“AI+紡織”在行動(dòng) | 中國(guó)紡聯(lián)信息化部主任殷強(qiáng):做好“3+1”模式,推進(jìn)AI在紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用
人工智能(AI)正在重構(gòu)產(chǎn)業(yè)架構(gòu)和底層基座,重塑生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系。發(fā)展智能經(jīng)濟(jì)成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)換道超車(chē)的重要機(jī)遇。
中國(guó)紡織行業(yè)把握人工智能機(jī)遇,需要回歸本質(zhì),加強(qiáng)垂直領(lǐng)域攻關(guān),實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)場(chǎng)景應(yīng)用突破,構(gòu)筑豐富應(yīng)用生態(tài);把握人工智能風(fēng)口,需要適度前瞻布局,整合碎片化場(chǎng)景,沉淀高質(zhì)量數(shù)據(jù),做好“AI+紡織”,將設(shè)計(jì)、制造、營(yíng)銷(xiāo)、品牌建設(shè),架構(gòu)于“大數(shù)據(jù)+大算力+強(qiáng)算法”之上。
做好“3+1”模式,推進(jìn)AI在紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用
中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)信息化部主任殷強(qiáng)
近些年來(lái),隨著新一代信息技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,人工智能逐步應(yīng)用于紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,為紡織行業(yè)的生產(chǎn)方式、發(fā)展模式和產(chǎn)業(yè)生態(tài)帶來(lái)了重大影響。加快人工智能在紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展,是推動(dòng)紡織行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑。本文認(rèn)為,推動(dòng)人工智能應(yīng)用的關(guān)鍵是做好“3+1”模式(數(shù)據(jù)、算力、場(chǎng)景算法+人才)的應(yīng)用。
一、紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域人工智能發(fā)展現(xiàn)狀
人工智能在紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段。因AI系統(tǒng)需要大量的數(shù)據(jù)、算力、算法等資源支撐,現(xiàn)階段紡織行業(yè)僅少數(shù)企業(yè)在進(jìn)行嘗試,大部分企業(yè)仍以自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化改造為主。在生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用主要在設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化、質(zhì)量檢測(cè)、智能物流、產(chǎn)品數(shù)字化等方面,需要持續(xù)完善和推廣。
(一)人工智能在棉紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀
AI在棉紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用仍在嘗試中,主要應(yīng)用在異纖分揀機(jī)、布面疵點(diǎn)檢測(cè)等設(shè)備以及產(chǎn)品質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)、自動(dòng)排產(chǎn)、智能配棉、能效管理、智能物流等系統(tǒng)。據(jù)行業(yè)人工智能應(yīng)用突出企業(yè)反饋,目前企業(yè)最先進(jìn)生產(chǎn)線具備全工序自動(dòng)化、全流程質(zhì)量監(jiān)控管理、設(shè)備健康管理、能耗管理、車(chē)間最優(yōu)運(yùn)營(yíng)等功能,較常規(guī)生產(chǎn)線生產(chǎn)效率提高38%,能源利用率提高21%,用工節(jié)約80%,萬(wàn)錠用工在10人左右。
(二)人工智能在印染行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀
AI在印染行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域目前的應(yīng)用場(chǎng)景較少,只有少數(shù)企業(yè)嘗試使用智能驗(yàn)布系統(tǒng)、AI圖案與風(fēng)格設(shè)計(jì)。智能驗(yàn)布系統(tǒng),用于印染布成品檢驗(yàn)。將機(jī)器視覺(jué)與AI技術(shù)融合應(yīng)用,采用AI深度學(xué)習(xí)技術(shù)自動(dòng)生成疵點(diǎn)檢測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)印染面料疵點(diǎn)智能化檢測(cè)。但目前該技術(shù)還不夠成熟,應(yīng)用效果還有待進(jìn)一步優(yōu)化,尚未能在行業(yè)中大面積推廣應(yīng)用。AI圖案與風(fēng)格設(shè)計(jì),主要用于印花面料花型設(shè)計(jì)和面料開(kāi)發(fā)。能夠模仿設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作構(gòu)思,快速呈現(xiàn)設(shè)計(jì)作品,極大的推動(dòng)了面料花型設(shè)計(jì)的快速發(fā)展,滿足消費(fèi)者對(duì)個(gè)性化、定制化的消費(fèi)需求。
