實木定制家具的設計生產瓶頸與解決途徑

實木定制家具的設計生產瓶頸與解決途徑鄒亞潔;張帆;李黎【摘要】通過對YH家居材料有限公司的實木定制家具生產線進行調研，歸納實木家具定制化生產的現(xiàn)狀,對比實木家具和板式家具在定制中的不同之處,總結出目前實木定制家具企業(yè)設計和生產中的瓶頸問題.希望通過引入成組技術,編碼技術,搭建實木定制家具設計生產系統(tǒng)和實木家具標準零部件庫的作用,為實木定制家具生產企業(yè)解決瓶頸問題提供一定的參考.期刊名稱】《林產工業(yè)》年(卷),期】2019(046)003【總頁數(shù)】5頁(P60-64)【關鍵詞】實木家具;定制家具;成組技術;零部件標準化【作者】鄒亞潔;張帆;李黎【作者單位】北京林業(yè)大學材料科學與技術學院,北京100083;北京林業(yè)大學材料科學與技術學院,北京100083;北京林業(yè)大學材料科學與技術學院,北京100083【正文語種】中文【中圖分類】TS664.1定制家具，指在工業(yè)規(guī)?；a基礎上，根據(jù)消費者居室空間尺寸、個性化需求進行設計和生產的一種新型的家具產品。近5年來中國定制家居每年以超過25%的速度增長，2016年可以稱得上定制家居爆發(fā)的元年，部分企業(yè)增速甚至超過了50%［1］。目前，我國定制家具在家具行業(yè)的滲透率約20%~30%，對比美國、韓國等發(fā)達國家60%~70%的滲透率，有較大提升空間。其中我國定制家具細分市場每年還在以30%以上的速度快速增加，遠快于家具行業(yè)每年8%~9%的增速。例如2017年歐派家居營收達99億元，同比增長33%；顧家家居營收66.9億元，同比增長39.6%；索菲亞營收61.62億元，同比增長36.0%；尚品宅配營收53.2億元，同比增長32.2%。據(jù)測算，定制家居品牌企業(yè)近年收入規(guī)模年復合增長有望持續(xù)超過30%，甚至有望超過40%。定制設計營銷作為一種全新的業(yè)務發(fā)展模式，成為家具業(yè)的新機遇，行業(yè)企業(yè)紛紛布局定制業(yè)務，開始由原來單純原材料供應商向“設計+產品+服務”的一站式整體解決方案提供商轉變［2］。作為占有細分市場的實木家具，面對有較成熟的模塊化、標準化系統(tǒng)支持的板式定制家具，被迫進行產業(yè)升級。在實木家具走向定制時代的過程中設計與生產都面臨多方難題亟待解決。實木家具定制化市場的現(xiàn)狀在2018年5月1日實施的標準GB/T3324—2017《木家具通用技術條件》中，重新定義了實木類家具。實木類家具指主要部位采用實木類材料制作、表面經（或未經）實木單板或薄木（木皮）貼面、經（或未經）涂飾處理的木家具。實木類材料包括原木、實木鋸材及指接材、集成材等材料［3］。2018年7月12日公布的T/CFDCC0203—2018《實木定制家居產品》團體標準中規(guī)定了實木定制家居產品的術語和定義、分類、材料、一般規(guī)定、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、隨行文件、運輸和貯存及服務。實木定制家居產品是指根據(jù)客戶的個性化需求和供需雙方的商定，由企業(yè)向客戶提供的全部或主要部分由實木制作的家居制品和裝修產品［4］。由于實木家具生產工藝管理水平的提升，實木家具與板式家具之間的成本差距逐漸減小，實木家具市場進一步擴大，同時在《2016年中國家具全屋定制消費趨勢報告》中顯示新中產階級的崛起帶動家裝消費升級，人們對家居品質、環(huán)保的要求日益提高，在二次裝修中，65.61%的受眾更偏好實木家具，消費群體的年齡跨度也逐漸擴大，消費者對于實木定制家具有明確而全面的認知，主要集中在實木定制家具的耐用、美觀和環(huán)保方面，但對于專業(yè)性較高的環(huán)保標準認知還有待加強。而無論是否購買過定制家居產品，他們都對實木定制家居表現(xiàn)出積極的消費態(tài)度。實木定制成為這一消費升級的新風口，推動了實木家具企業(yè)重構產業(yè)鏈。實木家具中具有中國傳統(tǒng)文化元素的新中式家具和向板式家具靠攏的實木家具成為目前設計的兩個趨勢,風格款式上兩極化發(fā)展，即新古典和板式化［5］。實木定制家具產品作為新興的家具產品，行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?