我国柔性制造系统鼻祖吴怀宇：3D智能化数字化可以解决软性的关键所在
（文中依据由国家、商贸、法律法规与专利权、企业经营管理、科技创新、学术研究、新闻媒体等社会各界意味着所组成的“采访加工制造业硬核力量”活动及其CCTV、光辉日报、宁波市日报等访谈梳理）
伴随着智能制造系统的高速发展及其进入深水区，柔性制造系统（Flexible Manufacturing）做为工业生产4.0智能制造系统（Intelligent Manufacturing）王冠里的耀眼明珠，其作用和许多困难导致了学界和工业领域的高度重视。事实上，柔性制造系统是智能制造系统的重要环节和发展前景，是加工制造业可持续发展的推动力。《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确指出培养发展趋势柔性制造系统、个性化定制等创新模式。
“软性”（Flexible）是 相较于“刚度”（Rigid）来说的，传统“刚度”自动化流水线关键完成单一品种批量生产，而“软性”生产流水线则更加可以满足“小单快反”及其现如今顾客人性化、多元化的要求。柔性制造系统就是指一种解决供应链一体化要求而引起的新式生产方式，主要包括：一是生产量的软性反应力，即机器设备小批量水平；二是产业链的灵巧和精确的反应力，从过去“以产定销”的“产供销公共财物”转化成“供应链一体化”的“人资产物销”。柔性制造系统的未来商业模式包含C2M（Customer to Manufacturer）方式，就是指客户直联生产商、再也没有了中间商赚差价，即顾客直通工厂，重视的是加工制造业和消费者最直接的对接：在C2M模式中，顾客立即在平台上提交订单，工厂根据需求生产制造、零库存，接受顾客的特殊需求订单信息，再根据需求设计、购置、生产制造、安排发货，因而具有小批量生产多生产批次迅速供应链管理反应力。
被业内称为“我国柔性制造系统鼻祖”的吴怀宇医生多年以来领着三体高新科技精英团队经过长时间的开发科技攻关在柔性制造系统行业领域已获得了重大突破，尤其是在柔性制造系统技术水平最大的一个包包没有人生产制造行业获得了领先国际同行业的颠覆性创新成效。目前已经完成了从3D精确软性数据收集、楦/版CAD数字化、大数据云服务项目、智能化软性剖析、到软性智能制造系统的一体化技术性闭环控制，在世界范围内唯一给予包包工业生产4.0的C2M整套技术发展趋势。
图 鞋厂C2M软性智能制造系统全过程
依据吴怀宇博士的深度解析，柔性制造系统的“软性”准确的说有双层含意：
“软性”的第一层含意：绵软容易变形物品。例如包包，那样会绵软变型，促使原先的标准化产品成了非标产品，造成在工地生产中想要实现智能化系统、尤其是智能化操作难度系数很大。
图 绵软容易变形的鞋和衣服
除此之外，许多物件在使用过程中一定要考虑到人体人性化与人体绵软变型（和不同坐姿导致的身体样子转变）状况。例如在包包行业，身体属于典型的非标准目标（高矮胖瘦不尽相同，如图所示），再加上人体软性动态性变型（包含由吸气所导致的肾管涨缩），对自动式、没有人智能的3D精确规格动态测量给出了非常高的规定（例如规定在重复测量20次左右的情形下，真皮皮鞋对3D脚形的动态测量一致精度等级做到1-2mm之内、西装/衬衣对3D体型动态测量一致精度等级做到0.5-1cm之内）。以西服衬衫的领围为例子，必须获取身体脖子处脂肪率，身体瘦型身体可以通过显著特点如喉结突出点来精准定位几何图形关键环节，但微胖型身体在外形上很有可能未找到喉结突出点，这也让身体主要参数自动式精确测量优化算法对于随意人体数次精确测量一致性和可靠性给出了非常高的规定。
图 高矮胖瘦不尽相同（且各种各样形态高低肩弯腰驼背等十分普遍）的非标准人性化身体
“软性”的第二层含意：既要灵便，定制生产、小批量生产订制C2M生产制造，达到所谓小单快反，具体表现在设备软性、加工工艺软性、商品软性、生产柔性、运作软性、维护保养软性、拓展软性这些，对智能化和系统化要求严格。
