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产业升级 机器换人 订做T恤衫只需22 秒
Georgia Tech 的分公司 SoftWear Automation 正在研发超高速缝纫机器人,这可能会颠覆整个纺织服装行业。
预计今年晚些时候,数十台机器人将在美国阿肯色州的小石城(Little Rock)的一家新工厂里投入使用。这家工厂不生产汽车和电子产品,也不生产目前机器人已经驾轻就熟的其他产品。相反,它生产的是 T恤衫——大量T恤衫。当这些缝纫机器人完全投入使用后,其生产速度能达到惊人的每 22 秒一件。

数十年来,实现服装纺织行业的自动化一直是困扰机器人专家的难题。传统的机器人擅长操作刚性物体,但是在处理像布类这种柔软的材料时就显得相当笨拙。

在早期,人们尝试实现自动缝纫时,会给布块上浆使其暂时变硬,这样机器人就能像操作钢板一样操作它们了。然而,虽然尝试过多种方法,但在商业上都不可行,主要是因为服装行业依赖发展中国家的廉价劳动力,导致其抵制自动化。

现在 Georgia Tech 的分公司——位于亚特兰大的 SoftWear Automation 公司声称,他们已经制造出了一种实用的缝纫机器人。该机器人采用的是一种将机器视觉和先进的机械手结合起来的高科技方法,而且使用过程中无需给布料上浆。阿肯色州的一家工厂(属于中国最大的服装制造商之一的 Tianyuan 服饰有限公司)将会把 SoftWear 公司的机器人 Sewbots 装配到其 21 条生产线上,并计划每年为阿迪达斯生产 2300 万件 T 恤。

Tianyuan 公司董事长 Tang Xinhong 去年接受《中国日报》采访时表示,他预计生产每件 T 恤的成本只有 33 美分,他说,“在全世界,即便是最便宜的劳动力市场都不能与我们竞争”。

中国公司将在美国使用机器人生产 T 恤的事实似乎是服装行业的分水岭。南加利福尼亚大学先进制造中心主任、美国洛杉矶的萨蒂扬德拉·K·古普塔说,缝纫机器人最终将使工厂生产服装不仅更快、更便宜,而且定做化程度更高。他说:“你拿到的是根据你的身材和时尚品味而生产的衣服。这将从根本上改变服装行业。”

今天,如果你走进一家T恤制衣厂,你会发现工人几乎参与了订做T恤衫的每一项工作。当机器人接管他们的工作后会发生什么?一些观察人士警告说,数以百万计的人可能会失去工作,另一些人则认为,从长远来看,自动化将分散制造业,在更多的地方创造新的、更好的工作岗位。

SoftWear 的董事长兼首席执行官 Palaniswamy“Raj”Rajan 表示,“我们的愿景是能够在世界任何地方生产服装,而不是依靠廉价的劳动力和外包”。SoftWear 公司已经从风险投资公司 CTW Venture Partners 筹集了 750 万美元。他说,当制造商离他们的客户较近时,他们可以更快地设计和交付新产品,并减少运输和库存成本。

但是,这些改变不会在一夜之间发生。尽管 SoftWear 和其他公司展示了自动化缝纫技术,但他们的面对的问题仍然极具挑战。纺织物的重量和纹理各有不同,对于机器人来说,处理这么多种类的东西还是很棘手的。卡内基梅隆大学机器人研究所的首席科学家 David Bourne,他重点研究的是构建制造业的自动化智能系统,他说:“人类的作用仍然至关重要,例如操作纺织物或安装缝纫机。不过,整个生产过程的材料处理部分正在消失。” 

SoftWear 公司用来解决材料问题的方法相当巧妙(该公司拥有三项发明专利和多项专利申请)。由于纺织品的拉伸和变形让问题变得很棘手,公司决定跟踪织物中的单个线程,而不是试图通过跟踪其整体尺寸来控制一块纺织物。为此,公司开发了一种能够每秒捕获 1000 帧以上的专用相机,以及一套图像处理算法,用以在每一帧上检测线程的位置。

