未來(lái)已來(lái)！自《中國(guó)制造2025》的全面戰(zhàn)略部署，中國(guó)的制造業(yè)進(jìn)入了智能化生產(chǎn)的快車道。作為傳統(tǒng)制造業(yè)的典型代表，中國(guó)家居制造業(yè)正處在由傳統(tǒng)成品家居向大規(guī)模定制家居轉(zhuǎn)型的變革時(shí)期，以個(gè)性化、大批量為特點(diǎn)的柔性化制造能力正是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的核心關(guān)鍵。智能生產(chǎn)讓大規(guī)模柔性化制造成為可能，也成為了定制家居企業(yè)能夠大幅提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下得以生存的關(guān)鍵。

01 實(shí)木家具實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)的難點(diǎn)

01-1 無(wú)人化實(shí)木生產(chǎn)的困難何在

要想知道無(wú)人化實(shí)木生產(chǎn)的技術(shù)難點(diǎn)，首先要了解實(shí)木定制家具與板式定制家具的區(qū)別。傳統(tǒng)實(shí)木類的家具其零部件具有品種多、批量小、加工復(fù)雜、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等缺點(diǎn)，目前定制化加工程度不高。而作為定制化家具產(chǎn)品的先驅(qū)，板式定制家具已形成一套完整的設(shè)計(jì)生產(chǎn)解決方案，包括智能制造系統(tǒng)，全自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和智能物流系統(tǒng)等。

在實(shí)木定制家具智能生產(chǎn)過(guò)程中具體包括以下3大難點(diǎn)：

（1）生產(chǎn)的信息化落后

雖然當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)在單項(xiàng)技術(shù)上的信息化已實(shí)現(xiàn)，但從圖紙到各加工設(shè)備之間的傳輸多為人工處理，設(shè)計(jì)部門與生產(chǎn)部門的對(duì)接不及時(shí)，生產(chǎn)管理與監(jiān)控也無(wú)法快速實(shí)現(xiàn)。

（2）實(shí)木零部件種類繁多

在相同系列單品中的部件造型有相似之處,而實(shí)際加工中這些部件在產(chǎn)品的通用性上較弱,并且不同的材質(zhì)的部件在裝配的過(guò)程中，連接方式也經(jīng)常不同，導(dǎo)致加工裝配效率低下。

（3）實(shí)木材料特性各異

從原材料本身特性的差異開始，到開料、切削加工、裝配方式的特殊性。使得實(shí)木產(chǎn)品零件加工無(wú)法如板式家具一樣貫穿生產(chǎn)鏈。

01-2哪些技術(shù)有助于實(shí)木生產(chǎn)無(wú)人化

針對(duì)上述實(shí)木生產(chǎn)智能化生產(chǎn)存在的一些問(wèn)題，主要可以通過(guò)以下幾個(gè)途徑來(lái)解決：

（1）設(shè)備連線和自動(dòng)化輸送

通過(guò)設(shè)備單臺(tái)或多臺(tái)主機(jī)之間的搭建，使家具生產(chǎn)的不同設(shè)備組成一條完整的生產(chǎn)線。并提高生產(chǎn)的信息化，智能化，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與參數(shù)管理，使生產(chǎn)過(guò)程無(wú)人化，智能化，可一鍵換產(chǎn)和共線生產(chǎn)。

（2）引進(jìn)實(shí)木零部件成組技術(shù)

將零部件按照實(shí)木產(chǎn)品的系列進(jìn)行尺寸整合。安排生產(chǎn)加工時(shí),按照零件的相同和相似性,對(duì)零件成組化,進(jìn)行混流生產(chǎn),從而減少加工時(shí)效。

02 實(shí)木家具柔性智能工廠解決方案

據(jù)筆者調(diào)研走訪，目前國(guó)內(nèi)有一家專門從事實(shí)木家具智能生產(chǎn)制造的企業(yè)——愛通科技，該公司有著在智能制造行業(yè)10余年的經(jīng)驗(yàn)，哈工大技術(shù)支撐以及專有的核心技術(shù)產(chǎn)品等優(yōu)勢(shì)。

近年來(lái)，愛通科技在實(shí)木家具智能工廠、數(shù)字化車間、智能生產(chǎn)線、機(jī)器人工作站等智能裝備上取得不小的成績(jī)。他們自主研發(fā)并落地了實(shí)木智能制造樣版線，生產(chǎn)過(guò)程覆蓋從備料、拼版、加工、打磨、噴漆、裝配到包裝等各個(gè)環(huán)節(jié)。