多年以来，鞋服行业因为一直无法处理软性难点（尤其是第一层含意的绵软变型而引起的非标准化），造成智能化系统、智能化很困难，长时间处于需要很多工人手动控制的低级领域，难以实现向高端制造提升的战略转型。事实上，绵软生产制造智能智能化不论是在学界的本质上还是工业领域工程项目上一直都没有真真正正及时解决，这造成了有别于已规模性完成智能化无人化的3C领域（如手机上、半导体材料）的刚度（不容易绵软变型）及其易规范化，鞋服行业变成了对柔性制造系统智能智能化从技术上最具有趣味性、且最难以达到的大规模生产制造行业。其表现在不但物件（包包）是绵软变形，那样让本来从磨具压出来的标件具体成了非标件；与此同时身体自身是是非非标底（高矮胖瘦、各种各样形态高低肩弯腰驼背等十分普遍）而且身体时时刻刻动态性变型造成要精确获取相对稳定的码数主要参数很困难。因而拥有“鞋子合不合脚，仅有穿的专业人才了解”、“衣服裤子合穿不下，仅有穿的专业人才了解”等多年以来无奈的兴叹，这里边涉及了“鞋/衣服裤子”及其“身体”的多重软性要素的累加难点。
为解决柔性制造系统中最艰难的那些技术难题，根据在3D智能化数字化层面的持续技术储备，吴怀宇医生领着三体高新科技精英团队，在柔性制造系统最具代表性的包包生产制造行业获得了领先国际的革命性提升进度，并进行智能化无人化的大规模产业链运用。吴怀宇医生提出的3D视觉计算 3D深层弯曲互联网二步骤，提出了对于柔性制造系统中从3D软性样子获得、到3D弯曲智能化模拟仿真线性拟合、及其根据神经网络算法的3D智能化纠偏装置算法的详细解决方法，无论是从本质上或是工程实践上面实现了技术性闭环控制，是世界中对柔性制造系统经营规模运用的初次提升。
图 自主研发3D视觉效果扫描仪感应器及其完备的3D人像个性化生产制造步骤（3D扫描仪 3D模型 3D打印）
图 3D智能化数字化优化算法，包含3D弯曲智能化模拟仿真线性拟合、及其根据神经网络算法的3D智能化纠偏装置等优化算法
简单而言，处理柔性制造系统问题的关键取决于3D智能化数字化，即先进行3D视觉效果把个性化“软性”样子关键点用3D数字化捕获，然后经过3D智能化系统对捕获的那些软性转变的小细节开展人性化地独立快速解决，以满足现代化大批量定做的生产量。
在对非标准化软性身体/脚形的基本参数精确测量上，三体高新科技精英团队自主开发了各种类型3D人体/脚形扫描机硬件软件开展自动式的人体/脚形主要参数快速测量，以迅速收集C端的消费者3D人体大数据技术。
图 C2M里的C端机器设备（用以收集C端顾客的人性化3D人体数据信息）
必须重视的是，经过3D扫描机获得精度高的3D人体/脚形样子并不是柔性制造系统的关键难题，最艰难之处就在于需要对非标且表面光洁的软性身体/脚形开展自动式、且平稳一致的身型主要参数线获取及其主要参数精确测量（更为关键的是：测量值要和量体师/量脚师手工制作检测的同样），如图所示，然而这又往往是包包生产厂家评定3D扫描机是不是“精确”的唯一标准。之前已经讲过，身体属于典型的非标准目标（高矮胖瘦、各种各样形态高低肩弯腰驼背等十分普遍），再加上人体软性动态性变型（包含由吸气所导致的肾管涨缩、和不同坐姿的形态危害），造成自动式没有人智能的3D精确平稳尺寸检测很困难。
根据3D视觉计算基础理论及其3D人体大数据技术中的3D深层软性弯曲互联网动态性搜索算法，吴怀宇医生精英团队完成了繁杂人性化条件下的软性身体主要参数精确精确测量，取得成功初次已通过“3D量身领域内的图灵测试”。并在中国西装行业行业龙头展开了经营规模检测，数据测试表明，此方法所取得的3D人体获取主要参数数据信息总体比较稳定，达到很高的精准度（高过98%之上），早已能够满足具体高端定制的服装厂要求。与此同时，测量值不但与殿堂级红帮量体师/量脚师手工制作检测的结论精确相仿，且比人为精确测量更为平稳、反复一致。此项目成效被优选为中央电视CCTV财经频道直播拍的立国70周年纪念综艺节目，关键阐述了三体高新科技精英团队所实施的3D量身和服饰工业生产4.0智能制造系统。
