【ZiDongHua之“方案应用场”收录关键词：智能制造 机器视觉 机器人 数字孪生】
 
　　航天斯达：这个解决方案，填补国内相关领域空白！
 
　　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。
 
　　方案基本情况
 
　　我国纺织化纤氨纶工业产量占全球三分之二以上，但行业总体自动化水平不高，高性能机械装备、车间管理系统主要依赖进口。北京航天斯达科技有限公司（以下简称“航天斯达”）与北京强度环境研究所联合研发的“纺织行业基于数字孪生与AI智能检测的人机协同作业解决方案”，填补了国内氨纶细分市场包装智能车间领域的空白，实现了关键智能装备国产化、关键技术自主可控，保障了产业链和供应链安全，成为化纤行业智能制造的典型案例。
 
　　主要内容
 
　　该解决方案以纺织化纤行业氨纶丝饼搬运包装智能车间为主要研究对象，首先进行氨纶丝饼智能取丝落筒、智能检测包装技术和工艺研究，形成控制系统架构及关键控制方案，在此基础上开展人机协同作业、在线智能检测、多品种多规格柔性包装、制造系统与管理系统的信息交互、智能车间管控、在线智能检测、数字孪生工厂运营优化和取丝落筒专用机器人的研究和模块化设计工作，再构建测试验证环境进行功能测试、性能验证，并选取集成产线进行整体应用验证，最后总结提炼形成相关标准规程和知识产权成果。
 
 
　　智能车间总体布局
 
 
　　系统总体方案图
 
　　解决方案主要应用于消费品纺织行业的以下场景：
 
　　生产作业环节的人机协同作业技术研究
 
　　研究智能取丝落筒系统智能装备技术，自研基于5G无线通讯的八轴伺服天轨式取丝上筒机专用机器人和理筒机、落筒机等智能装备，搭载多品种多规格柔性机器人夹具，通过模块化设计实现双子、三子落筒系统的组合，提供个性化、定制化的产品，构建人机协同作业单元，应用智能交互、自主规划、风险感知和安全防护等技术，实现理筒、卷丝落筒、分拣、物流等过程人机高效协同。
 
 
　　智能取丝落筒系统
 
　　采用天轨机器人第七轴的形式移动，节省空间，地面无任何破坏，方便卷丝机的检修与维护。取丝上筒专用机器人采用无线通讯技术，通过上位流程控制管理系统将卷丝机、专用机器人、理筒机等设备有效连接，人机协同作业。
 
　　人机协作卷丝落筒应用验证
 
　　基于AI的高精度成像智能检测技术研究
 
　　针对纺织行业质量管控环节中的在线智能检测场景，研究机器视觉检测技术，构建基于半监督学习和图结构的缺陷数据检测方法的在线智能检测系统，实现套袋质量、满箱打带及丝饼缺陷的在线识别和质量自动判定，准确率≥99.5%，提升质量检测效率和准确性。
 
　　基于AI的产品智能检测系统
 
　　在智能检测的基础上，通过打码机、扫码器等设备构建质量管理系统，应用条码、二维码、RFID、5G技术，实现产品全生命周期的质量精准追溯和优化改进，并通过柔性机器人包装技术实现90多种品种的产品分拣与包装。
 
　　柔性包装技术验证
 
　　产线数字孪生建模仿真技术和智能管控技术研究
 
　　应用建模仿真技术，构建设备、产线、车间不同层级的数字孪生系统，通过物理世界和虚拟空间的实时映射和交互，实现工厂运营持续优化，解决信息孤岛难打通、集成管控难度大的问题。通过智能管控技术实现装备与管理系统的信息交互，包含生产计划管理、设备管理、质量管理等11大功能模块，实现产品从卷丝车间丝饼生产到包装车间内的质量检测、分级、装箱等的所有工序的全自动功能实现。
 
　　智能管控应用验证
 
　　产线数字孪生系统及验证
 
　　推广应用
 
　　纺织行业氨纶生产企业头部效应明显，前5家市场占比70%以上，基于数字孪生与AI智能检测的人机协同作业解决方案目前已在华峰氨纶集团、韩国晓星集团、新乡化纤集团、泰和新材集团、华海氨纶集团等国内外行业龙头企业得到应用，在一定程度上提升了生产效率，降低了产品不良率，减轻了工人劳动强度，提高企业的数字化和智能化水平，促进行业健康发展。
 
　　未来，该解决方案将加快智能产线方案在纺织行业中的应用，通过基于人机协同作业与在线智能检测的纺织智能车间解决方案经验积累，不断提升解决方案的成熟度和先进性，在氨纶、涤纶、锦纶、碳纤维、石英纤维等纺织行业细分领域中迭代优化，形成纺织行业数字化、智能化发展的新格局。