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物联网——缝制设备领域的新探索
来源:中国缝制设备网 时间:2015-01-06


    物联网技术,或将促使服装生产设备领域呈现新气象。今年年中于北京召开的“全国缝制机械行业物联网技术应用研讨会”也在推进物联网相关技术应用于本行业的进程。这次会议上,国家工信部、中国服装协会、中国缝制机械协会领导,同缝制机械行业各骨干企业相关技术负责人、有关科研机构负责人、服装行业相关人员等30余人就行业物联网技术发展问题进行座谈,切实探索行业物联网技术的发展模式。
    中国缝制机械协会理事长何烨在物联网应用研讨会上表示:“物联网技术研讨会的召开标志行业将从单机自动化、智能化进入到工业化、信息化全面融合的新时代。”物联网之于行业未来发展的意义可见一斑。
    物联网,作为新一代信息技术的重要组成部分,它的核心内容有哪些?如何应用到服装生产设备领域?行业企业在该领域的研究现状如何?未来发展和所遇问题怎样?本文将针对上述问题,一探究竟。
    何谓“物联网”?
    2008年金融危机之后,为了促进科技发展、寻找新的经济增长点,各国政府在技术规划层面聚焦物联网及其相关技术。在我国,物联网产业从无到有、从小到大,已经形成了覆盖芯片和元器件、设备、软件、系统集成、电信运营、物联网服务在内的较为完整的产业链。产业规模从2009年的1 700亿元跃升至2012年的3 650亿元,年均复合增长率接近30%。据有关部门统计,物联网产业规模在2013年突破5 000亿元。
   “物联网”,被视为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次科技浪潮。从字面意思上理解,“物联网”即为物物相连的互联网。它是利用互联网或局域网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物品等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。从一定程度上看,物联网代表了人们工作与生活方式的转变,“物联网”时代将给生产制造、企业管理和人类生活等带来便捷。
     可以说,物联网是互联网的延伸,它包括互联网及互联网上所有的资源,兼容互联网所有的应用,但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化的。与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心。物联网的用途十分广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、工业检测、照明管控、个人健康、视频追溯和情报搜集多个领域。
    物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机,此后关于物联网的研究和实践也在不断发展.物联网应用涉及三项关键技术,它们分别是传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术。如果把物联网比作一个人体,那么传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。
    物联网的应用模式分为对象的智能标签和对象的智能控制。前者通过NFC、二维码、RFID等无线技术标识特定的对象,例如在生活中使用的各种智能卡,条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息;此外通过智能标签还可以获得对象物品所包含的扩展信息,例如智能卡上的金额余额,二维码中所包含的网址和名称等;后者指物联网基于云计算平台和智能网络,可以依据传感器网络,用获取的数据进行决策,改变对象的行为进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度,根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。
    与缝制设备结合
    缝制设备从单一的平缝机发展到包缝机、绷缝机、钉扣机、锁眼机、套结机、多针机、曲折缝、刺绣等若干机型,并在近年来走上了集成化、单元化的发展道路。一方面,随行业机电一体化技术的成熟,带电控装置的缝制设备得到广泛应用,设备的自动化程度越来越高。另一方面,传感技术的应用与光、电、气的结合,促使缝制设备能够实现一机多能,集成数道工艺、工序的自动缝制单元日益常见。然而,缝制设备在单个机体层面上的技术发展与突破终究可能遇到瓶颈。今天,行业研讨物联网技术,旨在从更广的层面和更系统的方面实现缝制设备的突破。
   先来看服装生产设备应用的终端,下游服装服饰的生产是柔性而充满不确定因素的动态过程。目前,自动化程度大幅提高的服装生产设备能够满足用户在提高生产效率、节省人工等方面的需求,一些专门用于完成某道、某几道工序的特种缝制设备,比如自动开袋机、自动贴袋机、自动门襟机等,在增加单位时间内的产量、减少工序、降低工人技能要求等方面都有不俗的表现。但是,单个加工环节效率的提升与服装工厂整体效率的提升并不成等比。服装服饰生产过程中,每一个环节都有可能成为制约生产的因素。何况,不同的工人做同一工序的生产效率不同,同一个工人在不同的时间做同一工序的生产效率也不同。
    未来,缝制设备单机功能、性能的改进与提升将遭遇技术瓶颈,其根本的原因在于一人一机的应用模式。这种模式,没有从根本上改变对劳动力的依赖。作为劳动密集型的传统纺织服装产业,有数千上万人规模的工厂,工厂的每个车间有成百上千台的缝制设备,设备种类多达几十种,这样庞大的一个系统在运转时会面对一系列的问题,比如:如何有效地管理多种生产设备?如何了解每台设备的生产进度?如何迅速准确地维修故障设备?如何提高总的生产效率以及产品品质?如何做好员工与薪资等日常管理?
