服裝企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造之路(中)
為了實(shí)現(xiàn)服裝企業(yè)的智能制造,我們以后研發(fā)和應(yīng)用的方向有以下四個:
1 研發(fā)和應(yīng)用機(jī)器人或機(jī)械手參與智能制造
所謂機(jī)器人(ROBOT)就是自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可接受人類指揮,又可運(yùn)行預(yù)先編排的程序,也可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。機(jī)器人按用途可分為兩類:工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人(服務(wù)和仿人機(jī)器人)。工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人;特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人,如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、仿人機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。
機(jī)器人若按智能程度來分可分為:一般機(jī)器人、智能機(jī)器人、自主型智能機(jī)器人。一般機(jī)器人是指不具有智能,只具有一般編程能力和操作功能的機(jī)器人;智能機(jī)器人是指至少要具備感覺要素、思考要素、運(yùn)動要素等三個要素的機(jī)器人;自主型智能機(jī)器人是指機(jī)器人無需人的干預(yù),能夠在各種環(huán)境下自動完成各項(xiàng)擬人任務(wù)。自主型機(jī)器人的本體上具有感知、處理、決策、執(zhí)行等模塊,可以就像一個自主的人一樣獨(dú)立地活動和處理問題, 所以自主型智能機(jī)器人是最高檔的要發(fā)展的新一代機(jī)器人。
機(jī)器人是智能制造的重要基礎(chǔ) ,它主要用來協(xié)助或取代人類工作的工作,在工廠或車間它的主要服務(wù)型式是產(chǎn)品搬運(yùn);代替人的操作,解放勞動力;在“人+機(jī)器人+智能機(jī)器”三位一體組成的智能車間及工廠中,可以解放人的腦力。
自1954年第一臺可編程機(jī)器人(機(jī)械手)和1959年第一臺工業(yè)機(jī)器人問世以來,機(jī)器人的研究取得了豐碩的成果,并在制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
在服裝行業(yè),德國KUKA機(jī)器人公司于1964年發(fā)明了縫制塔夫綢服裝的第一臺機(jī)器人縫紉機(jī); 2004年,日本進(jìn)行以機(jī)器人參與的“成衣加工自動化”研究課題,同年我國從德國進(jìn)口KSL褲子縫紉機(jī)器人; 2012年,美國進(jìn)行“機(jī)器人裁縫”研發(fā)計劃,日本則發(fā)明女性機(jī)器人模特,德國在這一年則推出3D雙針鎖式線跡縫紉機(jī)器人(見圖四—1及2);2013年,我國成立縫制機(jī)器人公司,上工申貝收購德國KSL公司,這標(biāo)志我國3D縫制機(jī)器人開始商業(yè)化,目前已有不少服裝企業(yè)將機(jī)器人用于裁剪和縫制。
由圖三可見,服裝企業(yè)智能制造中所使用的機(jī)器人,不管是承擔(dān)衣料運(yùn)輸也好,操作衣料縫制也好,都存在機(jī)器人如何抓取衣片和精準(zhǔn)輸送的問題,不解決好這個問題,機(jī)器人參與智能制造只能是一句空話。
機(jī)器人如何抓取和輸送衣片是一個世界性難題。現(xiàn)在我國很多縫制設(shè)備企業(yè)在研發(fā)和攻克這個難關(guān),抓取從原理上講有面料工藝固化法、真空吸附法、靜電吸附法、機(jī)械微鉗法、仿真人機(jī)器人手法等。圖三的機(jī)器人抓取和輸送是用面料工藝固化法和真空吸附法來完成的。
2 要將現(xiàn)有自動化服裝加工設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、云端化、智能化,使之成為“智能機(jī)器”,以實(shí)踐智能制造。
要實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備為“智能機(jī)器”一般分三步:
第一步,實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備數(shù)字化。
智能制造企業(yè)有兩個方面的自動化待實(shí)現(xiàn),一個是看得見的生產(chǎn)加工設(shè)備自動化,一個是看不見的數(shù)據(jù)流動自動化。加工設(shè)備的數(shù)字化是前提。在未來的服裝定制化生產(chǎn)中,客戶定制的服裝完全靠的是數(shù)據(jù)的自動流動, 客戶的數(shù)據(jù)經(jīng)過產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)制造及過程控制、產(chǎn)品測試和維護(hù)等一系列過程,靠的是數(shù)據(jù)在產(chǎn)線中的流動,其流動過程見圖五。
第二步,實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備與設(shè)備之間物聯(lián)網(wǎng)連接。
物聯(lián)網(wǎng)(Intemet ofThings,lOT)是一個通過信息技術(shù)將各種物體與網(wǎng)絡(luò)相連,以幫助人們獲取所需物體相關(guān)信息的巨大網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)通過使用二維碼標(biāo)簽和識讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器、紅外感應(yīng)器、視頻監(jiān)控、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息采集設(shè)備,通過無線傳感網(wǎng)、無線通信網(wǎng)絡(luò)(如Wi—Fi、WLAN等)把物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間實(shí)時的信息交換和通訊,以達(dá)到智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的目的。服裝加工用縫制設(shè)備一般通過使用RFID標(biāo)簽和讀寫器把它們與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)縫制設(shè)備與縫制設(shè)備、人與縫制設(shè)備之間實(shí)時的信息交換和通訊。例如西安標(biāo)準(zhǔn)公司創(chuàng)新研發(fā)的“模塊化智能縫紉機(jī)”,通過上網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了縫制參數(shù)從機(jī)器到云端、機(jī)器到機(jī)器之間的相互交換傳遞和通訊。
第三步,實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備的智能化,使之成為“智能機(jī)器”。
所謂“智能機(jī)器”就是讓機(jī)器具有人工智能,能進(jìn)行智能活動。人工智能按智能水平高低分為: 狹義人工智能、通用人工智能和強(qiáng)人工智能。狹義人工智能(ANI)包含基礎(chǔ)的、角色型任務(wù),比如由 Siri、Alexa 這樣的聊天機(jī)器人、個人助手完成的任務(wù);通用人工智能(AGI)包含人類水平的任務(wù),它涉及到機(jī)器的持續(xù)學(xué)習(xí);強(qiáng)人工智能(ASI)指代比人類更聰明的機(jī)器。人工智能的智能系統(tǒng)根據(jù)其特征也可分為初級智能系統(tǒng)、恒定智能系統(tǒng)和開放智能系統(tǒng)。初級智能系統(tǒng)具有狀態(tài)感知—自動決策—立刻執(zhí)行; 恒定智能系統(tǒng)具有狀態(tài)感知—實(shí)時分析--自主決策—精準(zhǔn)執(zhí)行;開放智能系統(tǒng)具有狀態(tài)感知—實(shí)時分析--自主決策—精準(zhǔn)執(zhí)行—學(xué)習(xí)提升。