縫制行業(yè)智能制造的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)（一）
- 摘要：本文在對(duì)現(xiàn)代縫制業(yè)制造技術(shù)進(jìn)行了概述的基礎(chǔ)上，闡述了縫制業(yè)智能制造發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，并且對(duì)縫制行業(yè)智能制造提出一些看法及其具體任務(wù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。以期本文能夠?yàn)榭p制業(yè)的從業(yè)者和管理者提供一些參考作用，為縫制業(yè)做一點(diǎn)有意義的事情。
關(guān)鍵詞：縫制業(yè)；智能制造；技術(shù)現(xiàn)狀；未來發(fā)展趨勢(shì)
一、導(dǎo)言
智能制造到底是什么？智能制造就是按照人和機(jī)器所需要的形式，使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和技術(shù)。智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動(dòng)。它把制造自動(dòng)化的概念更新，擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。
智能制造是基于CPS（賽博物理系統(tǒng)）技術(shù)構(gòu)建‘狀態(tài)感知-實(shí)時(shí)分析-自主決策-精準(zhǔn)執(zhí)行-學(xué)習(xí)提升’的數(shù)據(jù)閉環(huán)，以軟件形成的數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)來消除復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性，在給定的時(shí)間、目標(biāo)場(chǎng)景下，優(yōu)化配置資源的一種制造范式。智能制造解決方案的其他關(guān)鍵組件包括：設(shè)備和連接、數(shù)據(jù)采集、信息管理和可視化、數(shù)據(jù)分析和情報(bào)、商業(yè)決策、工作流執(zhí)行。智能制造系統(tǒng)的大腦是制造中的數(shù)據(jù)。使用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的分析規(guī)程，包括：描述性-用于捕捉產(chǎn)品的狀況，環(huán)境和操作；診斷-檢查降低產(chǎn)品性能或失敗的原因；預(yù)測(cè)性-檢測(cè)即將發(fā)生事件的模式；說明性-確定改善結(jié)果或糾正問題的措施。
縫制業(yè)的發(fā)展是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要影響因素，同時(shí)制造技術(shù)的發(fā)展是縫制業(yè)發(fā)展的根基。從單臺(tái)設(shè)備自動(dòng)化和產(chǎn)品智能化入手，緊扣關(guān)鍵工序智能化、關(guān)鍵崗位機(jī)器人替代、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升，這是智能化的物質(zhì)基礎(chǔ)。
智能制造是在機(jī)械自動(dòng)化和裝備自動(dòng)化得到充分實(shí)現(xiàn)之后，與信息化和智能化高度融合的產(chǎn)物。CPS為整合運(yùn)算、網(wǎng)路通訊與實(shí)體環(huán)境于一體的多維度復(fù)雜智慧系統(tǒng),也就是利用結(jié)合后端運(yùn)算平臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)感測(cè)器與致動(dòng)器,在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)下進(jìn)行實(shí)時(shí)(Real-Time)的動(dòng)態(tài)控制與服務(wù)。說通俗點(diǎn)就是,該技術(shù)讓實(shí)體設(shè)備得以更智慧化,機(jī)器與機(jī)器(M2M)間可進(jìn)行獨(dú)立交換訊息、觸發(fā)行動(dòng)與相互控制,不但大幅改善制造過程,也讓供應(yīng)鏈與生命周期管理更加有效率。
二、縫制業(yè)智能制造發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題
1.縫制機(jī)械智能制造發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)現(xiàn)代縫制機(jī)械工業(yè)起步于上世紀(jì)50年代初，興起于80年代。經(jīng)過30多年的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從一個(gè)相對(duì)落后的傳統(tǒng)輕工消費(fèi)品行業(yè)，發(fā)展成為集光、機(jī)、電技術(shù)為一體，為紡織服裝、汽車建材、航空航天等領(lǐng)域提供全套縫制技術(shù)解決方案的先進(jìn)裝備制造業(yè)；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)歷經(jīng)了由腳踏式家用縫紉機(jī)向普通工業(yè)縫紉機(jī)，再向機(jī)電一體化智能縫制設(shè)備的兩次重大轉(zhuǎn)型升級(jí)；技術(shù)水平從簡(jiǎn)陋的手工裝配到先進(jìn)的裝配生產(chǎn)線，機(jī)殼加工線、涂裝線、數(shù)控加工設(shè)備、整機(jī)加工中心，再到物聯(lián)網(wǎng)、3d縫制機(jī)器人，系統(tǒng)化、單元化和智能化產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，完成了從傳統(tǒng)制造業(yè)向先進(jìn)裝備制造的成功轉(zhuǎn)型。