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【行业前瞻】闻力生:服装机械要在“十三五”创新基础上迈向“十四五”
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众所周知, 在“十三五”期间,国家把建成智能化服装生产线作为“十三五”计划的目标;为了实现这个目标, 相应提出了实践的关键技术: ①生产流程优化设计;②研发自动喷墨绘图机、自动铺布机,自动裁床、自动吊挂式流水线,高速自动缝制单元和自动模板缝制系统,自动系列整理整烫设备,自动化立体仓储物流系统等关键设备;③研发专用设备数控软件和中控系统;④开发服装设计相关系统与装备等等。2020年是“十三五”计划收官之年,虽然目前智能化服装生产线尚未全面建成,但在“十三五”期间服装机械创新发展还是取得很大进步的。

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1)在十三五期间,由于服装机械的数字化、自动化的发展,满足了下游服装企业数字化转型的需要,特别在工信部的七个智能制造示范服装企业(南山、红领、迪尚、爱帝、报喜鸟、柒牌、九牧王)内, 满足了他们进行以个性及批量定制、柔性生产、产线“单件流”的数字化、网络化、自动化服装制造模式的设备需求;

2) 在服装机械数字化、网络化、自动化硬件发展同时,相应软件也取得了很大发展,现在服装专用3D-CAT、3/2D-CAD、CAM、FMS(吊挂柔性缝制) 、CAPP、FPS(柔性整烫整理)、WMS等软件可以进行有效集成,特别以MES作为数字化工厂的骨干系统,来支持流水生产线的集中式控制与调度,实现了MES向上与ERP(SCM,CRM)的连接,向下与设备层PLC、CNC的连接;

3) 从服装机械单机和单元机自动化方面看,目前在西服、衬衫、T恤、西裤、牛仔裤加工用的专用自动缝制机和单元自动缝制系统,基本上都具备服装产线配套供货能力,其中特别值得提出的我国自动模板缝制系统、自动缝制单元不但在数量上世界第一,在自动化、智能化技术方面也在世界前列;

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4) 按我国工程院推出的智能制造范式来看,服装机械由于拥有在数字化、网络化、自动化技术,为服装企业实现第二代智能制造范式作出了贡献;

5) 众多缝制设备企业为服装企业能够提供智慧缝制车间与工厂需要的整体解决方案,做到了软件与硬件兼施发展,为服装企业提供了一站式服务。例如深圳盈瑞恒推出的“服装CAD/CAM成套计划解决方案”、元一公司推出的“云端智能裁剪服务系统(平台)”、宁波舒普公司推出的“多层衣片智能定位系统”、浙江杰克公司推出了“成套物联网缝制系统”、上海威士公司推出的“智能后整理与仓储系统”、南通明兴公司推出的“基于工业云的智能生产系统解决方案”、上工申贝推出的“QONDAC网络在线监控生产系统”、上海富山公司推出了“基于IOT技术构架的数据化工厂技术系统”等等。

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1) 我国有11.8万个服装企业,其中97%以上的是中小微企业,而目前由于服装机械随着数字化、网络化、自动化、信息化、智能化水平的提高,其价格也在不断提高,这是广大中小微企业用不起的,因此如何让他们能够共享,有待进一步研究;

2) 由于目前服装机械处于第二代智能制造范式需要水平,尚没有做到高效、高质、高满意的智能化制造的设备需要。例如,如何使设备智能化满足服装个性化定制的超柔性需求、如何从根本上解决“机器换人”,提高生产效率等等是需要进一步需要开发的;

3) 目前缝制工段使用吊挂和缝纫机组成的固定刚性流水线,尚不是真正意义上的自学习、自适应、动态的、超柔性的智能缝制生产流水线;

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在上个世纪八十年代、九十年代,世界上最先进缝制设备技术主要在美国、日本、德国、意大利等国,为了发展我国缝制设备技术,我们借乘改革开放的东风,以引进、消化、吸收和再创新这些技术,发展了我国自已的缝制设备技术。不但如此,进入21世纪,我国不少缝制设备企业还收购了很多国际著名缝制设备品牌,例如,我国上工申贝集团收购了德国杜克普、KSL、STORE、百福等缝纫机和机器人缝纫机等品牌;浙江杰克公司收购了德国奔马自动裁剪机品牌;上海和鹰机电科技公司收购日本天鸟自动裁剪机品牌等等。所以可以说我国目前拥有国际先进的缝制设备技术。当然从总体上说,我国缝制设备在质量上、使用寿命上、数字化、自动化、智能化水平上还与国外有一定差距,主要表现在以下主要方面:

1) 在研究“人工智能(AI)+服装产业”范式上,我们还没有取得象美、日、英、德等国家的先进成果。研发“AI+服装产业”就是要让服装企业的研发设计、生产加工、产品仓储物流、产品销售以及企业管理都要智能化,也就是人工智能化。近年来, 英国研究成功人工智能AI预测服装流行趋势系数、美国MIT的应用人工智能AI在服装设计和服装面辅料及成衣质量的检验研究取得成功、日本研究人工智能AI技术对服装缝制加工工艺参数调优获得成功、德国杜克普.阿得勒研究人工智能AI技术和缝制设备与机器人组成协同缝制加工系统获得成功、丹麦绫致时装(Bestseller)公司研究人工智能AI技术在服装另售门店的应用取得成功等等,这些具有AI技术的软硬件,正是我国服装企业当下急需的。

