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        軟件操控機(jī)器?能否挽救被?動(dòng)化“遺忘”的服裝業(yè)?

        2023-05-30 12:52:38
        海外星云 2023年3期
        關(guān)鍵詞:遺忘縫紉產(chǎn)線

        近日,國(guó)內(nèi)一家機(jī)器人公司梭芯智能Bobbin宣布與跨境母嬰服裝頭部品牌PatPat達(dá)成合作,其研發(fā)的初代縫紉機(jī)器人將于廣州番禺工廠進(jìn)行測(cè)試。服裝是一個(gè)關(guān)乎民生的萬(wàn)億級(jí)行業(yè),但在這一領(lǐng)域中創(chuàng)業(yè)的機(jī)器人公司少之又少,梭芯的定位顯得相當(dāng)獨(dú)特。

        服裝機(jī)器人一直未形成市場(chǎng)的原因在于,服裝生產(chǎn)的場(chǎng)景難以被自動(dòng)化解決。

        在金屬、塑料加工或是汽車行業(yè)中,機(jī)器人的使用已經(jīng)尋??梢?jiàn),無(wú)論搬起幾十公斤的車架,或是快速焊接物體,機(jī)械臂都不在話下。但在服裝工廠,機(jī)械臂面對(duì)的是柔軟布料——可以拉伸、彎曲和折疊,而目前沒(méi)有成熟的產(chǎn)品能像人手一樣靈活地操控布料,即便有公司想要嘗試也要付出高昂的研發(fā)成本。

        作為創(chuàng)業(yè)公司,梭芯試圖用最前沿的機(jī)器人技術(shù)扎進(jìn)服裝這一最為傳統(tǒng)的行業(yè),找出場(chǎng)景需求的最優(yōu)解,來(lái)提高服裝產(chǎn)業(yè)鏈的整體生產(chǎn)效率。

        隱藏在縫紉車間里的龐大藍(lán)海并非沒(méi)有人踏足,在勞動(dòng)力成本異常高昂的歐美國(guó)家,也出現(xiàn)過(guò)一些縫紉機(jī)器人的方案。

        縫紉工序的關(guān)鍵之一在于“夾取”,來(lái)復(fù)現(xiàn)工人在縫紉機(jī)前引導(dǎo)布料的操作,真空吸取、靜電和針刺等都不能完美解決不同布料的夾取。一家美國(guó)縫紉機(jī)器人曾推出T恤的自動(dòng)化產(chǎn)線,價(jià)格達(dá)千萬(wàn)元,但只適用于簡(jiǎn)單固定款式的生產(chǎn),遠(yuǎn)達(dá)不到解決問(wèn)題的程度。

        為了從縫紉工序中破局服裝制造的自動(dòng)化,梭芯創(chuàng)始人王嘉卿拉來(lái)了在加州理工讀博期間專攻機(jī)器人方向的校友馬文龍。創(chuàng)辦公司后,兩人連續(xù)在工廠中吃住數(shù)月。長(zhǎng)時(shí)間的觀察讓他們注意到,即使是同一道工序,幾乎每個(gè)工人都有自己的一套縫紉手法和小訣竅,沒(méi)有一套標(biāo)準(zhǔn)化的操作可供參考。

        他們決定由此突破,讓機(jī)器人像人一樣操作。在軟硬件設(shè)計(jì)上,梭芯自研執(zhí)行機(jī)構(gòu),例如夾爪等硬件,利用了3D視覺(jué)及安全力控,來(lái)讓縫紉機(jī)器人擁有真正的“手”和“眼”,解決多種縫紉工藝的布料操作難題。

        具體來(lái)說(shuō),機(jī)器人可以通過(guò)深度學(xué)習(xí)和3D視覺(jué)對(duì)布料的抓取點(diǎn)位精準(zhǔn)定位,來(lái)預(yù)測(cè)裁片的幾何形變、顏色和運(yùn)動(dòng)軌跡,這就具備了“眼”的功能。在軟件層面,梭芯基于機(jī)器人和布料的動(dòng)力學(xué)模型開(kāi)發(fā)了非線性優(yōu)化算法,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃與精準(zhǔn)控制,進(jìn)而可以對(duì)裁剪好的布料進(jìn)行分撿、放置、平鋪、翻轉(zhuǎn)和對(duì)齊等復(fù)雜操作。