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，智能制造仍是現(xiàn)階段我國(guó)制造業(yè)的短板之一。國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心在2017年3月發(fā)布的一份研究報(bào)告稱：中國(guó)制造業(yè)整體尚處于由工業(yè)2.0向工業(yè)3.0過渡的階段。《2016—2020年中國(guó)智能制造行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》稱，大部分中國(guó)企業(yè)處于研發(fā)階段，僅16%的企業(yè)進(jìn)入智能制造應(yīng)用階段；從智能制造的經(jīng)濟(jì)效益來看，52%的企業(yè)智能制造收入貢獻(xiàn)率低于10%，60%的企業(yè)智能制造利潤(rùn)貢獻(xiàn)率低于10%。
從CISMA2017展會(huì)上我們可以看到：以“智慧縫制技術(shù)與解決方案”為主題，融合了新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)縫制技術(shù)，將分動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、機(jī)械臂、視覺感知、數(shù)據(jù)互聯(lián)、遠(yuǎn)程運(yùn)維等新技術(shù)與傳統(tǒng)縫制機(jī)械完美結(jié)合。隨著信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的高速發(fā)展，我國(guó)智能制造裝備的發(fā)展深度和廣度日益提升，以新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化成套生產(chǎn)線為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成，智能化的設(shè)備將成為行業(yè)主流。數(shù)字化技術(shù)是制造業(yè)信息化的基礎(chǔ)，它以計(jì)算機(jī)軟件、外圍設(shè)備、協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，用于支持產(chǎn)品生命周期的制造活動(dòng)和企業(yè)的全局優(yōu)化運(yùn)作。這次展覽會(huì)讓我們看到隨著數(shù)字化技術(shù)的日益進(jìn)步，展品包含了縫前、縫中、縫后各類機(jī)器以及CAD/CAM設(shè)計(jì)系統(tǒng)、APS、GSD、MES、ERP等管理系統(tǒng)，完整地展現(xiàn)了縫制服裝的整個(gè)鏈條。
智能化縫制設(shè)備已經(jīng)成為工業(yè)縫紉機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。以伺服、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿碓?，綜合使用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)以及機(jī)電一體化技術(shù)是智能化縫制設(shè)備的一個(gè)特點(diǎn)。智能縫制設(shè)備嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，無論從硬件構(gòu)成，還是軟件處理方面，都體現(xiàn)出其獨(dú)有的特點(diǎn)。從硬件構(gòu)成上來看，它是典型的光機(jī)電一體化設(shè)備。從縫制機(jī)械機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、光電傳感器到運(yùn)動(dòng)控制器，以至于人機(jī)交互設(shè)備，系統(tǒng)硬件構(gòu)成較為復(fù)雜。從軟件構(gòu)成上看，智能縫制設(shè)備嵌入式軟件系統(tǒng)以控制縫制機(jī)構(gòu)完成花樣縫制為主要目的，嵌入式軟件系統(tǒng)不僅與應(yīng)用密切相關(guān)，而且涉及運(yùn)動(dòng)控制、設(shè)備驅(qū)動(dòng)等多方面內(nèi)容。
在這次CISMA2017展會(huì)上，為了適應(yīng)縫制業(yè)智能制造的實(shí)踐,機(jī)器人縫紉機(jī)及“機(jī)器人+人+自動(dòng)化智能縫制設(shè)備”所組成加工模塊到處可見,其中杜克普-阿德勒展視的以“機(jī)器人+人+自動(dòng)化智能縫制設(shè)備”所組成動(dòng)態(tài)加工模塊,雖然它的機(jī)器人內(nèi)載人工智能級(jí)別不是很高,自動(dòng)縫制設(shè)備也沒完全成為內(nèi)載機(jī)器學(xué)習(xí)的智能機(jī)器,但它所組成動(dòng)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(chǎn)線的必然變革,這就是我們通常所說的21世紀(jì)制造業(yè)的生產(chǎn)線主要方式是模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)MPS(modularized producing system)。目前，我國(guó)在美國(guó)設(shè)立的天源公司生產(chǎn)線就是機(jī)器人和自動(dòng)化智能縫紉機(jī)所組成的模塊式加工生產(chǎn)線。
