（木材科学与技术专业论文）家具柔性化生产的研究.pdf

家具柔性化生产的研究 摘要 家具产业是我国传统的产业，有着悠久的历史。随着经济全球一体化进程的深入，家 具产业也正面临着第二次创业，即从传统的大批量生产模式，转向小批量多品种生产模式。 小批量多品种家具是家具市场的需求，也是富裕起来的人们新的追求。要适应家具市场， 满足消费者就必需进行生产模式和生产技术的变革。 本论文从家具生产的柔性化人手，研究了家具零件尺寸标准化，家具结构模块化，家 具生产的模块化，面向家具结构与工艺的编码系统，家具生产管理，家具生产工艺，家具 生产车间布局，家具生产工时，家具生产柔性定位装置。解决了家具市场需要小批量与家 具生产需要大批量之间的矛盾。 主要研究成果如下： 1 建立了面向家具结构和工艺的零件编码系统； 2 建立了家具零件标准化的体系，使家具零件厚度尺寸规格数量减少了4 5 ，宽度 尺寸规格数量减少了5 2 ； 3 建立了家具零件标准工时和辅助工时测定的体系； 4 根据柔性化生产及成组技术的思想，建立了相对稳定的8 个家具生产模块及其之 问的关系，实现了家具生产模块化生产； 5 设计了适合家具柔性化生产的定位装置及c n c 加工中心的模夹具； 关键词：家具，柔性化，模块化，编码系统，标准化，工时测定，生产控制 t h es t u d yo ff u r n i t u r ef l e x i b l ep r o d u c t i o n a b s t r a c t f u m i t u r ei n d u s t r yw h i c hh a si o n gh i s t o r yi s 仃a d i t i o ni n d l l s t r yi nc t l i n a a se c o n o m y d e c p l yd e v e l 叩i n gi nt h ew o r l d ，f u m i t u r ei n d u s 缸_ yh a sas e c o n dc h a n c ec h a n g e d 矗o mm a s s p r o d u c t i o nt om a s sc u s t o m i z 撕o n i n d i v i d u a t i o nf u r i l i t i l r ci s1 i k e db yr i c hp e o 口1 e 1 1 1o r d e rt o s a t i s f yc u s t o m e ra n dm a k es u i t a b l et of u r i l i t i l r em a r k e t ，m ec h a i l g em u s t b ch a p p e n e df o rm o d e l o fp 。d u c t j o na n dl e c h 】o 】o g yo fp f o d u c 巧o n t h ep a p e rs e t sa b o u tn e x i b i l i t vo ff h m i t u r ep r o d u c t i o n ，a n ds t u d ys t a n d a r d i z a t i o no f f u m i t u r ep a n ，m o d u l a r i z a t i o no ff u m i t u r ec o n s m 】c t i o n ，m o d u l a r i z a t i o no f i t u r ep m d u c t i o n ， c o d i n gs y s t e ：m o ff u m i t i l r e p a n s ，m a n a g e o ff u m i t u r c p m d u c t i o n ，p r o c e s s o ff u r n i t u r e p r o d u c t i o n ，p l a n to f f u n l i t u r e p r o d u c t i o n ，h u m a i l m o u ro f f i l m i t u r e p r o d u c t i o n e t c t h e i n c o n s i s t e n c vw h i c hi sb e t w e e nm a s sc u s t o m i z a t i o na n dm a s sp r o d u c t i o ni ss 0 1 v e db vf t e x i b i e p m d u c t i o n t h er e s u l to fs t u d vs h o w s ： 1 t h ec o d i n gs v s t e mi se s t d b l i s h e df o rc o n s t r u c t i o na n dp r o c e s so f 胁i t u r e 2 ，t h es t a n d a r d i z a t i o ns y s t e mo ff u m i t i l r cp a n si se s t a b l i s b e d ，d e c r e a s i n g4 