(三)人工智能在服裝行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀
AI在服裝行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸深入,過(guò)去,傳統(tǒng)服裝制造以批量化生產(chǎn)和傳統(tǒng)管理模式為主,在滿足當(dāng)下市場(chǎng)渠道多樣和消費(fèi)者需求多變等方面具有較大的提升空間,智能化改變了服裝行業(yè)的生產(chǎn)效率和提升快速反應(yīng)的生產(chǎn)能力,生成式AI的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)訂單款式設(shè)計(jì)、自動(dòng)版型工藝處理、自動(dòng)計(jì)劃產(chǎn)前、生產(chǎn)過(guò)程調(diào)度全流程的效率提升及深度協(xié)同,力求更高效、更精準(zhǔn)快速滿足消費(fèi)者不斷更新迭代的消費(fèi)需求。據(jù)咨詢公司預(yù)測(cè)到2026年,超過(guò)80%的技術(shù)產(chǎn)品將集成某種形式的AI技術(shù)。在服裝智能制造領(lǐng)域,生成式AI技術(shù)已全面深入的介入服裝生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié),使得設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)與供應(yīng)鏈管理、精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)和可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更高層次的自動(dòng)化和智能化。到2035年,在生成式AI的推動(dòng)下,制造業(yè)數(shù)字化率將突破85%。到2055年,中國(guó)生成式AI技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)對(duì)各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,數(shù)字化率將達(dá)到100%。
二、人工智能在紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的典型場(chǎng)景
(一)配棉數(shù)字化
配棉是棉紡企業(yè)非常重要的一道工序。因原棉在性能上呈現(xiàn)的多樣性和差異性,配棉工作需了解原棉庫(kù)存情況、物理性能、質(zhì)量連續(xù)性和穩(wěn)定性,計(jì)算量大,容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。配棉工作面臨的問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜。多數(shù)企業(yè)依賴配棉師的經(jīng)驗(yàn)完成,難以實(shí)現(xiàn)配棉高效、精準(zhǔn)。直接影響企業(yè)用棉成本。AI+數(shù)字配棉利用數(shù)字技術(shù)的系統(tǒng)配棉可極大提高工作效率,減少人為經(jīng)驗(yàn)造成的質(zhì)量波動(dòng),有效降低接批前后平均等級(jí)差異波動(dòng),在減少配棉成本的同時(shí),保障產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。有企業(yè)數(shù)據(jù)表明,通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)化配棉后,同種產(chǎn)品,用棉等級(jí)平均能夠下降0.5級(jí)左右,配棉接替前后平均等級(jí)差異降低0.1級(jí)。但是需要關(guān)注的是影響到產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)的各類因素都需要建立數(shù)據(jù)模型,除了配棉模型之外,還需要建立執(zhí)行工藝標(biāo)準(zhǔn)與跟蹤記錄、紡專配件損耗數(shù)據(jù)跟蹤、溫濕度環(huán)境信息跟蹤、員工狀態(tài)跟蹤等,真正實(shí)現(xiàn)智慧配棉還需要長(zhǎng)時(shí)間的研究和積累。
(二)紡紗協(xié)同制造
面對(duì)紡紗企業(yè)人工巡檢效率低、紗線質(zhì)量控制較為被動(dòng),管理上較為粗放、招工難、缺少支撐平臺(tái)等問(wèn)題,基于紗廠小批量多品種、顧客需求多樣化的特點(diǎn),無(wú)錫物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心研制紡紗工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同制造管理創(chuàng)新平臺(tái)解決紡紗行業(yè)痛點(diǎn)問(wèn)題,自研的“磁電” +“光電”傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)錠子運(yùn)動(dòng)狀態(tài), 甄別出斷紗等問(wèn)題,粗紗停喂及時(shí)自動(dòng)化觸發(fā)停喂動(dòng)作,減少粗紗浪費(fèi)以及皮輥纏繞問(wèn)題,智能小車(chē)快速引導(dǎo)擋車(chē)工作業(yè),提高巡檢效率,采集全流程設(shè)備數(shù)據(jù),部署大數(shù)據(jù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。紡紗的數(shù)字化賦能有助于企業(yè)生產(chǎn)精益化、管理透明化、決策數(shù)字化,為企業(yè)降本提質(zhì)增效。
(三)智能紡絲檢測(cè)