与此同时,该公司模仿缝纫机操作员用手指处理纺织物的方式,制作了机器人操纵器。这些由精密线性致动器驱动的显微操作器可以通过缝纫机用亚毫米级精度引导一块布料,纠正原材料的变形。

此外,SoftWear 公司推出了另外两个系统来移动纺织物面板:一个是带有真空夹子的四轴机器人手臂,它可以将纺织物放在缝纫台上;另一种是 360°的传送系统,它使用嵌在桌面上的球形滚轮使面板高速滑动和旋转。

该公司现有的 Sewbots 机器人可以制造浴巾、枕套、毛巾和其他大多数平整的、圆形或方形的产品。首席执行官 Rajan 说,目前已经有 200 万种这类产品在 Target、沃尔玛和其他主要零售商上销售。而且在年底之前“我们的机器人将会每年生产 3000 万件产品”。

SoftWear 公司现在正在改善 Tianyuan 工厂的缝纫机器人。生产 T 恤比生产地毯要复杂得多,因为 T 恤需要多个不平整的接缝和下摆。如果一切按计划进行,Sewbot 机器人将能够执行与 10 名工作人员等量的任务(例如在传统的生产线上缝制袖子或贴上标签),而机器人大约只需要一半的时间。

在实现生产 T 恤之后,SoftWear 公司希望把重点放在牛仔裤、衬衫和制服的生产上,而这些更难做。机器人最终会缝制我们穿的每一件衣服吗?“不”,Rajan 说,“类似高级时装,新娘礼服这样的东西,还是要由人来完成”。所以现在看来,“机器人时装”的到来还有待时日。

自动化取代人力的情况并不少见,我们经常看到工厂导入自动化生产,但在服装生产环节中,较复杂的缝纫工作仍仰赖人力,但随着阿迪达斯(Adidas)的代工厂开始导入纺织机器人 Sewbot,这种情况可能即将出现改变。

身为阿迪达斯体育服装的代工商,中国天源服装(Tianyuan)在 2016 年底前进美国投资,收购阿肯色州小岩城一座厂房改建为纺织厂,阿肯色州州长在当时透露,天源带来的都是科技含量较高的工作。

究竟科技含量多高呢?如今答案似乎揭晓了。TNW 报导指出,天源预计在小岩城的纺织厂全面部署纺织机器人 Sewbot,用来取代产线工人的多数工作,让织物的缝纫和生产更迅速精确,并大幅降低生产成本。

据了解,Sewbot 是由美国亚特兰大的 SoftWear Automation 开发,他们在 2012 年与美国国防高等研究计划署(DARPA)签署 125 万美元合约,一同合作研发这项技术。

与一般的纺织自动化稍微有些不同,由于 Sewbot 搭载相机镜头,因此能透过“视觉”分析材料来引导手臂动作,两者的配合让 Sewbot 能切割、缝制柔软的布料,甚至能以比人眼更高的准确率来缝制服装,这是以往类似自动化系统无法做到的任务。

天源服装的董事长唐信宏表示,天源预计安装 21 条全自动生产线,产线将在明年底前全面运作,届时每 22 秒就能生产一件 T 恤,这意味着天源能为阿迪达斯每日生产 80 万件 T 恤,每件 T 恤的人事成本约只 0.33 美元。

“放眼全球,即使是劳动力最便宜的市场也无法与我们竞争,我对此感到十分兴奋。”

过去由于纺织自动化能做的任务有限,部分缝制工作仍得仰赖人力。随着 Sewbot 进入实际应用,服装制造业或许将迎来大幅度成长。对消费者来说,至少天源代工的阿迪达斯服饰可能会便宜点。

但同样的,如果纺织机器人系统能 22 秒生产一件 T 恤,这或许也意味着许多人将失去他们的工作。
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