Vật lý may mặc: Một ngành công nghiệp bị đánh giá thấp
Vật lý may mặc: Một ngành công nghiệp bị đánh giá thấp
Nếu người Mỹ học cách may mặc, toàn bộ ngành công nghiệp sản xuất trên toàn cầu sẽ thay đổi.
Theo báo cáo của McKinsey năm 2019, ngành kinh doanh thời trang toàn cầu có giá trị từ 1,7 đến 2,5 nghìn tỷ đô la. Điều này nghĩa là ngành công nghiệp may mặc gần tương đương với ngành công nghiệp ô tô toàn cầu với 3 nghìn tỷ đô la, và vượt xa ngành công nghiệp chip với giá trị khoảng 600 tỷ đô la.
Khi cả nước tập trung vào vấn đề “cái cổ chai” về chip, họ đã bỏ qua thực tế rằng ngành công nghiệp may mặc mới chính là nền tảng quan trọng nhất của ngành công nghiệp chế tạo Trung Quốc. Từ khi Trung Quốc gia nhập WTO vào năm 2001 đến nay, ngành dệt may cũng là một trong những ngành kiếm tiền nhiều nhất. Theo số liệu của Hiệp hội Dệt may, trong năm 2018, 75% thặng dư thương mại của Trung Quốc đến từ ngành này.
Đối với những người có thái độ buông lỏng hoặc coi thường ngành công nghiệp này, họ có thể không hiểu rõ tầm quan trọng của ngành công nghiệp truyền thống này đối với một quốc gia lớn như Trung Quốc.
Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng ngành công nghiệp may mặc là một ngành công nghiệp có giá trị thấp và ít công nghệ. Điều này đến từ một quan niệm lỗi thời về việc ngành công nghiệp này rất thủ công so với ngành công nghiệp ô tô, ngành công nghiệp tự động hóa cao.
Ngành công nghiệp may mặc đòi hỏi sự phụ thuộc vào con người trong quá trình sản xuất, nhưng đây lại là một ngành công nghiệp quan trọng đối với sự phát triển của các quốc gia đang phát triển. Đó là lý do tại sao các quốc gia như Mỹ và EU đã chuyển ngành công nghiệp này sang các quốc gia khác. Hiện tại, Mỹ và EU chi hơn 130 tỷ đô la mỗi năm để nhập khẩu quần áo. Hiện nay, chỉ có khoảng 2% quần áo được sản xuất ở Mỹ.
Trung Quốc là vua sản xuất quần áo, nhưng những năm gần đây, Việt Nam, Myanmar và Mexico cũng đang tranh giành thị phần này. Có người cho rằng ngành công nghiệp may mặc là một ngành di động, nên sẽ luôn tìm kiếm nơi có nguồn lao động rẻ hơn. Tuy nhiên, nếu xem xét sự phân bố ngành công nghiệp dày mỏng ở Trung Quốc như một chiếc bánh nghìn lớp, ngành công nghiệp này vẫn có sức hút đối với Trung Quốc. Hơn nữa, ngành công nghiệp may mặc cũng chứa đựng nhiều thành phần công nghệ cao. Công nghệ in không nước của Công ty Công nghệ Trường Thắng Thượng Hải, hiện đang trở thành đối tượng tranh giành của các công ty như Đông Lý, Nike và Adidas.
Những năm gần đây, các quốc gia mới đã bắt đầu quan tâm đến thị trường này. Lần này, đó là Mỹ, đang cố gắng khôi phục lại ngành công nghiệp chế tạo truyền thống này.
Công nghệ tự động may mặc
Một trong những thách thức lớn nhất đối với ngành công nghiệp may mặc khi áp dụng robot là tính linh hoạt của vải. Đối với bàn tay cơ khí, việc nắm bắt vải rất khó khăn. Hầu hết các loại vải đều dễ uốn cong, điều này nghĩa là quá trình may cần phải điều chỉnh liên tục để đảm bảo sự cân đối. Đối với con người, đây là công việc đơn giản nhất, nhưng đối với robot, đây là vấn đề khó khăn nhất.
Truyền thống, sự bất đồng giữa thiết bị tự động hóa chính xác và vật liệu mềm không dự đoán được đã tạo ra một rào cản tự nhiên. Việc kết hợp giữa cứng và mềm là một thách thức. Ngành công nghiệp đã cố gắng giải quyết vấn đề phức tạp của quá trình xử lý vải bằng cách tạo ra các hệ thống robot phức tạp, như bàn tay mềm, hệ thống thị giác, kẹp. Tuy nhiên, con đường này không thuận lợi, và mỗi lần thay đổi mẫu quần áo và quy trình, cần phải điều chỉnh thiết bị và phần mềm.