5 o f q u a r i t i t yo f f u m i t u r e p a r t sm i c k n e s sa n d 5 2 0 f q u a n t i t yo f f u m i t u r e p a r t sw i d t h 3 t h em e n s u r a t i o ns v s t e mo ff u m i t i 它口a n sh u m a n h o u ri se s t a b l i s h e d 4 t h ee i 足h ts t a b i l em o d u l e sa r ee s t a b l i s h e d ，a c c o r d i n gt oi d e ao fn e x i b l ep m d u c t i o n a n d 伊o u pt e c h n o l o g y s o 血e m o d u l 撕z a t i o no ff u m i t u r ep r o d u c t i o ni sa c h i e v e d 5 ，t h em o u i d sa n d j i g sw t l i c ha r es u i t a b l ef b r n e x i b l e p r o 血c t i o n a r ed e s i g n c d k e y w o r d ： f u m i t u r e ， n e x i b l e p r o d u c t i o n ，肿d u l 耐z a t i o np r o d u c t i o n ， c o d i n gs y s t e m ， s t a i l d a r d i z a t i o n ，h u m a n - h o u rm e n s u r a t i o n ，c o n t r o l l i n gp r o d u c t i o n ， 致谢 y6 口6 5 5 6 本学位论文是在南京林业大学周定国教授、吴智慧教授精心指导下完成 的。我衷心地感谢二位导师所给予我的关心与指导。 在此论文完成过程中，我曾得到了许多人的关怀与帮助，他们是中国室 内设计学会理事、原室内设计与装修主编杨文嘉教授，家具杂志主编 许美琪教授，a 1 e x a n d r e 家具有限公司董事长萧金聪先生、副总经理陈荣文 先生、副总经理方耀府先生、张治强经理、谢政见经理及曾令健先生、郑川 黔先生、孙旭东先生等，富国、富茂集团董事长许顺喜先生、吴钦文经理等， 还有南京林业大学木材工业学院石德兴书记，感谢他们在我课题研究过程中 所给予的鼎力帮助。感谢朱建刚先生、高颖女士、杨佳同学、郝景新同学所 给予的帮助。感谢林产工业主编许方荣先生和李永康先生，谢谢他们给 了我就“家具柔性化生产”方面向同仁学习发表见解的机会。 特别感谢我远在北方的父母及我的妻子沙琳和儿子李鸿楠，感谢他们在 生活上和精神上所给予我的无微不至的关怀与鼓励。 最后，感谢南京林业大学木材工业学院家具设计系的申利民教授、关惠 元教授及其他同事们所给予我的帮助和支持。 蠹曼作者、导师罔熏 鼻垒文公布 作者： 2 0 0 4 年6 月于南京 引言 家具与人们的日常生活密切相关，是人们生活中必不可少的组成部分，因此研究家具 就显得十分必要，也很有现实意义，而家具生产的研究则能进一步促进家具行业的发展。 其实家具发展到今天，其概念也已经发生了很大的变化，有人定义家具是在人类维持正常 生活、从事生产实践和开展社会活动中供人们坐、卧、躺或支承与贮存物品的一类器具与 设备。从这个定义就可以看出家具作为现代工业生产中的一个工业品，与人们的关系十分 密切，另一方面人们对于它的要求也会越来越高。 家具作为一种现代工业产品，是国际贸易与消费市场长盛不衰的大宗商品之一。随着 现代科学技术的突飞猛进、世界性木材供应日趋紧张，加之家具标准化的普遍实施，家具 向高技术型方向发展已成为现实。 中国的家具工业经过近几十年来的快速发展，已形成了一定的产业规模，出现了一些 具有国际先进水平的家具明星企业和家具配套产业。在国际家具生产、技术和贸易中已占 有举足轻重的地位，国际化趋势呈日益扩大之势。无论从产品种类、结构形式、加工方法、 机械化程度、新材料应用以及科学管理、市场运作等方面都有了明显提高，已经形成了生 产、销售、科研、标准、情报、检测、教育和配套产品相结合的一个比较完善的工业体系。 国内外人们要求家具款式要不断地推陈出新，要求有鲜明的个性，符合现代人的审美 观点，所用材料要求是环保型材料等等，而且随着人们生活水平的提高，家具更新换代的 时间目益缩短，小批量多品种的家具在家具消费市场上占主流，深受人们的喜爱，与此同 时就对于家具生产过程中的方方面面提出了更高的要求。 在家具设计方面，“技术上先进、生产上可行、经济上合理、款式上美观、使用上可靠” 等原则贯穿设计始终，因此采用先进的设计手段和设计软件，对家具的造型、结构、材料、 工艺、装饰、成本、包装、信息以及生态环境等进行全面、系统、科学和合理地设计。 在家具制造方面，传统的家具制造业在世界范围内所面临的环境是：技术进步日新月 异、产品需求日趋多变、市场竞争日益激烈。 