北京智造巡礼——解决方案篇丨北自科技：化纤智造的创新先锋
2024年12月30日，工信部联合市场监管总局公布了2024年度智能制造系统解决方案“揭榜挂帅”项目名单，全国共83个项目上榜，我市达美盛等8家企业项目成功揭榜。智能制造系统解决方案“揭榜挂帅”项目旨在面向重点行业数字化转型和智能化升级需求，聚焦智能工厂建设堵点痛点，培育一批专业化解决方案供应商，形成先进适用、自主可控、可复制推广的智能制造系统解决方案产品和服务并应用验证。
为进一步宣传推广我市智能制造系统解决方案优秀成果，市经济和信息化局特设“北京智造巡礼——解决方案篇”专栏，充分发挥揭榜单位供给能力，助力广大企业系统深入推进智能制造。
企业基本情况
作为北京机械工业自动化研究所有限公司的控股子公司，北自所（北京）科技发展股份有限公司（以下简称“北自科技”）依托中国机械总院的雄厚实力，专注于智能物流系统的研发、设计、制造与集成，推出自主研发的物流装备、先进的控制和软件系统，为客户提供一站式“交钥匙”服务，在智能物流解决方案领域占据重要地位。
经过多年深耕智能物流核心技术，北自科技成功研发“面向化纤智造的智能物流数字孪生管控系统解决方案”，并入选2024年度智能制造系统解决方案“揭榜挂帅”项目，为化纤制造业的转型升级带来新契机。
行业面临痛点
数据孤岛化
传统化纤企业缺乏统一整合与分析平台，企业无法有效监控和管理全流程数据，严重制约生产效率和资源配置。
设备运维难
厂内物流设备专用性强，故障诊断复杂，设备维护周期长、成本高，意外停机时，工程师难以快速定位故障原因，导致生产停滞，成本陡增。
调试周期长
化纤生产物流环节众多且复杂，调度策略和控制程序升级依赖现场试验，调试周期漫长，效率低下。
效率提升难
传统物流运输系统在多设备协同和复杂路径规划方面存在局限，物料运输效率低下，影响生产进度，增加库存成本，使企业整体竞争力下降。
核心应用场景
北自科技针对上述痛点，研发了“面向化纤智造的智能物流数字孪生管控系统解决方案”，以智能物流数字孪生管控系统为核心，通过采集融合IT/OT数据，构建精准数字孪生模型，实现可视化管控、虚拟调试、调度优化等功能。该方案集成多源异构数据融合、三维可视化实时交互、设备预测性维护、增强现实（AR）、物流产线仿真运行、多设备调度优化等前沿技术，为化纤生产系统装上“智慧大脑”，引领行业智能化发展。
智能物流数字孪生管控系统
（一）生产物流可视化管控
北自科技基于三维可视化技术和多源异构融合技术打造三维可视化管理平台。此平台打通数据孤岛，可实时监控物料转运、包装车间等环节的物流、设备和环境状态，实现生产状态可视化管理。管理者借此平台实时掌握生产细节，及时优化流程。同时，平台可配置虚拟培训模块，新员工可在虚拟环境中模拟设备操作和维护，降低培训成本和风险，熟悉操作规范和应急处理流程，为实际工作积累经验。
三维可视化管理
装备虚拟培训
（二）设备智能运维
智能物流数字孪生系统可配置故障诊断与预测功能，用于实时监测设备运行数据，快速定位与告警故障，提高故障诊断效率。同时，通过算法和模型提前发现潜在故障，预测故障时间和部位，为企业提供维护准备时间，减少非计划停机，保障生产线稳定运行。
故障诊断与预测
另外，北自科技利用AR技术开发了远程协作运维平台，可实现远程展示产线和设备状态。现场人员佩戴AR设备，实时传输画面给远程专家，专家通过语音、文字或标注指导现场人员。设备故障时，系统快速定位故障位置，叠加维修建议，缩短服务周期和故障响应时间，节省售后服务成本，提升运维效率和质量。
AR远程运维
（三）生产物流产线虚拟调试
北自科技基于自主研发工具和知识库，开发数字孪生虚拟仿真调试平台。在实际生产前，企业利用该平台模拟各种场景，验证和优化产线控制程序，快速发现并解决潜在问题，缩短控制方案迭代周期，提高调试效率，助力企业快速投产。
虚拟调试缩短调试周期示意图
（四）复杂物流装备调度策略优化
针对关键物流环节，北自科技在数字孪生系统中融入调度策略优化和动态路径规划技术，打造智能“指挥中枢”。根据任务优先级、设备位置和路径负载等信息，结合动态扰动监测和设备状态预测，实时分配最优任务和路径，协调多设备高效协同作业。生产变化或设备突发状况时，系统迅速调整策略，确保物料快速准确流转，提升物流效率和节拍，降低库存成本。
产线设备调度优化
企业应用案例
北自科技与化纤龙头企业紧密合作，应用“面向化纤智造的智能物流数字孪生管控系统解决方案”取得显著成效。以新凤鸣独山数字孪生系统为例，其在多个方面表现卓越。
物流方案仿真优化功能通过模拟评估提供最优规划建议；制造全流程数字化监控实现全方位实时掌控；物流装备智能化维护降低故障率，延长设备寿命；自适应调度优化提升物流设备工作效率；基于XR的装备售后服务实现远程培训和维修指导，提高售后服务质量。该系统使化纤物流装备故障处理时间缩短30%，培训和调试效率大幅提高，物流装备数字化、智能化管理水平显著提升。未来，北自科技将深化合作，进一步挖掘和验证解决方案价值，预计在更多企业部署系统后，化纤生产效率将提高5%，运营成本下降15%，设备利用率提升10%，推动行业迈向高质量发展。
智能物流数字孪生管控系统
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