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2) 研究“人工智能技术AI+服装缝制设备”和“人工智能技术AI+机器人”,使它们成为智能缝制设备和智能机器人方面我们还跟不上国外水平。2018年,美国推出的带视觉的自动缝纫机器人,它是利用机器视觉技术,其传感器相机和缝纫系统均装在机器人手臂上,於是机器人便成了人工智能的载体,成为智能机器人。由于它的传感相机用的是具有1000帧/秒的高速摄影机,因此它捕捉缝纫轨迹精度能够达到0.2~0.5mm之间。目前我国尚无自主知识产权的3D机器人缝纫机。

3) 在工业物联网IOT应用上还没有做到所有缝制设备与工业互联网连接,特别是对远程设备在线监控和运行维护方面。我国上工申贝推出的“QONDAC网络在线监控生产系统”目前运行得最好,在这个系统下运行的缝纫机,最多的一台缝纫机有16个传感器,不但可以做到远程设备在线监控和运行维护,还可对故障进行修复和运行参数调整。而目前我国大多在物联网上运行只在远程监控取得较好效果,这就是差距。

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1) 要研究“AI+服装产业”范式,为实现服装智能制造打好基础;人工智能AI是研究开发能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学;而"人工智能+X"说的是人工智能技术应用范式,它现在已日趋成熟,人工智能AI向各行各业快速渗透融合,进而重塑整个智能社会发展,这是人工智能驱动第四次技术革命的最主要表现方式;“AI+服装产业”就是要让服装企业的研发设计、生产加工、产品仓储物流、产品销售以及企业管理都要智能化,也就是人工智能化。从人工智能领域看,研究其领域内无人机、 智能机器人、图像识别、计算机视觉、语音识别、文字识别、机器学习、深度学习等技术在服装企业中应用最为相关,最终形成“AI+服装产业”==服装智能制造。

2) 要研究如何以“机器换人”工程转换为“机器人换人”工程;自2015年以来,由于我国机器人产业取得空前未见的发展,我国劳动力成本已与工业机器人成本相当,我国工业机器人产业将进入高速发展期。预计我国工业机器人应用密度从现在68台/万人到2020 年将超过200 台/万人,因此, “机器换人”工程必然转变为“机器人换人”工程。机器人在实现服装智能化制造时,服装衣片的抓取、传送和各种工序的操作,一般均需要有视觉、触觉、力觉等人工智能机器人的介入才能完成,因此,适用于服装智能制造的智能机器人的研究应用才是真正意义上的“机器人换人”工程。

3) 要研究模块式智能单元,建立由缝制设备、机器人及AI技术构成的智能协同缝制单元(或系统);模块化生产是在上个世纪60年代刚性生产制造系统、 80年代柔性生产制造系统和90年代计算机集成制造系统(CIMS)基础上发展起来的,主要是为了适应服装市场消费需求的变化和服装个性批量定制的要求, 因此它是21世纪生产的主要方式。模块化生产系统包括产品模块化、产品生产过程模块化和产品供应模块化。生产过程模块化是指服装加工流程中工位的加工设备模块化,各模块化之间由机器人负责衣料的传送,因此这种加工方式可以打造无人加工生产线,实现服装智能制造工厂。

4)进行人工智能AI在服装行业应用的软硬任务研究。进行人工智能AI在服装行业应用的软硬件任务有:具有人工智能的服装服饰产品、具有人工智能的服装流行趋势予测系统、具有人工智能的服装设计GAN系统、具有人工智能的缝制设备和机器人、具有人工智能的服装整理整烫系统、具有人工智能的立体仓储系统、具有人工智能的门店销售系统等等。

5) 建设和集成服装加工各个环节的智能模块式单元,实现真正意义上的具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应功能的服装智能制造生产方式。服装加工过程所用的各种设备经过近几年的自动化智能化创新,都已形成了具有模块式、协同式、智能单元式的系统了,这些模块协同智能缝制系统串连在一起,那就有了智能产线、智能车间和智能工厂的实现。我国杭州凌笛数码公司推出的STYLER3D设计与管理服务智能模块,从3D出发较好地解决了服装设计制版及后续生产问题;浙江宁波经纬公司推出的智能裁剪系统模块,较好地解决了从面料到衣片的全自动化;上海上工申贝、上海威士、上海富山、西安标准、浙江杰克、浙江中捷等公司相继推出的类似的机器人智能协同缝制系统模块, 较好地解决了服装自动化缝制;上海威士公司推出的智能整烫模块, 较好地解决了服装自动化整烫;宁波圣瑞思公司推出的成衣自动输送、折叠包装、分拣入库, 较好地解决了服装智能仓储物流系统,以上这些设备有效建设与集成,就能真正实现服装智能制造生产方式。

“十四五”期间实践“AI+服装产业”范式告诉我们,AI技术在服装产品研发设计、生产加工、整烫包装、仓储物流和到门店销售应用已经全覆盖,在这些AI技术应用基础上, 实现服装智能制造会随着AI技术不断发展而为期不远。现在AI领域中的人脸识别技术精准度达到99.77%、图像识别技术精准度达到95.1%、语音识别技术精准度达到94.1%、视觉识别技术精准度达到98.3%,其平均值早已超过人类精准度平均值95%了。根据2019年埃森哲预测,AI将在未来几年计成为主要的人机交互界面,正因为有了最大价值的人工智能AI,可以预计到“十四五”计划收官的2025年,将有97%的企业应用人工智能。按企业应用人工智能角度来分,未来企业只有人工智能企业、应用人工智能企业和被人工智能淘汰企业这三种,所以我们所有服装企业、服装机械企业都应该是应用人工智能企业。

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