編按：本機能紡織百科專欄由《健行筆記》與《明基材料Xpore》共同推出，專欄內將邀請各領域專家與大家分享最新織品科技。本集受訪來賓為資策會數位轉型研究所－劉泰利組長，以下整理組長口述紀錄。
▲圖／劉泰利組長提供
臺灣生產的機能布料遠近馳名，在全球供應鏈搶得七成以上的市場，關鍵就在於布料的研發能量。眾所周知，機能布料的紗線組合複雜度遠超過一般布料，一般布料可能是以棉花、動物毛等等為基底做紡紗，機能布料則是在這些基本素材上再加上化學材料，才能達到各項功能；舉例來說，夏季熱銷的涼感衣，多數即是在紡紗階段加入礦石粉以加速熱傳導，讓體表感到清涼。而布料外掛的機能愈多，紡紗的複雜度也愈高，能精準掌握成品表現、縮短製程，正是臺灣紡織業的競爭優勢，而要做到這一點，相當仰仗智慧化的生產管理系統。
本篇將以臺灣紡織強項－布料織造階段的進料、製造跟檢驗三大部份與大家分享數位科技X智能製造的「智造化系統」，如何幫助我們加速機能布料的研發。
一、如何讓機能布料的研發過程更聰明？
(1) 進料
布料是絲線的組合品，而機能布料混合多種素材，會造成在進料階段時多了許多不同的原物料種類，帶來更多樣化的檢驗需求。過往紡織業大量使用人力做肉眼檢測，除了費時，誤差值也較高，現今紡織業多數導入「AOI 智慧光學檢測設備」，這套系統可以針對工廠的品質需求設定瑕疵標準，以攝影鏡頭拍攝原料外觀後，再透過瑕疵辨識訓練挑出有問題的進料，減少傳統人力檢測的問題，從胚布品質上就達到較高的良率，讓後續製造更順暢。
▲AOI系統檢測流程示意
(2) 製造
在這兒可以再區分為二塊的製造來談：紗線變身為胚布的過程，以及胚布經染色後成為成品的過程。
- 紗線變身為胚布
不同材質的紗線可承受之拉力不同（註1），現在的紗線越做越細，有些甚至比頭髮還細，混紡後的控制難度也越來越高。舉例來說，假設一塊機能布料需要混合三種不同材質的紗線，三種紗線可承受的拉力分別為 100 磅、90 磅、70 磅，因其拉力不同，在製作過程中，一個控制不當就容易出現斷紗瑕疵，也因此光靠過往的「老師傅」經驗不一定足夠，何況老師傅需靠時間與經驗淬鍊，人才供給上往往供不應求。所以這個階段就需要人工智慧及自動化工具加入製程，將各種材料的參數控制準確，即可維持生產的穩定性。
註１：拉力－紗線拉伸到斷裂時之外力強度。
▲機能布料需混紡不同材質的紗線完成胚布，需精準控制各種材料參數（圖片來源／123RF）
- 胚布經染色後成為成品
現今的染色技術有水染技術、氣體染色技術等等，但不管採用哪項技術，有個原則是不會變的：調整顏色的次數愈少，研發流程就愈快，而這同樣可以透過智慧化模式，達到一次對色率（一次就染對指定顏色）。隨著機能布料材質的推陳出新，防潑水、吸濕排汗、抗菌防臭、抗紫外線…等等纖維材質所需要的染色製程參數也不盡相同，為求在染色時達到良好的呈現效果，在染色作業開始前，染整工廠就必須先將廠內染料逐一建立數位化資料，以便後續化驗室的試染作業。
而化驗室依據需求顏色、染料、胚布材質等各項條件，調製染料配方後，會先以小量樣布（數公克）做試驗，確認對色後，才會進入實際染缸作業，此時製作量也大幅上升，一次可能是染數百至數千斤的布匹。所以在進入正式製作前，化驗室還需以智慧化系統預估染後色彩品質，預測染色後的總色、色差值跟水洗牢度等等，以期提供高品質之成品。染整的製造成本不斐，要確保大量製作時的顏色正確性，在染整初期就必須導入智慧化模型，無論是在調色階段，或是在染色過程中精準掌握缸內溫度、溼度及染色時間，智慧化系統都能讓機能布料的製作更有效率、品質更穩定。