一方面，自动化技术、计算机技术、信息技术、材料技术和管理技术等迅猛发展，形 成制造“硬”技术与管理“软”技术的有效结合与综合应用，极大地改变了制造业的制造 方式、经营管理模式和提高了制造业的制作能力、管理水平。 另一方面，市场需求的变化与竞争的加剧，又迫使企业不得不寻求能够快速响应市场 和适应当代环境的制造方式与生产经营方式。 中国家具行业之所以有成为世界家具制造中心的趋势，是因为中国的劳动力、土地、 厂房、水、电、气相对便宜，适合目前的家具生产，但这些因素中其价格上涨也是必然趋 势，因此家具需要进行第二次创业，用柔性化生产的方式来满足家具市场的需要，来提高 自身的市场竞争力。 总之，未来的家具制造业将会通过采用先进制造技术和实施家具工业信息化工程，形 成制造设备与信息技术集成化、制造设备与人协调化的家具制造技术和制造系统，最终有 效地保证机械设备的可靠性，使其在制造全球化的生产体系下能有效地发挥作用，生产制 造出及时、高效的满足市场需要的家具产品。 1 家具生产现状分析 我国家具业走工业化生产的路，应该是从1 9 5 8 年大跃进时期开始的，许多家具企业 逐步用上了一些基础的木工机床，如圆锯、平刨、压刨、立铣、台钻、榫眼机等。但仍然 保留了很大部分的手工作业，当时机器只是用于减轻体力劳动，还谈不上精度和标准化的 工业思想上来。时隔2 0 年后，国家开始搞改革开放，深圳华侨城原光明农场合资引进了 国内第一条现代板式家具生产线，各地家具厂在政府的鼓励下纷纷效行，掀起了引进改造 的热潮，并渐渐有了“加工精度小于o 3 m m ”、采用“3 2 珊系统”、“部件就是产品” 等提升工业化水平的新思想和新实践。随着现代板式家具生产方式的引进，实木家具的生 产方式也跟着有了很大提升，中国家具业开始迈上了现代化的新台阶。 随着改革开放的深入，沿海地区首先是珠江三角洲地区，家具制造业的发展势头显得 很强劲，“广东家具”也很快名声鹊起。由于港资、台资家具企业加盟，国内家具业界在 “摸着石子过河”中，看到差距依然很大，依然不能满足市场需要，于是陷入了深深的 “困惑”之中。其实这也是世界家具行业所面临的一个共同的问题，即如何从大批量生产 的模式中转变成适应小批量多品种家具的生产模式上来? 1 1家具市场现状分析 在2 1 世纪，世界市场将发生重大变化，技术创新将成为争夺市场的主要手段，这已 成为制造业界的共识，因此，按用户的特殊要求发展个性产品将成为市场产品的主流，传 统的制造业的生产和管理方式与新的市场环境将越来越不适应的情况会更加突出。企业想 以“适销对路”的产品来谋求相对稳定的生产已越来越困难了。真正意义上的适销对路产 品应该是“用户要什么就能生产什么”的个性化产品。 我国的家具行业发展相当迅速，国内外家具市场也相当活跃，特别是国内的家具市场 潜力巨大，这使家具制造商们兴奋不已，但是人们追求个性化、多样性、以人为本的家具， 最好每一个人或每一家庭一种式样家具，这却使家具生产商头痛不已。另外北美、欧洲、 日本、韩国等来华采购家具和零部件，或要求做o e m ( 贴牌加工) 业务也日渐增多，满足 o e m 需要也耍有相当柔性的生产来支撑，才能满足订单的要求。 个性化的家具产品必然形不成生产批量，因此不可能被按“批量法则”建立起来的传 统家具生产模式所接受，另一方面，家具市场却要求生产制造商提供大量多品种、小批量 的家具，以满足人们的需要。激烈的市场竞争要求家具企业不但能提供优质的、能满足用 户特殊要求的产品，而且必须快速、及时和价廉，从而突出了生产批量虽小，但生产率要 高，质量要好，成本要低的矛盾。以成组技术为核心的柔性化生产是解决此矛盾的一剂良 方。 1 1 1 家具市场分析 ( 1 ) 国内家具市场： 目前我国城镇居民的人均居住面积为8 1 衍，农村居民人均面积为2 1 m 2 ；一般来说， 城镇居民人均住宅面积增加1 倍，家具需求量就要增加2 5 倍，住宅面积增加2 倍，家具 需求量就耍增加8 5 倍，若按此计算2 0 1 0 年我国城镇人均住房面积将增加1 5 1 8m 2 ，约 增加1 倍，全国家具年需求量将为1 3 6 8 亿件，木家具将占一半以上。据不完全统计， 每年仅北京市搬新居就有1 3 万户，新结婚就有8 万对之多，新婚姻法实施后，结婚人数 又有所增加，般新结婚所添家具要更多些。 随着经济的发展，人们生活水平的提高，家具的更新换代也是情理之中的事情。中国 人习惯一辈或几辈用一套家具，但根据国外的经验城乡居民一辈了用2 3 套家具是生活水 平提高后普遍现象。据此计算中国1 3 亿人口，其市场之大可想而知。办公家具5 8 年更 新一次，宾馆3 5 年更新一次，也是相当可观的市场潜力。 国内市场也正在受到国外家具企业的冲击。2 0 世纪9 0 年代早期我国的家具关税高达 7 8 ，9 0 年代中期降到4 0 ，而1 9 9 9 年1 月1 日进一步降到2 2 ，2 0 0 2 年1 月1 日起降到 1 1 s ，2 0 0 5 年月1 月1 日将降至u 零，也就是说2 0 0 5 年国际家具业将逐渐进入和影响中国 家具业。一般东盟国家家具商来华争夺着低档家具市场份额，而欧美家具商来华抢占中高 档家具市场份额。如果我们的家具企业不能积极应战，其后果不堪设想，而提高企业的竞 争力是唯一的出路。 ( 2 ) 国际家具市场： 2 0 0 2 年全世界总产值约2 0 0 0 亿美元，其中美国占2 5 6 、中国占1 0 、意大利占9 4 、 德国占8 3 9 、日本占8 1 、加拿大占3 9 、法国占3 8 、英国占3 6 。