Développements automatisés de coupe et de couture

L'ITMA la plus récente a mis en lumière les tendances en matière d'automatisation de la coupe et de la couture.

Par le Dr Minyoung Suh

Un produit vestimentaire est un bien de consommation avec un grand nombre de chaînes d'approvisionnement fragmentées. Cela commence par la sélection des fibres, passe à la production de fils et de tissus et se termine par la fabrication de vêtements. Dans de nombreux cas, plusieurs secteurs supplémentaires sont impliqués dans la finition du produit final, qui peut inclure des garnitures, des finitions, de la broderie, du cuir et d'autres accessoires de mode.

Les principales opérations du secteur de la fabrication de vêtements à forte intensité de main-d'œuvre peuvent être classées en trois groupes : la préproduction, la production et la postproduction1. La préproduction se concentre sur la préparation des matériaux et des services nécessaires, et comprend la planification de la ligne, le développement d'échantillons et les approbations, l'approvisionnement et la planification de la production. Pendant la production, les tissus sont étalés, coupés, groupés et cousus. Plusieurs tâches de post-production suivent - y compris le pressage, l'inspection, le pliage et l'emballage - pour préparer les marchandises pour les consommateurs. La production de vêtements repose encore sur des pratiques manuelles comme il y a quelques centaines d'années2.

La nature dépendante de la main-d'œuvre des tâches de coupe et de couture les rend coûteuses. Le coût du tissu et la main-d'œuvre coupée et cousue sont les deux dépenses les plus importantes dans la fabrication de vêtements2. Les matières premières représentent 50 à 70 % du coût total du produit3, mais les compromis sur la qualité et la quantité de tissu influencent directement la qualité du produit final. Au lieu de cela, la solution viable pour réduire le coût du tissu est de réaliser le marqueur le plus efficace grâce à une coupe précise et précise.

La couture représente 35 à 40 % du coût total4. Les fabricants de produits cousus ont réduit les coûts de main-d'œuvre grâce à la gestion de la chaîne d'approvisionnement mondiale au cours des dernières décennies en implantant des installations de production dans les pays en développement. Cependant, cette stratégie commerciale est plus difficile à maintenir en raison des changements récents sur le marché du travail mondial. Il est urgent de trouver des solutions de fabrication alternatives et l'automatisation des processus de coupe et de couture est une option.

L'automatisation améliore la productivité ainsi que la qualité des produits de mode en minimisant l'intervention humaine et en évitant les erreurs de fabrication. Les exemples incluent la manipulation mécanisée des tissus, les techniques informatisées et les machines à coudre automatiques et les robots. Ces processus facilitent les transitions automatiques et fluides des pièces entre les étapes ou au cours d'un processus.

Il y avait six sous-sections établies dans le cadre du système de fabrication de vêtements présenté au salon des machines textiles ITMA 2019. Il s'agissait d'équipements de développement de produits ; rétrécir, fusionner et couper ; couture; fournitures et consommables de couture; finition du produit. La coupe et la couture sont les principaux domaines d'observation, et de nombreux exemples d'équipements automatisés sont signalés pour mettre en évidence les principales caractéristiques des innovations techniques dans l'automatisation de la coupe et de la couture.

Avec l'augmentation de la production de masse, la salle de coupe d'une usine de fabrication de vêtements a été automatisée grâce à plusieurs nouvelles inventions. Une machine à étendre qui transporte un rouleau de tissu sur la table a considérablement réduit la main-d'œuvre humaine. Introduites au début des années 1900, les découpeuses ont également augmenté considérablement l'efficacité et la qualité de la découpe. Avec l'apparition des machines à commande numérique (NC) dans les années 1940 et 1950, la coupe continue était possible. Cela a conduit à une plus grande flexibilité dans la production ainsi qu'à une utilisation plus économique des matériaux. Plus tard, la technologie numérique a créé des machines à commande numérique par ordinateur (CNC) et des outils de support tels que des programmes de conception/fabrication assistée par ordinateur (CAO/FAO).