，但各個品牌生產的產品品質和服務質量高低不同，且在家具行業(yè)中，2018年之前就出臺了國家林業(yè)行業(yè)標準LY/T2876—2017《人造板定制衣柜技術規(guī)范》與家具裝飾業(yè)行業(yè)標準JZ/T1—2015《全屋定制家居產品》兩項標準。之后團體標準T/CFDCC0203—2018《實木定制家居產品》的發(fā)布，也在一定程度上引導了實木定制家居行業(yè)的健康發(fā)展。同時更多相關的標準，如《實木定制家居產品安裝服務規(guī)范》也在全國工商聯(lián)家具裝飾業(yè)商會實木定制家居專委會的發(fā)起與督促下不斷完善。實木定制家具與板式定制家具的區(qū)別當前實木定制家具備受市場關注，需求量與日俱增，但傳統(tǒng)的實木類家具的部件具有品種多，批量小，加工復雜，標準化、系列化程度低等缺點，目前定制化加工水平不高。雖然已有標準規(guī)定了實木定制家居制品的術語，但如何實現(xiàn)“實木定制”仍是企業(yè)面臨的大問題。大多數(shù)進行定制升級的實木家具品牌是在對木門、柜類、木地板、樓梯類等單一產品的創(chuàng)新研發(fā)和定制化轉型過程中發(fā)展而來的，而嘗試且實現(xiàn)定制化的企業(yè)仍為少數(shù)。作為定制化家具產品的先驅，板式定制家具已形成一套完整的設計生產解決方案，包含智能制造系統(tǒng)，全自動化立體倉庫和智能物流系統(tǒng)，全流程自動化、信息化和智能化的生產線，做到了從前端設計、客戶定制到工廠生產再到物流運輸整個過程的無縫對接。板式家具的訂單管理系統(tǒng)（圖1）賦予各個零部件以信息條碼，使得快速追蹤原板材信息和實現(xiàn)智能制造成為現(xiàn)實［6］。圖1板式家具訂單管理系統(tǒng)Fig.1Panelfurnitureordermanagementsystem表1實木定制家具與板式定制家具對比表Tab.1Comparisonofsolidwoodcustomizedfurnitureandpaneltypecustomizedfurniture實木定制家具板式定制家具原料實木鋸材或板材為主材人造板為基材尺寸不固定尺寸固定穩(wěn)定性不好，木材干縮濕脹，存在各向異性穩(wěn)定性好不易變形備料環(huán)節(jié)復雜備料環(huán)節(jié)一步到位設計造型復雜造型較簡單模型修改難度大專用定制軟件快速修改造型客戶參與設計程度低客戶參與設計程度高產品設計延展性低產品設計延展性高拆單自動化程度低系統(tǒng)自動拆單增加涂裝、砂光步驟可免涂裝雕刻須有人工精雕生產線自動化程度高人工挑選木材紋理方向開料時一次性完成表面紋理方向選擇結構節(jié)點復雜標準五金連接生產周期長生產周期短包裝部分需要先安裝再包裝平板化包裝生產實木家具相較于板式家具擁有更為復雜的制造過程和更多的零部件，目前雖已有部分企業(yè)通過先進設備，實現(xiàn)精準加工、智能下料、降低資源和能量的消耗［7］，但其智能化生產仍是行業(yè)難點。對比實木定制家具和板式定制家具（表1）可以看出，實木家具企業(yè)普遍存在信息化落后、標準化程度低、生產周期長、產品設計延展性低的問題。實木定制家具企業(yè)目前設計生產存在的問題筆者調研了YH家居材料有限公司的實木定制家具生產線，該企業(yè)注冊資本6000萬元人民幣，擁有現(xiàn)代化廠房20萬m2,曾主營實木地板，后啟用子品牌進行全屋定制戰(zhàn)略升級，實現(xiàn)單一產品向木制品多元化方向的轉變，繼續(xù)堅持“高品質、差異化”的競爭策略。添加了一條實木定制生產線，該生產線擁有BACCI五軸加工中心等多臺智能加工設備。實木主用材為巴西玫瑰木、歐洲橡木、維臘木、大果紫檀等。該企業(yè)的產業(yè)區(qū)為集設計、生產、運輸、展廳為一體的家具定制服務中心，現(xiàn)有產品包含美式鄉(xiāng)村、意式、歐洲古典、北歐簡約、現(xiàn)代簡約、中式古典、新中式等多個風格的上百種家具產品，產品展廳占地5萬m2。實木定制家具設計階段通過對設計部的調研和設計師的訪談，該企業(yè)實木定制家具設計流程如圖2所示，用戶可通過公司官網對已有的產品庫進行選擇，再定制尺寸和細節(jié)，或者直接提供定制圖樣，設計師進行三維效果圖和三視圖的繪制，設計階段用時14d左右，該環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題主要集中在：1） 已有產品沒有完善的結構圖紙，已有產品數(shù)據(jù)庫搭建不完善。