这是2 0 0 2 年世 界家具制造业的格局，中国居于第二位，这表明中国是世界家具生产大国。 2 0 0 2 年全球家具贸易额为5 0 0 多亿美元，美国为1 6 0 亿美元( 占1 3 ) ，而中国是5 4 1 7 亿美元，比2 0 0 1 年增长了1 4 4 9 亿美元。 2 0 0 2 年中国出口到美国的家具为2 8 9 亿美元( 占中国出口5 2 5 ) ；美国进口家具的 4 0 左右来源于中国，其次是加、意、墨、东南亚等国家。 2 0 0 1 年中国家具总产值1 4 0 0 亿元；2 0 0 2 年中国家具总产值达1 6 s o 亿元( 占当年全 国g d p1 6 ) 。 以上数字说明我国的家具制造业在国际市场的竞争力相当强，其生产能力也相当强 大，要保持这种趋势，就要挖掘企业内部潜力。 1 1 2 家具营销模式分析 营销模式的不同对于生产模式的要求也不尽相同。营销模式主要有：前店后厂型、区 域生产区域销售型、连锁店型、专卖店型、商贸分销及电子商务型等模式。 前店后厂型：主要局限于手工作坊式的生产模式，其产量非常有限； 区域生产区域销售型：主要适合家具企业与国际接轨之前的生产模式，其产品品种变 化较少，生产量不大，而且生产技术还不完全成熟； 连锁店型、专卖店型及电子商务型等模式是国际家具业在强大的资金的支持下，运用 现代营销理念和销售模式来占领中国家具市场，同时还用“以人为本”的理念在商场、门 面的设施、装饰、配套服务等方面全方位包装提升其竞争力。如果没有合适的生产模式与 之配套，如采用及时化生产( j u s ti n t i m e ) 、柔性化生产、精益生产( l e a np r o d u c t i o n ) 等，再好的营销模式也是一纸空文。 现代家具的设计、生产、管理和销售都已经进入到信息与网络化时代。信息与网络化 时代的特征是缩短家具生产者、销售者、消费者之间的时空距离，生产商只有适应这个特 点，才能立于不败之地。具体表现为：消费者从订货到交货的时间要求特别紧，消费者对 于家具产品的要求各不相同，因此出现如下的成功模式： 麦当劳模式：该种模式改变了以销定产的习惯模式，而为以产定销的模式。虽然 该种模式满足了即需即供的消费者要求，但是占用大量的资金，同时也要求其产 品应该是品种比较单一，而且销售区域性很强。对于市场需要的小批量多品种家 具的反应是比较迟钝的，甚至不可能完成订单，因为它没有柔性的生产方式做后 盾。 戴尔的规模定制；该种模式适合于现代人们的消费需求，即消费者需要什么尺寸、 款式、材质、结构、颜色、油漆、功能的家具，生产商都能在有限的时间内满足 用户的要求，同时生产商也能产生大批量生产的效益。但此时生产部门的任务相 当艰巨，需要有先进的生产模式来支持，才能达到预期的目的。其实d e l l 模式 就是日本丰田的精益生产的一个西方版本，追求的零库存、系统整体优化、降低 成本。 i k e a 模式：该模式采用的是定点生产，全球销售。由于新品开发中心把家具拆成 一若干个零部件，分别由不同的生产商来完成，然后再组装成完整的家具。此模 式要求所有零件要采用标准化设计，而且生产商按统一的标准生产，才能成功动 作该模式。零件的标准化设计也是先进柔性生产技术的一个重要组成部分。 沃尔玛模式：与i k e a 有所不同，采用的是全球采购定点生产运作模式。通常在 同一定点生产商来完成整体家具的生产，为保证质量则采用生产全过程监督的保 障措施。过程控制也是柔性化生产一个相当重要的内容。 无论何种模式，其所面对的消费者都有一个统一的要求，交货及时，产品质量高，成 本低，而且要满足个性的需求，这也是柔性化生产所追求的目标。 1 2 家具生产分析 家具属于传统产品，其历史也是相当悠久了，而且家具制造企业分布也比较广，家具 制造企业相对比较发达地区主要有广东省、浙江省、上海市、东北地区等，但生产规模、 生产技术水平、生产管理水平、从业人员素质、设备先进程度等诸多方面都存在着相当大 的差距。 据统计，现有家具企业5 万余家，从业人员已超5 0 0 万人，所生产的产品主要属于原 创设计、再创造设计及o e m ，其中原创设计很少，绝大多数是做o e m 产品。由于o e m 的订 单中家具款式、家具结构、家具用材、交货日期都不尽相同，因此需要生产企业要有十分 强的应变能力，才能维护生产商自身的利益。因为每一个o e m 原创设计师对于他的作品可 能的生产商的条件是不了解的，而且对于生产模式也都不了解，所以只能凭设计师自己的 以往经验进行设计，因此就可能造成一些不合理因素，这需要家具制造商采用现代化的管 4 理和柔性化的生产技术来能弥补不合理因素所带来的损失。 1 2 1 家具生产的客观要求 人们对家具要求与人们生活水平是密不可分的。当人们还处于贫穷时，人们所期望的 家具主要体现在功能上或某单体家具的满足；当人们生活水平达到温饱时，就开始追求整 套家具及时尚流行家具；当生活水平接近或达到小康水平时，人们开始追求个性化产品， 满足自己标新立异的需要，开始追求家具的舒适性，即如何与自己生活的环境配套，从而 形成了小批量多品种家具的畅销局面，甚至出现订购“孤品”家具，由此也给家具生产商 提出一个难题一如何才能平衡小批量多品种家具与大批量生产之间的关系? 家具生产方式经历了手工作坊、工业化生产、大批量生产等发展阶段。