La plupart des systèmes de coupe automatisés ont une configuration similaire, où un dispositif de coupe est logé dans un chariot qui est fixé à une barre transversale au-dessus de la table de coupe. Le chariot se déplace le long de la barre transversale sur toute la largeur de la table de coupe, tandis que la barre transversale se déplace sur la longueur de la table. Ces mouvements permettent au dispositif de coupe de se déplacer sur la zone de coupe et sont gérés avec précision par une unité de contrôle. Dans les dispositifs de coupe modernes, les tables de coupe sont équipées d'un système d'aspiration pour maintenir le matériau vers le bas et améliorer la précision de coupe pendant le processus de coupe. Les matériaux poreux tels que les textiles doivent être coupés avec une couverture en plastique imperméable à cause de cela. Les soufflantes aspirantes sont généralement le composant qui consomme le plus d'énergie lors des opérations de coupe5.

Différentes technologies de découpe sont disponibles pour un dispositif de découpe, telles que des couteaux commandés par ordinateur, des lasers, des jets d'eau, du plasma ou des ultrasons. Les coupe-couteaux conviennent à la découpe multicouche de matériaux textiles lourds et ont été le plus largement adoptés par les fabricants de produits textiles5. La tête de coupe à couteau est équipée de plusieurs outils de coupe - couteaux, encoches, perceuses et marqueurs - pour répondre aux diverses exigences de coupe et de marquage. Les découpeuses au laser sont la deuxième méthode de découpe la plus utilisée, fréquemment adoptée pour la découpe à un seul pli. Les lasers peuvent créer des bords anti-effilochage sur les fibres synthétiques, y compris le polyester et le nylon. Divers effets de traitement sont possibles, tels que la découpe, la découpe par effleurement et le marquage, grâce à une intensité laser contrôlée. Le choix de la méthode de découpe dépend des propriétés des matériaux ainsi que de la complexité des contours à découper.

La considération la plus importante lors de la configuration d'un système de découpe automatisé est de savoir si un seul pli ou plusieurs plis de tissu seront coupés. La découpe monocouche permet des processus continus et élimine le besoin d'un épandeur car le tissu peut être acheminé vers la zone de découpe directement à partir d'un rouleau. Une table de coupe à convoyeur est utilisée pour une productivité accrue, où la coupe se poursuit avec l'avancée de la surface de coupe. Avec la surface mobile, un composant extra-large dépassant la longueur de la table de coupe peut être coupé en utilisant cette configuration.

Lorsque plusieurs piles d'un tissu sont étalées pour être coupées, une puissance de coupe plus élevée est bien sûr nécessaire. Un couteau oscillant maximise la capacité de coupe en se déplaçant de haut en bas au fur et à mesure que le couteau avance. La profondeur de la course oscillante varie généralement de 5 millimètres (mm) à 200 mm et doit être conçue en fonction des conditions de coupe5. Basé en TurquieSerkon Tekstil Makina introduit le couteau intelligent qui oscille non seulement de haut en bas, mais aussi d'un côté à l'autre. Le mouvement supplémentaire du couteau est utile pour couper des pièces avec précision sur des piles épaisses de plusieurs couches de textile. En raison des mouvements oscillants du couteau, la surface des tables de coupe doit être suffisamment lâche pour supporter le mouvement. Dans la découpe multicouche avec un couteau oscillant, la surface d'une table de découpe est constituée de poils, qui est généralement une table à plat statique. Cette configuration de coupe statique assure une précision de coupe supérieure à celle d'une surface de convoyeur.

Depuis Tolland, dans le ConnecticutTechnologie Gerber introduit le premier système de découpe entièrement automatisé dans les années 1960, le marché de la découpe automatisée a mûri et est devenu plus compétitif. Basé en FranceLectraest un autre acteur majeur dans le développement de la technologie de découpe.

Les principaux domaines d'innovation actuels sont liés à des sous-fonctions élaborées ou à une assistance complémentaire à la technologie de coupe existante. Les principaux domaines de nouveaux développements observés à l'ITMA 2019 pourraient être résumés en trois aspects : productivité, polyvalence et capacité de correspondance de modèles.

