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你可能小瞧服裝了
如果美國人學(xué)會縫衣服了，全球制造業(yè)就真反轉(zhuǎn)了。
根據(jù)麥肯錫2019年的報告估算，全球服裝業(yè)務(wù)的價值大約在1.7至2.5萬億美元之間。這意味服裝產(chǎn)業(yè)接近全球汽車3萬億美元，而遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了芯片6000億美元的產(chǎn)值。
當(dāng)國內(nèi)上下同熱、壓倒性地關(guān)注芯片卡脖子問題的時候，其實(shí)忽略了服裝業(yè)才是中國制造最重要的基本盤。從2001年中國加入WTO到現(xiàn)在，紡織服裝業(yè)也是中國最賺錢的行業(yè)之一。根據(jù)紡織協(xié)會的數(shù)據(jù)，在2018年之前中國外貿(mào)順差中有75%是來自這個行業(yè)。
那些對服裝行業(yè)產(chǎn)生放任甚至輕視態(tài)度的人們，可能并不太真切了解這個古老的行業(yè)對于中國這樣一個大國的價值。
人們總是認(rèn)為服裝是一個低價值低技術(shù)的行業(yè)。這種認(rèn)識來自一個流傳已久的古板印象。相比芯片、汽車等高度自動化產(chǎn)業(yè)而言，這個龐大行業(yè)的確是非常手工化的。盡管紡織廠的出現(xiàn)和縫紉機(jī)的發(fā)明，使得服裝業(yè)是工業(yè)化的急先鋒。但是，它在此后的百余年發(fā)展中卻是步履蹣跚?？椢锏闹圃旄叨纫蕾嚾斯?，然而這樣看上去低技術(shù)的行業(yè)，對于不發(fā)達(dá)國家的發(fā)展，卻是至關(guān)重要的。這正是歐美日放棄的行業(yè)。大量非自動化環(huán)節(jié)，使得服裝業(yè)一直被排除在發(fā)達(dá)國家的保留產(chǎn)業(yè)清單之中。美國很早就開始將這種勞動強(qiáng)度很大的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到國外。而勞動力成本高昂的美國和歐盟，成為了全球最大的服裝進(jìn)口國，根據(jù)《2021年世界貿(mào)易統(tǒng)計評論》，美國和歐盟每年支出都超過1300億美元。目前在美國購買的服裝中，可能只有2%是美國制造的。
中國是服裝制造大王，但這幾年越南、緬甸、墨西哥都在搶奪這門生意。有些人會抱著無所謂的態(tài)度，認(rèn)為服裝制造就是游牧產(chǎn)業(yè)，就是合該在全球勞動力洼地轉(zhuǎn)悠。如果考慮到中國地區(qū)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)厚薄不勻的“千層餅”形態(tài)，這樣的產(chǎn)業(yè)對中國依然是有吸引力的。更不要說，服裝行業(yè)也有很多高技術(shù)成分。上海長勝科技的冷轉(zhuǎn)印的無水印染技術(shù)，正在成為東麗、耐克和阿迪達(dá)斯?fàn)帗尩膶ο蟆?/p>
最近兩年，又有新的國家開始對這塊市場虎視眈眈。這一次是美國，試圖重新?lián)旎剡@門古老的制造業(yè)。
自動縫制的進(jìn)展
服裝行業(yè)對于機(jī)器人而言，最大的難點(diǎn)在于面料的柔軟性，對于機(jī)械手而言很難把握。大多數(shù)織物都很容易彎曲，這意味著縫紉過程中大多數(shù)織物需要不斷的校正，才能確保對齊。對于人手而言，這是最簡單的活兒。但對機(jī)器人而言，這種觸覺最難掌握。
傳統(tǒng)上剛性精密工業(yè)自動化的夾具與不可預(yù)測的柔性織物之間，有著天生的界面接觸的矛盾。剛性與柔性的貼合是最難的。行業(yè)一直試圖通過制造復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)來克服織物加工的復(fù)雜性，如柔性機(jī)械手、視覺系統(tǒng)、夾持器等。這條路并不順利，而且每更換衣服和工序，就需要調(diào)整夾具和軟件。
于是，美國縫衣服的機(jī)器人一直在躍躍欲試。2012年就出現(xiàn)的Softwear自動化公司，奮力開發(fā)自動縫衣服的機(jī)器。后來還有Sewbo公司也加入進(jìn)來。由于人工智能大發(fā)展的時候，傳感器也在助力機(jī)器人手指變得更加敏感。這兩家公司最近兩年都有不俗的進(jìn)展，正在一點(diǎn)點(diǎn)啃噬那些難點(diǎn)。