02-1 愛通實(shí)木家具智能制造生產(chǎn)線案例

（1）實(shí)木家具不落地生產(chǎn)展示

如下面的視頻所示，其實(shí)木家具零部件加工流程，通過(guò)智能備料、智能打磨、智能加工和智能分揀等生產(chǎn)流程的之間的設(shè)備連線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

該智能生產(chǎn)線展示的步驟具體如下：

智能備料階段：包括了原料庫(kù)，智能上料及自動(dòng)開料，智能機(jī)器人通過(guò)機(jī)械臂從原料庫(kù)抓取原材料，待工作臺(tái)上料后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)后臺(tái)生產(chǎn)參數(shù)，對(duì)板材的開料進(jìn)行精確的計(jì)算和切割，最大程度的提高板材利用率。

智能打磨階段：通過(guò)履帶將切割好的木料輸送進(jìn)入砂光設(shè)備，進(jìn)行粗磨、細(xì)磨及倒磨。

智能加工階段：對(duì)木料進(jìn)行數(shù)控精截，通過(guò)傳送帶將截好的零件進(jìn)行智能分揀，再將分好的木料進(jìn)行數(shù)控開榫，數(shù)控挖孔和數(shù)控開槽。

智能分揀階段：通過(guò)機(jī)械臂對(duì)加工好的部件分料緩存，由于不同部件的生產(chǎn)工序所用時(shí)間不一，這種緩存方式可以起到調(diào)節(jié)生產(chǎn)前后工序的作用。

（2）可加工實(shí)木零部件類型展示

如以下視頻所示，由于實(shí)木家具的部件種類繁多與連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要對(duì)于實(shí)木家具零部件進(jìn)行模塊化分析成組與科學(xué)歸類。

該實(shí)木家具智能生產(chǎn)線首先通過(guò)算法對(duì)四大套系140余種單品的3300余個(gè)零部件進(jìn)行共性分析，其次將套系家具生產(chǎn)工藝進(jìn)行科學(xué)歸類和拆分優(yōu)化，建立和實(shí)現(xiàn)以零部件為核心的模塊化新型生產(chǎn)組織方式。

02-2 愛通實(shí)木家具智能制造生產(chǎn)線亮點(diǎn)

愛通實(shí)木家具智能制造生產(chǎn)線是具有國(guó)際先進(jìn)水平的無(wú)人化、智能化的實(shí)木家具生產(chǎn)系統(tǒng)，具有無(wú)人化生產(chǎn)、柔性兼容、一鍵換產(chǎn)、混線作業(yè)等優(yōu)勢(shì)。

（1）無(wú)人工廠

通過(guò)遠(yuǎn)程控制與參數(shù)管理，從木材原材料輸入到加工打磨完畢，全程無(wú)需人工參與，“不落地”在線生產(chǎn)。可一鍵換產(chǎn)和共線生產(chǎn)，同時(shí)滿足安全，環(huán)保，節(jié)能等各項(xiàng)要求。

（2）柔性兼容

可按照家具部件形態(tài)和工藝分類布線，擺脫傳統(tǒng)按產(chǎn)品布線專機(jī)專用的理念。針對(duì)實(shí)木家具品種及花色繁多、材質(zhì)構(gòu)造琳瑯滿目，以及生產(chǎn)中大量的異形結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)等難題，愛通研究開發(fā)出數(shù)控組合機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了柔性定制生產(chǎn)。

（3）十秒換產(chǎn)

所謂一鍵換產(chǎn)，是指設(shè)備自動(dòng)切換生產(chǎn)不同產(chǎn)品。全線設(shè)備實(shí)現(xiàn)全數(shù)控化，換產(chǎn)無(wú)需人工調(diào)機(jī)，大幅縮短供貨周期和新品投放周期。其優(yōu)勢(shì)在于可以完成產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)，替代傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝和工序；可根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的特點(diǎn)和企業(yè)的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)、半自動(dòng)生產(chǎn)或人機(jī)配合生產(chǎn)等各種靈活的生產(chǎn)組織方式。

