没有人工智能及其载体就没有智能制造

2017年9月26日至29日，2017中国国际缝制设备展览会（CISMA2017）在上海新国际博览中心隆重举行。这次展会以“智慧缝制技术与解决方案”为主题，彰显了缝制设备企业为下游服装行业所需把脉,十分准确,十分及时。我们在这次展会上看到了:平缝机、包缝机系列为了提高缝制质量和效率,创新开发了高速微油、自动左右切线、语音导航、缝料识别、缝迹自动检测、防鸟巢技术、同步送料系统、自动换梭、双针柱式旋转技术、针杆分离技术、数字化网络化云端化技术等等,创新这些技术的公司有上工申贝、杰克、标准、美机、富山、鲍麦克斯、中捷、大羽、汇宝、南邦、杜马、汉羽、顺发等等;在自动缝制单元系统上为适应大类服装缝制之需求,创意开发了大类服装加工流程所需系列产品、单元机全自动上料和收料技术、机器人或机械手抓取及传送技术等等,创新这些技术的公司有上工申贝、杰克公司的MAICA、标准、美机公司的EUROMAC、威士、富山、祥泰、维博、舒普、中森、乐江等等;在模板自动缝制单元系统上为适应大类服装缝制之需求,创意开发了大类服装加工流程所需系列产品、模板机全自动上料和收料技术、机器人或机械手抓取及传送技术、针梭分离及自动换梭技术、图案智能识别及自动生成图案花样数据技术、模板机自动产线技术、双丝杆双伺服控制系统、智能互换自动送料技术、多层模板及万能模板技术等等,创新这些技术的公司有上工申贝、杰克、中捷、标准、美机、中缝重工、川田、宝盈、舒普、中森、乐江、汉邦、启翔等等;在服装产品PLM管理上,不少公司围绕个性及批量定制进行了多方面的创新研发,一是集成了服装定制色款面需求与服装CAT/CAD/CAM对接,二是把产品PLM云端化、平台化,为服装企业作整体解决方案,创新这些技术的公司有长园和鹰、格柏、力克、深厚数码等等;在开发服务平台上,比较知名的有上工申贝的QONDAC网络在线监控生产系统、鲍麦克斯缝制设备数控系云管理平台、大豪缝制设备智能运转运维云平台、力克时尚平台PLM4.0、格柏PLM云服务平台、衣拿系统+物联网+MES管理平台技术等等,这些平台现在基本上是运行在网络环境下,实现数据通讯与控制,只是大多为设备运维服务,对一个全制造企业来说其服务面窄了一些。平台技术是实践智能制造工厂必不可缺的刚性技术,正因为如此,当今世界面向制造业的智能服务平台以德国西门子的MindSphere工业服务平台、美国GE的Predix工业服务平台以及我国海尔首创的COSMOPlat服务平台最为先进、最为标准,它们是我们现已有的平台努力方向;在为服装企业转型升级实现自动化智能制造的整体解决方案上,不少服装用相关软硬件企业贡献出很好的方案,例如杰克提供的“智慧缝制技术与解决方案”、长园和鹰携“互联网+、智能制造、智慧物流”无缝融合的全面解决方案、百联MES系统实现从订单到整个生产流程的全程控制的一体化解决方案、日本重机自动化设备和智能工厂解决方案、衣拿INA-PCG智慧吊挂整厂解决方案、威士服装后整理无人自动化智能车间方案、安徽奥瑞为中小服装企业开发的以数字化自动化设备和ERP+MES构成的服装中小企业整体解决方案、至尊宝坊开发的服装全定制系统+MES整体解决方案等等。其中特别值得一提的是长园和鹰携“互联网+、智能制造、智慧物流”无缝融合的全面解决方案,该集团公司在收购欧泰科吊挂系统和金勺自动模板缝制系统后,又在今年收购了德国宣尼伯克吊挂式自动立体仓储系统及其WMS管理系统,这样就完善了服装从面料进厂到服装成品出厂整个过程软硬件的供给和服务,同时，他们还在上海峰龙公司开发女装自动化智能制造示范、安徽红爱公司羽绒服自动化智能制造示范、山东昊宝公司西服自动化智能制造示范;在协同创新和战略合作上值得一提的是，标准公司携手北京华瑞科技公司在展会上以12台标准和威腾的数字化、自动化智能缝制设备,模拟服装加工构建了一个类似“智能工厂”的工厂,这些数字化、网络化的设备在网络环境下做到实时采集数据,进行数据云计算和分析,对模拟工厂进行设备管理、生产管理和智能决策,为观众展示了该模拟工厂生产统计、产能监测、生产工艺优化、数据交互、设备管理、数据挖掘、远程呼叫、员工薪酬等软件功能,加深了对未来实践服装企业智能制造工厂的认识;在这次展会上，为了适应服装企业智能制造的实践,机器人缝纫机及“机器人+人+自动化智能缝制设备”所组成加工模块到处可见,其中以杜克普阿德勒、KSL和百福展品更加引人注意,它揭示了未来服装加工模式和产线的必然变革;除了上面所说的八个方面的展品外,展会还有很多自动化智能化特种缝纫机、自动化智能化专用缝纫机、自动化智能化锈花机、自动化智能化毛巾机、自动化智能化激光裁剪雕花机、自动化智能化印花机等等,此处不一一叙述。总之,把这次展会展品创新技术作为服装企业实现智能制造的一个里程碑是一点也不过分的。