Pour améliorer la productivité, certaines découpeuses automatisées sont équipées d'un dispositif de coupe supplémentaire et d'une barre transversale, qui effectue une coupe synchronisée et simultanée. SelonKuris Spezialmaschinen GmbH , Allemagne, les têtes de coupe doubles peuvent réduire le temps de coupe jusqu'à 40 %6. Un autre exemple d'efficacité accrue est la mise en place d'une étiqueteuse automatique. Cette technologie a été présentée par la société italienneMorgan Technical SpA et Serkon Tekstil Makina à l'ITMA 2019. Des étiqueteuses sont intégrées aux découpeuses pour faciliter les erreurs humaines et la confusion lors des processus de déchargement après la découpe. Les autocollants, de dimensions différentes selon les besoins, sont imprimés thermiquement et placés au milieu de chaque pièce découpée (Voir Figures 1a et 1b). Cela rend les informations nécessaires, y compris les codes à barres, immédiatement visibles sur les pièces découpées.

Viser une utilisation polyvalente dans un seul couteau, basé en SuisseZund Systemtechnik AG a adopté un outillage modulaire dans ses coupeuses automatisées où le dispositif de coupe peut être modifié de manière interactive par l'utilisateur (voir figure 2a). Divers dispositifs de coupe - y compris des outils oscillants électriques ou pneumatiques, des lames rotatives ou de couteau, des modules laser, des outils de perforation ou de rainage et des modules de marquage ou de traçage - peuvent être sélectionnés et montés sur le support en quelques étapes simples et rapides pour des opérations de coupe spécifiques.

À l'ITMA 2019, basé en AllemagneEurolaser GmbH a présenté un système de découpe textile automatisé spécialisé pour les tissus de laine basé sur la technologie laser (voir figure 2b). Baptisé Cut'nProtect Technology, son cutter était équipé d'un vaporisateur capable de stabiliser le tissu et de créer des bords de coupe lisses et non pelucheux. Ce cutter intègre également un dispositif de coupe double avec un laser et une lame pour plus de polyvalence.

Traditionnellement, la correspondance des motifs impliquait de préparer des marqueurs sectionnés et d'avoir deux étapes de coupe distinctes - la coupe grossière et la coupe fine5. Bien que ces processus aient pris beaucoup de temps et de main-d'œuvre, la précision de l'appariement des motifs était encore insaisissable et un gaspillage de matériau inutile était généré entre la coupe grossière et la coupe fine. Plusieurs entreprises, dont Zund, Morgan Technica et Kuris, ont investi des efforts pour développer du matériel et des logiciels de correspondance de modèles et ont démontré la capacité améliorée de correspondance de modèles dans ITMA 2019.

Dans un système automatisé, la correspondance des motifs peut être obtenue soit en générant une image à l'écran des motifs de tissu sur la table de marqueurs, soit en projetant des images de marqueurs sur le tissu. Dans la première méthode, les impressions sur tissu sont numérisées par un dispositif optique sur la tête de coupe et importées dans le logiciel de placement. Des motifs de vêtements sont placés et un marqueur est préparé sur l'image du tissu (voir la figure 3a). Cela permet à l'opérateur d'optimiser les paramètres de coupe pour des résultats de coupe précis et précis. Souvent appelée nid visuel, cette dernière technologie aide l'opérateur à visualiser et à modifier les marqueurs en temps réel, en vérifiant une image de marqueur projetée sur la surface du tissu avant la découpe (voir la figure 3b). L'opérateur peut déplacer ou réorienter les pièces pour qu'elles correspondent à des motifs de tissu complexes ou les manipuler avec des motifs techniques. Étant donné que l'opérateur joue toujours un rôle important au cours des processus, ces systèmes sont considérés comme semi-automatisés.