关键阐述了三体高新科技精英团队所实施的3D量身和服饰工业生产4.0智能制造系统
2、对于包包软性变型导致的由标件变为非标件
包包是绵软容易变形物品，也正因为会绵软变型，造成了原先的标准化产品成了非标产品，因此需在包包工厂生产中完成智能化系统、尤其是智能化操作难度系数很大。吴怀宇医生精英团队提出的3D视觉计算 3D深层弯曲互联网二步骤，提出了对于柔性制造系统中从3D软性样子获得、到3D弯曲智能化模拟仿真线性拟合、及其根据神经网络算法的3D智能化纠偏装置算法的详细解决方法，无论是从本质上或是工程实践上实现了技术性闭环控制，是世界中对柔性制造系统的初次完善运用。
先下列图片中的鞋底子全自动涂胶为例子，主要对软性鞋底子开展3D视觉效果扫描仪，获得其现阶段的3D样子，随后模拟该鞋底子在今后的“压底”工艺流程时会遭遇的承受力变型状况，并提早预计得到未来承受力弯曲后涂胶途径，之后智能机器人依据这预计好一点的、即将弯曲后途径开展精确涂胶。
鞋跟全自动涂胶（规定涂胶途径精密度做到1mm之内）都是类似（如图所示），主要对软性鞋跟（虽然从同一模具加工，但是由于室内空间绵软弯曲，造成有2-3mm的人性化随意弯曲）完成3D视觉效果扫描仪，获得其现阶段的精确3D样子（精密度做到0.01mm），随后模拟该鞋跟在今后的“压底”工艺流程时会遭遇的承受力变型状况，来提早预计得到未来承受力弯曲后涂胶途径，之后智能机器人依据预计好一点的、将来要弯曲后途径开展精确涂胶。能够得知，对于鞋跟全自动涂胶，只能依靠逐一独立3D视觉效果扫描仪开展个性定制解决：由于涂胶的精密度需要达到1mm之内，而软性鞋跟的人性化随意弯曲偏差就会有2-3mm，因而如果把鞋跟不恰当地当做千篇一律、一模一样的刚体而走选用一模一样的涂胶途径，则势必会因为软性变型造成涂胶精密度不能达到1mm之内。而我选用3D智能化信息化的逐一个性定制处理方法，则可以全自动软性兼容好精确的涂胶途径（因为3D智能化数字化解决速度充足快，这样看起来尽管跟生产制造千篇一律的批量类似，可事实上每新鞋也是被个性定制制造的，即每新鞋早已被优化算法精细化管理地“把握和规划”）。
这里要附加提一下3D视觉识别系统定位额外好处就是还防止了高成本订制楦。下面的图左侧是典型的楦头（成本费38元/双上下），要是没有3D视觉效果，智能机器人/机械手臂是很难并对自动检索定位，只能依靠在楦头上边附加安装一个高精密（纳米级）生产加工金属模块（见下图右侧，一双订制楦的更新改造成本相对高达270-320元/双）来辅助机器人开展精准定位。由于工厂一年要生产制造许多种不一样款式的鞋型，据中国男士鞋行业龙头的预测测算，每一年工厂仅订制更新改造楦成本便要耗费500余万元。而使用3D视觉效果则避免了一大笔附加的费用，能够100%适配鉴别普通楦头，与此同时仍然可以准确地引导机器人精确定位楦头的空间坐标，便于开展接下来各种各样工艺流程精确实际操作。
与此同时需要注意的是，即便是选用订制楦辅助机器人精准定位，也只能是完成对楦头的刚体精准定位，而不能对（易绵软变形）鞋跟各个部位开展精确的空间定位，所以也仍不能进行高精密（精度等级1mm）的鞋跟全自动涂胶。只有选用3D视觉效果及其3D智能计算来完成这般相对高度软性、高精准的自动化技术没有人实际操作。
3D智能化数字化在柔性制造系统的成就运用，还促使以前从没完成完的混流式生产制造（一条线上可以与此同时生产制造不一样款式、不一样码数）变成了实际，乃至完成生产线上大批量化制造的每一只鞋全是不尽相同、为每一个顾客个性定制的，即所谓定向推广、千鞋千面。与此同时转换款式十分智能化、简易化，不用人力手动式；不需要订制高精密楦，节约了很多成本费。