Do đó, các công ty may mặc robot như Softwear Automation đã cố gắng phát triển máy may tự động. Sau đó, có thêm công ty Sewbo tham gia. Do sự phát triển mạnh mẽ của trí tuệ nhân tạo và cảm biến giúp các ngón tay robot trở nên nhạy bén hơn. Hai công ty này đã có tiến bộ đáng kể trong hai năm qua, đang từng bước giải quyết những thách thức.
Công nghệ mới trong ngành may mặc
Thay vì tập trung vào việc cải thiện máy móc, công ty Sewbo đã đi theo hướng ngược lại. Nó không làm cho robot phức tạp như vật liệu, mà thay vào đó làm cho vật liệu đơn giản như kim loại. Sewbo sử dụng một loại nhựa nhiệt dẻo không độc hại, có thể tạm thời làm cứng vải. Loại nhựa này có thể được may giống như giấy bìa. Như vậy, các robot công nghiệp hiện đại có thể cắt và may vải như đang xử lý giấy bìa. Khi hoàn thành, chỉ cần rửa sản phẩm bằng nước nóng thông thường, chất cứng sẽ bị loại bỏ, để lại một sản phẩm may mặc mềm mại.
Mỗi bước trong quá trình may mặc đều được tích hợp thành một chuỗi các hành động cá nhân, do con người và robot thực hiện. Việc may quần jean là một quá trình phức tạp, bao gồm 60 bước khác nhau. Một chiếc quần jean ngắn chỉ cần 40 bước. Trong khi đó, việc may túi và đai quần jean cũng là một công việc phức tạp, đòi hỏi một công nhân cần mất vài tháng để nắm vững. Ngày nay, chỉ có một phần tư công việc may quần jean được tự động hóa.
Nhà sáng lập của Sewbo tin rằng ít nhất một phần ba công việc có thể được tự động hóa. Phần còn lại sẽ do con người và robot cùng thực hiện, và robot hợp tác sẽ tiếp tục tỏa sáng. Như vậy, trí tuệ nhân tạo, in 3D và công nghệ polymer đã kết hợp trong một ngành công nghiệp rất không ngờ. Nhựa nhiệt dẻo tan trong nước, ước tính vị trí của vật thể, và công nghệ kiểm soát tiên tiến, sự kết hợp này có thể thay đổi ngành công nghiệp may mặc của Mỹ trong thập kỷ tới.
Lúc đó, ngành công nghiệp may mặc của Mỹ sẽ có khả năng cạnh tranh mạnh mẽ.
Tổ chức đổi mới lớn
Hai công ty may mặc robot không phải đang chiến đấu một mình. Đằng sau chúng là hệ thống sản xuất lớn của Mỹ.
Bộ Quốc phòng Mỹ không chỉ bận rộn với việc chế tạo vũ khí, mà còn là người hâm mộ nhiệt tình của việc đưa ngành công nghiệp may mặc trở lại Mỹ. Theo luật pháp, quân phục phải được sản xuất trong nước. Thị trường quân phục hiện tại có giá trị hơn 2 tỷ đô la, đây là trường thử nghiệm tiên tiến nhất cho công nghệ robot may mặc. Tuy nhiên, đây không phải là tất cả giá trị của Bộ Quốc phòng. Vai trò kết nối tổ chức khác của Bộ Quốc phòng thường bị bỏ qua.
Từ phòng thí nghiệm đại học đến việc thương mại hóa doanh nghiệp, đây là giai đoạn dễ chết nhất của đổi mới. Đây được gọi là “hẻm tử thần đổi mới”. Khoa học và công nghệ của Trung Quốc thường khiến người ta cảm thấy yếu kém, vì hầu hết các kết quả khoa học đều bị mắc kẹt trong hẻm tử thần đổi mới này. Đây cũng là một vấn đề toàn cầu đối với việc chuyển đổi công nghệ. Để giải quyết vấn đề này, Mỹ đã thành lập Viện Nghiên cứu In 3D đầu tiên vào năm 2014 và đã thành lập 15 viện nghiên cứu trong ba năm tiếp theo. Những viện nghiên cứu này do Bộ Năng lượng, Bộ Thương mại và Bộ Quốc phòng dẫn đầu. Bộ Quốc phòng chiếm đa số, và Viện Nghiên cứu Robot Sản xuất Tiên tiến ARM, do Bộ Quốc phòng dẫn đầu, cũng nằm ở Pittsburgh.