La technologie clé de Kuris mise en avant à l'ITMA 2019 était le système de caméra intégré qui enregistre et reconnaît le matériau à couper. Les images photographiées de la surface du tissu sont traitées pour calculer les coordonnées de coupe. Cette technologie permet à une découpeuse monocouche de fonctionner même sans marqueurs dans le cas de motifs de vêtements imprimés par une méthode de sublimation (voir la figure 3c). Basé sur la technologie d'imagerie, son coupe-cuir peut également détecter les contours arbitraires d'une pièce de cuir, déterminer différentes qualités d'état de surface et imbriquer automatiquement des marqueurs directement sur le cuir correspondant à la zone de qualité (voir la figure 3c).

Les processus de production impliqués dans l'assemblage de vêtements sont divisés en deux sous-fonctions - la manipulation du matériau et l'assemblage des composants du tissu. Dans la fabrication de vêtements, beaucoup de temps et de main-d'œuvre sont consacrés à la manipulation des matériaux, tels que le levage, le déplacement, le montage, le repositionnement et la réorientation des composants de tissu coupés ou semi-finis. Il est important de traiter les coutures avec précision et douceur de manière économique et efficace pour garantir une qualité élevée7. Dans les postes de travail disponibles dans le commerce, le chargement est généralement manuel, tandis que les processus de couture et de déchargement peuvent être automatisés8.

Par rapport à la manipulation de matériaux rigides, travailler avec du tissu est beaucoup plus difficile. Les tissus se déforment facilement de manière inadmissible, même sous une très faible pression, comme un poids mort ou une résistance à l'air. Il est rapporté que la manipulation lors de l'assemblage du produit se fait manuellement 79 % du temps9. Aucune des usines ne manipulait automatiquement les matériaux, tandis que seulement 21 % des entreprises utilisaient des systèmes semi-automatiques. Lorsqu'un vêtement est fabriqué, le temps de manutention représente environ 80 % du temps de production global, et environ 80 % du coût d'usine est lié au coût de manutention.4

Il existe plusieurs technologies de préhension basées sur le vide, la pince Bernoulli, les aiguilles ou les rouleaux7. Dans les pinces à vide, les éléments de préhension sont reliés à une pompe pneumatique et maintiennent le contact avec le matériau de préhension10. La différence de pression permet au matériau de préhension d'adhérer aux ventouses. Les préhenseurs Bernoulli permettent une préhension sans contact en créant un effet Bernoulli avec l'utilisation directe d'air comprimé. Dans les pinces à aiguilles, les aiguilles pénètrent dans les matériaux selon un angle et sont verrouillées avec le matériau à saisir. Les systèmes à rouleaux utilisent souvent des pinces de congélation et de surface, qui créent une adhérence temporaire à l'aide d'éléments Peltier et d'effets électrostatiques, respectivement.

Cependant, ces technologies avancées de préhension ne sont pas encore vulgarisées dans les systèmes d'assemblage de produits textiles. Szimmat9 a indiqué que 72 % des systèmes de manutention semi-automatiques actuels n'utilisent pas de pinces, et les 28 % restants utilisent des aiguilles ou des pinces à ferraille. La seule application similaire trouvée dans l'ITMA 2019 était le tapis de cueillette démontré par un projet en cours à l'usine espagnoleAB Industries . Dans son système, les pièces flottent à environ un pouce au-dessus d'une surface de table structurée avec des poils. Cela permet à un bras robotisé à 360 degrés de ramasser facilement les pièces à l'aide d'un simple élément de préhension (voir la figure 4). Selon AB Industries, la technologie est actuellement en cours de développement et n'est pas encore commercialisée.

La couture est la technologie d'assemblage textile la plus importante, représentant 85 % de toutes les méthodes d'assemblage4. La couture dépend toujours d'une main-d'œuvre hautement qualifiée pour les opérations manuelles et représente 35 à 40 % du coût total4. Au cours des dernières décennies, les fabricants de produits cousus ont réduit les coûts de production en délocalisant les installations de production dans les pays en développement à bas salaires. Cependant, cette stratégie commerciale approche de la fin de sa durée de vie à mesure que les conditions du marché changent. Les coûts de main-d'œuvre augmentent rapidement dans de nombreux pays en développement, il y a une pénurie mondiale de main-d'œuvre qualifiée et le comportement des consommateurs change plus rapidement que jamais, poussé par les tendances de la mode rapide. Par conséquent, l'industrie de la confection de vêtements est invitée à s'efforcer d'automatiser la couture.