    这些问题如何把控和解决?物联网技术能够在这些方面发挥作用。通过应用物联网技术,工厂可以将原本各自为政的各环节互联互通,形成覆盖全制造的信息化生产网络,能帮助企业实现效率和利润的最大化,缓解以上出现的各种问题,为行业提供再升级的机会。
    应用于行业的现有形式
    实际上,物联网技术已经在行业得到局部应用,比如吊挂系统、联网软件等。这为行业在更广的范围、更深的程度上应用物联网技术乃至迈向物联网时代开了一个好头。然而,现有的这些产品与方案虽然对终端用户的生产与管理有改善作用,但相对于物联网技术体系来说,还属于浅层次的应用,一些技术停留在表面。因此,物联网技术与服装生产设备领域的结合,还有很多的工作可以做,还有很多的技术需要探索与突破。就目前的成果来说,主要表现在三个方面。
    以吊挂系统等为代表的生产辅助工具
    国产智能化吊挂系统的发展历程已有十年,最初的功能是为了实现流水线上半成品及成品的自动传输,从而减少人工搬运时间,减少浪费。在此基础上,智能化吊挂系统的功能随着时间推移也越来越多,能进行智能化生产管理,管控到整个加工过程,消除生产瓶颈,实现整个组单位时间内产量的最大化,提高整体效率。
    流水线上,采用RFID技术实时采集的生产数据进行统计分析后,能为服装制造提供参考和改进的依据,解决了传统生产模式下诸多问题,实现流水线的平衡。智能化吊挂生产线、自动节拍式流水线等一系列产品在服装、家纺制造业中已经有很多成功的案例,除了最常用在的缝制环节,目前吊挂系统还能做到从前道一直贯穿后道整个流程的连接,成为真正的自动运输。
    以联网系统为代表的生产管理软件
    将服装生产设备进行网络连接、构建网络管理系统,良好地诠释了“物联网”这个概念。电子和网络信息技术的发展、电控系统的功能提高,为实现服装生产设备物联网提供了基础。物联网构架中的三个层次感知层、网络层、应用层,相对应地由设备控制系统、互联网或局域网和网络管理系统组成。
 


    在一定的基础上,各种类似缝制设备联网系统和智能制造平台的生产管理软件逐步面向市场,并已经在用户工厂发挥了良好的作用。生产管理系统串联起了加工原料、制版裁剪、缝制加工、后道整理、仓储、销售的整个流程,实现了各环节的环环相扣、无缝衔接,全数字化的信息采集,实时准确地掌握生产信息和数据分析,利用云计算模式为客户提供制造云服务,帮助企业改进生产业务流程、优化资源配置和调度,提高生产效率和管理水平。更重要的是覆盖原料、制造、物流、销售等各企业的互通互联,能实现企业间制造资源和制造能力的在线协同服务。
    应用物联网技术的高端缝制设备
    将来,引入智能物联的概念后,缝制设备与生产线向网络化、协同化控制方向发展或将成为新的趋势,基于物联网技术的新一代工业缝纫机也可能问世。
    想象一下,物联网应用在缝制设备上,设备能够学习与模拟工人的加工行为,分析最优加工方式、指导工人行为,甚至采用机器人实现服装缝制的全智能化。已经有机器人在其他制造业和其他行业取代人类劳动,如果能够在服装生产设备领域取得成功,这将给服装生产带来颠覆性的变革——那意味着,生产再也不需要工人的手和视力来完成,只需要机器精确的移动布料缝制即可。
    物联网时代的缝制设备,是传感器技术和网络的直接结合。更多的传感设备将运用于各类缝制设备,能够支持更多的设备采集运行参数、进一步提高智能化水平,为上层软件系统提供必要的执行基础。大量的缝制设备通过网站连接起来,工厂做大数据采集,通过数据分析和调整生产中的问题,以达到最佳效果。此外,工人通过数据还能对设备的使用情况了如指,充分掌握常见故障高发的环节,开发出更有效的缝制设备或者优化加工行为。