該情況導致客戶下單后，尺寸細節(jié)修改的環(huán)節(jié)過于復雜，人工繪制圖紙的時間長，客戶等待修改的時間也長?，F(xiàn)在該企業(yè)正在補錄已有產品的結構圖紙并完善產品數(shù)據(jù)庫，但由于產品系列過多，工作進展十分緩慢。2） 已有產品缺失標準化的結構、部件或尺寸模數(shù)，系列衍生困難。作為定制家具產品，更加注重客戶的個性化需求，按需修改尺寸成為很多已有產品的必經之路，但由于現(xiàn)在產品的分類，編碼都未制定標準，尺寸變化的規(guī)范也未完善，導致客戶定制的產品無法融入標準生產線，對后續(xù)生產過程造成了影響。3） 拆單環(huán)節(jié)人工操作，自動化程度低。由于本身產品的定制屬性和非標準，設計制圖人員只能人工進行拆單并繪制各個零部件，該環(huán)節(jié)不僅考驗設計師的結構設計能力，也需要長久的經驗。拆單出錯率和設計階段的耗時難以降低。圖2YH實木定制家具設計流程Fig.2YHcompany'ssolidwoodcustomizedfurnituredesignprocess實木定制家具生產階段通過跟隨訂單生產，調研了該企業(yè)實木定制家具生產流程（如圖3所示），在用戶確認訂單進入排產后，對非標準的定制產品會先進行等比縮小的小樣制作來進行力學實驗，測試結構設計的穩(wěn)定性和強度是否達到要求，其余定制產品則直接進入生產線進行生產，單個產品制作周期一般在3~8d內。該企業(yè)擁有的數(shù)控機床和數(shù)控加工中心大幅度降低了定制異形件的生產時間，也增加了客戶定制產品的造型多樣性。圖3YH實木定制家具生產流程Fig.3YHcompany'ssolidwoodcustomizedfurnitureproductionprocess1） 受木材特性限制，備料環(huán)節(jié)復雜。實木作為一種天然材料，具有各向異性、干縮濕脹的特點，實木的性質導致定制家具造型有局限性，多數(shù)定制集中于異形件造型本身，或柜類家具的功能劃分上。在人工選料過程中實木缺陷標記易錯率較高，返工率較高，另外受原材料價格和備料環(huán)節(jié)的出材率的影響（如表2所示），實木家具多數(shù)材種實木零件坯料不能像板式定制下料一樣，實行大板鋸切和套裁下料，加工效率無法保證。表2實木拼板與人造板價格對比表Tab.2Pricecomparisonbetweensolidwoodpanelandwood-basedpanel種類樹種尺寸/mm價格/（元?m-3）實木拼板針葉材1220x24403000-6000闊葉材大規(guī)格拼板6000~30000飾面刨花板1220x24401000-16002） 信息化落后，產品鏈聯(lián)接不緊密。目前企業(yè)生產單項技術信息化雖已實現(xiàn)，但從圖紙到各加工設備之間的傳輸多為人工處理，修改細節(jié)尺寸也直接由技術人員在圖紙上手繪修改，設計部門和生產部門的圖紙對接不及時，生產管理與監(jiān)控也無法快速實現(xiàn)。3） 實木部件品種繁多，結構部位差異性大。在同系列產品中部件造型需要有呼應關系，而實木家具零部件的互換性較弱，并且同造型不同材質的生產，導致結合方式發(fā)生變化，從而生產線變得更為復雜。4）編碼信息在整個生產鏈中的斷層和缺失。從原材料的多樣性開始，由于實木的來源途徑、本身材料性質的差異導致備料的編碼已經難以統(tǒng)一。由于切削加工、涂飾的限制和包裝運輸線的特殊性也使得實木產品零件的編碼無法如板式家具一樣貫穿生產鏈。實木定制家具現(xiàn)存問題的解決途徑針對上述提出的實木定制家具企業(yè)現(xiàn)存的一些問題，主要可以通過以下幾個途徑進行解決：4.1引進成組技術，對實木零部件進行標準化、系列化的設計標準化設計是指在產品設計開發(fā)階段制定相關的標準，統(tǒng)一要素，面向產品的通用性，采用共性條件，開展的適用范圍比較廣泛的設計，加速產品設計開發(fā)的速度。通過產品的標準化組合，提高產品零部件通用性、標準化的程度，使產品的設計開發(fā)獲得較好的經濟效益。而產品系列化是標準化走向成熟的標志；系列化是使某一類產品系統(tǒng)的結構優(yōu)化、功能最佳的標準化形式。