面對(duì)紡絲人工檢測(cè)存在的檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、檢測(cè)效率低、易疲勞、用工難的問(wèn)題,福建恒申集團(tuán)通過(guò)外觀視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)解決產(chǎn)品外觀檢測(cè)難題,提高產(chǎn)品合格率和效率,運(yùn)用機(jī)器視覺(jué)設(shè)備代替人眼完成檢測(cè)、測(cè)量和判斷,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品毛絲、絆絲、網(wǎng)絲、成型不良、油污、紙管破損等一體化外觀檢測(cè);檢測(cè)時(shí)間由之前人工檢測(cè)一車(chē)48錠絲餅需要5分鐘提升到每錠2.5秒,整車(chē)僅需2分鐘即可完成檢測(cè),效率提升2.5倍,準(zhǔn)確率由人工的96%提升至99%。
(四)瑕疵檢測(cè)
面對(duì)織造企業(yè)人工檢測(cè)招工難、漏檢率高、原料浪費(fèi)多的問(wèn)題,特別是經(jīng)編花邊花型更換頻繁、瑕疵種類多、面料具有彈性的檢測(cè)難點(diǎn)問(wèn)題,東龍針紡應(yīng)用AI瑕疵檢測(cè)技術(shù),快速高效檢測(cè)出蕾絲花邊瑕疵,有效提高生產(chǎn)效率。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)機(jī)臺(tái)進(jìn)行技術(shù)改造(增加相機(jī)成像及管理系統(tǒng)、圖像采集及預(yù)處理系統(tǒng)),部署5G網(wǎng)絡(luò),開(kāi)發(fā)面料算法、異常識(shí)別等模型,運(yùn)用AI訓(xùn)練等云服務(wù),實(shí)現(xiàn)織造過(guò)程檢測(cè)、坯布瑕疵檢測(cè)、印染布瑕疵檢測(cè)、成品布瑕疵檢測(cè)等。
在檢測(cè)效果和人力成本上,AI+智能瑕疵檢測(cè)均具有很大優(yōu)勢(shì),能夠有效提高品質(zhì)合格率和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、減少原料浪費(fèi)和補(bǔ)損率、節(jié)省人力成本。同時(shí),東龍針紡地處福州長(zhǎng)樂(lè)區(qū),擁有眾多紡織廠,且從事花邊工藝術(shù)制造的廠家也較多,瑕疵檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,可復(fù)制性強(qiáng),投入成本不高,對(duì)其他企業(yè)有快速?gòu)?fù)制推廣的作用。
(五)智慧印染
面對(duì)印染企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中普遍存在的運(yùn)行效率低、能耗高以及管理方式較為粗放等痛點(diǎn),并結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)小批量、多品種的變化趨勢(shì),杭州天富公司成功研發(fā)了印染智造系統(tǒng)。系統(tǒng)全面覆蓋了從染布、染紗、染棉到染成衣,再到印花與織染一體化的全過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的全面數(shù)字化管理。
通過(guò)構(gòu)建集成化的ERP管理系統(tǒng),加強(qiáng)了企業(yè)在計(jì)劃排產(chǎn)、質(zhì)量控制、設(shè)備管理等核心業(yè)務(wù)方面的能力,實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化和信息的實(shí)時(shí)共享。建立了MES系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)定型機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和精細(xì)化管理。采集染缸等設(shè)備的能耗數(shù)據(jù),對(duì)能耗進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)量和考核。有針對(duì)性地采取措施減少能源浪費(fèi)。
(六)服裝生產(chǎn)智能化
服裝行業(yè)作為具有市場(chǎng)化程度高、中小微企業(yè)占比較大、勞動(dòng)密集型等特點(diǎn)的工業(yè)門(mén)類之一,近年來(lái)面臨著綜合成本高、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇、數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型亟待提升等挑戰(zhàn)。AI技術(shù)正在參與服裝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、銷(xiāo)售全流程環(huán)節(jié),大致可以分為數(shù)字人分身、研發(fā)技術(shù)管理、計(jì)劃排產(chǎn)管理、設(shè)備物聯(lián)、智能生產(chǎn)管理、視覺(jué)質(zhì)量檢測(cè)管理決策五個(gè)領(lǐng)域。
通過(guò)集成生成式AI,可在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中發(fā)揮精準(zhǔn)靈活的分析決策功能,增進(jìn)企業(yè)理解和運(yùn)用大數(shù)據(jù)的能力,促進(jìn)管理層至執(zhí)行層各階段的智能化。此外,生成式AI還改變了傳統(tǒng)依賴非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的工作流程,打通了部門(mén)的信息壁壘,使得信息傳遞更加高效、透明,確保操作的流暢性。實(shí)時(shí)查詢和播報(bào)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù),提供管理層精準(zhǔn)快速?zèng)Q策,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn),提升決策效率和系統(tǒng)友好性交互體驗(yàn)。
三、人工智能在紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用存在的問(wèn)題和關(guān)鍵因素
