在纺织业漫长的发展历程中,自动化的浪潮正以前所未有的态势席卷而来,从采棉到纺纱再到裁剪服装,机器人已然在诸多环节发挥着愈发重要的作用,然而,将面料缝合成一个整体这一工序,长久以来一直是机器难以攻克的堡垒,不过近期情况却发生了重大变化。
一、纺织业自动化的现状与局限
在面料加工行业,机械化早已占据主导地位,机器人已经助力许多服装生产过程实现了半自动化。北卡罗来纳州立大学纺织品 / 服装研究员辛西娅・伊斯图克介绍,在高度自动化的工厂里,面料先是通过机械纺织而成,随后电脑控制的切割机会依据需求精准地对纺织好的面料进行裁剪。就连正装衬衫的领子和袖口等服装部件,同样也能够借助机器制造出来,部分更为专业的机器甚至具备自行缝制纽扣或口袋的能力。
尽管如此,对于纺织业从业者而言,让机器人完成将面料缝合成一个完整衣物(例如一双牛仔裤或一件 T 恤)的工序,依旧是最大的挑战。即便在最先进的工厂中,这一环节通常还是依靠人工来操作:先是由机器人完成衣服各组件的制作,而后工人将面料放置到缝纫机上进行缝合,再把缝合好的面料传递至流水线的下一环节,这种人机协作的模式长期存在。
二、Sewbo 公司的创新突破
然而,历史正在被改写。美国西雅图创业公司 Sewbo 的创始人兼唯一员工乔纳森・佐尔诺宣称取得了重大突破,成功克服了制衣自动化过程中的常见障碍,运用一台工业机器人缝制出了一件 T 恤。
佐尔诺有着独特的创新思路,这一思路源于他对 3D 打印的研究。在创立 Sewbo 之前,身为程序员的他就对高度自动化的机械项目兴趣浓厚。在钻研 3D 打印时,他发现了一种水溶性的热塑型高分子材料,该材料既是 3D 打印的常用原料,在纺织业中也较为常见。佐尔诺敏锐地意识到,只要把软趴趴的布料浸入熔融态的高分子材料中,就能使其变成便于自动化生产的 “硬质面料”。
在具体操作流程上,在缝合之前,佐尔诺先利用超声焊接技术将布料 “拼接” 在一起。完成缝合后,再把衣服成品浸入水溶性的热塑型高分子材料中,如此一来,“衣服变得像金属片一样,更易于传统机器人操作”。待制作完毕,机器人会将布料浸入热水中,洗去高分子 “增强剂”,让布料恢复原本的模样。
三、所使用的机器人及全自动化设想
为完成这一整套流程,佐尔诺选用了一款缝纫机和一只名为 UR5 的机械臂。这款由通用机器打造的协作式机器人,市场售价大概在 3.5 万美元(约合人民币 23.55 万元)左右,其特点在于专门用于配合或者协助人类工作,并且设定过程十分简便,只需向它展示操作过程或者使用专门软件进行设定,UR5 就能重复执行指定任务。
佐尔诺通过视频向媒体展示了运用这一技术缝制一件 T 恤的完整流程,他认为借助此项技术,在工业环境下,生产商有望实现服装生产每个步骤的自动化,涵盖裁剪、硬化、高频声振动塑形、缝纫、冲洗还原等各个环节。目前,佐尔诺正在积极寻求志同道合的商业伙伴,旨在开设一条机器人各司其职的全自动化服装生产线,倘若得以实现,将彻底改变纺织业的生产模式。
四、过往尝试与行业影响
实际上,这并非美国人首次尝试打造全自动纺织生产线。早在 2012 年,五角大楼就向佐治亚理工下属的 Softwear 自动化公司拨款 120 万美元,助力其研发计算机控制的缝纫机。到了今年,这家公司成功开发出一台定制机器人,实现了将一条牛仔裤的两片布料缝在一起,不过仍未达到完全自动化生产整条牛仔裤的程度。
佐尔诺表示,通过推动服装加工行业走向自动化,外流的服装制造业有望逐渐回归本土。当前,美国许多知名服装公司为追求低成本,纷纷将工厂开设在劳动力价格低廉的国家和地区。美国进步中心的报告指出,美国前十五大服装进口商每月付给一个孟加拉国纺织工人的工资仅为 91.45 美元,而美国本土纺织工人的平均月薪却高达 1922 美元,这种成本差异促使企业做出海外设厂的决策。
然而,一旦服装加工全自动化技术成熟并广泛应用,东南亚地区上千万名纺织工人将会受到巨大冲击。据国际劳工组织的报告显示,面对自动化生产线的威胁,东南亚和柬埔寨近 90% 的纺织工人将面临失业风险。不过,佐尔诺也提到:“每当有新技术出现,这种担心都会存在。” 但他坚信,几乎所有的技术创新最终都会 “让所有人类受益”,期待历史能再次印证这一积极的发展轨迹。
综上所述,纺织业自动化正处于关键的变革阶段,从局部自动化迈向全自动化的进程虽面临诸多影响与挑战,但也蕴含着产业升级和重塑全球纺织业格局的巨大潜力,其后续发展值得持续关注。