Bot Couture: Robot trong nhà máy may mặc

Việc lắp ráp trang phục có thể rất khó khăn, đặc biệt là khi xử lý các đặc tính không ổn định của vải và các bước phức tạp để ghép các bộ phận quần áo lại với nhau. Đây cũng là một công việc lặp đi lặp lại và khá tẻ nhạt đối với những người lao động trong ngành may mặc.

Giờ đây, nhờ vào những tiến bộ trong công nghệ robot, tự động hóa quy trình kỹ thuật số (còn gọi là “số hóa”) và xử lý vải, ngành dệt may đang chứng kiến những cải tiến đáng kể lần đầu tiên trong vòng 100 năm qua. Cuối cùng, các cánh tay robot có thể ghép từng chút một các mảnh vải cứng lại để tạo thành một chiếc áo thun thông thường. Dù phát triển này còn cần vài năm nữa để hoàn thiện, nhưng khi suy nghĩ về nó, chúng ta sẽ nhận thấy một sự thật bất ngờ: Hầu hết các ngành công nghiệp sản xuất hàng loạt—dù là ô tô, chất bán dẫn hay đồ gia dụng—đều sử dụng robot, nhưng việc lắp ráp trang phục vẫn chủ yếu do con người thực hiện. Tại sao vậy?

Phát triển tầm nhìn về lắp ráp trang phục tự động

Ngành công nghiệp may mặc là một trong những ngành đầu tiên được công nghiệp hóa nhờ sự ra đời của các nhà máy dệt và máy khâu. Nhưng trong 100 năm qua, không có nhiều thay đổi trong việc lắp ráp vải trong ngành công nghiệp trị giá hàng nghìn tỷ USD này. Phần lớn công việc lắp ráp vẫn do con người thực hiện. Một hệ quả của điều này là cả Hoa Kỳ và Liên minh châu Âu, với chi phí lao động cao, đều là những nhà nhập khẩu hàng may mặc lớn nhất thế giới, mỗi bên chi hơn 130 tỷ USD, theo Đánh giá thống kê Thương mại Thế giới 2021. Một hệ quả khác là họ phải gánh chịu những chuỗi cung ứng dài, vì không có đủ năng lực sản xuất trong nước để đáp ứng nhu cầu nội địa. Điều này cũng dẫn đến tình trạng thiếu hụt thiết bị bảo hộ như áo choàng cách ly trong đại dịch.

Vậy làm thế nào để giải quyết những thách thức này? Một phần quan trọng của giải pháp nằm ở công nghệ. Việc tự động hóa lắp ráp hàng may mặc rất khó khăn, một phần vì tính chất mềm, linh hoạt của vải và sự thiếu linh hoạt của thiết bị tự động hóa. Tuy nhiên, nhờ vào một loạt dự án do Viện ARM tài trợ, hợp tác với Sewbo—một công ty khởi nghiệp về robot có trụ sở tại Khu vực Vịnh San Francisco—Siemens và các đối tác khác, bao gồm một nhà sản xuất quần áo lớn của Mỹ, tầm nhìn về lắp ráp trang phục tự động đang dần trở thành hiện thực.

“Khi chúng tôi cân nhắc giải quyết vấn đề tự động hóa trong lắp ráp quần áo, Sewbo là đối tác tự nhiên mà chúng tôi tìm đến,” Tiến sĩ Eugen Solowjow, Trưởng nhóm Nghiên cứu tại Siemens Technology, tập trung vào Tự động hóa, Robot và AI tại Berkeley, California, cho biết.

Các trường hợp thử nghiệm: gấu áo sơ mi, khẩu trang và quần short jeans

Chuỗi dự án bắt đầu từ năm 2017. Khi đó, Viện ARM đã nhận được hơn 100 triệu USD tài trợ, chủ yếu từ Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, như một phần trong các Viện Đổi mới Sản xuất của họ để mở rộng sản xuất tại Hoa Kỳ. Dưới sự bảo trợ của ARM, Siemens, với chuyên môn về tự động hóa và robot tiên tiến, đã thực hiện nhiều dự án với các đối tác khác nhau, như Sewbo. Các dự án bao gồm phát triển khả năng của robot để thực hiện viền gấu áo sơ mi hoặc đường khâu tròn ở dưới cùng của áo thun. Một dự án khác, bắt đầu từ đầu đại dịch, đã thử nghiệm một “ô robot” quét khuôn mặt của một người trước khi may một chiếc khẩu trang bảo vệ phù hợp với kích thước đầu của họ.

Năm 2021, Siemens lại hợp tác với Sewbo, công ty đang nghiên cứu làm cứng vải để robot dễ dàng xử lý hơn. Một đối tác khác, Henderson Sewing, đã đóng góp thiết bị may công nghiệp và chuyên môn tích hợp, trong khi một nhà sản xuất quần áo lớn của Mỹ tham gia để thử nghiệm quy trình may túi lên quần short jeans. Dự án này chứng minh rằng các quy trình quan trọng như vậy trong lắp ráp trang phục thực sự có thể được tự động hóa.

Tích hợp công nghệ vào các quy trình may hiện có

Phương pháp làm cứng vải của Sewbo sử dụng quy trình xử lý với một loại polymer không độc hại để tạm thời làm cứng vật liệu. Điều này cho phép các nhà sản xuất chia nhỏ quy trình may thành các bước đơn giản, trong đó robot có thể xử lý các mảnh vải cứng như thể chúng là kim loại tấm trong dây chuyền sản xuất. Sau khi thực hiện tất cả các bước may cần thiết, quy trình xử lý được đảo ngược thông qua việc xả bằng nước nóng, để lại một bộ quần áo hoàn chỉnh. Chất làm cứng hòa tan trong nước cần thiết cho quy trình này có thể dễ dàng thu hồi và tái sử dụng.

Siemens đã cung cấp chuyên môn về robot, tự động hóa và điều khiển thông minh cho quy trình này. Điều đó bao gồm việc sử dụng một mô-đun phần mềm để xác định các hướng dẫn kỹ thuật số cho việc may túi. Các thành phần phần mềm khác như thị giác máy và lập kế hoạch chuyển động cho phép robot thực hiện các bước may túi với độ chính xác cao.

Cơ hội tăng trưởng và tự động hóa ở Hoa Kỳ

Các ô may robot có thể dễ dàng được vận chuyển, bổ sung và tích hợp vào quy trình sản xuất hiện có. Trong các ngành như quân đội Hoa Kỳ, nơi quần áo bắt buộc phải được sản xuất trong nước, việc sử dụng robot may có thể tăng tốc quá trình và mở rộng khả năng tự động hóa ngành may mặc cho công chúng.

Trong tương lai, sự kết hợp giữa robot và con người sẽ tiếp tục định hình ngành may mặc, mang lại sự linh hoạt, hiệu quả và tiềm năng phát triển vượt bậc.