La configuration de couture automatisée la plus populaire et la plus largement adoptée observée à l'ITMA 2019 était la machine à coudre conventionnelle montée sur des machines de traitement de tissu telles qu'une unité d'enroulement ou de calandrage. Plusieurs sociétés, dont l'espagnoleTexma Machinery SLet basé en ItalieComatex Machines Textiles Srlutilisé ce type de configuration pour finir les bords, joindre des rouleaux de tissu ou fabriquer une structure tubulaire à partir d'un rouleau de tissu (voir les figures 5a et 5b).Monti-mac Srl , Italie, fournit une série de machines à coudre mobiles pour cette configuration (voir figure 5c). L'alimentation pneumatique est adoptée dans certaines unités de couture au cas où des processus humides seraient impliqués simultanément pendant les opérations de couture. Les types de points couramment utilisés pour ces applications sont soit des points de chaînette - classe 100 ou 400 - soit des points de surjet - classe 500 - puisque les machines à coudre pour ces types de points sont équipées d'une alimentation continue en fil inférieur qui ne nécessite pas d'arrêter la machine pour charger les fils.

Un système de changement automatique de canette est une solution innovante pour une efficacité accrue dans la couture. Dans les machines à point noué à 301 points, une canette entièrement chargée dure moins de 20 minutes en couture continue et les changements fréquents de canettes sont un goulot d'étranglement de couture notoire8. Le système automatique est basé sur deux principes : vérifier la quantité restante de fil de canette et le remplacer par une canette remplie une fois que la quantité prédéterminée de fil restant est atteinte.

RSG Automation Technics GmbH & Co. KG , Allemagne, a fait la démonstration d'un échangeur de bobines entièrement automatique à l'ITMA. Son contrôleur de canette breveté utilise une canette unique codée avec une combinaison spécifique de couleurs RVB (voir la figure 6a). Lorsque la canette tourne pendant les opérations de la machine, un capteur de lumière surveille la séquence de couleurs et détecte le mouvement habituel de la canette ou les erreurs lorsqu'il n'y a plus de fils. Dans l'unité exposée à l'ITMA 2019, une station de canette de type magasin se trouve à proximité avec 15 boîtiers de canette remplis prêts, tandis qu'un espace sur 16 emplacements reste vide pour que le changement ait lieu (voir la figure 6b). Cela conduit à des arrêts de production minimes où la machine à coudre ne s'arrête que pendant 6 à 8 secondes à chaque fois pour le changement de canette.

Les principes de la couture automatisée varient en fonction de la géométrie des chemins de couture. Des coutures bidimensionnelles peuvent facilement être créées à l'aide de la technologie de couture CNC, où une ou deux têtes de couture mobiles avancent sur les textiles le long du chemin de couture programmé. Pour les cas plus compliqués de conversion de tissus 2D en coutures 3D, la tête de couture est guidée par un robot dans l'espace 3D le long des chemins de couture tandis que les tissus sont positionnés dans une forme 3D. Cependant, dans bon nombre de ces cas, deux pièces de tissu ont des contours ou des courbures différents le long de la couture à assembler. Ce type de coutures doit être manipulé en positionnant les tissus en 3D et en appliquant une tension différente aux tissus dans chaque point.

Dans une configuration de couture 2D, une ou plusieurs couches de textiles sont cousues dans des cadres de couture fixes. La manipulation flexible des matériaux est évitée en serrant les morceaux de tissu dans les supports. Le support guide la tête de couture dans les directions x et y en suivant les contours de couture programmés. Cette configuration de couture est principalement utilisée pour les coutures ornementales et de conception. La taille du champ de couture est essentiellement limitée par les dimensions physiques des axes linéaires de la machine. Les grandes machines peuvent traiter une zone de couture jusqu'à 3 mètres sur 3 mètres, tandis que les petites machines peuvent couvrir moins de 10 cm sur 10 cm4. Les grandes machines à coudre à commande numérique servent à quilter une couverture ou un matelas (voir la figure 7a). En règle générale, une machine de petite taille est utilisée pour coudre automatiquement des étiquettes d'entretien ou de marque sur les vêtements (voir la figure 7b).

