓展，王勇也表示，數字孿生技術致力于建立物理裝備的虛擬孿生體，是通過數據采集融合完成雙向實時映射，并進行基于孿生數據的智能服務。其中數據采集與融合是孿生技術實現的前提和充分條件，而裝備的自動化水平直接決定了數據采集的準確性與實效性，也間接決定了數字孿生系統的應用效果。

“中國作為世界紡織大國，正在通過積極的行業質效提升推動自身的轉型升級，紡織強國建設基本目標已經達成，而產業的持續發展仍將繼續深入圍繞提質、提效進行?！蓖跤卤硎?，當下，紡織行業普遍存在用工成本高、招工難、員工老齡化的問題，紡織車間由于生產工藝的特殊性，要求24 小時連續生產，車間溫度高、濕度大、噪音大，工作環境惡劣。相較于其他行業，紡織行業因國家人口紅利的消失，迫切需要借助前沿技術進行信息化賦能和智能化升級。與此同時，疊加國家“十四五”發展規劃，行業亟需發揮支柱產業帶頭作用，促進傳統產業與信息技術向更廣范圍、更深程度、更高水平融合發展。FZJX