自動(dòng)縫紉機(jī)器人Sewbot正在為服裝制造業(yè)帶來(lái)重大變革

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眾所周知，較低的服裝零售價(jià)是低成本生產(chǎn)方式的結(jié)果。在以前，低成本生產(chǎn)意味著要在海外勞動(dòng)力市場(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)制造，現(xiàn)在企業(yè)可以通過(guò)使用機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)低成本制造。

以SoftWear Automation的自動(dòng)縫紉機(jī)LOWRY為例，這款全自動(dòng)縫紉機(jī)器人是該公司旨在實(shí)現(xiàn)紡織業(yè)自動(dòng)化計(jì)劃的一部分，就像其他行業(yè)使用機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行制造一樣。

長(zhǎng)期以來(lái)，自動(dòng)縫制的難點(diǎn)在于織物本身的特性，織物很柔軟，可以拉伸、彎曲和折疊。這些材料問(wèn)題是紡織品加工所特有的，在金屬或塑料加工行業(yè)的自動(dòng)化制造中不存在這些顧慮。

該自動(dòng)縫紉技術(shù)研發(fā)始于十多年前佐治亞理工學(xué)院（Georgia Tech）的先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心（Advanced Technology Development Center）。但是在與沃爾瑪基金會(huì)（Walmart Foundation）合作并獲得美國(guó)國(guó)防部技術(shù)創(chuàng)新部門(mén)（DARPA）于2012年提供的125萬(wàn)美元研究經(jīng)費(fèi)資助后，這項(xiàng)技術(shù)才真正開(kāi)始成形。雖然DARPA似乎不太可能對(duì)服裝制造商進(jìn)行投資，但是因?yàn)檐婈?duì)要求必須購(gòu)買(mǎi)美國(guó)制造的服裝，這項(xiàng)技術(shù)研究才會(huì)對(duì)其有了直接的影響。

自動(dòng)縫紉機(jī)器人的工作原理

SoftWear系統(tǒng)至少擁有三項(xiàng)專(zhuān)利并有多項(xiàng)專(zhuān)利正在申請(qǐng)中，該系統(tǒng)能夠使用高度校準(zhǔn)的機(jī)器視覺(jué)來(lái)對(duì)織物進(jìn)行觀察和分析。它可以檢測(cè)出變形并自動(dòng)調(diào)整面料。機(jī)器人分布在70英尺長(zhǎng)的T恤生產(chǎn)線上來(lái)執(zhí)行每一個(gè)任務(wù)，包括裁剪、縫線、添加衣袖和質(zhì)量檢查。在此過(guò)程的每個(gè)步驟中，計(jì)算機(jī)視覺(jué)都會(huì)對(duì)紡織進(jìn)行引導(dǎo)。

縫制過(guò)程從編程開(kāi)始，“我們從Gerber的Accumark文件中獲得所有的縫制數(shù)據(jù)，所以當(dāng)設(shè)計(jì)師使用2D或3D模型設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候，縫制數(shù)據(jù)會(huì)嵌入機(jī)器人的文件中?！笔袌?chǎng)營(yíng)銷(xiāo)部的副總裁Pete Santora表示。

然后是已獲得專(zhuān)利的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。ID Tech Ex說(shuō)它擁有比人眼更高的精度：“可以在半毫米的精度內(nèi)追蹤到針頭的位置?！盜EEE解釋說(shuō)它可以追蹤到織物中的每根線的線程：“為此，【該公司】開(kāi)發(fā)了一種能夠每秒捕獲超過(guò)1000幀的專(zhuān)用相機(jī)，并提供了圖像處理的算法來(lái)對(duì)每一幀上的線程進(jìn)行檢測(cè)?！?/p>

利用這種高校準(zhǔn)精度的機(jī)器視覺(jué)和實(shí)時(shí)分析，機(jī)器人可以持續(xù)操作和調(diào)整織物，使其正確排列。拾起和放置（Pick & Place）機(jī)器能夠模仿裁縫移動(dòng)和處理織物的方式。IEEE說(shuō)：“這些微型操控設(shè)備由精密的線性制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，可以以亞毫米級(jí)的精度將布料穿過(guò)縫紉機(jī)，從而糾正材料的變形?！?/p>

移動(dòng)織物有兩種方式，第一種是使用四軸機(jī)械臂，可以使用真空夾具把織物提起和放置。第二種是360度傳送系統(tǒng)，傳送裝置為嵌入式球形滾軸的工作臺(tái)。隨著每個(gè)滾軸（或者叫Budger Ball）高速獨(dú)立移動(dòng)，滾軸可以根據(jù)需要重新定位織物或平整織物。