Les progrès actuels dans les systèmes de couture automatisés sont limités à certaines opérations. Divers automates et unités de couture semi-automatiques sont disponibles dans le commerce auprès de nombreux fournisseurs, y compris basés au JaponJuki Corp., basé en ItalieRI.MA.CSrl, et basée en AllemagneDurkopp Adler SA . À l'ITMA 2019, Juki a présenté une série de machines à coudre automatiques pour boutons, boutonnières et points d'arrêt ; tandis que Rimac a présenté une machine à relier automatique pour la finition des coins arrondis de la literie et des tapis de sol d'automobile (voir la figure 8). La pièce est tournée aux coins à l'aide d'un bras motorisé pour créer une courbure constante tandis que la bande textile est automatiquement insérée à travers une unité d'alimentation.

Durkopp Adler a présenté un système de production modulaire à l'ITMA 2019 en démontrant une séquence de poches passepoilées doubles (voir la figure 9). Une poche passepoilée est produite à l'aide d'une tête de point noué à deux aiguilles avec un couteau central et un mécanisme d'alimentation en aiguille8. Les cadres de couture avec un chemin de couture fixe sont utilisés pour la couture de gabarits et ils serrent les pièces pendant les opérations. Une configuration semi-automatique, le processus nécessite que l'opérateur aligne et alimente les pièces dans le système.

Une entreprise qui n'a pas participé à l'ITMA 2019, mais qui apporte une contribution significative à l'industrie de la couture automatisée avec ses Sewbots estSoftwear Automatisation Inc. , Atlanta. Sa principale innovation technologique est l'intégration de systèmes avancés de vision par ordinateur, qui suivent les fils individuels au niveau de l'aiguille et coordonnent le mouvement précis du tissu8. Les Sewbots manipulent un tissu à l'aide d'un bras robotique et d'un système de convoyeur à 360 degrés. Un bras robotisé à quatre axes peut soulever et placer un morceau de tissu à l'aide d'une pince à vide, tandis qu'une table de convoyage peut alimenter le tissu dans une unité de couture. La table est équipée de rouleaux sphériques, appelés perruches, encastrés dans la surface. Grâce à ces perruches, chaque morceau de tissu peut se déplacer en douceur sur la table dans n'importe quelle direction selon les besoins.

Terrebonne, QuébecAutomatex inc. a présenté une unité de production de taies d'oreiller entièrement automatisée à l'ITMA 2019, où les tâches de production séquentielles de coupe, pliage, couture, étiquetage et emballage sont effectuées au sein d'une seule unité. Des systèmes similaires sont proposés par la société italienneMagetron Srl., basé en AllemagneTexpa Maschinenbau GmbH & Co. KGet basé en Allemagne Carl Schmale GmbH & Co. KG pour la production de serviettes. Jusqu'à présent, les systèmes de production disponibles dans le commerce avec une capacité de production entièrement automatisée sont limités aux produits textiles plans, tels que les serviettes, les draps et les tapis.

Les têtes de couture doivent être montées et contrôlées par des robots pour les opérations de couture 3D. Étant donné que de nombreux processus et étapes de machine semi-automatique doivent être incorporés, il est difficile de maintenir une production économique et flexible. De gros investissements sont nécessaires et les systèmes robotiques ne sont pas encore adoptés pour les lignes de production de vêtements. Cependant, une démonstration de production effectuée par la société italienneACG Kinna Automatique fourni un affichage impressionnant et futuriste pour la production automatisée. Un système entièrement automatisé nommé Borsoi manipulait un oreiller 3D à l'aide de robots. Plus précisément, Borsoi a pu saisir une taie d'oreiller, sécuriser l'ouverture de la couture, rembourrer la taie d'oreiller, transporter l'oreiller, fermer l'ouverture et emballer un produit fini dans un sac en plastique sur une seule chaîne de production continue (voir les figures 11a-11g). Toutes les pièces sont manipulées et avancées entre chaque tâche à l'aide de bras robotisés avec pinces.