Năm 2023, Viện ARM đã tài trợ 11 dự án, trong đó có dự án may mặc 3D robot. Cũng như mọi khi, Bộ Quốc phòng đã tham gia đánh giá dự án. Mục tiêu của dự án là tăng cường hành vi phổ biến của con người liên quan đến việc lắp ráp quần áo, như việc lấy, căn chỉnh và may các vật liệu có hình dạng phức tạp ba chiều bằng cách tự động hóa việc may may trong không gian ba chiều. Hệ thống này sẽ giới thiệu tính toán AI biên giới vào việc ước tính vị trí của vật thể và sử dụng kiểm soát tiên tiến cho việc may may ba chiều. Những công việc này sẽ được ứng dụng trong việc may may vật liệu mềm cho ngành hàng không vũ trụ, như Boeing và Lockheed Martin đã chờ đợi.
Siemens là một trong những người chơi quan trọng nhất trong lĩnh vực này, nó cố gắng đưa tự động hóa linh hoạt vào ngành công nghiệp may mặc, đây là một khoản đầu tư vào thị trường tương lai. Công nghệ tự động hóa của Siemens đã giúp công ty robot may mặc Mỹ hoàn thành việc may tự động đường viền tròn ở đáy áo sơ mi. Việc may túi quần jean quân đội đã hoàn toàn tự động hóa. Ngoài ra, nhà máy có thể lập trình tự động để cho phép hai robot lấy một chiếc áo từ một đống quần áo, đọc động hình dạng của nó và sau đó chèn nó vào máy cuộn tự động.
Những công ty như Levi’s và Bluewater Defense, một nhà sản xuất quân phục nhỏ, đều là những người tham gia trong dự án đổi mới này. Điều đáng chú ý là một nhà sản xuất quần jean Việt Nam, Saitex, cũng có một công ty con ở Mỹ. Điều này thật ngạc nhiên, trong quá trình tái phân công toàn cầu hóa, Việt Nam đã nắm bắt cơ hội mới một cách tự tin hơn.
Đối tác quan trọng nhất chắc chắn là robot. Sewbo, một công ty robot may mặc, đã trở thành nhà cung cấp quan trọng của công nghệ may mặc robot sau nhiều năm tham gia dự án của Viện ARM.
Đây đều là bóng dáng của Bộ Quốc phòng Mỹ. Ngoài ARM, còn có Viện Nghiên cứu Sợi Chức năng Tiên tiến AFFOA, cũng đang thúc đẩy các dự án robot may mặc của Mỹ. Đây cũng là một viện nghiên cứu do Bộ Quốc phòng Mỹ hỗ trợ. Viện này không đặt tại Đại học Bắc Carolina, nơi có ngành công nghiệp dệt mạnh nhất, mà lại đặt tại Học viện Công nghệ Massachusetts. Điều này cho thấy trong mắt Bộ Quốc phòng Mỹ, ngành công nghiệp dệt tương lai sẽ có nhiều đặc điểm điện tử hơn là đặc điểm truyền thống của ngành dệt. Sợi tương lai sẽ có đặc điểm sợi thông minh, chip sẽ được may vào quần áo như may dệt, tạo thành quần áo điện tử. Mỗi chiếc balo, mỗi chiếc áo, đều có thể trở thành một phương tiện truyền thông và năng lượng. Đây chính là một trong những hướng nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Sợi Chức năng Tiên tiến AFFOA. Viện này và Viện Nghiên cứu Robot ARM đã hợp tác từ rất sớm, cùng nghiên cứu vấn đề tự động hóa may mặc. Công nghệ nhựa nhiệt dẻo làm cứng vải của Sewbo cũng được phát triển dưới sự tài trợ của AFFOA.
Sáng kiến độc đáo
Có nhiều ý tưởng độc đáo. Ví dụ, Đại học Rice đang cố gắng biến vải thành máy tính khí động, kết hợp sự thoải mái của vải với chức năng của cảm biến và thiết bị điện tử. Nó hoạt động dựa trên luồng không khí, cấu trúc vải được xây dựng giống như các mạch logic 0 và 1 trong máy tính. Các van điều khiển kích thước khoảng một inch vuông được ép vào vải, giống như một nút, không bị ảnh hưởng bởi việc giặt. Điều này có nghĩa là những bộ quần áo điện tử này sẽ trở thành một bộ điều khiển mạch điện tử, nhận diện ý định và điều khiển. Điều này đặc biệt quan trọng đối với người khuyết tật. Khi bạn muốn nâng tay, bộ quần áo sẽ tự động nhận biết ý định và giúp bạn nâng tay lên.
Ngành công nghiệp may mặc, trở thành một đấu trường đổi mới đầy phấn khích.
Khám phá thêm
Đọc thêm:
Từ khóa
- May mặc
- Robot
- Châu Á
- Trí tuệ nhân tạo
- Đổi mới