縫紉方式也有所不同。直接縫紉意味著不同于固定的縫紉機(jī)通過(guò)移動(dòng)織物縫紉，縫紉機(jī)器人是通過(guò)移動(dòng)針來(lái)完成縫紉過(guò)程的。

工程師在“如何縫制扣眼”的說(shuō)明中向《華爾街日?qǐng)?bào)》解釋了縫紉機(jī)器人的早期版本。

機(jī)器人制造帶來(lái)的生產(chǎn)收益

對(duì)于像為阿迪達(dá)斯和阿瑪尼生產(chǎn)服裝的中國(guó)服裝制造商天元服飾有限公司這樣的企業(yè)來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)自動(dòng)化縫紉技術(shù)使他們能夠在中國(guó)以外的阿肯色州開(kāi)設(shè)新的工廠。

自動(dòng)化縫紉機(jī)器人減少了對(duì)縫紉工人的需求，在天元的新工廠，21條機(jī)器人生產(chǎn)線只有三到五人進(jìn)行工作，相比于傳統(tǒng)生產(chǎn)線上的10名工人，減少了50-70%的勞動(dòng)力。

除了降低成本之外，機(jī)器人還能夠提高產(chǎn)量。一個(gè)工人縫紉生產(chǎn)線在8小時(shí)內(nèi)生產(chǎn)669件T恤，而相同時(shí)間內(nèi)，機(jī)器人的產(chǎn)量為1142件，產(chǎn)量提高了71%，所以每年T恤的總產(chǎn)量可達(dá)120萬(wàn)件。

使用機(jī)器人技術(shù)可以使在美國(guó)生產(chǎn)T恤的成本與在海外生產(chǎn)的成本相當(dāng)。例如，在孟加拉國(guó)，生產(chǎn)一件牛仔襯衫的人工成本約為0.22美元。如果由美國(guó)工人制造，人工成本躍升至7.47美元，但如果使用機(jī)器人生產(chǎn)線，每件T恤的成本僅為0.33美元。

就像Quartz所說(shuō)的那樣：“在一個(gè)操作人員的指導(dǎo)下，一個(gè)機(jī)器人每小時(shí)生產(chǎn)的襯衫數(shù)量等同于17個(gè)工人的工作量?！彼?，在John Henry與機(jī)器的對(duì)決中，似乎是機(jī)器勝出了。

縫紉機(jī)器人對(duì)紡織制造業(yè)的影響

在2000年到2010年之間，美國(guó)失去了560萬(wàn)個(gè)制造業(yè)崗位。但是，這些流失的崗位中只有13%是由于將廠址轉(zhuǎn)設(shè)在海外造成的，而有85%的崗位流失是機(jī)器人技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的“生產(chǎn)力增長(zhǎng)”所導(dǎo)致的。據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，全球由機(jī)器人完成的制造任務(wù)的平均值將在所有行業(yè)中從10%增長(zhǎng)到25%。

SoftWear并沒(méi)有強(qiáng)調(diào)機(jī)器人是如何取代制造崗位的，而是將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向討論制造商如何實(shí)現(xiàn)“本地縫制”，從而“在地理上縮短制造商和消費(fèi)者之間的距離”。

隨著普通美國(guó)服裝業(yè)工人臨近退休，用機(jī)器人技術(shù)影響該行業(yè)將會(huì)是一個(gè)長(zhǎng)期的解決方案。但是，在全球范圍內(nèi)，此類(lèi)技術(shù)將對(duì)雇傭低薪工人的亞洲制造業(yè)產(chǎn)生重大影響。根據(jù)國(guó)際勞工組織的報(bào)告，預(yù)計(jì)機(jī)器人將取代印度尼西亞64%、越南86%和柬埔寨88%的紡織品、服裝和鞋履制造業(yè)的工人。

紡織品制造機(jī)器人的未來(lái)

隨著我們通過(guò)機(jī)器人技術(shù)進(jìn)入自動(dòng)化的第四次工業(yè)革命，預(yù)計(jì)“人工智能（AI）、機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）和認(rèn)知計(jì)算將直接影響約47%的美國(guó)就業(yè)機(jī)會(huì)”。

然而，目前適用機(jī)器人進(jìn)行紡織品制造的前沿領(lǐng)域還僅局限于相對(duì)簡(jiǎn)單物品的大批量制造?！拔覀冇肋h(yuǎn)不會(huì)做婚紗?！?SoftWear Automation的首席執(zhí)行官Palaniswamy Rajan說(shuō)。

另一種提高供應(yīng)鏈效率的方法是，去年，亞馬遜獲得了一項(xiàng)按需服裝制造系統(tǒng)的專(zhuān)利，該系統(tǒng)可以在接收到訂單后對(duì)客戶的服裝進(jìn)行縫制。

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審核編輯黃宇