L'exécution de plus d'une tâche de production est une considération clé dans l'avancement des systèmes de couture automatisés. Une machine à coudre doit être implémentée dans le flux existant d'autres opérations dans les processus d'assemblage, telles que les alimentateurs de rembourrage ou les presseurs de couture, comme l'ont montré plusieurs entreprises à l'ITMA. La configuration des systèmes de couture automatisés repose sur la conception des produits et les plans de production, et chaque système de production peut devoir être personnalisé pour différents produits vestimentaires. Les efforts de normalisation des produits allégeraient le fardeau. Des entreprises telles que RSG Automation Technics proposent des services de personnalisation pour les usines de produits textiles.

L'industrie textile a mené la première révolution industrielle au cours des années 1800, qui a amené la transition d'une production artisanale à des systèmes de fabrication basés sur la puissance mécanique. La deuxième révolution industrielle a rendu possible l'industrialisation et la production de masse, tandis que la troisième révolution était basée sur les technologies de numérisation et d'automatisation. Aujourd'hui, les lignes de production sont équipées de machines programmables et l'industrie se dirige actuellement vers la quatrième révolution industrielle.

L'industrie 4.0 est une initiative stratégique introduite par le gouvernement allemand en 201111. L'initiative a été déclenchée parce que les tentatives de réduction des coûts de fabrication étaient presque épuisées et que de nouvelles stratégies sont nécessaires. Les rapports estiment que l'usine Industrie 4.0 peut réduire les coûts de 10 à 30 % en production, de 10 à 30 % en logistique et de 10 à 20 % en gestion de la qualité12. D'autres résultats attendus incluent des délais de livraison plus courts, une meilleure réactivité des clients, une personnalisation de masse abordable, un environnement convivial pour les travailleurs et une utilisation plus efficace des ressources naturelles et de l'énergie11. En particulier, les solutions de l'industrie 4.0 peuvent fournir des technologies clés pour la production textile intelligente - l'un des plus grands domaines de croissance de l'industrie textile. Le marché mondial des textiles intelligents devrait atteindre 3 milliards de dollars d'ici 2026.

Le concept principal de l'Industrie 4.0 est l'automatisation intelligente basée sur l'interopérabilité et la connectivité. L'application des systèmes cyber-physiques (CPS) et de l'Internet des objets (IoT) aux systèmes de production industrielle est importante pour l'industrie 4.0. Les installations de production sont des CPS, qui représentent l'équipement physique intégré aux composants des technologies de l'information et de la communication. Les systèmes autonomes sont capables de prendre leurs propres décisions d'auto-organisation et d'auto-optimisation sur la base d'algorithmes d'apprentissage automatique et de données en temps réel13.

Les systèmes en réseau intégrés aux machines de fabrication de vêtements ont été présentés à l'ITMA 2019. Le système de réseau avancé Juki (JaNets) est un logiciel associé à du matériel de support, où les machines à coudre d'une chaîne de production sont interconnectées pour fournir des données sur les activités de production. Les machines à coudre numériques sont un composant essentiel pour recueillir des données de couture détaillées, y compris les codes d'erreur (voir Figure 12a). Des terminaux positionnés à chaque poste de travail fournissent l'analyse détaillée de l'avancement d'une production en temps réel et réduisent le temps de réaction aux problèmes.Suzhou Transparent Electronic Technology Co. Ltd., Chine, (TPET®) propose également une plate-forme d'usine intelligente pour la fabrication de textiles de maison. Son système consiste en une série de machines numériques interconnectées pour fabriquer des produits, surveiller les installations, effectuer des analyses et transporter des équipements ainsi que des matériaux (voir la figure 12b). Cela permet une maintenance prédictive des installations de fabrication basée sur l'acquisition et l'analyse de mégadonnées.