每一个阶段都 与当时生产力和社会的需求相适应的。手工作坊和工业化生产相对来说适应生产力水平比 较低的阶段。大批量生产模式要求生产机械化、自动化程度较高，生产力水平相对较高， 人们习惯这种生产模式，但目前家具市场的需要是小批量多品种家具。面对这个市场的需 要大批量生产要么不能及时交货，要么生产成本太高，原因在于大批量生产的工艺布置容 易造成了设备闲置浪费、劳动力的浪费、周转资金时问太长、生产不平衡等不正常生产现 象，因此也就增加家具生产成本的增加，换言之，大批量生产不能完全满足家具市场对于 家具生产的要求了，应该采用先进的柔性化生产来取代。 1 2 2 家具企业面临的问题 现代许多家具企业经历了，产品供不应求、大批量生产单一品种家具、以成本与质量 取胜、多品种小批量生产、竞争激烈与产品翻新迅速、产品智能化与品味化、全球生产与 全球市场等阶段，所有这些其核心问题是家具生产技术与生产管理问题。那么现在的家具 企业急需解决的问题是什么呢? 家具企业所面临的主要问题如下： 1 、信息数据混乱，且没有充分利用信息资源； 2 、产品产品零件缺少标准化； 3 、业务流程重复，生产成本高、周期长、效益差； 4 、库存成本过高、物流不畅、资金周转困难、成本分析能力差； 5 、设备利用率低、产能不均衡、交货不及时； 6 、生产柔性差、应变能力低； 7 、天然木材资源短缺、原材料价格上涨、劳动力费用增大； 8 、从业人员流动较大，且未经正规培训； 分析家具企业目前所面临问题的目的是为能够更好、更有效地找出问题的所在，从而 找到解决问题办法。 现在是信息时代，信息化已经渗入到社会的每一个角落，家具企业也不例外，许多家 具企业都已经注意到了知识与信息对企业的生存与发展的重要性。中国正在成为继英国、 美国、日本之后的第四个世界制造业中心，能否解决所面临的问题对于世界家具制造业都 有一定的影响。 家具设计、生产和销售等方面的知识和信息将代替资本在家具经济中起主导地位，并 最终成为核心资源，将为家具工业的可持续发展和高新技术应用提供条件。 我国家具工业和企业的发展，正以知识和信息等智力资源为基础，在大力推进家具工 业化的同时不失时机地推进家具信息化，把工业化与信息化结合起来、两者融为一体，以 信息化带动工业化，用先进技术和信息技术改造传统家具制造业，使家具工业成为以高新 技术为支柱的产业，努力提高家具工业的整体素质和国际竞争力。 家具企业信息化是利用现代信息技术，实现生产过程自动化、管理方式网络化、决策 支持智能化、创新过程和电子商务运营的电子化。采用e r p 等管理软件，可以全面的信息 共享，为企业领导提供综合、快速、科学的决策依据。 木质家具的主要市场为美国家具市场，而美国的家具市场也正在发生变化。目前我们 生产o e m 产品靠得是价格优势，即中国的劳力价格比较低，所以产品的价格也比较低，但 人员工资终究是要提升的，只有提高家具的生产制造技术才是根本出路。目前大批量生产 模式表现为调头慢，改生产工艺难，经常出现生产不平衡、交货不及时等，严重影响了生 产商的经济效益，应该改变大批量生产的模式，使生产更具有灵活性，交货日期就会及时， 经济效益才会明显，才能提高企业的竞争力。 根据美国政府部门的内部资料可知，美国在这次的中美家具生产竞争中，已经明显处 于劣势，原因何在? 原因在于美国的工人工资所占的比重太大，其生产模式多数也为符合 “批量法则”的大批量生产模式，这就决定了其家具成本高的结果。美国现在已经把三分 之一家具市场拱手让给了其它国家，且还有更增长的趋势，因此美国的政府部门就开始研 究美国家具生产的出路。研究的结论是美国家具的出路为走以柔性化生产为核心的大规模 定制的振兴之路。这给国内家具生产商一个信号，家具生产的发展应是走柔性化生产的大 规模定制之路。如果我们的家具企业不跟上，就会象当年美国与日本之间的电子行业竞争 一样。当年日本人全力以赴的研究彩电和冰箱，美国人研究计算机和i i - ，结果证明研究 计算机是有远见的，是符合时代的发展要求的。 要想真正实现大规模定制，必定要有一定的生产模式或机制与之相适应才能真正实现 大规模定制，否则只能是一句空话。大规模定制要求按消费者的要求进行生产家具，也就 是个性化生产。每个消费者都有一些具体，但又是不同的条件限制，如家庭住房面积、受 教育水平、家庭状况、生活环境、社会地位等诸多方面都会影响其消费观念的、消费要求， 因此社会各阶层，工、农、商、学、兵、干等都会对家具的款式、材质、结构、尺寸、颜 色、工艺要求不同，市场就需要小批量多品种或单件产品。为了能满足市场，又能降低成 本、按时交货，则应该采用生产高效、有序、生产组织严密、设备利用率高的生产模式一 柔性化生产模式。 d e l l 的模式成功就应该引起我们家具行业的思考，d e l l 现在的模式也许就是我们今 后几年的模式。如果没有足够的准备，必然要被淘汰的。而这个准备不可能是短时间内所 能完成的很快提高的，它需要各部门的协调、配合，它需要人们不再凭经验生产，而是要 科学地应用管理知识，分析家具、组织生产。 6 1 2 3 家具生产先进制造技术分析 机械化和自动化技术在某种意义上是代替或减轻了人的体力劳动，计算机辅助制造技 术和信息技术为中心的先进技术，则引起传统的家具业一场新的技术变革，主要表面在生 产模式、管理模式、经营模式及人们思想理念的变化。 