▲調製染料配方後，會先以小量樣布做試驗，確認對色（圖片來源／123RF）
(3) 檢驗
布料完成後，在出廠前要先經過品質檢驗，這個部份同進料階段一樣，需要用到「AOI 智慧光學檢測設備」來檢驗瑕疵。不過這套系統雖然已導入紡織業，但由於各家設定標準不同，所以在實際應用上還是需要花費前期的參數調整時間。
在 AOI 導入初期，系統需要收集大量影像資料(包括正常品與瑕疵品)，透過機器學習後，才能建立起瑕疵偵測模型，後續則依此模型來確認胚布是正常品還是瑕疵品。若是系統的過篩率太高(過度篩檢，把良品當成瑕疵品)，則需要花費人力再做複判，重新訓練系統辨識，最後才能真正應用在生產線。雖然導入費時，但考量到臺灣的高齡少子化，以及紡織人力不足的現況，使用智慧化系統絕對是未來趨勢。
檢驗小知識：製造階段不會做機能性的檢驗 |
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| AOI 智慧光學檢測設備僅檢測布料表面的瑕疵，例如破損、斷絲等等，布料本身的機能性並不會在此階段做檢驗。機能性的驗證是在布料生產之前，於實驗室開發的階段就已經完成相關測試，後續實驗室將指定配方提供給製造廠商後，製造廠商根據指定需求，即可產出可靠成品。若要測試成品的機能性，通常是成衣商在採購前或是製作後才會做相關實驗或驗證。所以諸如抗菌、除臭、發熱、涼感等機能，都不在 AOI 的檢測之列。 |
二、智造化戰場已跨出研發領域，邁向供應鍊整合挑戰
後疫情時代，「韌性生產」是紡織業的下一波顯學，意即企業必須擁有「碰到天災或其它外在風險的狀況下，還能夠持續運作，核心功能不會停工」之能力，這也意味著單一的生產流程已不敷需求，為求降低風險，在進料端即不會只向單一廠商進料，至紡織廠或成衣廠也不會只有一間，而為了重新整合供應鏈，更彈性迅速或小量多樣的產出成品，智能系統是不可或缺之工具。
可以說現今「智造化」的戰場除了生產及研發過程中的智慧化，更包括上下游夥伴的整合，能在短時間內組合出可運用之供應鏈，達成智慧化營運之企業，未來才能在機能研發市場佔有一席之地！
本集來賓X戶外花絮 | |
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 | 資策會數位轉型研究所－劉泰利組長 仁者樂山，智者樂水，跟登山相較，個人更偏好碧藍潮境，推薦讀者有機會可以前往印尼吉利島（Gili Trawangan），欣賞藍綠漸層的海洋之美。 編按：吉利島和峇里島相距不遠，愛登山的朋友不如結合吉利島海洋X峇里島火山，來趟山海之旅。峇里島的阿貢/巴杜爾火山都相當有特色喔！ |
永續機能織物小百科 |
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| Xpore 自製微孔薄膜及布料貼合專用膠，透過製程中不同階段的嚴格測試，確保產品品質、安全，同時與環境共存、永續發展。Xpore 工廠通過 ISO9001 品質管理系統認證。 |
Xpore 為明基材料旗下眾多品牌之一，致力於提供永續防水透氣織物解決方案，並將科技管理思維引進紡織產業。Xpore 研發具備超高防水透氣透濕機能的微孔奈米薄膜，結合客製化布料，打造市面上少有的 100% 無氟、無溶劑、無毒安心、環保永續的機能織物，提供擁有永續意識的冒險家全面保護，從容應付各種天候變化，悠遊探索無限世界。