这儿非常需要重视的是，针对以往自动化技术线而言，转换生产制造不同类型的鞋型种类，必须技术工程师事前从零地正确引导机械手臂记忆力新的路线（即步态分析），正中间必须将近几小时的不断调整和优化才可以形成一个令人满意的路线，随后机械手臂依据该途径对每一个鞋开展千篇一律、照猫画虎式刚度实际操作。而使用3D视觉3D智能化数字化，仅需1分钟之内就能实现成条生产线的最新款型转换，还可自动式地完成对每一只鞋子的软性路径优化以获得比人力（高级技工学校）眼手相互配合更加精确的途径精准定位。除此之外在产量领域，3D智能化系统线可达到前所未有的日产6000双，相较于以前的自动化技术线日产1800双，产能提升230%。
三体高新科技精英团队独立构建了包包业内第一条根据3D视觉技术没有人柔性生产线，如图所示，成条线使用了25套机器视觉系统，10台工业机械手：“成条线从原来的36人降低到1人且生产能力翻番”，完成了在视觉上/开料、鞋跟打磨抛光、鞋底子涂胶、喷改性剂、全自动压底、全自动脱楦、烤制等所有工艺流程，系统软件不用步态分析，简单化转换鞋型，构建了软性智能制造系统的全面的架构，将来可向不同类型的领域拷贝计划方案。最核心的市场优势包含：3D视觉效果硬件软件的自主开发、对于柔性制造系统的3D弯曲智能化模拟仿真线性拟合与3D智能化纠偏装置优化算法、工业流水线的全套武器装备设计方案、熟练中区成形的每个生产流程、价格成本仅是国内外的五分之一等各个高新技术门槛组成。
依据中国鞋厂行业龙头总公司工厂负责人点评，这一条柔性线是“对鞋厂生产制造真真正正改革突破性的提升”，由于软性鞋跟没有人上胶海外也一直没有解决，例如海外Robert Systems公司仍然需要技术工程师人力步态分析整体规划机器人健身运动途径。而三体高新科技根据“3D视觉效果 3D软性变型模拟仿真纠偏装置”，在世界范围内第一次真真正正克服了柔性制造系统最艰难的关键问题，归属于真正意义上国际性原始创新和前沿性提升。除此之外由于成条线全是自主开发生产制造，成本费用低（上百万的市场价相较于海外上千万的市场价），客户需求2年就能取回所有运营成本。这一条没有人柔性制造系统线产品研发取得成功，让中国的鞋服公司未来迁到越南地区和东南亚地区失去实际意义，由于该没有人柔性生产线综合产品成本降到比越南地区东南亚地区的人力成本还需要变低、产品合格率更高而平稳可控性。
三体高新科技在人工智能技术/三维数字化/繁杂智能机器人自动控制系统行业深耕多年，将技术赋能传统软性包包加工制造业，处理包包的舒适感，降低网上购物的退款率，提升工厂生产线智能生产高效率。三体科技是集身体3D大数据采集优化算法/SaaS服务项目/智能制造系统等科研开发于一体的高科技公司， 应用互联网技术、AI大数据与人工智能和技术性，连接鞋厂上下游产业链，向鞋服行业导出一站式软性智能化解决方法并制定分布式系统分享智慧制造工厂完成没有人智能化柔性制造系统，摆脱并远远超过了海外高新技术垄断性、创造我国3D智能制造系统中华民族自有品牌。
现阶段，数字化改造更新成为了大部分公司发展的趋势。3D大数据技术融合人工智能技术、软性智能制造技术，将会对包包等传统产业开展颠覆性创新。根据最核心的3D智能化数字技术为个性定制智能生产给予基础设施建设，根据对智能制造产业信息化、3D数字化改造、工业生产4.0数字化工厂转型发展，打造出全国各地鞋服行业的“供给侧结构、需求方更新”的榜样。在大数据和3D人工智能的引领下，工厂能够依据3D大数据技术调节设计与并通过智能化系统更新柔性制造系统加工工艺，让规模性工业化生产和人性化C2M定制合二为一，完成智能制造系统在各行业的取得成功转型发展。
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