所谓先进制造技术是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技 术为一体，用于制造产品的技术、设备和系统的总称。 先进制造技术包括：计算机辅助设计c a d 、计算机辅助工程c a e 、计算机辅助工艺设 计c a p p 、并行工程c e 等；计算机辅助制造与计算机集成制造系统：计算机辅助制造c a m 、 计算机辅助检测c a i 、计算机集成制造系统c i m s 、数控技术n c c n c 、直接数控技术d n c 、 柔性制造系统f m s 、成组技术g t 、准时化生产j i t 、精益生产l p 、敏捷制造a m 、虚拟制 造、绿色制造g m 等。 与上述制造技术相配套还有一些利用计算机进行生产任务和各种制造资源合理组织 与调配的管理技术，如管理信息系统m i s 、物料需求计划m r p 、制造资源计划m r p 、企 业资源计划e r p 、工业工程i e 、办公自动化o a 、条形码技术b c t 、产品数据管理p d m 、产 品全生命周期管理p l m 、全面质量管理t q m 、电子商务e c 、客户关系管理c r m 、供应链管 理s c m 、跨国生产网络c p n 等。 上述各种先进制造技术主要应用在机械、电子等行业，家具行业应用的还很少或没有 应用。其中值得家具行业借鉴的技术有：g t 、e r p 、b c t 、i e 、c r m 、c n c 、p d m 、s c m 、f m s 、 t 0 c 、m i s 、m r p i i 等。g t 、e r p 、f m s ( 或f m c ) 是对我国家具制造业影响更大的技术，因 此说它们的应用将在我国家具行业起着改造和提升的作用。 成组技术( g t ) 是家具柔性化生产的核心，所以从成组技术在机械领域的发展历程，就 可以进步掌握家具柔性化生产的趋势。 成组技术的发展历程： 第一阶段：单机加工 单机加工采用成组技术是全总系统采用成组技术的前提和基础。同一加工零件族内的 零件有相似的外形，尺寸大致相同，有相同的加工方法，且能在相同的机床上生产，就比 较容易实现成组技术，达到预期的目的，因为这样可以减少调刀、调机时间、调整模夹具 时间及首件确认时间。如果在此基础之上建立零件编码系统，就可以在整个加工系统推广 应用成组技术，因此说零件编码系统很重要，它是为以后发展打下基础。 第二阶段：单元系统 单元系统由多个单机加工系统组合而成的。单元系统分布在从原材料到成品的整个生 产过程。单元系统可能由多机床组成流水线，也可能是机床成组、车间、工段的成组布局， 再配成组工夹具等，则成组技术的应用就上一个新台阶了。 第三阶段：整个加工系统 从设计、资材、生产、销售，甚至包括人力资源等整个制造系统都在应用成组技术。 成组技术发展所遇到的关键问题是被加工零件的成组性差和零件的编码困难，信息量 太大，处理信息比较难，但目前有e r p 等管理技术，计算机和网络技术可以帮助以成组技 术有效地解决这些困难。 1 2 4 发展家具柔性化生产的必要性 ( 1 ) 发展家具柔性化生产是家具市场的需要 家具柔性化生产是家具生产商生存或适应国内外市场变化一个有力武器，这一点从美 国家具业的兴衰就可以知道，值得我国家具生产商重视。美国家具业的兴盛是由于美国的 国内家具市场相当大，同时美国家具生产也成功地运用了福特模式大批量生产模式。 美国家具业的衰退也是由于大批量生产的成功应用，因为大批量生产与目前市场的需要发 生脱节，大批量生产所提供的产品品种比较单一，而从业人员的工资较其它国家高，从而 增大了家具的成本，缺少市场竞争力，最终被亚洲国家家具生产商所打败。这就是说我们 家具企业如果不重视家具柔性化生产，则完全可能走到美国家具业的老路。美国人痛定思 痛得出结论：要想重振美国有家具制造业，就必需积极采用先进的生产技术，如大规模定 制、柔性化生产等，提升整体美国家具业市场竞争力。 分析美国家具业失败的原因： 1 竞争激烈：目前世界经济基本上属于是全球一体化经济，各国家的优势和劣势都 会暴露无遗，因此要想取胜就必须不断地调整，包括生产模式的调整，才能跟上 发展的步伐不被淘汰；运输集装箱化、家具的拆装化大大降低了运输成本，因此 也加剧了竞争。 2 生产与管理模式不适应市场需要：美国家具企业的生产模式主要是大批量生产模 式，不适合小批量多品种的生产需要。 3 成本高：由于美国的人工成本很高，从而增加了家具生产的成本。 ( 2 ) 家具柔性化生产对生产成本的影响 台湾原来是美国的主要家具出口商，但是由于台湾人们生活水平的提高，人工工资增 加了许多，因此削弱了其竞争力，使台湾的家具业转移到了大陆，但是大陆早晚也会面临 着相同的问题。家具制造业就象一个游牧民族，哪里有水有草就会向哪里游动，所以我们 必须采取有效的措施来留住家具制造业，阻止其继续游动，除了维持现有的有利条件外， 还应该帮助其加强先进生产和管理模式对企业的改造的步伐，才能真正留得住生产商，留 好生产商。 我国的家具企业也会同样面临人员工资上涨压力，用绝对压低工人的工资来保持我们 的竞争力是不现实或不人道的。提高家具的制造能力，提高家具生产商对市场的反应速度， 降低家具制造成本，才能真正达到提升整体家具业生存能力。面对多品种小批量的家具市 场需求，我们必须采用先进的生产和管理技术才能得以生存。