系列化通常指產品系列化，它通過對同一類產品發(fā)展規(guī)律的分析研究，經過全面的技術經濟比較，將產品的主要參數(shù)、型式、基本結構等作出合理的安排與計劃，以協(xié)調同類產品和配套產品之間的關系［8-9］。將零部件按照實木產品的系列進行尺寸整合，安排生產加工時，按照零件的相同和相似性，對零件成組化，進行混流生產，可以大大減少加工時效。如可以對不同家具產品的門芯板、門框進行尺寸歸類，減少尺寸種類，確定標準件［10］后，統(tǒng)一進行加工，不同產品使用相同標準零件，也利于生產流程中零件編碼智能化，掃描執(zhí)行加工工藝［11-12］。也可對傳統(tǒng)實木家具結構進行適應現(xiàn)代加工設備的新設計，已有學者對柜類柜門結構［13-14］進行簡化設計，使門芯板結構板式化，提高了門芯板的標準化程度。搭建網絡系統(tǒng)與引進智能生產系統(tǒng)，提高信息化、智能化水平實木定制家具從原料端開始搭建網絡系統(tǒng)，并搭配使用相應的可識別信息的工藝設備，已有學者針對實木定制家具設計端、生產端、安裝端進行了信息化搭建的研究［15-18］，同時通過智能生產技術的引進，如智能優(yōu)選鋸切、無人化缺陷掃描、智能指接技術、高頻拼板技術等，使實木定制生產高效化、規(guī)?；嵞炯揖叻蛛A段引入編碼技術，逐步實現(xiàn)智能制造從備料到機加工到包裝運輸，在成組技術引入的基礎上，對已標準化的實木產品零件進行編碼，生產線各工段、各加工機械掃碼執(zhí)行加工工藝［19-20］。如根據(jù)產品零件規(guī)格指導拼板、選料，按成組零件進入加工周轉箱，周轉箱攜帶編碼，加工機械和生產線各節(jié)點掃碼執(zhí)行操作等［21-22］。同時企業(yè)可根據(jù)自身企業(yè)的產品特點設置編碼規(guī)則，統(tǒng)一產品編碼之間的關聯(lián)性，為集成企業(yè)資源管理系統(tǒng)(ERP,EnterpriseResourcePlanning)、柔性生產系統(tǒng)(FMS，F(xiàn)lexibleManufactureSystem)、生產制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES，ManufacturingExecutionSystem)、智能物流系統(tǒng)(ILMS，IntelligentLogisticsManagementSystem)打下基礎，逐步使實木定制企業(yè)走向智能制造。提高企業(yè)員工的信息化素養(yǎng)，重視研發(fā)與生產等部門之間的信息交流全體員工需要進行相應的培訓，熟知企業(yè)標準化信息，對企業(yè)生產鏈有深入的了解搭建各部門快速交流的平臺，必需人工錄入的流程也能及時反饋給相應部門，保證各環(huán)節(jié)信息的良好對接。5結語隨著實木家具走向“工業(yè)4.0”智能制造階段，實木家具客戶群的個性化需求也將逐漸通過標準化、信息化得以實現(xiàn)，實木家具企業(yè)也將面臨更加多變的客戶需求。零部件標準化是解決實木定制設計生產的關鍵條件，在設計、生產、物流等方面將會發(fā)揮積極作用，也需要多方專業(yè)人員在實木零部件標準化的研究道路上做出更加深入的研究。參考文獻【相關文獻】李龍俊?家具業(yè)遇冷定制家居卻逆勢增50%[N].四川日報,2017-01-13(010).劉保濱?定制家具發(fā)展趨勢探析[J].黑龍江科學,2017,8(21):168-169.GB/T3324—2017,木家具通用技術條件[S].北京:中國標準出版社,2017.T/CFDCC0203—2018實木定制家居產品[S].北京:中國標準出版社,2018.北方.2017年實木家具設計發(fā)展趨勢[J].家具與室內裝飾,2016(10):58-61.柯美元，成偉華，王鏡?我國家具及木門生產用木工機械的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].木材工業(yè),2018,32(2):33-37.姜征?智能制造,推進實木定制規(guī)?；χ袊谑鍖檬覂日筟J].木材工業(yè),2017,31(6):59.李春田?標準化概論[M].6版?北京:中國人民大學出版社,2016.郝景新，吳新鳳,唐志宏，等?定制家具的成組制造模式分析[J].林產工業(yè),2017,4