        布料操作問(wèn)題只是成衣制造自動(dòng)化的難點(diǎn)之一。

        即使是同種衣服,布料、款式的不同還需要完全不同的生產(chǎn)流程。同樣是T恤,根據(jù)領(lǐng)口的不同,就會(huì)使用不同種類的縫紉機(jī)??钍降亩鄻有詣t是決定快時(shí)尚品牌競(jìng)爭(zhēng)力的核心壁壘。

        任意打開(kāi)一家知名快時(shí)尚服飾網(wǎng)站,光是T恤就有百十款。一件簡(jiǎn)單的T恤,可能只需要10~20個(gè)不同步驟,而要讓自動(dòng)化設(shè)備完成這些步驟,需要工程師花大量時(shí)間來(lái)編程。如果針對(duì)上百款的衣服都開(kāi)發(fā)自動(dòng)化專機(jī),其工作量與回報(bào)顯然不成正比。要真正落地應(yīng)用,縫紉機(jī)器人就必須靈活地應(yīng)對(duì)不同款式的生產(chǎn)需求。汽車、3C行業(yè)中只做單道工序的做法在這一場(chǎng)景并不適用。

        針對(duì)適應(yīng)性問(wèn)題,梭芯設(shè)計(jì)了一套工藝庫(kù)和快速產(chǎn)線部署軟件的架構(gòu),來(lái)完成不同生產(chǎn)需求的快速組建和部署。

        這套架構(gòu)類似于樂(lè)高積木,工藝庫(kù)能夠?qū)⒁恍┩ㄓ玫目p紉工藝打包成隨手可用的“積木”,可靈活調(diào)整以適應(yīng)不同的款式。

        比如一款T恤有十多個(gè)步驟,但其中有好幾個(gè)步驟是屬于同一類工藝,“例如肩線和側(cè)線的包縫工藝,下擺的包邊和袖子的包邊都一致?!边@些相似的步驟組成了單元化的工藝包,讓機(jī)器人有更高的通用性。

        快速產(chǎn)線部署軟件則是積木式工藝的流程調(diào)度架構(gòu),通過(guò)調(diào)用這些工藝包,服裝工廠能夠按照需求快速搭建適應(yīng)不同多種款式和尺寸的生產(chǎn)流程。

        此外,為了實(shí)現(xiàn)快速和低成本開(kāi)發(fā)和迭代,梭芯自建高保真仿真環(huán)境。梭芯仿真環(huán)境采用高保真物理引擎,用大量數(shù)據(jù)讓機(jī)器學(xué)習(xí)算法快速進(jìn)化,進(jìn)而快速檢測(cè)業(yè)務(wù)邏輯、軟件系統(tǒng)、動(dòng)力學(xué)特性和碰撞等。

        經(jīng)過(guò)了近一年時(shí)間的開(kāi)發(fā),梭芯的初代智能縫紉機(jī)器人已經(jīng)臨近落地。據(jù)梭芯透露,目前其樣機(jī)已實(shí)現(xiàn)基本款童裝縫紉工藝的全自動(dòng)化,在無(wú)人介入的情況將裁片直接縫制為成衣,且成品質(zhì)量與人工無(wú)異。

        梭芯近期將部署初代產(chǎn)品至客戶工廠現(xiàn)場(chǎng),并通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)與客戶共同驗(yàn)證機(jī)器人技術(shù)為服裝行業(yè)帶來(lái)的價(jià)值。

        機(jī)器人是一項(xiàng)多學(xué)科融合的前沿技術(shù),能將技術(shù)快速落地應(yīng)用到產(chǎn)品,來(lái)源于梭芯的產(chǎn)學(xué)研基因,梭芯核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員出自加州理工學(xué)院、蘋(píng)果和豐田研究中心。

        這場(chǎng)傳統(tǒng)制造業(yè)的自動(dòng)化轉(zhuǎn)型之戰(zhàn),即將拉開(kāi)帷幕。

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