Le concept de conception et de production de vêtements à la demande — où un produit vestimentaire est fabriqué après réception de la commande personnalisée — commence à décoller14. Les systèmes se composent d'une base de données de conception de vêtements et d'une série de machines de fabrication pour l'impression, la coupe et l'assemblage de textiles. L'automatisation intelligente est essentielle pour réduire les coûts et raccourcir les délais. Il ressort clairement de l'ITMA 2019 que l'industrie du textile et de l'habillement progresse chaque jour vers l'Industrie 4.0.

L'ITMA la plus récente a mis en évidence l'état avancé de l'automatisation dans la fabrication de vêtements. La plus grande tendance en matière de découpe est l'utilisation de technologies d'imagerie optique ; et les fraises deviennent plus productives, polyvalentes et précises. Par rapport à la coupe, le développement de l'automatisation de la couture en est encore à un stade primitif, où seule une capacité de couture limitée est réalisable dans des configurations automatisées. L'intégration transparente de fonctionnalités personnalisées dans les lignes de production existantes est actuellement la plus grande tendance de la couture automatisée.

Les références:

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2Burns, L., Mullet, K. et Bryant, N. (2011). Le métier de la mode : Conception, fabrication et commercialisation. New York, NY : Bloomsbury Publishing.

3Vilumsone-Nemes, I. (2018b). Coupe industrielle de matériaux textiles (pp. 139-164). Sawston, Cambridge : Éditions Woodhead.

4Gries, T. et Lutz, V. (2018). Application de la robotique dans la fabrication de vêtements. Dans R. Nayak et R. Padhye (Ed.), Automation in Garment Manufacturing (pp. 179-197). Sawston, Cambridge : Éditions Woodhead.

5Vilumsone-Nemes, I. (2018a). Automation in spread and cutting, In R. Nayak et R. Padhye (Ed.), Automation in Garment Manufacturing (pp. 139-164). Sawston, Cambridge : Éditions Woodhead.

6Kuris Spezialmaschinen GmbH (2010). Cutty, extrait de https://www.kuris.de/wp-content/uploads/2010/12/KURIS_CuttyDoppelbrucke_4Seiter-GB-Web.pdf

7Lutz, V., Fruh, H., Gries, T. et Klingele, J. (2018). Automation in material handling, In R. Nayak et R. Padhye (Ed.), Automation in Garment Manufacturing (pp. 165-177). Sawston, Cambridge : Éditions Woodhead.

8Jana, P. (2018). Automatisation dans la technologie de couture, In R. Nayak et R. Padhye (Ed.), Automation in Garment Manufacturing (pp. 199-236). Sawston, Cambridge : Éditions Woodhead.

9Szimmat, F. (2007). Contribution à la séparation des composants des curseurs de flexion plane. Stuttgart, Allemagne : Société Fraunhofer.

10Aminpour, R. (2017). Prélèvement automatisé des tissus, brevet américain n° 2017/0259445 A1.Washington, DC : US Patent and Trademark Office.

11Rojki, A. (2017). Concept de l'industrie 4.0 : contexte et aperçu. Journal international des technologies mobiles interactives, 11(5), 77-90.

12Bauernhansl, T., Krüger, J., Reinhart, G. et Schuh, G. (2016). Point de vue WGP Industrie 4.0. Berlin, Allemagne : Société scientifique pour l'ingénierie de la production.

13Kusters, D., Prab, N. et Gloy, Y. (2017). Textile learning factory 4.0 – Préparer l'industrie textile allemande pour l'avenir numérique, Procedia Manufacturing, 9(1), 214-221.

14Aminpour, R., Barnet, A., Liang, N., Alexander, A., Wilson, J. et Mata, J. (2017). Fabrication de vêtements à la demande, brevet américain n° 9,623,578. Washington, DC : Office américain des brevets et des marques.

Note de l'éditeur : Le Dr Minyoung Suh est professeur adjoint au Wilson College of Textiles à NC State, Raleigh, NC, dans le département du textile et de l'habillement, de la technologie et de la gestion. Cet article a été adapté pour Textile World à partir d'un article du Dr Suh publié dans le Journal of Textile and Apparel, Technology and Management (JTATM) du NC State Wilson College of Textiles. L'article original peut être consulté ici : http://bit.ly/2020cutandsew.

Mars/Avril 2020