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黨的二十大報告提出了推動制造業高端化、智能化、綠色化協同發展的重要任務,旨在構建智能制造產業發展新格局,高效實施供給側結構性改革,并促進數字經濟與實體經濟的深度融合。習總書記還明確指出,要推進智能制造,推動制造業加速向數字化、網絡化、智能化發展;要以智能制造為主攻方向,促進我國產業邁向全球價值鏈中高端。所以,我以為今后15年,正是智能制造作為新一輪工業革命核心技術發展的最關鍵時期。
在《中國制造2025》規劃中也明確指出智能制造是主攻方向,經過三步走,即中國制造2025、中國制造2035、中國制造2045,用三十年的奮斗使中國制造業成為世界領先的制造強國。明年是中國制造2025收官之年,我國紡織服裝制造業早在2020年就已經進入世界制造強國之列,但就其實現真正的紡織或服裝智能制造工廠還很遠,因為不斷發展的新智能制造系統技術總是讓它的應用載體智能工廠的實現落后。
從2015年《中國制造2025》頒布到2023年,工信部為了實踐智能制造的應用,遴選了421家企業作為國家示范工廠,樹立了5500多個可復制、可推廣的典型應用場景范例,這都是為了通過智能化技術改造、企業間集成和產業間協同來推動智能工廠盡快落地。在這眾多示范工廠中,我們服裝制造業就有山東紅領集團、山東迪尚集團、浙江報喜鳥公司、山東南山紡織服飾公司、福建柒牌集團以及阿里巴巴犀牛工廠等均成為國家示范工廠。除此之外,中國服裝智能制造聯盟還就智能制造技術的廣泛應用,有目的地針對“三衣兩褲”(三衣:西服、襯衫、T恤;兩褲:西褲和牛仔褲)服裝企業進行示范。從中國服裝智能制造聯盟2016年制訂的規劃中可以看到,2016年~2025年三段式戰略是通過一些關鍵技術,打造服裝生產流程自動化、帶有部分智能功能的生產流程自動化和實現智能車間和工廠,見圖一。
圖一 實服裝現智能工廠的三段式戰略
現在經過八年左右的努力,在一些示范企業和“三衣兩褲”企業中基本上實現了數字化、網絡化和部分智能化的轉型,特別是用于服裝制造的軟件,做到以MES和ERP(SCM,CRM)為核心的集成運行,見圖二。
圖二 服裝制造數字化集成運行
眾所周知,智能制造是基于新一代人工智能技術的先進制造過程、系統與模式的總稱;是貫穿于服裝設計、生產、管理、服務等制造的各個環節;是具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型制造方式;是自動化、信息化(數字化)、網絡化、智能化發展的必然結果。作為一個完整的智能制造工廠,它包含產品設計和服務智能化、生產制造設備智能化、生產方式智能化和供應鏈倉儲智能化,見圖三。
圖三 智能制造工廠的智能制造系統
這四大方面智能化除了必須做到動態的狀態感知、實時數據分析、自主決策和精準執行外,還必須隨著人工智能從弱人工智能階段、統計機器學習階段、深度學習階段和大模型發展階段不同而不斷演進發展,可見真正的智能制造工廠應用的智能制造技術系統是一個十分復雜而又不斷更新發展的巨大系統。由這里我們可以知道,我們的服裝制造業,離服裝智能工廠的要求還很遠。那么伴隨著服裝企業的智能制造系統不斷演化發展,我們還需要做些什么呢?
我們還需要做些什么?