(一)人工智能在紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用存在的問(wèn)題
近年來(lái),雖然AI在紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域取得了初步應(yīng)用,為紡織行業(yè)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn),但在進(jìn)一步做好人工智能在生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用中仍面臨諸多挑戰(zhàn)和問(wèn)題。
在企業(yè)層面,大多數(shù)企業(yè)尚處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型階段,管理數(shù)字化、設(shè)備智能化基礎(chǔ)較為薄弱。同時(shí)由于人才短缺、資金困難等多方面困境,距離實(shí)現(xiàn)人工智能應(yīng)用還有較大差距。在行業(yè)層面,數(shù)據(jù)在紡織行業(yè)內(nèi)部分散保留,缺乏有效的跨界數(shù)據(jù)共享和積累,缺少一套對(duì)于行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵數(shù)據(jù)廣泛認(rèn)可的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和注釋協(xié)議,缺乏系統(tǒng)化、大規(guī)模的數(shù)據(jù)收集機(jī)制,限制了AI模型的訓(xùn)練效果和精度,限制了AI在行業(yè)的進(jìn)一步應(yīng)用。
(二)人工智能在紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵因素
基于AI發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和問(wèn)題,應(yīng)結(jié)合行業(yè)特點(diǎn),抓住AI發(fā)展的關(guān)鍵因素,才能做好人工智能在行業(yè)內(nèi)的推廣和應(yīng)用。應(yīng)提升企業(yè)數(shù)據(jù)采集、整合和處理能力,夯實(shí)AI應(yīng)用的基礎(chǔ);應(yīng)識(shí)別AI生產(chǎn)領(lǐng)域典型應(yīng)用場(chǎng)景,結(jié)合紡織生產(chǎn)制造特定需求和邏輯的創(chuàng)新算法,同行業(yè)內(nèi)優(yōu)質(zhì)資源合作,共同推動(dòng);應(yīng)通過(guò)云計(jì)算資源共享來(lái)優(yōu)化算力使用,探索算力共享模型,共同承擔(dān)成本;應(yīng)多方共同培養(yǎng)了解AI、紡織業(yè)務(wù)的人才,提供人才培養(yǎng)的渠道。同時(shí),數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,持續(xù)推動(dòng)AI在紡織行業(yè)的應(yīng)用?;跀?shù)字孿生的智能工廠逐步嘗試應(yīng)用,在全生產(chǎn)要素采集和計(jì)劃調(diào)度、生產(chǎn)管理等方面發(fā)揮重要作用。因此,應(yīng)緊緊圍繞數(shù)據(jù)是基礎(chǔ),算法是關(guān)鍵,算力是保障、人才是支撐的這一模式,從企業(yè)的能力、效益這一本質(zhì)出發(fā),持續(xù)深入的在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行推廣和應(yīng)用。
四、加快人工智能在紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的建議
近年來(lái),人工智能在紡織行業(yè)的應(yīng)用效果初顯,應(yīng)繼續(xù)保持這一良好發(fā)展勢(shì)頭,在典型應(yīng)用場(chǎng)景、關(guān)鍵技術(shù)、人才培養(yǎng)等方面持續(xù)推進(jìn)。
(一)深化紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域典型應(yīng)用場(chǎng)景
加快研究并應(yīng)用紡織行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域生產(chǎn)優(yōu)化、智慧檢測(cè)、供應(yīng)鏈管理、智能倉(cāng)儲(chǔ)物流、產(chǎn)品追蹤、智慧營(yíng)銷(xiāo)等先進(jìn)技術(shù)方案,培育一批集智能設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理為一體的紡織智能工廠,在行業(yè)內(nèi)大規(guī)模復(fù)制推廣,發(fā)揮人工智能標(biāo)桿企業(yè)的示范引領(lǐng)作用。
(二)加快突破一批關(guān)鍵核心技術(shù)
依托紡織行業(yè)龍頭企業(yè)、優(yōu)質(zhì)服務(wù)商和科研院所推動(dòng)人工智能關(guān)鍵共性技術(shù)研究以及智能部件、裝備、系統(tǒng)研發(fā)。開(kāi)發(fā)適用于紡織行業(yè)智慧配棉、智慧染色等解決方案的應(yīng)用,加快突破智能控制與優(yōu)化、數(shù)據(jù)采集與分析、故障診斷與維護(hù)等一批核心技術(shù),夯實(shí)紡織行業(yè)人工智能硬件和軟件基礎(chǔ)。
(三)加強(qiáng)復(fù)合型人才培養(yǎng)
充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)作用,整合產(chǎn)、學(xué)、研、用各方資源,推動(dòng)構(gòu)建紡織行業(yè)人工智能“復(fù)合型人才”培養(yǎng)體系。建立在崗學(xué)習(xí)進(jìn)修通道,打造具有自主發(fā)展力的企業(yè)人才梯隊(duì)。積極引入并發(fā)揮相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、科研機(jī)構(gòu)、服務(wù)商的作用,組織舉辦各類專題培訓(xùn)。