跟Softwear公司專注于縫制機(jī)器和傳感器的改進(jìn)不同，Sewbo反其道而行之。它并沒有把機(jī)器人做得像織物一樣復(fù)雜，而是把織物做得像金屬片一樣簡單。Sewbo采用了一種水溶性熱塑性的無毒聚合物，可以暫時使織物變硬。聚合物可以像紙板一樣，被縫制其中。這樣，現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人就可以像處理硬紙板一樣，自由裁剪“制作”服裝。完成之后，使用普通熱水洗滌成品服裝，就可以去除硬化劑，留下縫合嚴(yán)密的柔軟服裝。
服裝裝配的每一步都被整合成一長串的個人動作，由人類和機(jī)器人完成?？p制褲子是一個復(fù)雜的過程，涉及60道不同的工序。一條牛仔短褲則需要40步。而在一條牛仔褲上縫制胯部褲襠也是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，一名工人要花上幾個月才能掌握。今天牛仔褲的縫制，只有四分之一的工作自動化。
Sewbo創(chuàng)始人認(rèn)為，至少還有三分之一的工序可以實(shí)現(xiàn)自動化。而剩下的部分，就要人和機(jī)器人共同完成，協(xié)作機(jī)器人將會繼續(xù)大放異彩。就這樣，人工智能、3D打印和聚合物技術(shù)，在一個非常不可能的行業(yè)中得到了結(jié)合。水溶性的熱塑性聚合物，物體姿態(tài)估計，加上先進(jìn)控制，這種跨界的組合，有可能在未來十年里，通過機(jī)器人來重塑美國的服裝制造業(yè)。
那個時候，美國服裝縫制，將會有巨大的競爭力。
或者服裝自動化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，真的已經(jīng)到了。深圳速英科技和深圳梭芯智能，是中國在服裝制造機(jī)器人領(lǐng)域的兩家重要企業(yè)。而德國人也想把服裝制造帶回歐洲本土。將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到更靠近銷售市場的地方，已經(jīng)是全球化的必然趨勢。機(jī)器人紡織品制造商確信，如果依靠機(jī)器人技術(shù)，歐洲紡織品生產(chǎn)商與來自低成本國家的競爭對手相比，也有一定勝算的機(jī)會。
在通常的服裝生產(chǎn)中，大約40%的勞動力成本都是在縫紉前加褲袋或衣領(lǐng)這樣簡單的操作中發(fā)生的。這種體力勞動對人類雇員來說是單調(diào)的，對公司來說也不經(jīng)濟(jì)，特別是在歐洲的高工資國家。沒有數(shù)字化和自動化等現(xiàn)代技術(shù)，這種生產(chǎn)是不可能的。
而現(xiàn)在，歐洲的時尚公司C&A正在與萊茵應(yīng)用科學(xué)大學(xué)、北威州紡織學(xué)院、亞琛工業(yè)大學(xué)和初創(chuàng)公司如機(jī)器人紡織品進(jìn)行合作。KUKA的小型機(jī)器人和專門設(shè)計的夾持器，自動從按尺寸裁剪的布料堆中取出織物層，并將它們逐個送入下一個生產(chǎn)步驟。德國也在積極努力跟上服裝業(yè)自動化的潮流。
大工程組織下的創(chuàng)新交匯
美國兩個縫制機(jī)器人的公司，并不是孤單在作戰(zhàn)。它背后是美國制造的大系統(tǒng)的補(bǔ)給。
美國國防部其實(shí)并不僅僅忙于制造武器，而且也是將服裝制造搬回美國的熱心擁抱者。根據(jù)法律，美國軍服必須在美國境內(nèi)生產(chǎn)。軍裝市場也是巨大的，目前市場超過20多億美元，這是美國縫制機(jī)器人技術(shù)的最先進(jìn)的試驗(yàn)場。然而，這并不是國防部的全部價值。美國國防部所起到的另外的組織連接作用，則被悄悄地忽略了。
從大學(xué)實(shí)驗(yàn)室到企業(yè)商業(yè)化的這段中間地帶，是創(chuàng)新最容易夭折的地方。這被稱為“創(chuàng)新死亡峽谷”。中國產(chǎn)學(xué)研總是讓人覺得乏力，是因?yàn)榻^大部分科技成果都倒在這片死亡峽谷里。這其實(shí)也是全球科技轉(zhuǎn)化所碰到的難題。為了解決創(chuàng)新死亡谷，美國在2014年就創(chuàng)立了第一個3D打印創(chuàng)新研究院，并在此后三年，創(chuàng)立了15個創(chuàng)新研究院。這些研究院分別由美國能源部、商務(wù)部和國防部所主導(dǎo)。國防部占據(jù)了多半，位于匹茲堡的先進(jìn)制造機(jī)器人ARM研究院，正是國防部所主導(dǎo)。而ARM研究院，對縫制機(jī)器人情有獨(dú)鐘。