1) 服裝企業要盡快實踐AI大模型的應用。
今年政府工作報告中首次提出的“人工智能+”行動,無疑將為人工智能技術在各行各業的廣泛應用開啟新篇章。其中特別是AI大模型技術已經成為引領新一代產業變革的核心力量,AI大模型的應用已經是智能制造不斷發展的重要驅動力之一。AI大模型通過通用大模型對工業知識的訓練微調和專業小模型對數據、算力、參數的優化升級,構建的通用工業大模型、行業大模型、場景大模型等三類大模型形態,見圖四。并通過“數據+算力+模型+應用”等四要素的深度融合,形成知識智能、業務智能、具身智能、體系智能等產品形態,重塑了制造業的研發、生產、管理、服務、設備等生產制造全要素,推動了制造業邁向智能制造新階段。
圖源:賽迪 圖四 工業、行業及場景大模型的構建
1)做好以AI大模型重構一切軟件系統和驅動一切智能硬件的工作。要實現制造業智能制造一定要將所有的軟件基于AI大模型重新做一遍,這里所有包括Windows、Office等辦公軟件、企業用的MES、WMS、PLM、ERP、CRM、SCM、PLC、SCADA等工業軟件會被重新做一遍。所有軟件將由AI大模型驅動,這樣軟件才能從數字化或在線化走向真正的智能化。未來不但如此,所有的智能硬件如手機、計算機、智能家電、攝像頭、機器人、AGV小車、加工機械等也將被AI大模型驅動,見圖五。
圖源:安筱鵬 圖五大模型驅動一切軟件和硬件
2)做好AI大模型和AI Agents融合應用工作。AI智能體和合AI大模型融合可以自動化一切,以大語言模型LLM為大腦驅動,具有自主理解感知、規劃、記憶和使用工具的能力,能自動化執行和完成復雜任務的系統,見圖六。
智能代理AI Agent是大小模型高度協同的重要載體,所以它將成為新的生產工具。前面說過AI Agent將LLM與其他模型、軟件等外部工具協同,能夠處理真實世界中的各種復雜任務。未來在制造業AI Agent主要由“感知系統+控制系統+執行系統”組成,它不僅具有生成能力,還將同時具備任務理解、任務拆解、任務調度、執行規劃、鏈條協同等能力。其中LLM將主要承擔指揮中心角色,類似人類“大腦”的角色,對接入AI Agent的數字化工具(比如工業軟件、工業機器人、數字人等)進行統一智能調度管理,實時在生產、管理、服務等場景中,由不同組合的數字化工具協同完成具體任務。
當前,我們制造業各環節正在圍繞語言、專用、多模態和視覺四類AI大模型開展工作,其中以大語言模型LLM為主,4類大模型在制造業應用占比分別為:75%、15%、8%和2%,通用模型的場景化適配調優是主要部署方式,問答交互為主要應用模式。大語言模型LLM有望形成具有認知智能的數字員工及超級自動化鏈路,實現從需求理解到規劃、自動化執行及結果交付的全鏈條能力。如將大模型與RPA結合,讓大腦(大模型)理解人類指令,生成自動化流程,交給雙手(RPA)去完成。現在國內唯一AI Agent平臺產品是實在Agent,我們服裝制造業可以借用此平臺,結合企業業務場景實踐智能制造。
2)根據服裝智能制造需要除了上游智能縫制設備供給外,更要尋求其他智能裝備的供給。
自從中國服裝智能制造聯盟成立以來,我們服裝制造的上游縫制設備企業為我們實踐智能制造提供了很多智能縫制設備,例如:單機、單元機的自動化、數字化、網絡化、智能化設備;模塊式智能縫制系統;智能吊掛縫制與倉儲系統;衣服零部件用機器人與縫制設備協同加工系統等等,但這些還遠遠不能滿足服裝復雜的智能制造系統的需要,服裝復雜的智能制造系統還需要具有感知、決策、執行功能的各類智能制造裝備。智能制造裝備是制造業的重點發展方向、是信息化與工業化深度融合的重要體現、是制造過程實現智能化所必需的物質條件、是智能制造系統的核心載體。隨著世界上各工業發達國家越來越重視技術創新,智能制造裝備的發展已經成為全球競爭的焦點。隨著制造業智能化的升級改造,我國智能制造裝備行業呈現較快的增長,2022年我國智能制造裝備新增相關企業8.39萬家。根據工信部數據顯示,當前我國智能制造裝備行業規模已經超過3.2萬億元,市場滿足率超過50%,見圖七。
