沒有人工智能(AI)及其載體就沒有智能制造
2017年9月26日至29日，2017中國國際縫制設備展覽會（CISMA2017）在上海新國際博覽中心隆重舉行。這次展會以“智慧縫制技術與解決方案”為主題，彰顯了縫制設備企業(yè)為下游服裝行業(yè)所需把脈,十分準確,十分及時。我們在這次展會上看到了:①平縫機、包縫機系列為了提高縫制質量和效率,創(chuàng)新開發(fā)了高速微油、自動左右切線、語音導航、縫料識別、縫跡自動檢測、防鳥巢技術、同步送料系統(tǒng)、自動換梭、雙針柱式旋轉技術、針桿分離技術、數(shù)字化網絡化云端化技術等等,創(chuàng)新這些技術的公司有上工申貝、杰克、標準、美機、富山、鮑麥克斯、中捷、大羽、匯寶、南邦、杜馬、漢羽、順發(fā)等等;②在自動縫制單元系統(tǒng)上為適應大類服裝縫制之需求,創(chuàng)意開發(fā)了大類服裝加工流程所需系列產品、單元機全自動上料和收料技術、機器人或機械手抓取及傳送技術等等, 創(chuàng)新這些技術的公司有上工申貝、杰克公司的MAICA、標準、美機公司的EUROMAC、威士、富山、祥泰、維博、舒普、中森、樂江等等;③在模板自動縫制單元系統(tǒng)上為適應大類服裝縫制之需求,創(chuàng)意開發(fā)了大類服裝加工流程所需系列產品、模板機全自動上料和收料技術、機器人或機械手抓取及傳送技術、針梭分離及自動換梭技術、圖案智能識別及自動生成圖案花樣數(shù)據(jù)技術、模板機自動產線技術、雙絲桿雙伺服控制系統(tǒng)、智能互換自動送料技術、多層模板及萬能模板技術等等, 創(chuàng)新這些技術的公司有上工申貝、杰克、中捷、標準、美機、中縫重工、川田、寶盈、舒普、中森、樂江、漢邦、啟翔等等;④在服裝產品PLM管理上,不少公司圍繞個性及批量定制進行了多方面的創(chuàng)新研發(fā),一是集成了服裝定制色款面需求與服裝CAT/CAD/CAM對接,二是把產品PLM云端化、平臺化,為服裝企業(yè)作整體解決方案, 創(chuàng)新這些技術的公司有長園和鷹、格柏、力克、深厚數(shù)碼等等;⑤在開發(fā)服務平臺上,比較知名的有上工申貝的QONDAC網絡在線監(jiān)控生產系統(tǒng)、鮑麥克斯縫制設備數(shù)控系云管理平臺、大豪縫制設備智能運轉運維云平臺、力克時尚平臺PLM4.0、格柏PLM云服務平臺、衣拿系統(tǒng)+物聯(lián)網+MES管理平臺技術等等,這些平臺現(xiàn)在基本上是運行在網絡環(huán)境下,實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊與控制,只是大多為設備運維服務,對一個全制造企業(yè)來說其服務面窄了一些。平臺技術是實踐智能制造工廠必不可缺的剛性技術,正因為如此,當今世界面向制造業(yè)的智能服務平臺以德國西門子的MindSphere工業(yè)服務平臺、美國GE的 Predix工業(yè)服務平臺以及我國海爾首創(chuàng)的COSMOPlat服務平臺最為先進、最為標準,它們是我們現(xiàn)已有的平臺努力方向;⑥在為服裝企業(yè)轉型升級實現(xiàn)自動化智能制造的整體解決方案上,不少服裝用相關軟硬件企業(yè)貢獻出很好的方案,例如杰克提供的“智慧縫制技術與解決方案”、 長園和鷹攜“互聯(lián)網+、智能制造、智慧物流”無縫融合的全面解決方案、百聯(lián)MES系統(tǒng)實現(xiàn)從訂單到整個生產流程的全程控制的一體化解決方案、日本重機自動化設備和智能工廠解決方案、衣拿INA-PCG智慧吊掛整廠解決方案、威士服裝后整理無人自動化智能車間方案、安徽奧瑞為中小服裝企業(yè)開發(fā)的以數(shù)字化自動化設備和ERP+MES構成的服裝中小企業(yè)整體解決方案、至尊寶坊開發(fā)的服裝全定制系統(tǒng)+MES整體解決方案等等。其中特別值得一提的是長園和鷹攜“互聯(lián)網+、智能制造、智慧物流”無縫融合的全面解決方案,該集團公司在收購歐泰科吊掛系統(tǒng)和金勺自動模板縫制系統(tǒng)后,又在今年收購了德國宣尼伯克吊掛式自動立體倉儲系統(tǒng)及其WMS管理系統(tǒng),這樣就完善了服裝從面料進廠到服裝成品出廠整個過程軟硬件的供給和服務,同時，他們還在上海峰龍公司開發(fā)女裝自動化智能制造示范、安徽紅愛公司羽絨服自動化智能制造示范、山東昊寶公司西服自動化智能制造示范;⑦在協(xié)同創(chuàng)新和戰(zhàn)略合作上值得一提的是，標準公司攜手北京華瑞科技公司在展會上以12臺標準和威騰的數(shù)字化、自動化智能縫制設備,模擬服裝加工構建了一個類似“智能工廠”的工廠,這些數(shù)字化、網絡化的設備在網絡環(huán)境下做到實時采集數(shù)據(jù), 