圖：《美國制造創(chuàng)新研究院解讀》（2018年）
2023年，ARM機(jī)器人研究院資助了11個項(xiàng)目，機(jī)器人3D服裝縫紉是其中之一。跟往常一樣，國防部以甲方身份，介入了項(xiàng)目的評審。項(xiàng)目旨在通過在三維空間中自動化縫紉來增強(qiáng)人類操作員與服裝組裝相關(guān)的常見行為，如拾取、對齊和縫制等具有復(fù)雜三維形狀的工件，進(jìn)一步鞏固原有的機(jī)器人縫紉技術(shù)。該系統(tǒng)將邊緣AI計算引入物體姿態(tài)的估計，而將高級控制用于三維縫紉。這些縫紉，進(jìn)一步而言就會應(yīng)用于航空航天的柔性材料縫制上。波音、洛克希德馬丁已經(jīng)在這里等候。
在這里，西門子自動化公司是最重要的玩家，它試圖將柔性自動化引入到服裝行業(yè)中去，這是一個對未來藍(lán)海市場的投資。西門子自動化技術(shù)，已經(jīng)助力美國縫制機(jī)器人公司完成T恤底部的圓形自動縫合。機(jī)器人縫制軍服褲子的口袋，已經(jīng)完全自動化。而且，工廠還可以自動編程，讓雙手機(jī)器人從一堆衣服中拿起一件衣服，動態(tài)讀取其形狀，然后將其插入自動底部卷邊機(jī)。
牛仔褲李維斯、小型軍服制造商藍(lán)水防務(wù)公司等，都是這個創(chuàng)新項(xiàng)目的參與者。引人注目的是，這個項(xiàng)目里居然還有一家越南牛仔褲制造商Saitex，它在美國也設(shè)立子公司。這一點(diǎn)讓人很吃驚，在面向未來的全球化再分工的過程中，越南比任何時候都更有自信地抓住了全新的機(jī)會。
最重要的主角當(dāng)然是機(jī)器人。Sewbo縫制機(jī)器人公司，在多年參與美國ARM先進(jìn)制造創(chuàng)新院的項(xiàng)目之后，已經(jīng)成為機(jī)器人縫紉的關(guān)鍵供應(yīng)商。
這背后都是美國軍方的影子。除了ARM之外，還有一家先進(jìn)功能纖維AFFOA創(chuàng)新院，也在推動美國縫制機(jī)器人的項(xiàng)目。這同樣也是由美國國防部所支持的研究院。這家創(chuàng)新院沒有設(shè)立在紡織專業(yè)最強(qiáng)的北卡大學(xué)，而是放到了麻省理工學(xué)院。這意味著在美國軍方眼里，未來的紡織行業(yè)將更多擁有電子屬性，而非傳統(tǒng)紡織業(yè)的特點(diǎn)。未來的纖維將具備智能纖維的特點(diǎn)，芯片將像紡織一樣縫制在服裝里，形成電子服裝。每個背包，每件衣服，本身就是一個通訊和能源的載體。這正是先進(jìn)功能纖維AFFOA創(chuàng)新院的研究方向之一。而先進(jìn)功能纖維AFFOA研究院，跟先進(jìn)機(jī)器人ARM研究院，則很早就開始交叉合作，共同研究縫制自動化的問題。Sewbo讓面料變得像紙板一樣的熱塑料技術(shù)，也正是在AFFOA的資助下所開發(fā)的。
奇思妙想有很多。如萊斯大學(xué)，正在試圖把紡織品變成氣動計算機(jī)，將紡織品的舒適性與傳感器和電子設(shè)備的功能相結(jié)合。它的動力來自空氣的流動，織物結(jié)構(gòu)則構(gòu)造成跟電腦一樣的0和1電路門進(jìn)行邏輯判斷。而大小約為一平方英寸的執(zhí)行器小閥門，則被層壓到紡織品中，就像一個扣子一樣，洗滌也毫無影響。這意味著這些電子服裝將成為一個可控制電路的執(zhí)行器，進(jìn)行意圖識別和驅(qū)動控制。這對殘疾人尤其重要。當(dāng)你要舉手的時候，服裝就會自動識別意圖，幫助你抬起手臂。
服裝行業(yè)，搖身一變成為一個令人激動的創(chuàng)新擂臺之地。
Softwear自動化公司是來自佐治亞理工大學(xué)先進(jìn)技術(shù)中心所孵化的項(xiàng)目，但它同樣得到了美國國防部的支持。美國國防部高級研發(fā)局DARPA，非常傾心于這個項(xiàng)目。同樣意外的是，全球最大的零售公司沃爾瑪也是它的早期天使投資者。而Seobo的創(chuàng)始人則根本不是自動化出身，而是一個經(jīng)濟(jì)學(xué)教授。