    在行业物联网应用研讨会上,西安标准介绍了基于物联网的新一代工业缝制设备系统,该系统利用智能传感技术、嵌入式软件技术、无线网络技术、软件中间件技术,实现智能化的数据采集、数据处理和数据分析等功能。产品主要由五部分组成:缝纫机及其电子控制设备、传感器网络、网关设备、后台可视化监管软件、数据分析和处理软件系统。缝制设备与生产管理系统连接后,接收平台信息,确定生产的款式、颜色、尺码等,然后根据工艺和IE安排工序,分配站点。接着,每个站点的缝制设备直接接收生产管理系统的信息,获取本机要加工的工序信息。最后,根据上述信息自动设定加工模式、针脚密度等参数。

 


    物联网技术带来的优势
    物联网技术的引进,将极大地推动纺织服装行业和缝制机械行业的发展,为所遇问题和瓶颈提供了一条可行的解决之路,其优势不仅体现在通过信息化提高企业内部的生产水平和管理水平,更体现在促进纺织服装行业的升级。
    对于纺织服装生产来说,物联网技术的有效运用能在多个方面起到积极作用,比如能对精益生产实施过程生产平衡与否做出及时的反馈,以减少管理的复杂程度同时提高生产效率;比如自动数据采集为企业运营提供可靠的参考,以减少库存。随服装生产设备的更新换代,智能化、高效化的生产模式得到运用,下游产业的劳动密集型发展模式和产业结构或将在未来被打破。
    对于缝制机械行业来说,通过信息化和工业化相结合,实现传统缝制机械制造业向信息服务业延伸,增加缝制机械的附加值,对整个缝制机械制造在研发、零配件生产、装配、售后服务的提升将起到了巨大的推动作用。
    困难及未来发展
    在着力倡导制造行业信息化、工业化两相深度融合的今天,物联网技术应用于缝制机械是明显的发展趋势。通过物联网技术实施改造,缝制机械及相关行业都将发生颠覆性的改变,生产智能化程度将大大提高。
    发展任何一项技术,都是机遇与挑战并存。将物联网技术应用到缝制机械要先解决几个关键问题,比如智能化设备的开发和应用、系统化软件的开发,还有包括硬件软件的接口、产品语言、数据格式等在内的多项标准的制定等。
    物联网技术是一项综合性的技术,是一个系统性工程,仅靠一家企业生产所有产品是不可能做到的。因此,整个网络将涉及缝制机械生产企业、物联网平台运营商、服装家纺等终端用户,每个领域还各自有其需要解决的问题。此外,基础建设和项目研发推广更是需要庞大的资金,参与物联网技术开发的企业都迫切地希望得到来自政府相关部门和行业相关机构的积极引导和大力支持。
    行业物联网技术应用的相关工作也局部展开,企业也将继续深化相关研究。未来,或可出现涵盖整个缝制设备从花样设计、缝制工艺设计、生产订单管理、加工生产管理、设备监控、设备维护、工人管理一系列完整产业链的网络。通过专用的网络服务器,实现对各类型缝制设备的有效连接,推行云服务,在设备的远程软件升级、故障远程判断和解决、提供资源性数据服务等方面,多项工作并行。
    总的来说,物联网并不是一个新兴的技术,它已在很多行业很多领域运用得非常成熟甚至早已经潜移默化地走进人们的日常生活,但物联网技术在纺织服装生产和缝制机械行业的应用才刚起步。如果这是行业实现弯道超车、迈向强国的一个途径,企业就该增强科技创新的能力、充分发挥企业的实力,推动相关技术的发展。相信,一旦具备良好的基础条件、政策与经济环境、市场的多方支持,缝制设备物联网时代的前景将非常美好。
    链接
    政策环境不断完善
    《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出,要“推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范。”
    2013年2月5日,国务院发布《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》,明确了发展物联网的指导思想、基本原则,提出了发展目标、主要任务和保障措施。对部门、地方协同合作推进我国物联网发展具有重要意义。