采用先进的生产和管理技术， 才能提高生产的效率，节约生产的成本，其它行业有案例为证，如汽车制造业的人员工资 上涨了，但生产效率高，生产成本也降低了，就出现了l p 和j i t 等生产模式，我国的海 尔实施了先进的管理模式后，如成功导入e r p 后，它的材料积压资金就有2 亿多元立即被 重新启用为企业创造新的价值。家具业也是相同的。 货币的含金量高也会影响家具的生产，我们国的人民币也面临着人民币的升值的压 力，因此家具行业如果不做好迎接准备，也会重导美国的老路，根本的解决方法是从生产 模式和技术上适应市场这种小批量多品种的需要，同时还能保证生产商的利润空间。 ( 3 ) 发展家具柔性化生产的产业条件 产业聚集成功发展的典型例子就是意大利经济模式。美国的经济是以大企业大经济为 主体，而意大利则以小企业，分工协作为基础的另一个经济模式。中国的经济现状及发展 历程适合走意大利模式，每个企业有发挥自己的专长，走自己的经营模式，在某一地区各 企业间分工协作共同抵抗外界风险。家具是一个复杂的产品，其零件组成复杂，材质和工 艺的构成也比较复杂，甚至加工设备与工具的种类也比较多，因此采用产业聚集比较有利 于该行业的发展，因为采用产业聚集是把复杂化为简单的一种手段。目前广东已经具备了 初步产业聚集的雏形，且从家具业发展势头来看也是符合发展规律的。同时也符合虚拟企 业制造的精神，只不过虚拟企业制造是通过契约关系来完成的，产业聚集靠默契、靠分工 及订单来完成，产业聚集一般是某地区的企业约定俗成的一种关系。这种关系有如有限元 法把复杂的工程问题转化成简单的、有规律的方法来渐渐地解决一样，同时也符合柔性化 生产中的模块化生产思想。 ( 4 ) 中国家具业面临的难题 目前出口美国家具企业的生产模式是两头在外，即原材料( 大约7 0 以上) 从国进口， 通过企业加工，再通过销售链销售到美国普通顾客手中。该模式的运作能战胜美国企业的 武器是我国企业的劳动力价格太低，而美国的劳动力价格太高，但我国随着生活水平的提 高其工人的工资提高必然提高，那么我们的优势何在呢? 与时同时顾客需要的家具是有个 性化的产品，而且要交货要及时，我们运输时间要比较在美国本士生产的家具慢许多，特 别是生产个性化产品后，我们这种远洋运输成本会大大增加，如果美国能够在生产模式上 领先完全可以弥补劳动力成本高的不足，我们就会在竞争中处于劣势。 家具市场需要个化的产品已经是不争的事实了，对于国内市场也是同样的，国内市场 是巨大的，但我国已经加入w t o ，国外家具产品就可以以零关税的进入中国市场，如果我 们没有适合市场的产品，没有深层次地适应变化市场，我们一定要落后，一定要被淘汰出 局。成都某电视柜生产商，对于每一款式电视柜仅生产5 0 0 套，就不再生产，收到了适应 小批量多品种的好处，每年创造了上亿元的产值。 从大批量生产转变成柔性化生产的难度在什么地方呢? 主要在所有员工的适应过程 和学习过程。人们习惯于刚性的大批量生产，因为可以几年或更长时间不发生变化地快速、 高效的完成生产任务。但是对于柔性化生产则不同，因为一个品种、一个生产工艺可能持 续了不了几天。人们要在不断不断学习过程中生产，这就容易出错误，就会降低生产效率， 增加了成本或延误了交货时间，因此采用化复杂为简单的柔性化生产模块能解决这个难题。 9 1 3 家具结构和工艺设计分析 我i 虱是一个家具生产大国，生产商很多，生产总量也相当可观，但是做o e m 者居多， 或根据用户图纸进行生产，或根据用户所提供的图片进行结构和工艺的设计，也就是说工 厂设计人员更多所从事的工作是深化设计工作。如果设计人员只是照葫芦画瓢，那就会出 大问题了，因为设计是整个生产的龙头，其设计质量不高，则生产效率和效益肯定不会高。 家具市场上流行的家具主要有：k d 家具( k n o c k d o w nf u r n i t u r e 拆装式家具) 、r t a 家具( r e a d y 一七。一a s s e m b l e f u r n i t u r e 待装式家具) 、e t a 家具( e a s y 一七。一a s s e r 【l b l e f u r n i t u r e 易装式家具) 、d i y 家具( d o i t y o u r s e l ff u r n i t u r e 自装式家具) 、3 2 m 系 统家具、大规模定制家具( m a 8 sc u s t o m i z a t i o nf u r n i t u r e ) 等，不难看出这些家具与 传统榫卯结构家具的主要区别是在家具结构或生产工艺的区别。 目前生产商主要是完成家具的结构和工艺设计，至于造型设计则涉及的比较少，而结 构设计和工艺设计更多的根据家具外形，再根据生产工厂的实际情况进行调整，但是没有 为家具的生产解决根本的问题，如采用成组技术和零件标准化的思想，来完成则比较理想。 其中零件的标准化对家具柔性化生产有直接的影响作用，因为零件的标准化能减少零 件不同尺寸的数量，有利于按成组技术和模块化组织生产，因此规范零件尺寸，减少不必 要的尺寸偏差，是提高生产效率的一种手段，同时也是提高设计能力和缩短设计时间有效 方法。其结构设计就按着结构模块化的设计思想来设计，同时考虑生产的模块匹配问题， 因为不同的结构需要所对应的家具生产布局也是不同的。 产品设计模块化是以零部件标准化、通用化、规格化、系列化为前提的。