（4）分時(shí)混線

分時(shí)混線是指多種部件可分時(shí)在線智能生產(chǎn)，智能裝配，一鍵切換生產(chǎn)，從而滿足批量定制化生產(chǎn)需要。

02-3 愛通實(shí)木家具智能制造技術(shù)的突破

（1）建立實(shí)木基本件分類標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)庫(kù)

據(jù)調(diào)研采訪，愛通科技建立了國(guó)內(nèi)實(shí)木家具基本部件分類標(biāo)準(zhǔn)，在近三年內(nèi)，錄入上萬(wàn)個(gè)實(shí)木家具零部件及其生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)。

并對(duì)系列單品零部件的共性分析，根據(jù)工藝歸類，可滿足系列單品組件中各類直料、彎料、板料等標(biāo)準(zhǔn)化組件的全自動(dòng)在線加工，可兼容工藝相似但尺寸、造型有所不同的系列單品共線生產(chǎn)。

具備生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)過(guò)程智能化和安全環(huán)保節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。

（2）建立智能制造控制器系統(tǒng)

在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有智能制造控制器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，愛通建立了實(shí)木家具經(jīng)濟(jì)型智能工廠體系結(jié)構(gòu)及模塊標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)木家具行業(yè)整體轉(zhuǎn)型升級(jí)、重構(gòu)新型產(chǎn)業(yè)鏈奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

（3）創(chuàng)新設(shè)計(jì)制造一體化技術(shù)體系

基于TopSolid、零部件數(shù)據(jù)庫(kù)、控制器系統(tǒng)等核心技術(shù)，愛通創(chuàng)新了實(shí)木家具制造驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)（MDD:Manufacturing Driven Design）體系和設(shè)計(jì)制造一體化技術(shù)體系，可通過(guò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程、自動(dòng)排產(chǎn)、一鍵換產(chǎn)等功能讓家具生產(chǎn)更簡(jiǎn)單、更高效。

（4）提供實(shí)木家具智能化成套設(shè)備

愛通科技通過(guò)建設(shè)實(shí)木家具智能工廠示范項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了實(shí)木家具智能生產(chǎn)線從研發(fā)、測(cè)試到標(biāo)準(zhǔn)化工作，所研發(fā)的實(shí)木家具智能制造成套設(shè)備獲批江西省首臺(tái)套裝備。經(jīng)筆者調(diào)研，愛通的智能制造系統(tǒng)目前仍是國(guó)內(nèi)外唯一的實(shí)木家具智能化成套裝備。

（5）搭建實(shí)木家具智能制造平臺(tái)

通過(guò)搭建實(shí)木家具智能制造創(chuàng)新平臺(tái)，愛通科技為我國(guó)實(shí)木家具行業(yè)建設(shè)智能化，綠色化，高端化，服務(wù)化的柔性智能展示示范線起到關(guān)鍵作用。

愛通的示范線方案可以對(duì)實(shí)木家具生產(chǎn)過(guò)程的全工序柔性功能進(jìn)行演示，包括自動(dòng)分類上料，數(shù)控開料，UV涂裝，自動(dòng)打磨，造型加工，激光修飾打標(biāo)，自動(dòng)裝配，產(chǎn)品下線，完成了兩類產(chǎn)品，四種型號(hào)，一鍵換產(chǎn)。  

03 結(jié)語(yǔ)

隨著“工業(yè)4.0”和“中國(guó)制造2025”的推廣，以及促進(jìn)我國(guó)家具制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和振興發(fā)展的需要，實(shí)木家具邁向智能制造已是時(shí)代的大勢(shì)所趨。通過(guò)建立實(shí)木智能制造零件類標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)庫(kù)，高效率的智能控制器系統(tǒng)，數(shù)字化車間對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的智能管理，實(shí)木家具客戶的個(gè)性化需求和大規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)相結(jié)合將得以實(shí)現(xiàn)。

未來(lái)實(shí)木家具制造企業(yè)將面臨更加多變的客戶需求和更加激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，像愛通這樣專業(yè)從事于研究、開發(fā)、制造工業(yè)領(lǐng)域高端智能裝備的高新技術(shù)企業(yè)，將為我國(guó)中小規(guī)模實(shí)木家具企業(yè)提供技術(shù)幫助，為打造實(shí)木家具產(chǎn)業(yè)新生態(tài)和新模式提供智能解決方案。更為我國(guó)家具制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和振興發(fā)展做出關(guān)鍵的作用。