在众多智慧缝制设备技术之中我最感兴趣的是机器视觉、图像识别、语音导航、大数据分析等人工智能技术及其应用,我们所有行业的制造业,在“中国制造2025”战略指引下,总是要转型升级的。实施智能制造工厂就是要从制造智能和智能制造两个方面进行,说得通俗一些：实现智能制造要从制造智能入手,服装企业要实现智能制造就要把加工服装的设备先制造为智能,也就是通常所说的智能机器。我在《服装企业的智能制造之路》一文中(见《中外缝制设备》2017年06期第59~60页)提出过,在智能制造中，人工智能技术中的机器学习和机器视觉最为重要,人工智能技术把加工服装设备和机器人作为它的最隹载体使之成为智能机器和智能机器人,为的就是真正实现服装智能制造,没有人工智能及其载体就没有智能制造。

其实,在我们将要实现的智能制造过程中,加工设备里用的传感器(Sensors)会产生大量数据(Data)，海量数据使得机器学习(Machine learning)成为可能，机器学习的结果就是人工智能AI(Artificial intelligence)，而人工智能AI又指导机器或机器人(Robots)去更精确地执行任务，机器或机器人执行任务的行动(Actions)又会触发传感器。这整个就是一个完整的循环,见图一。

图一智能制造数据设备动作循环

在这次展会上，杜克普-阿德勒展视的以“机器人+人+自动化智能缝制设备”所组成动态加工模块,虽然它的机器人内载人工智能级别不是很高,自动缝制设备也没完全成为内载机器学习的智能机器,但它的运转确实遵行了上面的循环动作,见图二。

图二“机器人+自动缝制设备+人”组成的自动化加工模块

杜克普-阿德勒展示的“机器人+人+自动化智能缝制设备”所组成动态加工模块更重要的是它还揭示着未来服装加工模式和产线的必然变革,这就是我们通常所说的21世纪制造业的生产线主要方式是模块化生产系统MPS(modularized producing system)。

日本专家青木昌彦对产品和制造的模块化定义是这样说的:指可组成系统的，具有某种确定独立功能的半自律性的子系统，可以通过标准化的界面结构，与其它功能的半自律性子系统按照一定的规则相互联系而构成的更加复杂的系统。哈佛大学的Badlwin教授发表一篇题为“模块化时代的管理”的文章,指出模块化生产系统基于它的高柔性、模块可以外包降低成本、可实现多品种少批量的个性化定制(MC)等,所以是21世纪主要生产方式。

模块化可以是产品模块化、产品生产过程模块化、产品组装模块化、产品供应模块化等，以衬衫产品生产加工模块化为例,见图三。可见在这个模块化加工产线只用了7—8个人和8台普通缝制设备就能高效地定制加工衬衫。

我们设想一下,我们用杜克普-阿德勒的办法,用一个人、一个机器人和三台自动化智能缝制设备组成一个模块加工工位来替代这个衬衫的模块式加工线,不就做到了无人或少人自动化模块加工了吗?

目前，我国在美国设立的天源公司生产T恤衫,平均生产一件只需22秒,为何如此高效呢?因为它用的就是机器人和自动化智能缝纫机所组成的模块式加工产线,见图四。

图四天源T恤自动化智能产线

展会产品展示和现实告诉我们,在实践服装企业智能制造工厂时要有“人工智能机器人+人+智能机器”三位一体的扁平的、不是固定的、信息物理系统组成的加工模块及产线，有了它才能实现比现在传统固定生产流水线更高效率、更高品质、更加柔性、更加省人的动态的、重构的、模块式加工及产线。愿我们服装相关设备企业在服装模块式加工工位及产线创新出更多新品!