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缝制行业智能制造的现状及未来发展趋势(一)
2018-7-24 9:58:45    作者:  网友评论 0 条   文章来源:中外缝制设备
       摘要:本文在对现代缝制业制造技术进行了概述的基础上,阐述了缝制业智能制造发展现状及存在的问题,并且对缝制行业智能制造提出一些看法及其具体任务发展趋势进行了分析。以期本文能够为缝制业的从业者和管理者提供一些参考作用,为缝制业做一点有意义的事情。

       关键词:缝制业;智能制造;技术现状;未来发展趋势
 
       一、导言
       智能制造到底是什么?智能制造就是按照人和机器所需要的形式,使用实时数据和技术。智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事,去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新,扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

       智能制造是基于CPS(赛博物理系统)技术构建‘状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升’的数据闭环,以软件形成的数据自动流动来消除复杂系统的不确定性,在给定的时间、目标场景下,优化配置资源的一种制造范式。智能制造解决方案的其他关键组件包括:设备和连接、数据采集、信息管理和可视化、数据分析和情报、商业决策、工作流执行。智能制造系统的大脑是制造中的数据。使用这些数据进行一系列的分析规程,包括:描述性-用于捕捉产品的状况,环境和操作;诊断-检查降低产品性能或失败的原因;预测性-检测即将发生事件的模式;说明性-确定改善结果或纠正问题的措施。

       缝制业的发展是社会经济发展的重要影响因素,同时制造技术的发展是缝制业发展的根基。从单台设备自动化和产品智能化入手,紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、实现生产效率和产品效能的提升,这是智能化的物质基础。

       智能制造是在机械自动化和装备自动化得到充分实现之后,与信息化和智能化高度融合的产物。CPS为整合运算、网路通讯与实体环境于一体的多维度复杂智慧系统,也就是利用结合后端运算平台、现场感测器与致动器,在物联网的基础架构下进行实时(Real-Time)的动态控制与服务。说通俗点就是,该技术让实体设备得以更智慧化,机器与机器(M2M)间可进行独立交换讯息、触发行动与相互控制,不但大幅改善制造过程,也让供应链与生命周期管理更加有效率。
       智能制造的核心就是: 以物联网为基础,以数字化为中心,以信息物理系统CPS为手段。当前行业基于物联网、云计算、大数据分析的新运营体系已初具雏形,并正由单纯的工业机械制造向智能制造和整体解决方案及系列增值服务方向快速转变。根据目前缝制业的基础和发展现状,中国缝制机械行业要实现数字化、网络化、智能化制造,必须在物理模型、信息模型和能量模型三个维度上,实现装备的横向集成、信息的纵向集成及产品生命周期和企业价值链集成。在技术上实现用虚拟网络把不同的实体设备联系到一起,让工厂成为一个整体。通过虚拟网络,使产业链成为一个整体,与社会融为一体,从而完成缝制生产模式的根本转变,实现真正意义上的智能化、模块化、网络化、数字化。

       二、缝制业智能制造发展现状及存在的问题

       1.缝制机械智能制造发展现状
       我国现代缝制机械工业起步于上世纪50年代初,兴起于80年代。经过30多年的发展,产业结构从一个相对落后的传统轻工消费品行业,发展成为集光、机、电技术为一体,为纺织服装、汽车建材、航空航天等领域提供全套缝制技术解决方案的先进装备制造业;产品结构历经了由脚踏式家用缝纫机向普通工业缝纫机,再向机电一体化智能缝制设备的两次重大转型升级;技术水平从简陋的手工装配到先进的装配生产线,机壳加工线、涂装线、数控加工设备、整机加工中心,再到物联网、3d缝制机器人,系统化、单元化和智能化产品不断涌现,完成了从传统制造业向先进装备制造的成功转型。

       根据数据显示,智能制造仍是现阶段我国制造业的短板之一。国务院发展研究中心在2017年3月发布的一份研究报告称:中国制造业整体尚处于由工业2.0向工业3.0过渡的阶段。《2016—2020年中国智能制造行业深度调研及投资前景预测报告》称,大部分中国企业处于研发阶段,仅16%的企业进入智能制造应用阶段;从智能制造的经济效益来看,52%的企业智能制造收入贡献率低于10%,60%的企业智能制造利润贡献率低于10%。

       从CISMA2017展会上我们可以看到:以“智慧缝制技术与解决方案”为主题,融合了新一代信息通信技术与先进缝制技术,将分动力驱动、机械臂、视觉感知、数据互联、远程运维等新技术与传统缝制机械完美结合。随着信息技术与先进制造技术的高速发展,我国智能制造装备的发展深度和广度日益提升,以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的智能制造装备产业体系初步形成,智能化的设备将成为行业主流。数字化技术是制造业信息化的基础,它以计算机软件、外围设备、协议和网络为基础,用于支持产品生命周期的制造活动和企业的全局优化运作。这次展览会让我们看到随着数字化技术的日益进步,展品包含了缝前、缝中、缝后各类机器以及CAD/CAM设计系统、APS、GSD、MES、ERP等管理系统,完整地展现了缝制服装的整个链条。

       智能化缝制设备已经成为工业缝纫机的发展趋势。以伺服、步进电动机作为主要动力来源,综合使用嵌入式系统技术、运动控制技术以及机电一体化技术是智能化缝制设备的一个特点。智能缝制设备嵌入式系统是一种专用的计算机应用系统,无论从硬件构成,还是软件处理方面,都体现出其独有的特点。从硬件构成上来看,它是典型的光机电一体化设备。从缝制机械机构、电动机、电机驱动器、光电传感器到运动控制器,以至于人机交互设备,系统硬件构成较为复杂。从软件构成上看,智能缝制设备嵌入式软件系统以控制缝制机构完成花样缝制为主要目的,嵌入式软件系统不仅与应用密切相关,而且涉及运动控制、设备驱动等多方面内容。

       在这次CISMA2017展会上,为了适应缝制业智能制造的实践,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)。目前,我国在美国设立的天源公司生产线就是机器人和自动化智能缝纫机所组成的模块式加工生产线。
       以缝制设备自动化为基础,推广应用CAT/CAD/CAM集成系统、吊挂及其它单件衣片自动输送系统、自动缝制单元、模板自动缝制系统、机械手或机器人参与衣片抓取传递和操作系统、以RFID技术为核心的柔性整烫系统、以RFID技术为核心的自动立体仓储物流配送系统及其WMS管理系统等;进行生产流程再造,加强系统连接和组合,消除技术孤岛,实现平台集成应用;有条件的企业运用感知传感器、感知物联网、各种服务网、人工智能等新技术,推动智能装备与人和产品的互联,为建设自动化、智能化制造车间打好基础。
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