進行數(shù)據(jù)云計算和分析,對模擬工廠進行設備管理、生產管理和智能決策,為觀眾展示了該模擬工廠生產統(tǒng)計、產能監(jiān)測、生產工藝優(yōu)化、數(shù)據(jù)交互、設備管理、數(shù)據(jù)挖掘、遠程呼叫、員工薪酬等軟件功能,加深了對未來實踐服裝企業(yè)智能制造工廠的認識;⑧在這次展會上，為了適應服裝企業(yè)智能制造的實踐,機器人縫紉機及“機器人+人+自動化智能縫制設備”所組成加工模塊到處可見,其中以杜克普阿德勒、KSL和百福展品更加引人注意,它揭示了未來服裝加工模式和產線的必然變革;除了上面所說的八個方面的展品外,展會還有很多自動化智能化特種縫紉機、自動化智能化專用縫紉機、自動化智能化銹花機、自動化智能化毛巾機、自動化智能化激光裁剪雕花機、自動化智能化印花機等等,此處不一一敘述。總之,把這次展會展品創(chuàng)新技術作為服裝企業(yè)實現(xiàn)智能制造的一個里程碑是一點也不過分的。
在眾多智慧縫制設備技術之中我最感興趣的是機器視覺、圖像識別、語音導航、大數(shù)據(jù)分析等人工智能技術及其應用,我們所有行業(yè)的制造業(yè),在“中國制造2025”戰(zhàn)略指引下,總是要轉型升級的。實施智能制造工廠就是要從制造智能和智能制造兩個方面進行,說得通俗一些：實現(xiàn)智能制造要從制造智能入手,服裝企業(yè)要實現(xiàn)智能制造就要把加工服裝的設備先制造為智能,也就是通常所說的智能機器。我在《服裝企業(yè)的智能制造之路》一文中(見《中外縫制設備》2017年06期第59~60頁)提出過,在智能制造中，人工智能技術中的機器學習和機器視覺最為重要,人工智能技術把加工服裝設備和機器人作為它的最隹載體使之成為智能機器和智能機器人,為的就是真正實現(xiàn)服裝智能制造,沒有人工智能及其載體就沒有智能制造。
其實,在我們將要實現(xiàn)的智能制造過程中,加工設備里用的傳感器(Sensors)會產生大量數(shù)據(jù)(Data)，海量數(shù)據(jù)使得機器學習(Machine learning)成為可能，機器學習的結果就是人工智能AI(Artificial intelligence)，而人工智能AI又指導機器或機器人(Robots)去更精確地執(zhí)行任務，機器或機器人執(zhí)行任務的行動(Actions)又會觸發(fā)傳感器。這整個就是一個完整的循環(huán),見圖一。
圖一 智能制造數(shù)據(jù)設備動作循環(huán)
在這次展會上， 杜克普-阿德勒展視的以“機器人+人+自動化智能縫制設備”所組成動態(tài)加工模塊,雖然它的機器人內載人工智能級別不是很高,自動縫制設備也沒完全成為內載機器學習的智能機器,但它的運轉確實遵行了上面的循環(huán)動作,見圖二。
圖二 “機器人+自動縫制設備+人”組成的自動化加工模塊
杜克普-阿德勒展示的“機器人+人+自動化智能縫制設備”所組成動態(tài)加工模塊更重要的是它還揭示著未來服裝加工模式和產線的必然變革,這就是我們通常所說的21世紀制造業(yè)的生產線主要方式是模塊化生產系統(tǒng) MPS(modularized producing system) 。
日本專家青木昌彥對產品和制造的模塊化定義是這樣說的:指可組成系統(tǒng)的，具有某種確定獨立功能的半自律性的子系統(tǒng)，可以通過標準化的界面結構，與其它功能的半自律性子系統(tǒng)按照一定的規(guī)則相互聯(lián)系而構成的更加復雜的系統(tǒng)。哈佛大學的Badlwin教授發(fā)表一篇題為“模塊化時代的管理”的文章,指出模塊化生產系統(tǒng)基于它的高柔性、模塊可以外包降低成本、可實現(xiàn)多品種少批量的個性化定制(MC)等,所以是21世紀主要生產方式。
模塊化可以是產品模塊化、產品生產過程模塊化、產品組裝模塊化、產品供應模塊化等，以襯衫產品生產加工模塊化為例,見圖三。可見在這個模塊化加工產線只用了7—8個人和8臺普通縫制設備就能高效地定制加工襯衫。
我們設想一下,我們用杜克普-阿德勒的辦法,用一個人、一個機器人和三臺自動化智能縫制設備組成一個模塊加工工位來替代這個襯衫的模塊式加工線,不就做到了無人或少人自動化模塊加工了嗎?
目前，我國在美國設立的天源公司生產T恤衫,平均生產一件只需22秒,為何如此高效呢?因為它用的就是機器人和自動化智能縫紉機所組成的模塊式加工產線,見圖四。
圖四 天源T恤自動化智能產線
展會產品展示和現(xiàn)實告訴我們,在實踐服裝企業(yè)智能制造工廠時要有“人工智能機器人+人+智能機器”三位一體的扁平的、不是固定的、信息物理系統(tǒng)組成的加工模塊及產線，有了它才能實現(xiàn)比現(xiàn)在傳統(tǒng)固定生產流水線更高效率、更高品質、更加柔性、更加省人的動態(tài)的、重構的、模塊式加工及產線。愿我們服裝相關設備企業(yè)在服裝模塊式加工工位及產線創(chuàng)新出更多新品!