    工信部印发《物联网“十二五”发展规划》,明确了“十二五”期间我国物联网发展的指导思想,主要原则和发展目标,提出了“十二五”期间我国物联网发展的主要任务,重点工程和保障措施。同时,工信部联合相关部门发布了10个物联网发展专项行动计划,包括顶层设计、标准制定、技术研发、应用推广、产业支撑、商业模式、安全保障、政府扶持、法律法规保障、人才培养。
    关键技术得到突破
    我国在芯片、通讯协议、网络管理、协同处理、智能计算等领域取得许多项科技成果,在传感器、通信、网络等方面拥有众多自主知识产权和专利,与国外基本处于同一起跑线。
    标准制定工作发展迅速,物联网标准化组织纷纷成立,物联网标准体系已初步搭建,标准制修订数量逐年增长。
    示范应用成效显著
    物联网技术与传统产业相结合,极大地提升了生产和经营效率,提高了产品质量,提升了经济效益,同时有效促进了节能减排。在工业、农业、物流等领域发挥了重要作用。
    智能工业典型应用:旋转机械远程在线监测及故障诊断系统。远程监控用户机组运行情况,为用户提供故障预警、检修维护计划以及备品备件供应服务。
    声音
    行业目前在物联网技术的应用上有两个方向:一是用于生产管理,如何无人运送、如何降低成本和库存等多个改善传统生产弊病的功能;二是使用物联网技术提高设备自动化水平。现有的大多数工作都集中在如何优化管理这一方面上。可以了解分析国外目前技术研究成果,对服装行业和缝制设备行业来说,未来从单一化管理到不同工艺、不同设备的统一,将是一个亟待解决的问题。——国家工信部消费品工业司副司长高延敏
    物联网技术的应用,将使行业进入从单机自动化迈向真正工业化、信息化全面融合的新时代。这一新的阶段,是在行业需求和物联网技术发展的影响下,为行业实现弯道超车提供了机遇。协会将努力引导缝制机械行业与下游服装行业紧密配合,搭建工作平台,推动物联网技术在行业中的应用,将该技术作为强国战略的实现路径之一。——中国缝制机械协会理事长何烨
    当前的纺织服装生产由“制造”向“智造”转变。高科技应用于时尚产业的实现和企业在这方面的实践,已经赋予纺织服装生产一个新的定义。服装生产的整个产业链非常长,目前行业也进入了深入调整期,产量平稳,销售微增。智能化的生产设备,不仅减少了人工,更提高了效率,更多新的生产设备不断地更新换代。现在的情况是:服装企业并不是没有这些智能化的设备,而是在实际运用上出现问题。在实际应用及其效果方面,更需要相关的培训来强化。——中国服装协会副秘书长杨晓东
    作为终端用户来说,我们对物联网技术在纺织服装行业的应用有迫切的需求。眼下,缝制设备生产企业也开始与用户联合研发相关的生产设备和软件,在改善服装生产流程和信息采集方面能获得一些显著的成果。——际华三五零二工厂
    关于信息采集与整合,如果采集标准不一致会导致生产紊乱,只有从入库到出库的数据采集方法的统一才能实现局域网联通全公司进行数据共享。就吊挂系统来说,产品本身就具有非常多的功能,但数据采集不统一,功能之间也会有冲突,从而不能发挥出最大化的优势。——圣瑞斯
    每年缝纫机的市场保有量将以200万台进行递增,这给收集终端信息带来了便利,进而在物联网后台平台管理方面也就不是问题。物联网能改变运营模式,通过收费的云服务,能给企业创造更大的价值。——鲍麦克斯
    物联网技术的广泛运用能获得生产设备、加工状态等各种参数的大数据分析,有利于客户掌握企业信息流、物流、现金流,有利于厂商决策投入销售和服务的力度,有利于创造各种就业机会。目前,缝制设备行业的物联网工作可以从如下三方面进行:一是结合智能手机等终端设备和软件,实现机器的无线传输;二是企业内部引进各种智能化的生产设备,比如工业机器人流水线、智能加工中心等,实现工业化、信息化的良好融合;三是可以开发大量的APP软件,给工业缝纫机数据分析、产品改进方向等提供有力的依据,但通信标准的统一仍然是不可避免的难点和问题。——新杰克
      (以上“声音”根据行业物联网应用研讨会发言整理)

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