智能製造——基於大數據,工業物聯網驅動的機器自動化生產,一時成為製造領域的熱詞,各個製造行業競相推出自己的智能製造模式。家具行業,板式家具行業,智能製造已走向成熟,是由於板件的規整性,但實木類家具,因家具產品的結構連接與家具種類風格多樣性,實木材料種類的相對不穩定各向異性,使得實木類家具的智能製造仍隻停留在概念上。贛州家具——中國中部家具產業基地,以實木家具為主,如何產業轉型升級,如何解決企業招工難,如何通過改進產線減能增效,探索一條贛州實木家具的智能製造之路成為當前的熱點與難點。本文依托《現代家具產業鏈鏈長製工作方案》的新發展機遇,從智能製造概念,實木家具的多元性,實木家具企業困境,智能製造的關鍵因素進行探討,提出逐步推進贛州實木家具企業智能製造的策略。

隨著全球家居消費市場的變革,定製實木家具已成為行業發展的新趨勢。目前,數字化設計與製造技術在家具企業中的應用雖有一定的基礎,但距離真正意義上的智能製造還存在較大差距,突破實木家具數字化設計與智能製造關鍵技術已成為未來家居產業變革的重要方向。從實木家具產品界定和特征,實木家具產品的市場需求現狀,實木家具智能製造技術研究與應用三方麵對實木家具智能製造轉型升級的基本情況進行綜述,詳細分析了產品數字化設計存在短板,智能化設備和柔性化製造水平落後,智能管理技術和方法缺失,智能物流與服務需要提升等四方麵實木家具智能製造麵對的技術問題;在此基礎上,提出了現階段我國實木家具智能製造的關鍵技術突破方向,包括構建實木家具原材料與零部件的標準化體係,形成實木定製家具產品數字化設計方法,突破實木家具智能化設備和柔性生產線的研發,優化實木家具生產工藝及其流程,實現實木家具工藝技術數字化和管控平台智能化與可視化,推進實木家具產業鏈協同發展。為傳統實木家具產業高質量發展過程中如何創新和占領市場起到借鑒作用,也為世界了解中國家具智能製造的發展情況提供幫助。

本發明公開了一種基於柔性生產線以實木為主體的家具大規模定製平台,包括家具柔性生產線;其特征在於:用於實木家具智能製造產業;至少還包括:中控係統和客戶終端;所述中控係統包括實木家具三維模型庫,標準零配件模型庫,與客戶終端進行信息交互的下行通信模塊,與家具柔性生產線進行數據交互的上行通信模塊;其中:所述客戶終端讀取實木家具三維模型庫和/或標準零配件模型庫,根據個性化需求對實木家具三維模型進行樣式選擇或零配件替換或顏色替換,進而形成個性化產品模型,所述客戶終端將個性化產品模型發送給中控係統,中控係統將個性化產品模型轉發給家具柔性生產線的控製終端,最終由控製終端控製家具柔性生產線執行相應的訂單工序。

實木定製家具因零部件結構和工藝複雜等因素的影響,存在著多規格產品和大批量生產之間的矛盾。柔性製造能滿足市場的個性需求,標準化設計是實現柔性生產的前提,也是實現智能製造的關鍵。如何提高產品零部件通用性,實現零部件族的合理劃分和設計製造數據共享是實木家具標準化設計的根本所在,也是提高企業生產效率的源頭。本文從實木家具製造業數字化設計角度出發,在對目標企業實木定製櫃門的設計生產現狀分析的基礎上,優化了零部件造型,榫槽結構和尺寸,提出了基於聚類算法的實木定製櫃門部件族劃分方法,搭建標準化設計平台,實現了設計數據信息交互,主要結論如下:1)利用文獻查閱的方法,對標準化,聚類算法和數字化設計的研究現狀進行綜述,明確了標準化設計可以利用層次分析法,聚類分析法和成組技術等,解決實木櫃門因零部件種類龐雜造成零件族分類難的技術問題,為本論文研究奠定了理論基礎。2)利用企業調研的方法,從目標企業的設計生產現狀入手,即櫃門產品體係,生產線布局和設計生產流程展開分析,總結發現現有實木家具企業存在產品零部件種類複雜,生產效率低和設計數據信息不共享等問題,為標準化設計研究指明方向。3)以M企業的93款實木櫃門為研究對象,利用相似原則,先結構後尺寸和優選眾數等方法,對101種零件造型,56種榫槽結構,15種厚度尺寸和24種寬度尺寸展開數據優化,優化後為30種,10種,4種和7種,分別減少70。30%,82。14%,73。33%和70。83%,極大的縮減了實木櫃門的零部件種類。4)以40餘款典型實木造型櫃門為研究對象,利用多屬性交叉聚類算法,對實木定製櫃門的部件族劃分展開研究。選取影響生產製造分類的的四個主要屬性-尺寸,工藝,榫槽結構和彎曲程度,進行多屬性交叉聚類,314個實木零部件共劃分出17個部件族。並以實際生產數據進行驗證,990個部件劃分為7組參與成組加工,其機加工效率可提升53%以上。結果顯示,該方法具有良好的分組性能和可調整性,可廣泛的應用於實木家具的零件成組加工。5)基於上述零件優化和部件族劃分,提出了搭建標準化設計平台的思路,並利用"標識碼+分類碼+尺寸碼"的編碼方法,製定了交互數據集,包括:櫃門產品信息數據模型,櫃門物料特征數據模型和零件加工信息數據模型,實現了設計端和生產端數據交互貫通。

走進寧津經濟開發區,現代化廠房鱗次櫛比,焊接機器人舞動機械臂劃出湛藍弧光,智能生產線高效運轉,一件件健身器材,電梯轎廂,汽車零部件魚貫下線,打上"寧津製造"的標識,發往全國,走向世界。寧津,這座黃河岸邊的魯北小城,曾以"錮漏之鄉""實木家具之鄉"聞名,如今正以驚人的節奏完成從傳統製造到智能製造,從代工到品牌取勝的躍遷,成為縣域經濟高質量發展的生動樣本。

經過多年的發展,南康家具產業已經打造了中國最大的實木家具產業集群,實現了由傳統"製造"到智能"智造"品質家居向品牌家具的成功轉變。 對南康家具產業集群發展的特點,著力點進行剖析對贛州產業轉型升級具有重要意義,還對江西全省乃至我國產業集群式全產業鏈轉型升級具有重要的指導作用。