服裝制造業(yè)是一個過去沒有太多創(chuàng)新的經(jīng)濟(jì)部門。而ARM創(chuàng)新研究院，則讓美國少數(shù)不多的縫紉機(jī)公司亨德森、自動化公司西門子、初創(chuàng)機(jī)器人Sewbo公司進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)的物體。牛仔褲李維斯是時尚服裝的機(jī)器人縫制測試場，而美國軍服提供商藍(lán)水防務(wù)公司也成為整個創(chuàng)新鏈條的終極一環(huán)。
然而，美國創(chuàng)新院的投入并不多。機(jī)器人3D縫紉的項(xiàng)目，政府出資加上1:1的配捐也就是800萬元人民幣的樣子。這是一個值得國內(nèi)深思的現(xiàn)象，國內(nèi)經(jīng)常會抱怨課題經(jīng)費(fèi)都是撒胡椒面。但從美國制造創(chuàng)新研究院的做法來看，它們就是撒胡椒面搞創(chuàng)新。它的特點(diǎn)，就是花小錢辦大事。創(chuàng)新，源自大工程組織所釋放的活力。
與其說，美國國防部是一個大金主，不如說它是一個大工程的組織協(xié)調(diào)者。它在精心調(diào)動各種組織之間的活力，釋放所展現(xiàn)的能力，體現(xiàn)了一個大工程組織所需要擁有的系統(tǒng)性。它將分散的、有著不同利益訴求的各個企業(yè)擰成了一股繩。它對組織化反（組織之間的化學(xué)反應(yīng)）的貢獻(xiàn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了它所提供的有限資金。
小記：不是只有芯片重要
自2018年以來，美國先進(jìn)機(jī)器人ARM創(chuàng)新院，已經(jīng)完成了六個項(xiàng)目，顯著提高了機(jī)器人縫紉的技術(shù)水平。而縫制機(jī)器人，也在像嬰兒的成長一樣，迎風(fēng)長大。當(dāng)人們把熱切的目標(biāo)，盯著波士頓機(jī)器人每年都在炫酷地長本領(lǐng)的時候，美國縫制機(jī)器人也在變得越來越成熟。甚至可以說，波士頓大狗其實(shí)并沒有縫制機(jī)器人那么實(shí)用，后者已經(jīng)開始進(jìn)行越來越復(fù)雜的操作，如布料的姿態(tài)識別、縫邊、織物熔合、口袋設(shè)置和彎曲縫合等。
像李維斯這樣的商業(yè)公司，像藍(lán)水防務(wù)這樣的國防部軍服供應(yīng)商，以及像亨德森縫紉機(jī)公司，像Softwear和Sewbo的縫制機(jī)器人公司，都在共同將自動縫制能力整合到他們的流程和產(chǎn)品中。如果沒有美國國防部的串接，如果沒有美國機(jī)器人和纖維創(chuàng)新中心的技術(shù)支持，這一切，都不可能發(fā)生。
這些創(chuàng)新交叉網(wǎng)絡(luò)，給致力于縫制機(jī)器人的Sewbo和Softwear帶來了巨大的創(chuàng)新養(yǎng)分。這樣下去，自動縫衣服這事情，遲早會被美國機(jī)器人啃下來。而美國國防部熱心于縫衣服，就是為了重新改寫傳統(tǒng)制造業(yè)。服裝制造的機(jī)器人和自動化的進(jìn)步，使得美國保持供應(yīng)鏈的安全性和連續(xù)性。一旦突破，它甚至可能以反向輸出的姿態(tài)，重塑全球制造業(yè)格局。
彼時，中國制造的基本盤會受到巨大的侵蝕。很顯然，中國也需要在優(yōu)勢行業(yè)用創(chuàng)新工藝重新加固。制造無低端，民生無小事。國內(nèi)創(chuàng)新中心也很多，不知道大家是否能看得上縫衣服這樣的事情。制造并非只有卡脖子一個視角，芯片攻堅很重要，傳統(tǒng)制造攻堅也不可缺。創(chuàng)新視角和資金的支持，哪里都需要。制造并不適合熱火朝天的百米沖刺的激動場面，很多時候更需要馬拉松般的理性的安靜。
當(dāng)美國野心勃勃地試圖顛覆這個萬億美元市場的時候，不知道支撐起萬億美元市場的中國制造，是否已經(jīng)聽到了大洋彼岸越來越響的縫紉機(jī)的聲音。
這一次，縫紉機(jī)旁邊沒有人。
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