圖七 智能制造裝備行業市場規模
我國智能制造裝備的發展深度和廣度日益提升,以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線為代表的智能制造裝備行業體系初步形成,而這些正是我們服裝智能制造所需的。2021年12月28日,工信部等八部門聯合印發的《“十四五”智能制造發展規劃》中提出:2025年要實現供給能力明顯增強,智能制造裝備和工業軟件技術水平和市場競爭力顯著提升,市場滿足率要超過70%,要培育150家以上專業水平高、服務能力強的智能制造系統解決方案供應商。所以我們應該充分利用這個優越條件,尋求智能裝備更好地供給。
3)盡快實踐大模型技術下的虛擬可編程邏輯控制器PLC。
眾所周知PLC(可編程邏輯控制器)作為一種成熟且廣泛應用的工業自動化控制設備,已經在許多機械設備中發揮了重要作用。PLC通過編程實現邏輯控制、順序控制、定時控制等功能,可以高效、準確地控制機械設備的運行。西門子公司與微軟在多個領域展開了深入合作,特別是在“AI+PLC”方面取得了顯著成果。兩家公司共同開發了基于AI大模型的PLC代碼生成工具,使得工程師可以通過語言輸入來生成PLC代碼,極大地提高了代碼生成的速度和準確性,并顯著減少了錯誤率。這種合作不僅推動了PLC技術的智能化發展,還為工業自動化領域帶來了革命性的變革。目前,西門子、施耐德電氣、菲尼克斯電氣等,都在積極推進虛擬PLC技術的研發和應用。例如,西門子推出的Simatic S7-1500V,作為其首款虛擬PLC,展示了公司在數智化轉型中的創新能力。通過容器化和虛擬化技術,實現了與硬件的完全解耦,可以輕松部署在用戶的通用硬件平臺上。實現一機多控,提高資源利用率。隨著技術的不斷進步,虛擬PLC已經成為推動智能制造發展的關鍵前沿技術之一,為制造業實現智能制造提供了強大動力。我們服裝制造業現在絕大多數自動化縫制設備的PLC還不是虛擬的,應該急起直追開發和應用虛擬PLC。
4) 為實現服裝智能工廠要狠抓具身智能的發展與應用。
具身智能指有身體并支持與物理世界進行交互的智能體,如機器人、無人車等,通過多模態大模型處理多種傳感數據輸入,由大模型生成運動指令對智能體進行驅動,替代傳統基于規則或者數學公式的運動驅動方式,實現虛擬和現實的深度融合。我認為人形機器人打造成具身智能,其意義更為重大,它具備高度自動化,且適用于各種復雜環境,是智能工廠建設的一個重要探索方向。現在特斯拉率先在汽車裝配過程中引入了人形機器人,將來我們服裝智能工廠也完全是可能的。具身智能人形機器人以大模型作為大腦,主動與人和環境交互,通過聽覺視覺和語言理解,自主執行任務,見圖八。
圖源:網絡 圖八 具身智能人形機器人
如果我們利用具身智能人形機器人概念,打造“AI Agent+LLM+RPA+人形機器人”的組合,那它將自動化智能化一切,意義非凡。AI Agent作為智能助手,能夠理解和執行復雜的指令,實現高度自動化的流程管理;LLM(大語言模型)則提供了強大的自然語言處理能力,使得機器能夠更好地理解和溝通人類語言;RPA(機器人流程自動化)技術可以自動執行繁瑣、重復性的任務,提高生產效率和準確性;人形機器人則具備人類的形態和運動能力,能夠勝任更多復雜、精細的工作;將這些技術結合起來,將是一個高度智能化制造場景:AI Agent和LLM共同協作,理解和分析人類的需求和指令;RPA技術自動執行各種生產任務,確保生產線的流暢運行;人形機器人則根據實際需要,靈活地執行各種精細操作。這樣的組合不僅能夠極大地提高工業制造的效率和準確性,還能夠降低人力成本,減輕工人的勞動強度。同時,它還能夠為企業帶來更多的創新和可能性,推動服裝智能制造工廠的實現進程。現在我國智元機器人公司研發的智元遠征AI雙足人形機器人預計今年可供給市場200臺左右,該機器人具有49個自由度,每小時能行走1公里,負重能力5公斤,見圖九。