零部件和模 块，便能加快新产品的设计速度、降低设计费用，特别是工艺准备费用；因为这时无需另 行设计新的基本零件，所以也无需为新设计的基本零件去编制工艺规程、设计和制造相应 的工艺装备以及编制所需的c n c 机床的程序。如，板式家具的模块设计就是其中一例，再 如现代流行的板式家具的实木化也是可以采用这种思想和技术的。 设计人员如果没有标准化和零件编码的概念，很容易出现做无用功现象，而且会给生 产带来极大麻烦。如果一个设计人员不知道自己所在的生产企业已经有了类似的零件，而 在绞尽脑汁进行所谓的新零件设计，很可能新的零件与原有的零件或其它零件在尺寸上偏 差很小，如厚度差1 m ，但是给生产却带很多麻烦，如调整机械、换刀、调刀及首件确认 等动作，也可能所规定的工艺与原有类似零件工艺相差不多，但增加了额外的工艺或要求 则也给生产带来新的损失，因此我们希望设计人员在结构设计和工艺设计时，以及造型设 计时都要考虑按如下方法进行设计。 家具结构和工艺设计方法： 1 考虑零件的标准化，以便套用原有的零件或便于以后设计，减轻以后设计的工作量； 2 家具结构要分模块，与生产模块相匹配，这样有利于组织生产，提高生产效率和效益； 3 家具零件设计时就应该进行编码，便于管理和检索； 4 家具零件设计也考虑到其生产工艺； 1 0 2 家具柔陛化生产分析 2 1 家具柔性化生产的概念 从系统论的观点，制造柔性是指制造系统及系统组件对产品多样性和系统内外各种变 化及不确定性的适应能力。柔性分为范围柔性、反应柔性和状态柔性等。 柔性是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有 关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务， 完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。 柔性制造一般可分为如下： 1 ) 机器柔性：当要求生产一系列不同类型的产品时，机器随产品变化而加工不 同零件的难易程度。 2 ) 工艺柔性：一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力；二是制 造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。 3 ) 产品柔性：一是产品更新或完全转向后，系统能够非常经济和迅速地生产出 新产品的能力；二是产品更新后，对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。 4 ) 维护柔性：采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行的能力。 5 ) 生产能力柔性：当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货 而组织生产的制造系统，这一点尤为重要。 6 ) 扩展柔性：当生产需要的时候，可以很容易地扩展系统结构，增加模块，构成 一个更大系统的能力。 7 ) 运行柔性：利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同 样的产品，换用不同工序加工的能力。 柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总 和。柔性制造技术是技术密集型的技术群，我们认为凡是侧重于柔性，适应于多品种、中小 批量( 包括单件产品) 的加工技术都属于柔性制造技术。 介绍几个比较典型的柔性制造的定义： ( 1 ) 1 9 6 7 年r o p h l 给出的定义：集成化地设计和连接系统中的元素，使得生产设备 能满足不同的生产任务称谓柔性制造。 ( 2 ) 1 9 8 5 4 年k i c k e r t 将柔性制造定义为一种控制方法，通过增加可控制对象的类型， 提高控制速度等为方法，达到快速响应外界不可预测性变化的目的。 ( 3 ) 1 9 8 9 年g u p t a 和b u z a c o m 将制造系统的柔性描述为系统适应变化的能力，且该 能力是由制造系统的灵敏陛和稳定性决定的。灵敏性决定系统是否能响应外界的生产需求 变化，稳定性则决定当需要响应生产变化需求时，系统响应外界变化的能力如何。 ( 4 ) 1 9 9 0 年s e t h i 等人将制造柔性分成儿种：机器、物流、操作、工艺、产品、路 径、数量、可扩充性、程序、生产和市场。其中前3 种是制造系统的重要组成部分，后面 几种则贯穿于制造过程始终。 综上所述，柔性含义可以归纳如下： 柔性是一种灵活应变的能力或快速响应的能力。 柔性应贯穿整个生产过程的每一个方面及每一个阶段，如工艺、设备、管理、刀 具等。 实际上，现代机械工业所追求的制造柔性，也可以看作是生产技术和制造系统适应产 品变化和产量变化所具有的一种效率。由此可见，具备良好制造硬件的企业，不仅能生产 单一品种的大批量产品，而且能生多品种小批量的产品。 柔性制造技术( f m t ) 的核心是要实现软、硬件制造环境，实现对生产制造系统中物 流( 加工对象) 的自动切换，使加工对象能真正连续的流动，但相对f m t 的每次改装( 改 装一次的费用十分昂贵) ，其加工对象