縫制行業智能制造的現狀及未來發展趨勢（一）
- 摘要：本文在對現代縫制業制造技術進行了概述的基礎上，闡述了縫制業智能制造發展現狀及存在的問題，并且對縫制行業智能制造提出一些看法及其具體任務發展趨勢進行了分析。以期本文能夠為縫制業的從業者和管理者提供一些參考作用，為縫制業做一點有意義的事情。
關鍵詞：縫制業；智能制造；技術現狀；未來發展趨勢
一、導言
智能制造到底是什么？智能制造就是按照人和機器所需要的形式，使用實時數據和技術。智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。
智能制造是基于CPS（賽博物理系統）技術構建‘狀態感知-實時分析-自主決策-精準執行-學習提升’的數據閉環，以軟件形成的數據自動流動來消除復雜系統的不確定性，在給定的時間、目標場景下，優化配置資源的一種制造范式。智能制造解決方案的其他關鍵組件包括：設備和連接、數據采集、信息管理和可視化、數據分析和情報、商業決策、工作流執行。智能制造系統的大腦是制造中的數據。使用這些數據進行一系列的分析規程，包括：描述性-用于捕捉產品的狀況，環境和操作；診斷-檢查降低產品性能或失敗的原因；預測性-檢測即將發生事件的模式；說明性-確定改善結果或糾正問題的措施。
縫制業的發展是社會經濟發展的重要影響因素，同時制造技術的發展是縫制業發展的根基。從單臺設備自動化和產品智能化入手，緊扣關鍵工序智能化、關鍵崗位機器人替代、實現生產效率和產品效能的提升，這是智能化的物質基礎。
智能制造是在機械自動化和裝備自動化得到充分實現之后，與信息化和智能化高度融合的產物。CPS為整合運算、網路通訊與實體環境于一體的多維度復雜智慧系統,也就是利用結合后端運算平臺、現場感測器與致動器,在物聯網的基礎架構下進行實時(Real-Time)的動態控制與服務。說通俗點就是,該技術讓實體設備得以更智慧化,機器與機器(M2M)間可進行獨立交換訊息、觸發行動與相互控制,不但大幅改善制造過程,也讓供應鏈與生命周期管理更加有效率。
二、縫制業智能制造發展現狀及存在的問題
1.縫制機械智能制造發展現狀
我國現代縫制機械工業起步于上世紀50年代初，興起于80年代。經過30多年的發展，產業結構從一個相對落后的傳統輕工消費品行業，發展成為集光、機、電技術為一體，為紡織服裝、汽車建材、航空航天等領域提供全套縫制技術解決方案的先進裝備制造業；產品結構歷經了由腳踏式家用縫紉機向普通工業縫紉機，再向機電一體化智能縫制設備的兩次重大轉型升級；技術水平從簡陋的手工裝配到先進的裝配生產線，機殼加工線、涂裝線、數控加工設備、整機加工中心，再到物聯網、3d縫制機器人，系統化、單元化和智能化產品不斷涌現，完成了從傳統制造業向先進裝備制造的成功轉型。
根據數據顯示，智能制造仍是現階段我國制造業的短板之一。國務院發展研究中心在2017年3月發布的一份研究報告稱：中國制造業整體尚處于由工業2.0向工業3.0過渡的階段。《2016—2020年中國智能制造行業深度調研及投資前景預測報告》稱，大部分中國企業處于研發階段，僅16%的企業進入智能制造應用階段；從智能制造的經濟效益來看，52%的企業智能制造收入貢獻率低于10%，60%的企業智能制造利潤貢獻率低于10%。
從CISMA2017展會上我們可以看到：以“智慧縫制技術與解決方案”為主題，融合了新一代信息通信技術與先進縫制技術，將分動力驅動、機械臂、視覺感知、數據互聯、遠程運維等新技術與傳統縫制機械完美結合。隨著信息技術與先進制造技術的高速發展，我國智能制造裝備的發展深度和廣度日益提升，以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線為代表的智能制造裝備產業體系初步形成，智能化的設備將成為行業主流。數字化技術是制造業信息化的基礎，它以計算機軟件、外圍設備、協議和網絡為基礎，用于支持產品生命周期的制造活動和企業的全局優化運作。這次展覽會讓我們看到隨著數字化技術的日益進步，展品包含了縫前、縫中、縫后各類機器以及CAD/CAM設計系統、APS、GSD、MES、ERP等管理系統，完整地展現了縫制服裝的整個鏈條。
智能化縫制設備已經成為工業縫紉機的發展趨勢。以伺服、步進電動機作為主要動力來源，綜合使用嵌入式系統技術、運動控制技術以及機電一體化技術是智能化縫制設備的一個特點。智能縫制設備嵌入式系統是一種專用的計算機應用系統，無論從硬件構成，還是軟件處理方面，都體現出其獨有的特點。從硬件構成上來看，它是典型的光機電一體化設備。從縫制機械機構、電動機、電機驅動器、光電傳感器到運動控制器，以至于人機交互設備，系統硬件構成較為復雜。從軟件構成上看，智能縫制設備嵌入式軟件系統以控制縫制機構完成花樣縫制為主要目的，嵌入式軟件系統不僅與應用密切相關，而且涉及運動控制、設備驅動等多方面內容。
在這次CISMA2017展會上，為了適應縫制業智能制造的實踐,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,但它所組成動態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世紀制造業的生產線主要方式是模塊化生產系統MPS(modularized producing system)。目前，我國在美國設立的天源公司生產線就是機器人和自動化智能縫紉機所組成的模塊式加工生產線。