圖九 智元人形機器人
5)我們必須認知“綠智化制造”是服裝企業智能制造實踐的最終目標。
“綠智化制造”是未來制造業的新范式,"綠智化制造"這一概念不是“綠色”與“智能”兩個詞匯簡單疊加,而是它代表了一種全新的生產哲學——在追求極致效率的同時,要不遺余力地守護著地球的綠色。這是一場關于如何在新型工業化時代重新定義“智能制造”的深刻探討與實踐。黨的二十大報告指出,推動經濟社會發展綠色化、低碳化是實現高質量發展的關鍵環節。我們要大力倡導綠色低碳的生產方式,堅定不移走生態優先、綠色低碳發展之路。在制造企業生產過程中,通過調整用能結構,使用清潔能源,減少對傳統化石能源的依賴,實現節能降碳減排。
最近,我國兩個能源新數據引起國際媒體廣泛關注,一個是可再生能源發電裝機規模繼去年歷史性超越火力發電之后,今年前六個月持續攀升至占中國發電總裝機的53.8%;另一個是今年7月份,中國新能源乘用車國內月度零售銷量首次超過傳統燃油乘用車,成為市場新主流。從源頭生產到終端消費,這兩個“新突破”表明中國經濟社會發展全面綠色轉型步伐不斷加快,中國作為全球可再生能源領跑者的地位更加凸顯。
綠智化制造的核心特征,在于它將智能制造的高效與靈活性,與綠色制造的環境友好和資源高效利用完美結合。這不是簡單的技術堆砌,而是一種從設計理念到實施策略的根本性轉變。
在這一框架下,我們服裝制造企業不僅要關注產品的功能與質量,更要將生產過程的每個環節視為減少環境影響的機會。環保材料的選擇不再僅是成本考量,而是戰略決策的一部分;生產流程設計時要在流程閉合循環中,減少衣物廢料;要利用智能監控系統實時追蹤能源消耗與排放等等。
除此之外,我們在實踐綠智化制造的同時,還要在下列場景中應用好人工智能技術:利用AI大模型,綜合考慮訂單需求、庫存狀況、設備維護計劃等多維度因素,自動生成最優化的生產計劃與資源配置方案,減少停工待料情況;通過AI大模型分析客戶偏好與購買行為,定制化推薦產品與服務,優化營銷渠道與策略,增強顧客粘性,提高市場滲透率和品牌影響力;采用高精度工業視覺系統,自動識別成衣產品表面瑕疵及缺陷,提升檢測精度,減少對人工目檢的依賴,提高檢測效率;利用自主導航物流機器人,實現原材料到成品的高效無誤輸送,提升整體物流效率;構建工廠的數字孿生體,模擬服裝生產流程、設備狀態與環境變量,預先發現潛在瓶頸和風險,優化工藝流程,加速新產品從設計到生產的迭代周期;
通過AI大模型實時監控設備能耗,自動分析能耗模式,動態調整生產參數,有效避免能源浪費,實現能效的最大化;應用邊緣計算與云計算,實現生產數據的實時采集、分析與處理,快速響應控制指令,提升生產作業的自動化與智能化水平;集成先進的儲能技術與智能能源管理系統,做好綠色能源調度,實現能源的高效存儲與按需分配,減少碳排放,邁向碳中和目標;進行智能廠務管理,全面監測和管理工廠環境、設備維護、安全監控等廠務活動等,大幅降低運營成本,提升與環境友好度等。
通過以上努力,我們有理由相信,服裝綠智化制造將引領我們向前,真正實現“服裝智能制造工廠”轉型為“服裝綠智化制造工廠”。結束語
1)智能制造系統是以生產制造關鍵環節和主要流程的智能化為核心的。生產制造關鍵環節包含產品、裝備、生產過程、管理、服務等內容,主要流程涉及從原材料采購到最終產品交付的全過程,各環節和各流程的智能化協同推進、相互融合,保障整體生產過程的高效和智能運作,因此我們在實踐智能制造系統技術時,要緊緊抓住這個核心。
2)“智能工廠”作為智能制造系統的載體,是構建高效、節能、綠色、環保、舒適的人機協同系統的主要組織單元;“智能工廠”隨著智能制造系統發展而發展,它的發展方向目標是“綠智化制造工廠”;通過今后15年左右的時間努力,“綠智化制造工廠”一定會出現在我們面前。